一種新型拱壩-擺線拱壩的應(yīng)力分析與體型優(yōu)化研究.pdf

1、拱壩作為一種擋水建筑物，其類型有凸向上游的單曲拱壩及切除單曲拱壩腹梁底受拉區(qū)混凝土后形成的雙曲拱壩，其壩的體型一直處于不斷的改進及優(yōu)化過程中。目前我國的拱壩類型主要有單心、雙心、三心圓弧雙曲拱壩，拋物線雙曲線拱壩，橢圓雙曲拱壩，對數(shù)螺線雙曲拱壩等。
　　 拱壩的體型對壩體的安全、造價和施工等都有著重要的影響。拱壩的安全可靠性是依靠壩體混凝土的強度和兩岸拱座巖體的強度及穩(wěn)定性來保證的。在拱壩體型設(shè)計中，一方面需要充分發(fā)揮混凝土抗壓

2、強度高的優(yōu)勢，以盡量減少拉應(yīng)力，使壩體承受較均勻的壓應(yīng)力，把荷載傳遞至兩岸壩基;另一方面要重視兩岸拱座的抗滑穩(wěn)定和巖體變形，使兩岸壩肩的推力盡量轉(zhuǎn)向山體。例如，圓弧拱壩應(yīng)力分布較好，體型簡單，便于設(shè)計、施工，但適宜較大的中心角，故岸坡交角不大理想，而對數(shù)螺線拱壩壩體應(yīng)力分布、壩肩穩(wěn)定和抗震性能方面較其它壩型優(yōu)越，但線型復(fù)雜，調(diào)整體形也困難，對改善推力角效果不明顯。因此，我們只能在矛盾之間取舍，達(dá)到設(shè)計的最優(yōu)狀態(tài)。
　　 由于現(xiàn)有

3、拱壩線型存在壩身應(yīng)力大小及岸坡穩(wěn)定與否的矛盾，為此本文經(jīng)過初步探討提出新的拱壩線型——擺線型拱壩。
　　 為了論證新線型作為拱壩軸線的合理性，本文建立了擺線拱壩數(shù)學(xué)模型，并結(jié)合結(jié)構(gòu)力學(xué)建立擺線拱壩的力學(xué)模型，通過初步應(yīng)力計算，得到了拱、梁應(yīng)力分布規(guī)律及拱、梁荷載分配規(guī)律，證實了擺線很可能成為以一種新型的拱壩線型，并對初步應(yīng)力計算結(jié)果進行了體型優(yōu)化，使其達(dá)到設(shè)計規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)。
　　 為了進一步證實擺線拱壩的可行性，通過ANS