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。     

静力与动力荷载下高拱坝体型多目标优化设计

本文基于静、动力荷载作用下高拱坝的安全性与经济性，建立了高拱坝体型多目标优化设计模型，利用模糊理论提出了多目标优化的评价函数。以小湾拱坝为例，进行了体型优化设计，优化体型与初始体型相比，在坝体体积、应力指标和抗震能力上都得到了改善。     

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。     

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。     

以应力为目标的拱坝体型优化线性规划模型

以最大主拉应力最小作为目标函数，建立了拱坝体型优化设计的线性规划模型．以该模型计算某高拱坝的结果表明，以应力为目标的拱坝体型优化设计，可合理地调整坝体应力状态，从而获得更高的安全储备．     

对数螺旋线拱坝的研究

近十余年来,国外一些拱坝在体型方面逐渐采用扁平化体型,如抛物线和对数螺旋线,取代了常规的圆弧拱型.有关抛物线体型的拱坝在国内已开始研究,而对于对数螺旋线拱坝则在国内甚少研究.作者结合某水电站双曲薄拱坝做了对数螺旋线的体型设计,并就该体型进行了应力和稳定分析.对数螺旋线拱坝体型光滑平顺,对坝肩稳定     

沙千水库大坝三维有限元分析及体型优化设计

为改善坝体应力分布、减小大坝填筑工程量、提高工程投资技术经济性,在沙千水库设计阶段对大坝结构体型进行了优化设计。采用拱梁分载法和三维有限元法对大坝应力分布和坝基(肩)稳定性进行设计计算,分析结果表明:优化前重力拱坝体型较中厚拱坝体型优。使用ADAO程序拟定另外12种体型进行设计对比分析,优化后大坝体型由重力拱坝体型变为中厚拱坝体型,在大坝应力及结构稳定性得到合理改善的同时,坝体方量节省约8300m~3,节省了工程投资。     

二滩拱坝的布置及应力稳定分析

简要介绍了二滩拱坝的设计，包括坝轴线和坝型选择、体型优化及拱坝应力和稳定分析。优化后的体型较优，应力和稳定分析表明，拱坝是安全的。     

九井岗电站常态砌拱坝三维有限元应力应变分析

文章作者采用三维有限元方法,对九井岗电站拱坝进行了整体空间应力应变分析,包括:建立拱坝三维静力分析模型,得到了其典型工况下的整体应力应变分布规律;根据计算结果,评价了拱坝结构的整体静力特性。本有限元计算结果为坝体体型设计与优化提供了依据,为大坝安全运行提供了保障。本文对拱坝体型参数、空间线弹性有限元计算成果作了简要介绍。     

沙千水库大坝三维有限元分析及体型优化设计

为改善坝体应力分布、减小大坝填筑工程量、提高工程投资技术经济性,在沙千水库设计阶段对大坝结构体型进行了优化设计。采用拱梁分载法和三维有限元法,对大坝应力分布和坝基(肩)稳定性进行设计计算。分析结果表明,优化前重力拱坝体型较中厚拱坝体型优。经ADAO程序拟定另外12种体型进行设计对比分析,优化后大坝体型由重力拱坝体型变为中厚拱坝体型,在大坝应力及结构稳定性得到合理改善的同时,坝体方量节省约8 300 m~3,节省了工程投资。     

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。     

构皮滩水电站导流隧洞设计

构皮滩水电站是乌江上最大的水电站,采用围堰全年挡水,导流隧洞泄流的施工导流方案.导流隧洞共有3条,按左2右1分两岸布置,过流断面均为15.6 m×17.7 m的马蹄形.构皮滩导流隧洞沿线地质条件复杂,既存在众多的地下岩溶系统,同时每条洞又要穿过长达100多米的韩家店软岩段.在地质条件如此复杂的岩溶地区实施大洞径的导流隧洞的设计和施工,对设计思想和施工技术提出了更高的要求.介绍了构皮滩导流隧洞的设计和施工.     

