王佩珏 田野 张龑 武帅

近年来，西北严寒地区水利工程建设提速，一批大型水利工程开工建设，100 m级甚至200 m级超高拱坝陆续进入到施工图阶段。在严寒地区拱坝设计过程中发现，拱坝作为空间壳体结构，其几何形状和边界条件都很复杂，多次超静定导致坝体真实的应力状态求解难度很大；工程类比西南地区已建高拱坝时发现，西南地区水利枢纽工程任务多是发电为主，且所在区域水量充沛，运行水位稳定，加之西南地区气候相对温和，气温变幅较小，所以类似工程拱坝应力状态与西北地区拱坝的情况有所不同，所以很有必要详细研究严寒地区高拱坝的应力状态，分析影响拱坝应力的各项荷载，特别是拱坝温度荷载，对拱坝不同类型荷载进行应力敏感性分析，从而更好地进行体形设计。

1 作用在拱坝上的荷载分析

作用在拱坝上的荷载，包括自重、水压力、温度荷载、扬压力、渗透压力、淤沙压力、浪压力、冰压力、地震荷载。拱坝体形设计需全面满足静力要求，又尽量使动应力较小，改善动力工况时的坝体工作条件。动力分析计算方法以及动力分析时黏弹边界、横缝模拟等处理对于坝体的动力响应数值影响很大，所以如果以动力工况作为坝体的应力控制工况从而进行坝体体形设计会使设计工作有很大的随机性，设计出来的体形往往为了满足动力应力控制标准，而使静力工况下有很大的富裕度，从而坝体的经济性大大下降。……