整体浇筑堆石混凝土拱坝拱梁分载法分析研究

贵州省遵义市地处气候温和地区,为了充分发挥堆石混凝土拱坝的优势,在取消振捣/碾压和冷却水管温控措施的基础上,简化坝体构造与施工、加快施工进度,在保障工程建设质量和安全的前提下,提出了不分横缝,整体浇筑的堆石混凝土拱坝。本文针对绿塘、龙洞湾、沙千和风光4座整体浇筑堆石混凝土拱坝,采用拱梁分载法进行应力分析,对拱圈封拱温度的选取,自重荷载处理方式,坝体与地基材料参数对拱坝应力的影响等开展研究,对4座拱坝的安全性进行论证,建议了辅助温控措施,并提出了整体浇筑堆石混凝土拱坝拱梁分载法应力复核方法及其控制标准：应根据拱坝实际浇筑温度估算拱坝每个拱圈的计算封拱温度,参照混凝土拱坝设计对坝体与地基材料参数进行取值,采用拱梁分载法进行拱坝应力复核,相应的允许应力标准初步可按照1.5～2.0 MPa控制。本文提出的分析方法除可以应用于整体浇筑堆石混凝土拱坝以外,对整体浇筑的碾压混凝土拱坝和砌石拱坝也有重要参考价值。     

杨房沟拱坝施工图阶段体形优化分析

在招标设计的基础上对杨房沟拱坝的拱冠梁剖面、水平拱圈中心角、坝体厚度等方面进行深化研究,采用拱梁分载法进行坝体应力分析,结果表明在维持拱冠梁剖面和坝体厚度与招标设计基本一致的基础上,适当减小上部高程拱圈中心角、增大中下部高程拱圈中心角,有利于改善坝体应力状态。     

多拱梁法计算拱坝位移和应力的若干问题

对我国已建的10座拱坝，用多拱梁分载位移法进行了计算和分析，讲座了位移调整向数、拱圈层数以及地基弹性模量对拱坝位移和应力计算的影响，并提出了一些建议。     

基于向量和矩阵运算的拱坝多拱梁法应力计算研究

拱梁分载法有着百余年的发展历史,目前仍是拱坝应力分析的基本方法。当代工程中多采用五向全调整多拱梁法分析拱坝应力,合理划分水平拱圈和竖向曲梁,按照拱、梁的节点位移相等的原则通过试算等方法确定拱、梁的分载,进而得到坝体应力。采用向量的形式来表述多拱梁法的荷载、内力和位移,通过矩阵分析手段来组织拱、梁分载运算,数学概念简洁、清晰,可方便地在面向对象的程序设计语言或数学软件平台上实现。     

基于拱梁分载法的拱坝抗屈曲稳定分析

拱坝的抗屈曲稳定性一直是未被重视的问题。按照拱梁分载法的思想，用弹性稳定理论分别对拱坝的拱圈和悬臂梁的抗屈曲稳定性进行了分析，得出拱坝的抗屈曲稳定性由坝顶拱圈控制的结论。分析了国内外部分已建拱坝的抗屈曲稳定性。     

藤子沟水电站双曲拱坝体型优化设计

藤子沟水电站在拱坝体型选择中。分析比较了单心圆双曲拱坝、三心圆双曲拱坝和椭圆曲线双曲拱坝三种拱型，最后确定采用椭圆曲线双曲拱坝。在选定拱型的基础上，对拱坝体型进行了优化。给出了分载法及有限元法的坝体应力分析结果。     

周公宅水库混凝土双曲拱坝体形优化设计

周公宅水库大坝为抛物线形混凝土双曲拱坝,最大坝高125.5 m。根据该工程河谷宽、温差大、水位变幅大的特点,对拱坝的前倾度、拱冠梁剖面厚度、拱圈中心角、拱端加厚等方面进行了研究,采用拱梁分载法和线弹性有限元法对拱坝进行了全面的体形优化和分析,取得了适应周公宅坝址的优良拱坝体形。     

薄拱坝梯形悬臂梁的径向变位分析

中、小型拱坝为力求体形简单,施工方便,拱坝悬臂梁的剖面常采用梯形,如四川的长沙坝、湖南的半江坝、广西的白云坝、陕西的龙潭坝等。此类拱坝的应力分析多采用拱梁分载法或简化为拱冠梁分载法。笔者在设计实践中导出了梯形剖面悬臂梁的径向变化数学分析式,并分析了已有的数学分析法中的问题。按本文所得的梁的变位式,用拱冠梁分载法设计拱坝时,拱坝坝体中的拉应力较小,坝体工程量可节约10%左右。     

