壩身大泄量中小型拱壩體型結構設計研究.pdf

1、隨著我國能源需求的日益增加，水電開發(fā)的重心向河流中、上游移動，在雅礱江等大江大河的支流上修建的中小型拱壩逐漸增多。受河道地形條件限制，這些拱壩往往水頭高、流量大、壩身孔口尺寸大，而壩身開設大孔口，拱圈的連續(xù)性遭到破壞，孔口局部應力集中也可能導致混凝土開裂，影響拱壩的安全運行。在拱壩體型設計中，如何綜合考慮這些問題，使壩體的厚度在優(yōu)化設計中更薄，是拱壩設計人員關心的主要課題之一。目前，高拱壩設計的研究較多，但設計方法復雜，基于此，本文進行

2、了如下工作，并提出了一個經濟可行的設計方法和流程。
　　論文首先在拱壩體型設計經驗的基礎上，將常用的三種水平拱圈的設計參數(shù)簡化為對壩體應力、穩(wěn)定和工程量較為敏感的設計參數(shù)，為拱壩體型優(yōu)化降低了難度。然后通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計及最大中心角大小及位置的敏感性分析，得出厚高比取值在0.23左右適宜；拱圈最大中心角在1/3H~2/3H時可以有效降低壩體應力，其中無孔拱壩在壩體中上部適宜，開孔拱壩在中下部適宜；拱壩最大拱端中心角在90°~100°范圍

3、內選取比較合適。
　　其次，根據(jù)某實際工程，通過綜合比較應力水平、穩(wěn)定性及工程量等因素，對拱圈線型進行了優(yōu)選，并在考慮開孔效應下對拱圈進行了變厚處理。采用拱梁分載法和有限元法對選定體型的開孔拱壩進行了簡單校核，驗證了有限元法評價拱壩體型的可行性。
　　最后，以該實際工程的表孔、深孔結構基本體型為基礎，采用有限元法研究了施工期和運行期的拱壩工作性態(tài)，對比分析了拱壩安全運行和水平梁產生裂縫情況下的整體應力分布及孔口應力情況，并提