某拱坝地震工况坝身应力拱梁分载法分析

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科技视界2023年第28期（总第43期）

某拱坝地震工况坝身应力拱梁分载法分析

陈玉妍

(四川大学水利水电学院四川

成都

610065)

采用拱梁分载法对某拱坝地震工况坝身应力进行了分析。结果说明，最大主压应力和最大主拉应力均由地震工况Ⅱ控制，拉、压应力的极值均未超出应力控制标准，该拱坝的动力反应满足设计要求。

拱坝；地震工况；坝身应力；拱梁分载法

0引言

拱梁分载法是规范[1]推荐的拱坝应力分析的主要方法。拱梁分载法的计算原理是将拱坝划分为若干水平拱圈和悬臂梁，作用在拱坝坝身上的荷载一部分由水平拱圈来承受，一部分则由悬臂梁来承受，拱梁荷载的分派由拱梁交点处的变位协调条件确定，荷载分派后就可以分别计算拱梁应力[2]。本文采用拱梁分载法对某水电站拱坝地震工况的坝身应力进行了分析。

1拱坝体型参数

某拱坝为定圆心、定半径单曲RCC拱坝，最大坝高39.4m，坝顶高程710.4m，坝顶宽3.5m，坝长108m，顶拱中心角94.4730，半径65.5m，下游坝坡1∶0.266。

2

2.1

荷载组合与应力控制标准

荷载组合

某拱坝地震工况坝体应力计算采用荷载组合如下：

（1）地震工况Ⅰ：正常蓄水位+相应下游水位+泥沙压力+自重+温降+Ⅶ度地震；

（2）地震工况Ⅱ：正常蓄水位+相应下游水位+泥沙压力+自重+温升+Ⅶ度地震。

2.2应力控制标准

地震工况的容许拉、压应力按分项系数控制，应满足以下承载力极限状态设计式：

上游面主压应力的高应力区主要分布在坝体中上部拱冠梁附近，最大值2.391MPa，小于该部位压应力控制标准，满足设计要求，有较大安全裕度；主拉应力的高应力区集中出现在顶拱拱冠梁附近，最大值-0.373MPa，位于685.4m高程拱冠左1/2拱，拉应力小于该部位应力控制标准，满足设计要求。

下游面主压应力的高应力区主要分布于坝体中部拱冠梁附近，最大值1.587MPa，位于705.4m高程拱冠左1/2拱附近，小于该部位压应力控制标准，满足设计要求，有较大安全裕度；主拉应力的高应力区主要分布于坝体拱冠梁两侧，最大值-0.97MPa，位于690.4m高程拱冠左1/4拱，小于该部位拉应力控制标准，满足设计要求。3.2地震工况Ⅱ

上游面主压应力的高应力区主要分布在坝体中上部拱冠梁附近，最大值2.693MPa，小于该部位压应力控制标准，满足设计要求；主拉应力的高应力区集中出现在中上部拱冠梁附近，最大值-0.621MPa，位于705.4m高程拱冠右1/2拱，拉应力小于该部位应力控制标准，满足设计要求。

下游面主压应力的高应力区主要分布于两岸拱端附近，最大值2.445MPa，小于该部位压应力控制标准，满足设计要求；主拉应力的高应力区主要分布于坝体拱冠梁两侧，最大值-1.454MPa，位于671.0m高程拱冠附近，小于该部位拉应力控制标准，满足设计要求。

4结论

f

γ0ψS（γGGk，γk，γEEk，αk）≤1R（k，αk）

γdγm

式中，γ0———结构重要系数，该拱坝安全级别为II级，取1.00；

——设计状况系数，取0.85；ψ———永久、可变、地震作用的标准值；Gk，Qk，Ek———永久、可变、地震作用的分项系数；γG，γQ，γE———几何参数的标准值；αk———材料性能的分项系数，取γm=1.50；γm—（1）

某拱坝地震工况坝身应力的拱梁分载法分析说明，最大主压、最

大主拉应力均由地震工况Ⅱ控制，最大主压应力值2.693MPa，满足应力控制标准；最大主拉应力值为-1.454MPa，满足应力控制标准。在大坝受力过程中，材料的