拱梁分载法在拱坝应力分析中的应用

混凝土砌石拱坝运行多年之后,会发生大坝材料老化、渗漏等情况,在安全评价过程中,需根据具体坝体材料老化程度重新进行稳定性分析。拱坝属于超静定结构,影响拱坝应力计算的因素较多,坝体和基岩材料强度、温度作用、扬压力作用、荷载组合、坝肩岩石情况等诸多因素,都会对稳定计算结果有显著的影响。文章以混凝土砌石拱坝安全评价中的稳定性分析为例,探讨了拱梁分载法在混凝土砌石拱坝中的计算以及各参数的选取。     

基于 ANSYS 的拱坝三维有限元等效应力分析

有限单元法可处理多种复杂的边界条件,计算过程更严密,在拱坝应力分析中已广泛应用。通过对坝体的离散化,将坝体离散为相互作用的单元和节点进行复杂条件下的应力分析。采用 ANSYS 分析软件计算了某水库单曲浆砌石拱坝在多种荷载组合作用下的坝体应力及变形,实现了等效应力的参数化计算,并与拱梁分载法计算成果进行对比分析,进而对拱坝结构安全性进行分析评价。     

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。     

流清河水库浆砌石拱坝应力反馈分析

结合流清河水库工程实践，通过拱梁分载法计算坝体的应力，并与现场观测的应力进行比较，分析，得出了浆砌石拱坝强度设计极限状态中的分项系数之一应力仿真性修正系数，为浆砌石拱坝强度设计和安全评估提供了应力及理论根据。     

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。     

用多拱梁位移法作拱坝动力分析

为解决用多拱梁分载法进行拱坝动力分析时计算较困难的问题 ,提出用多拱梁位移法作为拱坝动力分析的方法 ,即把拱坝离散为一系列水平向的拱和竖向的梁 ,推导出拱单元、梁单元、基础单元的单元刚度矩阵 ,用子空间迭代法计算拱坝的前n阶自振频率和振型向量 ,然后可计算出地震作用时拱坝的动力荷载及地震引起的拱坝应力。     

大岗山混凝土双曲拱坝体形设计

大岗山拱坝抗震设防等级较高,给大坝体形设计增加了难度。拱坝体形设计遵循"按静力设计,留有余地,同时兼顾动力"的设计思想。介绍了拱坝建基面和体形断面的确定和选取过程。采用拱梁分载法,对坝体位移、应力进行了静力分析。计算表明,几种组合工况下,坝体应力、位移分布较为对称,拱坝坝基面基本处于受压状态,只在拱座局部产生拉应力,应力状态良好。     

井冈冲高砌石拱坝坝体应力计算分析

多拱梁分载法概念清晰,使用时间长,积累了丰富的经验,但不能从整体上反映坝体应力分布情况,且基础变位采用简化方法;三维有限元等效应力法能基本消除应力集中现象,可进行各种复杂条件下拱坝的坝体应力分析,但计算成果的精度仍然受到其自身特点的影响.结合现行规范,分别采用多拱梁分载法和三维有限元等效应力法对井冈冲高砌石拱坝坝体应力进行了计算分析.结果表明,两种方法的计算成果总体趋势基本一致,坝体应力状态总体安全.说明了在高拱坝坝体应力分析中分别采用两种方法进行计算,并相互补充,相互验证的必要性.     

基于拱梁分载法的拱坝应力分析

运用拱梁分载法对某混凝土双曲拱坝设计方案进行了大坝静力及动力分析,选取8拱15梁对拱坝进行拱梁网格划分,计算了荷载基本组合和偶然组合下的9个计算工况,得到了上、下游坝面的应力极值.由应力极值结果表明,该拱坝设计方案应力分布规律合理,最大主拉应力值、最大主压应力值、梁向应力值与拱向应力值在控制工况下均满足我国规范规定的应...     

拱坝温度荷载与温度应力的考虑

介绍拱坝温度荷载的概念及值得注意的问题 .拱坝的温度荷载可以分解为三部分 :均匀温度变化Tm,等效线性温差Td 及非线性温差Tn.拱坝有封拱温度场、年平均温度场和变化温度场三个特征温度场 ,其温度荷载可由特征温度场的相应值求得 .文章还介绍了用拱梁分载法计算拱坝温度应力 ,同时论述了影响拱坝温度应力的一些因素 ,包括封拱温度、坝体及基础弹模、坝体热胀系数及导温系数、坝体表面温差等 .     

