混合线型拱坝的优化设计

拱坝的混合线型是以曲率半径方程描述的统一的拱圈线型，通过改变曲率方程中的参数，能很好地适应坝体各个部位不同的地形地质条件和受力特点，并实现不同拱圈线型间的平滑过渡，本文阐述了混合线型拱圈的模型，并以２座工程实例，说明了混合线型拱圈与常规体型模式相比具有很强的竞争优势，混合线型拱坝优化设计是“拱坝新型体型优化和全过程分析的研究与应用”的重要组成部分。后者荣获１９９８年度国家科技进步三等奖。     

三次样条线型拱坝体形优化设计

本文以拱坝拱圈线型值点坐标、拱端厚度和半中心角为体形参数给出了三次样条线型拱圈的构造方法，并给出了三次样条拱轴线的保凸条件；以拱冠梁和拱圈体形参数为设计变量，建立了三次样条线型拱坝体形优化设计模型。以某拟建拱坝体形优化设计为例，采用有限元等效应力描述应力约束条件，利用加速微种群遗传算法求解。计算结果表明，三次样条线型拱坝优化体形比设计部门经过优化提出的抛物线体形坝体体积减小了58.4万m3，说明三次样条线型拱坝体形的优越性。     

江口椭圆拱坝优化设计

江口拱坝的设计充分利用了中国水利水电科学研究院的拱坝体型优化研究成果,拱坝选用了椭圆拱坝方案,是目前完全采用优化体形作为基本体形且已建成的最高的拱坝(坝高140m),也是我国最早的3座椭圆拱坝之一。本文简要介绍了江口拱坝体型优化研究过程,并详细介绍了设计所采用的椭圆拱坝方案,同时对拱圈中心线曲率半径从拱冠到拱端的合理变化趋势进行了讨论。结果表明:对拱坝进行优化设计效率很高,可满足设计规范要求,设计出的拱坝坝体应力分布较好,坝体方量较小;对拱坝设计规定拱圈中心线曲率半径从拱冠到拱端必须增大不是必要的,只要对拱坝的应力、稳定有利,曲率半径增大和减小都应是允许的。     

基于拱坝稳定的拱圈线型优化探讨

应用有限元法对拱坝的不同拱圈线型进行了屈曲分析，获得了基于拱坝稳定的合理拱圈线型，提出了拱坝稳定最优中心角的概念。     

大花水拱坝拱圈立模测校计算方法

双曲拱坝因具有优越的经济性和安全性而被列为现代大坝设计中3大优选坝型之一,由于双曲拱坝在水平和竖直断面上同时向上游弯曲变化,线型复杂,设计不可能提供细部的体型数据.针对双曲拱坝特有的体型特点,结合施工现场实际条件,建立了上下游拱弧立模偏差计算数学模型,利用工程用可编程计算器进行编程加载,解决了任意高程拱圈放样点位偏差的现场同步快速计算问题.     

白鹤水电站拱坝体型优化设计

针对浙江省重点工程─—白鹤水电站的拱坝设计，利用水利水电科学研究院的ADASO程序及浙江大学的ADAO程序对白鹤水电站拱坝进行了体型优化及应力分析，得出以下几点结论：（1）通过体型优化，减少坝体工程量约10％；（2）两套程序的优化体型基本相同；（3）对于中小型拱坝，拉应力是控制条件；（4）两套程序的拱圈厚度变化的α值取法不同．     

北疆山口电站常态混凝土拱坝体型的确定

文章以新疆北疆山口电站为实例,结合该电站常态混凝土双曲拱坝址的地形和地质条件,通过分析确定拱冠梁顶部、中部、底部的尺寸,坝肩拱端嵌深和倒悬度,以及拱圈线型选择等问题,进行坝型设计及优化,并对高拱坝体形设计的设计思想、设计方法和设计原则等进行了阐述,最终确定该拱坝体型为双曲拱坝,以期对类似工程有一定的参考和借鉴价值。     

洞河水库拱坝体型设计及应力分析

拱坝的体型设计和应力分析是拱坝设计的重要内容。本文对洞河水库碾压混凝土拱坝采用拱梁分载法进行了五种工况的计算,分析了该拱坝在各种工况下的受力特点和变形规律,依据计算结果优化了体型设计,并为细部构造设计提供了可靠的依据,有关结论对同类工程的拱坝体型选择具有参考价值。     

允许底部滑动的拱坝设计

本文初步探讨了允许底部滑动的拱坝设计方法,对拱坝设计有所改进,尚待工程实践。本文介绍一种允许底部滑动的拱坝设计方法。在较宽阔的河谷中,采用这种结构措施可以大大改善拱梁荷载分配,消除悬臂梁上游面的拉应力,充分发挥下层拱圈的承载能力,使得坝体各部位材料受力较为均匀,从而节约工     

复杂地基加固处理前后拱坝结构特性对比分析

为了分析建在复杂地基上的高拱坝在水库蓄水后坝体工作性态受坝肩断层、裂隙等地质缺陷的影响程度,采用结构模型试验及有限元计算方法,对某高拱坝1 760 m典型高程拱圈开展研究,对比分析拱坝在坝肩软弱结构面加固处理前后的结构特性。结构模型试验结果表明:在天然坝基条件下,受坝肩软弱结构面较发育以及两岸地形地质条件不对称等因素影响,拱坝的应力与变位值较大,其分布特征存在明显不对称的特点。采用以混凝土置换为主的措施进行加固处理,并对处理前后的拱坝应力、变位情况进行对比分析,有限元计算结果表明:在左岸布置混凝土垫座以及对软弱结构面进行混凝土置换,可有效提高坝肩岩体的承载力和抗变形能力,同时可调整拱坝体型、改善坝体受力状态,使拱圈应力与变位值减小,左右对称性得到明显改善,具有良好的加固效果。     

