现代重力坝的横断面形状都呈三角形，如图1所示。初看起来，这似乎是不言而喻的，也似乎是与生俱来的。实际上, 从重力坝几千年的发展过程看, 这种三角形断面还只有140多年的短暂历史。

            （a）               （b）             （c）              （d）               （e）

(a) 美国的渡口峡(Canyon Ferry)坝,坝高69m,1953年建成;

(b) 瑞士的大狄克逊(Grande Dixence)坝,坝高285m,1962年建成;

 

         人类建造重力坝的历史可以追溯到约5000年以前。在公元前2900年左右，在埃及早王朝时期建的科希斯（Kosheish）坝就是一座砌石重力坝。我国秦代在灵渠上建的大天平和小天平砌石坝还可溢流, 如图2(a) 所示。后来随着人们建坝经验的积累和丰富, 坝的规模逐渐扩大, 坝体越来越高。然而早期的重力坝都是凭经验建造的，建坝者最朴素的物理概念就是利用坝体的自重维持坝体的稳定, 因而坝的断面很庞大。一直到19世纪中期, 虽然世界上建成了一批重要的重力坝, 然而坝体断面仍然庞大, 如图2所示。

 

                  （a）                    （b）              （c）        （d）       （e）      （f）

(a) 我国的大天平与小天平(坝),坝高4m,公元前219年建成;

(d) 法国的维阿鲁(Vioreu)坝,坝高11.0m,1833年建成;

(e) 法国的格洛梅耳(Glomel)坝,坝高13.1m,1833年建成;

那么, 这些有几千年传统的、在人们脑海中根深蒂固的断面形状如何进步到图1所示的三角形断面的呢？

奇迹发生在19世纪中期的法国。

到19世纪中期，欧洲的工业革命得到进一步发展，运输、城市与工业用水等都要求兴建更多更高的坝。面对这一社会需要，对坝的建造进行理论研究就势在必行；而当时进行理论研究应具有的背景条件也日臻成熟，主要是材料力学基础理论的进步。关于梁的弯曲应力研究中有关中性轴位置的问题，在经历了长达两个世纪的争论之后，直到19世纪初期才由法国工程师纳维（Navier)确定下来。之后，简支梁以及悬臂梁的应力计算在各个领域中得到应用。到19世纪中期，法国工程师塞兹利(De.Sazille)率先提出用悬臂梁理论计算重力坝应力并设计断面。在重力坝设计中引入“应力”概念，就使重力坝的建造迈进到一个崭新的阶段——近代重力坝阶段。

1866年世界第一座用理论严格设计的重力坝——法国的富伦斯(Furens)坝诞生了，坝高56m。富伦斯坝的断面形状, 如图3所示, 图4是其全貌。

 

与图2所示的断面庞大的古代重力坝相比，富伦斯坝断面令人耳目一新，不仅坝体明显的要经济得多，而且凸显曲线美。

富伦斯坝的重要意义在于:

● 是世界上第一座用理论严格设计的坝, 在坝工历史上具有划时代的意义;

● 是当时坝高创纪录的坝;

● 是坝工历史上第一座坝高超过50m的坝(见图5) 。   

图3所示的富伦斯坝断面形状，我们不妨称之为曲边三角形，它是严格用悬臂梁公式计算出来的。由于曲线形不便施工，经过一段时间实践后，以后的坝便调整为（直边）三角形断面了。

自富伦斯坝之后, 人们再也未回头建造过庞大断面的重力坝了。

自富伦斯坝之后, 三角形断面的重力坝宛如烂漫的山花在全球开放。然而, 世界上很多人看来并不知道最先开放的那朵花——梅花富伦斯坝！