方咏来,黄朝煊,马以超

(浙江省水利水电勘测设计院,浙江 杭州 310002)

拱坝厚薄的度量参数主要有厚高比和柔度系数,厚高比是拱坝底厚与坝高之比,第2版《水工设计手册》[1](2011年出版,以下简称《手册》)对拱坝厚高比与弧高比进行了统计分析,得出了线性关系建议式。柔度系数 C是国际著名坝工专家龙巴迪[2]提出的,是反映拱坝厚薄的一个综合参数,龙巴迪认为正常情况下C值为15左右,若混凝土浇筑技术较高,C值也能达到20。但实际工程表明,不少坝高较低的拱坝,C值较大仍能正常运行,因此用柔度系数评价坝体安全性和经济性时,还要注意坝高要素。对于Kolnbrein拱坝坝踵的开裂[3-4],龙巴迪认为是由于拱坝的柔度系数太大(C=17.7,是已建高拱坝中最大的)、坝体设计得太薄造成的。

任青文等[5]假定拱坝力学模型为圆筒的一部分,从强度观点近似给出了拱坝的强度破损曲线C=3.4σ/(Hγw),其中 σ为混凝土容许抗压强度,H为拱坝坝高,γw=ρwg(ρw为水的密度,g为重力加速度);同时从屈曲观点近似给出破损曲线 C=348/H1/3,并认为拱坝坝体的安全性一般是由强度控制的,只有当坝体采用高强度混凝土,使强度破损曲线抬高、接近或超过稳定破损曲线的情况下,才由屈曲失稳控制。

黄朝煊[6]考虑坝高、河谷宽高比等对柔度系数的影响,通过数值分析得到薄高拱坝底厚建议公式,虽然该公式考虑了拱坝纵断面形状的影响,但计算稍显复杂,并认为拱坝柔度系数与河谷形状、宽高比、坝高等因素密切相关。拱坝的宽高比太大或太小都将导致坝体拱梁受力分配的失调,导致坝体应力过度集中,不利于坝体的安全。……