基于ANSYS的混合线型拱坝等效应力计算

在拱坝应力分析中,有限单元法在计算理论上优于拱梁分载法,并已经广泛应用于拱坝的仿真计算和应力分析。但在弹性理论下,有限元法应力计算结果与所采用的单元类型存在密切关系,且近基础部位存在着严重的应力集中现象。为了解决这一问题,一些学者提出了等效应力法作为改进,但由于拱坝线型不同,采用的参数计算方法亦不同。因此,对混合线型拱坝等效应力计算方法作了进一步改进,即只需输入混合线型拱坝的参数便可得到6种线型拱坝以及介于这6种线型之间的各种拱坝的等效应力。将该方法得到的等效应力计算结果与拱梁分载法的计算结果进行了对比,验证了其准确性和实用性。     

磐安县雷滚口拱坝合理体型的选择

在雷滚口拱坝的设计中，应用河海大学的拱坝优化程序进行了体型优化设计。虽然采用了被认为是较保守的单心、等厚圆弧拱圈体型，但由于该体型施工与放样较简单，只要因地制宜地采用合理的工程措施，同样可以取得满意的结果。     

砌石双曲拱坝拱冠梁设计的探讨和实践

拱冠梁的设计对砌石双曲拱坝的体型设计有着重要的影响。为抵消坝址两岸地形、地质条件不对称的影响,将拱冠梁布置在底拱上的适当位置使中下部拱圈大体对称有利于结构安全。适当旋转拱冠梁能使两岸拱端推力方向变化,可平衡两岸拱座稳定条件。优化了高店拱坝和下会坑拱坝拱冠梁的设计,取得了良好的工程效果。     

东江双曲拱坝体型设计及应力分析

拱坝的体型设计和应力分析是拱坝设计的主要内容之一。本文扼要地论述了东江拱坝体型设计;分析比较了有限单元法、拱梁分载法程序和计算与实验的成果。由此看出诸法程序算得的拱冠、拱座主应力沿坝高分布的趋势与规律是一致的;东江拱坝应力状况能满足设计要求。东江拱坝应力分析表明:在目前拱坝设计中,拱梁分载法可作为基本的应力分析方法,而其它方法作为校核。     

拱坝的非线性分析

本文讨论非线性有限元法在拱坝分析中的应用。用弹塑性—断裂模型描述拱坝与基岩的力学性质,可以求得拱坝—岩基交界面的开裂区范围、拱坝变形的变化和拱坝的应力重分布情况。典型算例表明,考虑拱坝—岩基交界面的开裂后,坝踵处高铅直拉应力消失,而铅直压应力仅略有增加。从而可知,在拱坝设计中推广非线性分析方案可以导致更经济的设计和更简单的拱坝体型。     

抛线拱坝设计与二滩拱坝选型研究

二滩水电站在国内首次采用了抛物线双曲拱坝。本文论述了抛物线双曲拱坝的基本特点、体形布置方法和拱梁分载法的应力分析程序,介绍了二滩拱坝坝型选择和体型设计的研究成果。     

共和水库混凝土拱坝设计

基于水库混凝土拱坝设计研究,要分析坝地形与地质条件,掌握工程枢纽布置,然后详细设计拱坝特征。通过拱坝体型设计、应力分析以及坝肩稳定分析,得到可靠的设计方案,为水库混凝土拱坝的质量保证奠定较好的基础。     

高混凝土坝设计计算方法与设计准则

本文主要介绍“七五”国家科技攻关17—02—02专题在高拱坝合理体型与优化设计、应力与稳定分析方法、拱坝抗震设计、大体积混凝土材料特性、拱坝可靠度分析、高混凝土拱坝设计准则,以及高水头大直径压力钢管的合理布置与结构设计等方面的研究成果。研究针对我国高拱坝设计中存在的关键技术问题进行了全面论述与分析,为提高设计水平、完善与配套设计方法、改进设计准则提供了科学依据。     

国内外拱坝体型优化研究现状及发展

为使拱坝优化设计在水利水电工程中得到进一步的发展和应用,简要回顾了拱坝体型优化设计的发展历史,系统地总结了拱坝的几何模型、拱圈线性、优化目标、约束条件、结构分析方面的应用现状及最新成果,并对目前拱坝体型优化设计中尚存在的困难及在工程中的应用前景进行了探讨和展望。通过优化设计可得到满足安全性和经济性的拱坝最优体型,大大提高了计算效率,节省了建设资金,具有显著的经济效益,为高拱坝建设和拱坝体型优化应用提供参考。     

圆弧拱拱坝水平拱圈荷载传递的简化连续分析法

为克服圆弧拱拱坝传统计算方法的复杂性，提出了基于力学原理和积分理论的圆弧拱拱坝水平拱圈荷载传递的简化连续分析方法，总结出了圆弧拱拱坝水平拱圈支承力衰减的基本规律，为拱坝的优化合理设计提供了一个更为有效的理论依据。