文档介绍：§4-2 拱坝的荷载和设计标准
要求:1、掌握拱坝荷载计算的特点
2、掌握拱坝的设计标准
一、荷载
1、  所受荷载:水荷载、自重、浪压、泥沙、冰、地震、温度、
扬压力、动水压力
2、  荷载的效应
(1)在横缝灌浆之前,只有梁的作用,此时所受的荷载全部由梁承担
(2)在横缝灌浆之后,拱坝形成整体,具有拱梁作用
此时所受的荷载由拱和梁共同承担
拱梁共同承担的荷载有:水荷载、浪压、泥沙、冰、地震、温度
扬压力、动水压力
自重荷载根据施工程序的不同分两种情况:
A先浇注后一次封拱,由梁单独承担
B有下列情况之一者,由拱梁共同承担
需提前蓄水,要求坝体浇注到某一高程后提前封拱
对具有显著竖向曲率的双曲拱坝,为保持坝块稳定,需要在其冷却后先行灌浆封拱
为了度汛,要求分期灌浆
不分缝的浆砌石拱坝
3、  具体处理办法
(1) 水平径向荷载,包括水荷载、浪压、泥沙、冰、水平径向地震力,由拱梁共同承担,通过拱梁变位一致来确定荷载分配
(2) 参加荷载分配的铅直荷载:包括铅直水重、泥沙重、扬压力、铅直地震力、以及边浇边封拱的坝体自重,假设由梁承担,但在梁上产生的变位参加变位调整,通过该调整来达到对拱的影响
(3) 先浇注后一次封拱时的坝体自重,由梁单独承担,不参加变位调整
(4) 温度荷载,拱梁上分别施加温度荷载计算应力和变位,其变位参加变位调整
4、荷载计算
(1)自重:特点水平面为扇形
铅直向为变厚
只能近似计算
(2) 温度荷载
温度场及其分解
施工期温度荷载
封拱
封拱温度场:封拱时坝体各点温度分布的总称
 
 
运行期坝体温度场:即坝体在运行期随水库水温及外界气温变化而变化在坝体形成的各点温度分布的总称
求解方法:一维热传导问题
 
 
运行期温度荷载=运行期坝体温度场-封拱温度场
特点:随时均在变化,计算时选取最为不利的温度荷载
运行期温度荷载是可以人为改变的:选择合适的封拱时机;通过人工冷却方法改变封拱温度场,使之对拱坝的应力及稳定最为有利,封拱温度一般取为坝体多年平均温度或约低
运行期温度荷载的分解:
均匀温度变化
等效线性温差
非线性温度变化
三种温度荷载作用效应及其处理办法:
拱坝的温度荷载
拱坝有三个特征温度场,即封拱温度场、年平均温度场和年变化温度场。拱坝的温度荷载可以由上述三个温度场按下式求得:
式中取“+”时为温升荷载,取“-”时为温降荷载;
Tm0 、Td0 为封拱温度场所对应的平均温度及等效线性温差;
Tm1 、Td1 为与坝体年平均温度场所对应的平均温度及等效线性温差;
Tm2 、Td2 为与坝体变化温度场所对应的平均温度及等效线性温差。
温度荷载具体计算方法:
A规范公式
B经验公式: 美国垦务局公式
Tm=/(T+)
美国垦务局修订公式
Tm=47/(T+)
拱荷载效应