1、中华人民共和国水利行业标准混凝土拱坝设计规范SL282- 2003 条文说明2003北京目次1 总则.(98) 3 拱坝布置.(1 00) 3.1 一般规定.(1 00) 3.2 拱坝体形选择.(10 1) 3.3 拱坝泄洪布置. (1 08) 3.4 其他布置要求. (12) 4 水力设计.(114) 4.1 一般原则(114)4.2 泄水建筑物水力设计(14)4.3 消能防冲水力计算(117)4.4 其他有关水力设计(123)5 荷载与荷载组合. . . (1 26) 5.1 荷载(126)5.2 荷载组合.(128)6 拱坝应力分析. . . . . . . . . (135) 6.1
2、分析内容. (1 35) 6.2 分析方法(136)6.3 控制指标及其他规定(137)7 拱座稳定分析.(1 44) 7.1 一般原则(144)7.2 抗滑稳定(145)7.3 变形稳定及其他(153) 8 坝基处理.(1 58) 8.1 一般规定(158)8.2 坝基开挖(158)96 8.3 固结灌浆.(159)8.4 防渗帷幕.(161)8. 5 坝基排水.(164) 8.6 断层破碎带和软弱夹层处理(164)9 拱坝构造.(166) 9.1 坝顶布置.(1 66) 9.2 横缝和纵缘.(167)9. 3 坝内廊道及交通. (1 71) 9.4 坝体止水和排水. (173) 10 坝体
3、泪凝土和温度控制.(1 75) 10.1 坝体耀凝土(175)10.2 温度控制.(1 76) 11 安全监测设计.(179) 11.1 一般原则.(1 79) 11.2 监测项目与主要监测设施布置.(1 85) 97 1总则1.0.1 保留原规范1.o. 6条的部分内容。阐明修订规范的理由和目的，主要是随着拱坝建设的发展、水利水电行业各专业理论的深化与技术的进步，原规范条文存在明显落后、欠缺，与相关规范不协调以及不符合SLOl-97(水利水电技术标准编写规定的要求方面，需对正文、附录、条文说明进行补充修订。1. O. 2 基本保留原规范1.o. 2条的部分内容。阐明主要的相关标准，说明拱坝级
4、别的划分应符合SL252-2000(水利水电工程等级划分及洪水标准的规定。本条中删去原规范1.o. 2条中应符合抗震设计规范的内容，因为地震荷载的计算在以后各章中有具体规定。例如，地震荷载的计算可列入荷载与荷载组合一章;考虑地震时的应力和稳定控制指标可列入拱坝应力分析和拱座稳定分析两章中。1.0.3 保留原规范1.o. 1条的规定。阐明规范的适用范围。鉴于我国已修建了二滩等200m以上的拱坝，为特高拱坝的设计积累了不少好的经验，并在部分设计中有所创新，但考虑到这些拱坝尚未经过长期运行的考验，因此，在这次规范修编中，仍以200m以下的拱坝作为主要对象，并在本条中仍保留坝高大于200m或有特殊情况
5、的拱坝工程，应进行专门研究。我国近十年来也修建了一些碾压海凝土拱坝，但数量不多，运行时间短，经验不够成熟，因此本规范修订中不包括碾压棍凝土拱坝方面的内容。1. O. 4 保留原规范1.o. 3条的规定。关于拱坝坝高划分的规定，大致有两种意见:一是我国已修建了不少100m以上的拱坝，建议把原规范中的坝高划分改为低坝的高度为50m以下，中坝的高度为50100m，高度在100m以上的为高坝气98 二是保留原规范关于拱坝坝高划分的规定。考虑到拱坝的坝高划分与重力坝的坝高划分并无原则上的差别，二者宜保持一致。新颁布的DL51081999(混凝土重力坝、设计规范仍保留原来的坝高划分的规定，故在本次拱坝设计
6、规范修订中维持原来的规定。1. O. 5 保留原规范1.O. 4条的规定。1. O. 6 基本保留原规范1.O. 5条的内容。增加了应掌握建坝地区生态、环保、工业卫生等基本资料的要求。删除原规范1.O. 5条第6款的规定，改为合理布置安全监测系统，认真做好安全监测设计方面的内容，其余各款内容不变。99 3拱坝布置3. 1一般规定3.1.1 保留原规范2.1.1条的规定。本条作为修建拱坝的常规要求，显得特别重要。河谷狭窄、地质条件有利，首选拱坝作为枢纽布置方案的基本坝形，显示其技术经济论证上的优势。在不得已的情况下，也有修建在河谷较宽或地质条件较差的坝址上的情况，其坝高较低、宽高比最大为6左右。
