嚴寒地區(qū)某拱壩荷載敏感性分析

王佩玨 田野 張龑 武帥

近年來，西北嚴寒地區(qū)水利工程建設(shè)提速，一批大型水利工程開工建設(shè)，100 m級甚至200 m級超高拱壩陸續(xù)進入到施工圖階段。在嚴寒地區(qū)拱壩設(shè)計過程中發(fā)現(xiàn)，拱壩作為空間殼體結(jié)構(gòu)，其幾何形狀和邊界條件都很復(fù)雜，多次超靜定導致壩體真實的應(yīng)力狀態(tài)求解難度很大；工程類比西南地區(qū)已建高拱壩時發(fā)現(xiàn)，西南地區(qū)水利樞紐工程任務(wù)多是發(fā)電為主，且所在區(qū)域水量充沛，運行水位穩(wěn)定，加之西南地區(qū)氣候相對溫和，氣溫變幅較小，所以類似工程拱壩應(yīng)力狀態(tài)與西北地區(qū)拱壩的情況有所不同，所以很有必要詳細研究嚴寒地區(qū)高拱壩的應(yīng)力狀態(tài)，分析影響拱壩應(yīng)力的各項荷載，特別是拱壩溫度荷載，對拱壩不同類型荷載進行應(yīng)力敏感性分析，從而更好地進行體形設(shè)計。

1 作用在拱壩上的荷載分析

作用在拱壩上的荷載，包括自重、水壓力、溫度荷載、揚壓力、滲透壓力、淤沙壓力、浪壓力、冰壓力、地震荷載。拱壩體形設(shè)計需全面滿足靜力要求，又盡量使動應(yīng)力較小，改善動力工況時的壩體工作條件。動力分析計算方法以及動力分析時黏彈邊界、橫縫模擬等處理對于壩體的動力響應(yīng)數(shù)值影響很大，所以如果以動力工況作為壩體的應(yīng)力控制工況從而進行壩體體形設(shè)計會使設(shè)計工作有很大的隨機性，設(shè)計出來的體形往往為了滿足動力應(yīng)力控制標準，而使靜力工況下有很大的富裕度，從而壩體的經(jīng)濟性大大下降。……