里石门拱坝坝体应力变化规律分析

本文根据里石门薄拱坝应力监测成果,分析了施工期、运行期坝体应力变化,得出施工期坝体应力大于运行期;坝体裂缝均产生在施工期和蓄水初期;坝体实测应力分布与设计计算成果有差异,最大拉应力出现在中层拱圈拱冠下游面;温度荷载是坝体的主要荷载,其中上下游面温度梯度及局部非线性温差对薄拱坝应力影响很大;拱座最大推力发生在夏季温升时等结论,并对下游面裂缝成因进行了分析。     

某薄拱坝坝体应力计算

某薄拱坝位于粤北山区,坝高80m,底宽仅9m,为国内知名薄拱坝之一。本文分别采用拱梁分载法和有限单元法对拱坝运行期的坝体应力开展了详尽分析,根据应力计算成果指出拱坝下游面开裂的原因,并根据裂缝成因对拱坝运行管理提出相关建议。     

高拱坝典型拱圈结构模型试验研究与有限元计算分析

某高拱坝坝高、库大,坝址区地质条件较为复杂。该坝体所受到的应力和产生的变形都直接影响到大坝的安全。针对该拱坝地质构造复杂程度较为突出的典型高程拱圈,以结构模型试验为主要研究手段,结合有限元计算,分析了该拱圈在正常工况下的应力和位移分布情况。试验得出:该拱圈的最大压应力出现在左拱端下游面,最大拉应力出现在左半拱端下游面中部,应力值满足规范要求,但呈现出一定的不对称性;两拱端径向和切向变位存在一定的差异,左拱端位移较右拱端大。有限元计算中对左岸增设了垫座进行加固,并计算得出最大压应力位于左岸坝体和垫座交角处,最大拉应力位于垫座上游面;最大顺河向位移位于拱冠梁附近,左岸的顺河向位移明显大于右岸。有限元计算得出的应力与位移分布规律及试验成果相似,两者互为补充。采用垫座加固后的拱圈应力和位移得到了一定程度的改善。鉴于该拱坝左右岸存在的软弱结构面对坝体应力及稳定性存在一定的影响,且因左右岸应力和位移分布呈现出一定的不对称性,建议对坝肩主要结构面采取一定的加固处理措施以确保工程的安全。     

基于拱梁分载法的拱坝应力分析

应用拱梁分载法对某混凝土四心双曲拱坝设计方案进行应力分析,以校核方案是否安全可行。计算显示,基本荷载组合下,上游坝面最大主拉应力发生在设计水位+温降工况,最大主压应力发生在死水位+温升工况;下游坝面最大主拉应力发生在死水位+温降工况,最大主压应力发生在设计水位+温升工况。结果表明,该拱坝方案坝身应力不满足规范要求,应对该方案进行优化调整。图6幅,表3个。     

拱坝梯形剖面梁的经向变位分析

中小型拱坝常采用拱梁分载法进行坝体应力分析,笔者曾导出薄拱坝梯形剖梁的径向变位数学分析式。对于厚拱坝,计算拱、梁的变位时,除弯矩外还必须计入剪力作用。为此,笔者导出了梯形剖面梁在弯矩、剪力共同作用下的变位计算公式,利用文献中已有的单位变位系数表,可以方便地应用于具有梯形剖面梁的任何厚度拱坝的拱梁分载计算。1 拱坝梯形剖面梁的径向变位公式     

厅子塘水电站砌石拱坝结构三维有限元分析

根据浆砌石坝设计规范和混凝土拱坝设计规范,结合云南厅子塘水电站细石混凝土砌石双曲拱坝工程特点,采用三维有限元方法,对拱坝体在多种荷载组合的工况条件下的坝体应力和变形进行了研究。研究结果表明,砌石双曲拱坝坝体的应力及变形均符合有限元计算一般规律,坝体最大位移在允许范围内,坝体上游面应力偏大,但在进行有限元等效应力核算后,计算研究结果在规范允许范围内。     

V形河谷混凝土拱坝应力计算分析

本文以石膏山仁义河V形河谷混凝土拱坝为例,采用拱梁分载四向调整法和三维有限元法对初拟拱坝坝形分别进行应力计算及稳定分析,并进行了坝体抗滑稳定计算分析,根据计算结果优化了拱坝体形,提出了拱坝坝体封拱灌浆的分区及相应的封拱温度,对工程设计及施工具有一定的指导作用。     

浆砌石拱坝应力变形及坝肩抗滑稳定性分析研究

拱坝的应力变形和坝肩抗滑稳定一直是坝工界的关注焦点。文章结合某浆砌石拱坝的地质特性建立三维数值仿真模型,运用拱梁分载法有限元计算不同工况的坝体应力变形,得出对应的大坝变形特征和坝肩的破坏形态,分析坝体的破坏机理,结论可为该拱坝的设计施工提供一定依据,同时为拱坝安全度评价提供重要基础。     

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。     

大岗山拱坝整体有限元三维仿真

利用三维有限元仿真,模拟大岗山拱坝基础的各项加固处理措施,计算基础处理前后坝体的位移和应力,分析了坝体位移和应力的分布规律和基础处理效果;并将有限元仿真和传统的拱梁分载法计算结果进行了对比分析,论证了结论的合理性。