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。     

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。     

双河拱坝应力分析

介绍了双河拱坝的开裂情况和多种工况下拱坝拱梁分载法的应力分析成果,对双河拱坝的开裂原因和拱坝安全进行了初步分析和评价,并对拱坝的体形设计提出了建议。     

黄家寨水电站拱坝优化设计

黄家寨水电站在拱坝体型选择中,分析比较了抛物线双曲拱坝和统一二次曲线双曲拱坝2种拱型,最后确定采用统一二次曲线双曲拱坝。在选定拱型的基础上,对拱坝体型进行了优化,给出了分载法的坝体应力分析结果。     

心形线用于拱坝水平拱圈的探讨

近年来拱坝的拱圈线型趋于多元化,有学者提出心形线作为拱坝水平拱圈的设想,但在拱圈布置时未充分考虑心形线的受力特性,存在一定的缺陷。进一步研究心形线的性质,优化心形线拱圈的布置,对推动拱坝设计技术的发展大有益处。通过数学推导初步摸清了心形线用于水平拱圈的一些基本性质,并提出了适合受力特点的心形线拱圈的新布置方式。拟定某已建工程相似的心形线拱坝体型,采用多拱梁法计算坝面应力,结果表明新体型与原体型应力差别不大,可以初步判断心形线用于拱坝体型设计是可行的,或许可以作为现有拱坝常见线型的一个补充,可待工程界进一步验证。     

拱坝非线性全过程分析与混合线型优化

本文介绍“八五”国家科技攻关子题《拱坝非线性全过程分析研究》主要成果：非线性全调整拱梁分载法的研制和应用，以及混合拱圈线型的优化模型与算法。在此基础上编制了非线性全过程全调整分载法程序ＡＤＣＡＳ和拱坝优化程序ＡＤＯＰＴ，已在十多座拱坝上应用，其中包括拉西瓦和小湾这样的高拱坝，计算结果合理可信。有的工程已近完建。成果既可应用于工程设计，亦可供已建拱坝的安全评估用。     

混凝土拱坝设计应力控制标准的研究

现行混凝土拱坝设计规范中存在一些不尽合理的条文规定,如应力控制标准中安全系数值与建筑物的级别无关,坝体应力分析方法只规定了用拱梁分载法.根据国内一些工程实例的应力成果分析和有限元法应用经验,提出了拱梁分载法分析所得的压应力应采用的安全系数值,并且建议有限元法应作为拱坝应力分析的主要方法,也应纳入设计规范,同时提出了其相应的应力控制标准.     

碾压混凝土拱坝封拱温度场的仿真分析

混凝土坝的裂缝是一个带有普遍性的现象,因此有"无坝不裂"的说法。在大坝裂缝事故中,除少数裂缝是因结构不合理或地基不均匀沉降引起之外,大部分是由温度应力引起的。目前,普遍采用的拱梁分载法计算拱坝温度荷载难以描述拱坝在荷载作用下开裂状态。基于这一点,本文采用ANSYS有限元数值仿真技术、考虑混凝土材料的非线性,对某处于初设阶段的碾压混凝土拱坝采用混凝土多参数强度准则(非线性有限元法)进行计算。根据初设阶段资料和混凝土拱坝设计规范的要求对大坝关键部位进行等效应力计算并分析坝基面开裂状况,并对大坝封拱温度取值进行专门分析。在满足应力控制标准和施工可行的情况下提出合理的特征拱圈封拱温度值,以供设计人员参考。     

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。     

简论ADAO软件在拱坝除险加固中的应用

以单曲同心圆拱坝为原型,以ADAO软件为平台,采用拱梁分载法进行拱坝应力分析和体形优化设计,提出拱坝体形加固方案,对提高拱坝的安全度和降低造价、提高拱坝设计水平具有重要意义。     

拱坝体型的优化设计

本文讨论了拱坝应力分析的分载位移法，建立了拱坝体型优化设计的数字模型．优化方法采用序列二次规划法，并对浙江磐安县雷滚口拱坝进行了体型优化设计．优化后拱坝的混凝土方量比原设计方量节省１７．７％，且在基本荷载组合下应力满足设计要求，改善了原设计的应力条件．     

非线性拱梁分载法

提出了弹塑性拱梁分载法,它可以对拱坝承载能力(包括超载系数和坝体强度储备系数)进行计算,还可以模拟拱坝的破坏过程。根据提出的数学—力学模型,编制了相应的计算程序,并应用于李家峡拱坝和白云江周边缝拱坝的应力分析。