文档介绍：Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;mercialuse莂Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;mercialuse羇薆蒄薅某小型砌石拱坝的结构安全分析膂羈蒂刘晓乐1徐培2蚅袃肀(;)袂肀羇摘要:拱坝以其优越的结构特点,目前在山区小水电中应用较多;本文通过工程实例,对某小型砌石拱坝的结构进行计算分析,并评价其安全性,所用计算方法简便可靠,可供同类工程在可研设计及初步设计阶段作参考之用。肇芃蚃关键词:砌石拱坝;应力分析;坝肩;抗滑稳定薃袇袂1工程概况膅螂袁某小(Ⅰ)型水库位于广东省鹤山市皂幕山南端西侧,水库大坝为浆砌石实体拱坝,由中间溢流坝段及两侧非溢流坝段组成。坝顶长度89m,,,,,;,,,拱坝中心角96o。坝基面浇110#混凝土,坝身上游面竖直,下游坝面坡比1:。坝身上游面防渗面板自下而上为1~#砼面板,坝身采用50#水泥砂浆砌石而成,拱坝平、剖面见图1~2。莃袈肈薈莆肅图1拱坝平面布置图2拱坝剖面衿羀芁2拱坝施工与运行情况蚆袅薁大坝于1971年动工兴建,建坝时清基未够彻底,其坝基和两岸坝头裸露的为风化砂岩,风化异常剧烈,裂隙十分发育,其中尤以左坝头岩石十分破碎。溢流段基础采用炸石清基,清基不彻底,部分岩石被炸裂、破坏;另外,上游面的砼防渗墙施工质量差,导致基础底部及坝体漏水。1998年,对坝体及基础进行了灌浆防渗处理:对溢流段坝体及基础、左右岸坝头进行帷幕灌浆,对非溢流坝采用充填灌浆处理。灌浆后,取得一定效果,坝体漏水减少。2002年水库续建工程时,拆除了原坝顶挡水墙及溢流堰混凝土,将原坝顶和溢洪道表面混凝土凿毛、浆砌石清缝和表面清洗干净后重新浇注混凝土。***蚄肇根据《浆砌石坝设计规范SL25-2006》,对于小型砌石拱坝可采用考虑径向和扭转调整的拱冠梁法进行计算分析,应力分析主要包括:;、下游面在各计算点的主应力。本次采用《水利水电工程设计计算程序集》“J-2考虑扭转作用的拱冠梁法”进行计算。《浆砌石坝设计规范SL25-2006》,采用拱冠梁法计算时,拱和梁的法向应力应满足下列规定的应力指标[1]。螁蚇膀表1浆砌石体容许压应力(104Pa)蚈薂袈薁蝿羈表2浆砌石拱坝控制计算拉应力(104Pa),为了简化计算,将坝体看作等高对称砌石拱坝,选取坝体中间最大坝高截面作为拱冠梁进行应力计算,断面尺寸如图:,(P=%)下的荷载组合,拱坝承受作用力为:①坝体自重G,②坝上游面静水压力P1,③坝下游面静水压力P2,④浮托力U1,⑤渗透压力U2,⑥淤砂压力E,⑦温度荷载PT,其中温度荷载PT考虑温升情况。[2][3](以下简称扭法)的效果相当于考虑径向调整和扭转调整的方法,但计算要比试载法简便得多。,设想拱坝在外力作用下,拱冠梁上任一点产生变位就必然要求拱圈上的相应点也产生大小相等方向相同的变位。其实质即是认为:悬臂梁在一个由各水平拱提供的弹性基础上。这个由水平提供的弹性基础,对悬臂梁的变位有两个抵抗作用:袆莃聿1)梁在某一点产生的径向变位就是拱上相应点的径向变位,而拱的径向变位使拱产生抵抗径向的弹性抗力Fi,这个弹性抗力作用于梁上。螀蕿袈2)梁在某一点的角位移θ(即梁径向变位的梯度)也就是拱上相应点的绕拱圈切向轴的扭转角θS,拱发生扭转时使拱产生抵抗扭转变形的弹性抗力矩Zi,这个Zi也作用于梁上。)水、砂荷载莇蒅蝿水、砂的计算方法同重力坝,不赘述。对于下游水荷载,由于中、小坝下游水位不高,作为安全储备而未予考虑。芀蒈蚆2)温差荷载蒅羅蚆将温度变化的作用由下列两种作用的迭加来代替(此处以温度下降的情况为例。对于温度上升的情况,公式同样适用,仅正负号改变而已)。羁葿薁a,各水平拱中的轴向内力Nt:袇莄薀式中:α--混凝土热膨胀系数;EC--混凝土弹性模量;T--拱圈径向厚度;Δt--温降值。螁薀螇断面上的应力则为:羆螄螄(拉力)蒁莈羀b,坝面的温度当量荷载:芈膃芀(指向下游)膂荿螈式中:蒇蚂袃Ru--拱圈上游面半径