7、但鉴于目前拱坝计算、试验、技术及加固处理措施的提高，技术上基本是可行的，而经济指标是否合理，则要通过综合论证才能确定。本条不排除地形、地质条件较差的坝址，也能修建拱坝的可能性。3.1.2 保留原规范2.1.2条的规定。拱坝坝轴线，系指拱坝位置的坝线，被定义为坝顶上游面在水平面上的投影。由坝轴线的位置，便可以在地形图上宏观判断拱坝在河谷较狭窄部位、两岸支撑山体的厚度，避开坝轴线下游地形被冲沟切割而削弱的河谷，以利拱座有足够的稳定性。如果上部地形、地质条件的限制，需修建其他连接建筑物或其他坝型时，坝轴线在岸上部可直线布置。3.1.3 保留原规范2.1.3条的规定。本条与其他坝型在枢纽布置中的要求上
8、具有共性，都应根据自然条件、工程特点及综合利用要求，突出主要建筑物协调布置，经全面技术经济比较后选择最优方案。3.1.4 基本保留原规范2.1.4条之1款、3款、4款的内容，并作补充修改;删除原2款的内容;增加一款应注意的内容。1 考虑到原规范编制说明曾提到，应允许在任何拱坝布置中，首先考虑拱坝坝身泄洪的可行性。鉴于我国河流特点，对于水头高、泄量大、河谷窄的拱坝工程，宜采取坝身孔口、岸边溢洪道及坝外泄洪洞共同负担泄洪任务，而坝身孔口泄洪无疑是较经济的选择F结合水库运行、调度要求，坝身中孔、深孔或100 底孔的运行机会更多，也更灵活;坝身开孔的应力影响问题，借助有限元法计算分析，已不难解决。因此
9、明确宜首先研究采用拱坝坝身泄洪的可行性。2 强调枢纽中与拱坝相邻的各建筑物的布置对拱坝应力和拱座稳定的影响。这里拱座稳定按术语给出的定义，包括拱座抗滑稳定、变形稳定和渗透稳定三方面内容，其具体规定详见本规范7拱座稳定分析相关条、款。3 强调工程地质因素对拱坝布置的影响。应根据已查明的地质资料、工程地质评价意见，对存在的不利结构面、缓倾角裂隙、软弱夹层及临空面等因素，作出拱座稳定的评价;并把采用的稳定加固措施方案，并入拱坝布置方案的综合技术经济比较。4 保留原4款，表述形式略作调整，主要突出施工导流如坝身设导流底孔、对拱坝布置的影响等。删除电站厂房位置选择的要求。考虑到枢纽建筑物布置中，首先是大
10、坝的布置，大坝位置一旦确定，其他建筑物如电站厂房、溢洪道、泄洪洞等相对位置也易于选定。本章是拱坝的布置，对电站厂房提布置要求不妥，而其他建筑物对拱坝应力和拱座稳定的影响，在2款中已作提示。3.1.5 基本保留原规范2.1.5条的内容。对一般需经模型试验论证作了修改。从布置方案这一角度考虑，明确拱坝按不同级别进行水工模型试验的要求。3.1.6 基本保留原规范2.2.4条后半条内容，经增补后移至一般规定一节中，强调拱坝的优化设计。原规革2.2.4条的其他内容，本次修订时已纳入本规范6.2.1条。3.2拱坝体形选择3.2.1 基本保留原规范2.2.1条的内容。原条文拱坝体形选择应考虑的诸因素之一的泄
11、洪量大小，改为泄洪布置更为确切。因为布置属宏观控制因素，一旦选定一种布置，世量大小则为从属问题，坝、身泄不了的流量可通过其他1世水建筑物下泄，不101 会影响拱坝体形的选择。3.2.2 保留原规范2.2.2条的规定。增加了梯形河谷一款，即3款，与V形河谷、U形河谷两款并列。原规范在编制说明中已有相关叙述，本次修订移入正文。3.2.3 基本保留原规范2.2.3条和2.4.3条的内容。指出在地质条件不利的后两款条件下，选择拱坝体形的几种可能，系根据原规范2.2.3条及2.4.3条前半段的内容，归并、补充在本条中。采用两端拱圄呈扁平状、拱端推力偏向山体深部，是为了改善拱端合力推力的方向，以利拱座稳定
12、。采用变厚度拱或设垫座，以改善坝体和基础应力状况。设置重力墩或推力墩等连接建筑物，以适应较为不利的地形或地质条件。3.2.4 基本保留原规范2.2.3条前三款的内容，并根据近十几年来体形优化的成功经验，着重参考二滩拱坝和李家峡拱坝工程的七五、八五国家科技攻关成果，认为原规范在拱坝体形设计中关于拱冠梁断面、顶底厚度、拱圈中心角、悬臂梁倒悬度的确定，控制范围合适，不作修改。1 原规范2.2.3条1款的内容，在表述上作了修改，即必要时采用坝体应力变化平缓的变厚度、变曲率拱。原1款中坝体应力分布均匀，改为变化平缓，便于和变厚度体形相关联。根据二滩抛物线双曲拱坝体形选择经验，在坝轴线位置已确定、坝基开挖