抛物线形双曲拱坝体型参数拟合及其在溪洛渡工程中的应用

根据拱坝体型控制参数研究了拱坝体型参数沿高程拟合的原理与步骤,并编制了相应的计算程序。结合溪洛渡拱坝介绍了依据计算的三维空间坐标点生成设计所需的图形,包括上游切角方案的拱坝平面图,各高程的径向、非径向剖面图等。     

基于能量指标的结构形式最优控制设计

将结构形式视为变化的控制变量,按照结构在安全性和经济性、整体和局部等方面的要求,建立基于能量指标的结构形式最优控制模型。以柱体自由扭转时的最佳单连域横截面问题为例,说明了控制模型的理论求解方法,通过变分法得到的解析解与圣维南所给的一般性结论一致。又以高拱坝体型的静力、动力设计为例。说明了控制模型的数值求解。将拱坝结构的允许形式限定为抛物线、双曲线、椭圆、一般二次曲线、三心圆和对数螺旋线6种坝型分别进行计算,发现坝型为一般二次曲线时得到的控制体型在坝体体积和静力特征响应、动力特征响应上最小,相对于初始体型不仅大幅降低了应力,而且体现了较好的经济性,说明了基于能量响应的性能指标不仅有效而且具有综合的多目标特征。     

沙牌碾压混凝土拱坝设计

较为详细地介绍了坝高130m的沙牌碾压混凝土拱坝的设计和特点，主要包括枢纽布置、拱坝布置、混凝土设计和筑坝材料、结构设计、温度控制措施和基础处理。     

二滩拱坝设计与优化

在二滩双曲拱坝设计过程中，对拱坝体形优化、坝体断面设计、坝体强度与坝肩稳定设计准则等一些关键技术问题进行了深入研究，其设计思想、设计方法和设计原则借鉴国家“七五”“八五”重点科技攻关和国际咨询的结果，可供同类工程参考。     

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。     

高薄碾压混凝土拱坝设计创新与实践

碾压混凝土拱坝具有施工快、材料省、开挖小等优点,是适合高山峡谷地区的优秀坝型。但由于采用薄层碾压施工,层间强度低于本体、层面渗流问题突出,具有显著的各向异性的特性;且高碾压混凝土拱坝在一个枯水期难以浇筑完成,汛期需要临时成拱挡水度汛;碾压层面渗流问题较突出,坝体排水要求高。上述这些设计、施工难点成为制约该坝型进一步发展、推广的关键因素,需要有所突破。针对高薄碾压混凝土拱坝上述技术特点,依托三里坪、云龙河两座高薄碾压混凝土拱坝,研究提出了“强拱弱梁”的设计理论和方法、“下诱上横”组合式分缝、坝体立体网格排水系统等一系列创新技术。上述新技术已成功应用于工程实践,推动了碾压混凝土坝的技术进步,可供同行参考借鉴。     

RCC拱坝设计与施工若干问题的探讨

结合工程实践,对RCC拱坝设计与施工的若干问题进行了探讨。针对RCC拱坝设计,提出了简约设计原则,归纳了已建工程采用的分缝模式和接缝灌浆模式;对RCC拱坝施工制约因素及快速施工工艺进行了总结;就RCC拱坝特征、“拱”概念、诱导缝作用机理、接缝灌浆时机、RCC拱坝设计导则等问题进行了初步探讨,提出了“诱导缝拱”等新概念。     

一种新型拱坝型式——悬链线拱坝设计方法研究

悬链线作为一种应用非常广泛的自然曲线,在所应用的各个领域均表现出良好的效果,但迄今为止尚未运用于拱坝设计中。因此,基于已发展成熟的拱坝体系,参照常见拱轴线的拱坝设计方法,采用计算机辅助设计的手段,尝试将悬链线作为拱轴线的曲线型式,进而形成以悬链线为拱轴线的新型拱坝型式的设计方法及理论,从而丰富和发展了混凝土拱坝的体系。