双曲拱坝

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摘要双曲拱坝又称穹形拱坝,在水平和铅直截面内都呈拱形。在V形河谷或其他上宽下窄的河谷中,若采用上述定半径式拱坝,其底部会因中心角过小而不能满足应力的要求,此时宜将水平拱圈的半径从上到下逐渐减小,以使上下各层拱圈的中心角基本相等,并在铅直向设计成一定曲率,形成变半径等中心角双曲拱坝,或...

双曲拱坝

双曲拱坝又称穹形拱坝,在水平和铅直截面内都呈拱形。在V形河谷或其他上宽下窄的河谷中,若采用上述定半径式拱坝,其底部会因中心角过小而不能满足应力的要求,此时宜将水平拱圈的半径从上到下逐渐减小,以使上下各层拱圈的中心角基本相等,并在铅直向设计成一定曲率,形成变半径等中心角双曲拱坝,或称定角式拱坝,它较适宜于对称的V形河谷。

对于大多数河谷,由于很难做到上下层拱圈的中心角相等,为此广泛采用变半径变中心角的双曲拱坝,或称变半径式拱坝。这种拱坝各层拱圈的中心角、外弧面和内弧面的半径从上到下都是变化的,而各层拱圈内、外弧的圆心连线均为光滑的曲线。变半径变中心角双曲拱坝更能适应河谷形状的变化。

双曲拱坝特点

双曲拱坝比单曲拱坝更具特殊的优点。由于其梁系也呈弯曲形状,兼有垂直拱的作用,它在承受水平向荷载后,在产生水平位移的同时还有向上位移的倾向,使梁的弯矩有所减少,而轴向力加大,对降低坝体拉应力有利。另一方面,在反向荷载作用下,双曲拱坝中部以上的垂直梁应力是上游面受压而下游面受拉,这同自重产生的梁应力正好相反,这也是双曲拱坝的优点之一。目前世界上最高的锦屏一级拱坝、最薄的托拉拱坝均采用双曲体型。

双曲拱坝发展史

在20世纪50年代前后,意大利、瑞士和法国建成了一些较高的双曲拱坝,这些拱坝具有代表性。其中最高的意大利瓦依昂拱坝高达262米,最大底厚为22.1米,厚高比仅为0.084;瑞士莫瓦桑拱坝高237米,最大底厚为53.6米,厚高比为0.227。这些双曲拱坝的建成标志着拱坝设计施工达到了一个新的水平。

意大利著名工程师C.塞门扎等认为,双曲拱坝体形的确定很大程度上依靠模型试验。在50到60年代,许多世界著名的意大利模型和结构试验研究所提供了许多著名双曲拱坝的体型设计。随着电子计算技术的发展,现在拱坝的体型优化可以通过计算来解决。

过去有人认为双曲拱坝对溢洪和泄水不利,但通过许多工程的实践,这个问题逐渐得到解决。例如,通过将双曲拱坝稍微向下游俯悬,可以使坝顶溢流和坝身泄水孔的射流远离坝脚。中国目前正在施工的二滩拱坝高达240米,设计使坝顶溢流水舌与坝身中泄水孔水舌在空中相撞,并在坝趾下游修建消能塘。总溢流和泄流量高达13000立方米/秒,消能效果较好。

双曲拱坝和单曲拱坝区别

双曲拱坝就是拱圈和梁都是弯曲的拱坝。单曲拱坝就是拱圈弯曲,而梁是竖直的。

 

 

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 最后更新:2024-4-12