论拱坝应力控制标准(1)
2016-08-27 01:01
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摘要：实践经验表明，我国现行混凝土拱坝设计规范存在下列问
摘要：实践经验表明，我国现行混凝土拱坝设计规范存在下列问题：允许应力与建筑物重要性无关，允许主拉应力与混凝土强度无关，拱坝应力分析主要采用多拱梁法和有限元法，但同一拱坝用不同多拱梁法程序计算的结果并不一致，尤其是拉应力相差较多，有限元法具有较强计算功能，但由于应力集中，计算的应力值很大，缺乏合适的应力控制标准。通过对影响拱坝允许应力的各项因素进行较深入的分析，本文提出了一套新的拱坝应力控制标准，使上述各问题都得到了解决。
关键词：拱坝 允许压应力 允许拉应力 有限元法 1 前言 允许应力对于拱坝的经济性和安全性具有决定性的影响。《混凝土拱坝设计规范 sd145-85》[1]自1985年颁布以来，在指导我国拱坝设计方面发挥了重要作用，但十几年的实践经验说明，现行规范也存在着下述问题：①允许应力与建筑物重要性无关，设计一座坝高200m、库容几百亿m3的大拱坝与一座坝高30m、库容几百万m3的小拱坝，尽管库容相差上万倍，但采用的应力控制标准相同，显然是不合理的。②允许主拉应力与混凝土强度等级无关，对于c35混凝土与c25混凝土，允许拉应力完全相同，明显不合理。③多拱梁法是设计拱坝体形的主要方法，但同一拱坝用不同程序计算的结果并不一致，尤其是拉应力相差较多，而对于高度150m以下的拱坝，允许拉应力往往是断面设计的控制因素，不同程序算出结果不同，难以处理。④有限元法具有较强的功能，但由于应力集中，算出的应力数值往往很大，缺乏合适的应力控制标准。 本文首先研究有限元法的应力控制标准，然后对影响拱坝允许应力的各项因素进行深入的分析，在理论分析和总结国内外拱坝建设实践经验的基础上，提出一套新的拱坝应力控制标准，使上述各问题都得到了较好的解决。本文是“九五”国家科技攻关《高拱坝结构问题研究》专题（编号96-221-04）研究成果的一部分，参加工作的还有董福品、杨波、李雪春、许平、王树和、邹丽春等同志。 2 有限元等效应力法 有限元计算功能很强，但由于存在应力集中现象，过去没有合适的应力控制标准，计算结果只能供设计参考，不能作为设计依据。我们研究了以下两种有限元应力控制方法。 2.1 限制拉应力范围 限制拉应力范围不超过坝体厚度的15～20%，不限制应力数值，我们计算过13个已建拱坝，发现只有一个拱坝能满足这一要求，而且不少拱坝冬季上部全断面受拉，这些工程都已正常运行多年。另外，有限元计算的压应力也有应力集中现象，因此这一方法是不可行的。
3 拱坝设计应力 今将拱坝在设计荷载作用下在坝内产生的应力称为设计应力。 3.1 拱坝设计应力表达式
拱坝接缝是自下而上分区进行灌浆的，因此拱坝是自下而上逐步形成整体的，这一施工过程对自重应力有相当大的影响，目前工程设计中用有限元计算坝体应力时，往往忽略了这一因素而按整体计算自重应力。我们用三维有限元法对小湾拱坝进行了计算，一种是不考虑施工过程，自重按整体计算，最大主拉应力为3.80mpa（有限元等效应力）；另一种是考虑施工过程，接缝分9步灌浆，最大主拉应力减小到1.54mpa。可见考虑施工过程计算自重后，最大主拉应力减小2.26mpa，坝踵受拉范围也明显减小（见李雪春、朱伯芳、高永梅等，施工过程、岩面水压及横缝对拱坝应力的影响，中国水利水电科学院，2000年5月）。共2页: 1 [2] 下一页 论文出处(作者):
