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一
拱坝优化设计在瑞蛘水电站中的应用
浙江省丽水地区水利水电勘测设院汤
、
瑞埠水电站位于浙江省龙泉市瓯江上游瑞这三个函数式为:
蝉溪上. 枢纽由一座高. 的双曲拱坝,长拱冠梁厚度: ,
. 的引水隧洞和长的压力钢管. 拱冠上游面曲线: ,
以及装机为× 的发电厂房和升压开拱圈下游面半径:
关站等部分组成。该工程于年开工兴建, 式中: 为垂直座标; 为拱冠上游面曲线的
年月大坝封孔蓄水, 同年月发电, 迄水平座标. 由这三个函数表达式所确定且经优
今运行基本正常. ’化后的瑞蝉拱坝拱冠基本断面如图所示.
在瑞蝉拱坝的设计中, 我们率先采用了
“非对称三心拱坝优化程序∞法. 本
文将就拱坝优化程序设计在工首次应用中的
体会和遇到的问题及解决的方海:简介, 以
期在未来的工程实践中作进一步的探索和
改进.
一
、优化程序设计的尝试舶拱冠基本断面单位:
拱坝优化的目的是:
制、拱端推力线与地形线的最小夹角. 最大底可求出, 从而确定了整个拱坝的体形尺寸. 瑞
厚和最小顶厚. 上下游面倒悬度限值等约束条蛘拱坝体形的主要数据详见表。
件下, 使坝体的体积最小.
二、优化拱坝的体形特征及优化效果
瑞烊大坝是一座混凝土双曲拱坝, 坝顶商
程为., 最大坝商. , 坝顶弧长经优化的瑞洋拱坝拱冠梁断面底厚,
, 河谷宽高比为.. 坝基由角砾熔结凝灰顶厚按构造需要实际定取. .底
岩与晶屑凝灰岩构成. 在初设阶段采用单心双厚比优化前增大, 但随着坝体的升高, 厚度根
曲拱坝, ’, 技陕收缩, 至正常水位高程. 时, 厚度已
施设计阶段我们尝试采用了水利水电科学研究缩为. , 拱冠梁体形很瘦见图, 在
院结构所首创的非对称三心拱坝优化程序设计荷载组合条件下, 经优化过程用一维有限
进行拱坝体形设计. 单心双曲拱坝元法进行应力分折和用多拱多梁法进行应力验
可理解为边拱半径等于中拱半径或边拱中心角算都表明, 坝体各部位的应力状况良好。浙江
很小的三心拱坝. 因此,三心拱坝优化程序省水利水电科学研究所作的水工模型和结构摸
可以用于瑞蝉单心拱坝. 按这种优化型两项试验也都得到了进一步的验证。
的数学模型,瑞蝉拱坝仅取个设计变量多拱多梁法进行应力验算采用的有关数据
即可确定四层拱圈的几何参数, 假定这些参数与优化设计过程用一维有限元法采用的数据完
沿坝高为三次曲线变化,
个以高程为变量的三次函数式即可完全确定. 正应力数值比较如表所示.
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衰瑞埠拱埙体形主要参越单位:
高程. . . . . . . . ..
圆心位置. . . . . . . .. 儿..
外边缘井】. . . . . . . . .叫.
拱冠断面由边缘. . . . . . . . . .
断面中心÷ . . . . .: . . . .叫.
拱圈外半径. . 蚰. . . . . . . .
拱圆内半径. . . . . . . . . .