水电站拱坝设计与荷载分析方法

在进行拱坝设计的过程中,对坝型的选择十分重要,因为在选择的过程中,需要涉及诸多的因素。如果不能充分的考虑到其中所涉及到的复杂性,那么就会对整体的设计产生一定的影响,进而不能正常的开展施工建设。所以说一个优良的拱坝,选择好合适的坝型才是基本前提。对于没有选用到合适的坝型,其所造成的损失将会是十分严重的。综合上述的内容,本文重点对这方面的问题进行了阐述,希望在今后的拱坝设计中可以得到有效的缓解,令水利工程建设变得更加科学。

1 拱坝设计

从当前的设计情况进行分析,要想体现出拱坝设计的合理性,首先就要对定拱轴线的位置加以确认。先要将其描绘在一张透明的纸上,这样做的目的是可以随意进行移动,然后再根据所选定的半径与厚度等将顶拱外的弧线画出来。紧接着要对拱冠梁的剖面尺寸进行划定,从坝顶开始,一直向下,选定至少5个拱圈,将拱圈的平面图绘制出来。具体的布置原则是与拱顶相一致的。最后还要检查外形的轮廓是否具有光滑的特点,是否会出现倒悬的现象,在此基础上再根据相应的高程点连接起来,在必要的情况下,对于急剧的部分可以不做修改,目的是为了确保各个点之间的连线具有光滑的特点。

2 关于拱坝设计中荷载的分析

在水电站的拱坝施工过程中,荷载具有十分重要的意义,如果不能保证拱坝达到相应的荷载要求,那么整体的质量就会受到影响。荷载的设计可以分为三个部分,一是自重,二是温度荷载,三是地震荷载。在设计自重的过程中,应该对混凝土进行分段的浇筑,然后使用灌浆的方式进行封顶,保证拱坝具有整体性。在此时,其自重变位以及应力都已经达到了相应的要求,整个自重均由悬臂梁承担起来。

对于温度荷载而言,其影响因素主要是封拱的温度。这主要是时间以及位置变化所造成的,要想对其进行精准的计算,是相当困难的一件事。在温度荷载进行测量的过程中,需要充分考虑到坝体最为不利的情况,将温降充分考虑在内,同时也要注意到温升的影响,这样才能保证整体的稳定性,在进行计算的过程中,可以将其与封拱的温差值进行比对,将温度荷载看作是三部分的组合,同时还应该注意的是在中小型拱坝的建设中,需要根据实际情况再对温度荷载加以确定。

此外,地震荷载也是影响水电站拱坝设计的主要因素。对于当前的设计来说,对地震的主要计算方式为拟静力法,这种方法充分考虑到了实际情况的特殊性,在地震荷载中,主要涵盖了动力分析的研究,此外在进行设计时,其中还包括了地震动水压力以及动土压力等内容,这样才能实现地震荷载的有效性设计。

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