13、深度已给出的情况下，在满足坝体应力和拱座稳定的约束条件下，使坝体工程量最省。主要途径有两条:一是拱冠梁断面曲线和顶底厚度的确定，提高拱顶厚与拱底厚的比值，在满足应力条件下，可加强水平拱的作用，减少坝体工程量，改善拱端推力角;二是水平拱圈中心角的选择，减少拱端中心角，对增大推力角、改善拱座稳定有显著效果。二滩拱坝设计经验提到，减少中心角的主要途径是采用变厚度变曲率的拱轴线，对宽高比较大的情况，变曲率拱设计的意义更大。2 原规范2.2.3条第2款中，坝体顶部拱圈最大中心角的102 提法不全面。据表1显示，除李家峡拱坝外，大部分拱坝、工程的最大中心角并不在坝体顶部拱圈，而在o.4H0. 7H坝高的高
14、程处，本条修改时去掉顶部，文字表述更显灵活，也反映了二滩拱坝、李家峡拱坝的设计经验。由表1可见，近十多年修建或设计的高拱坝，其最大中心角均在原规范给定的范围内采用，故最大中心角的选择范围同原规范不变。表1拱圈中心角所在高程与坝顶高程的关系工程名称坝高坝顶高程最大最小最大中心角拱(阶段)(m) (m) 中心角所在高程中心角所在高程圈相对高度(m) (m) 东风(已建)162 9978 94.10 9885 64.56。飞7825O. 43H 二滩(已建)240 91205 91. 5。91130 0.69H 李家峡(已建)155 92185 97.67。92185 59.78。92030 1.0
15、0H 拉西瓦(初设)250 92460 101. 7。92360 36.2。92210 0.60H 小湾(初设)292 91245 91. 14。91130 59.4。9953 0.61H 另外，拱端内弧面切线与利用岩石等高线的夹角的规定同原规范不变。二滩拱坝水平拱中心角的选择，是以改善坝肩稳定条件为目的，在满足坝体应力条件下，希望选取较小的水平拱中心角为好。而水平拱中心角较小时，相应的坝体厚度则较厚，因此中心角的选择除与地质地形条件、拱轴线形式有关外，还与拱冠梁体形有关。二滩拱坝取抛物线拱型、拱冠剖面和拱端嵌深等条件相同，荷载以水压力和自重为主，以拱端中心角为变量，最大拱端中心角2缸，分别为
16、73.2。、82.30、91.5。、101.9。及109.9。共5组变量，进行计算分析并研究对坝体应力和坝基推力角的影响。由图1、图2可知，拱端中心角对推力角和拱冠处上游面的拱向应力都产生影响，尤其在中、上部高程图中曲线散开，推力角和拱向应力影响更大。103 目单117。但E1205 965 o 1.0 8.0 拱向正应力(MPa)图2当最大拱端中心角2缸100。时，对应力有利，但拱端推力角较小，坝体工程量较大。二滩双曲拱坝，根据不同中心角对坝体应力、坝肩稳定及工程量的综合比较后，认为最大拱端中心角应在800100。范围内选取，且最后选定的2也(水电站设计，1990年第3期)的研究成果，在附录
17、A. 3. 2中增列了公式(A.3. 2-2)，可考虑水流分散程度的最大冲坑处水垫厚度的估算，供设计选用。4.3.5 保留原规范3.3.4条的规定。根据调查，拱坝泄流以采用挑流和跌流消能方式最多。所谓跌流，系指坝顶自由跌落和坝顶溢流两种，水流入水点距坝趾较近，水力条件较复杂，对拱坝运行安全的影响也较大。4.3.6 基本保留原规范3.3. 5条的内容。当采用挑流或跌流消能，地质较差或下游自然水垫厚度不足时，为防止产生严重冲刷，本条给出了可供选择的工程措施。对于先冲后护，工程界历来有两种看法，反对者认为先冲后护较难把握，且施工困难，易产生不利影响;赞成者认为不少工程已经实行了这方法，而且即使先行保
18、护了的，泄洪后也难免不遭破坏，事后还要再行保护，施工困难照样存在。本条综合两种意见，保留原规范3.3. 5条第2款的规定，根据实际工程条件，考虑采取先冲后护方法，但强调应118 参照类似工程经验，经研究比较后确定。原规范关于短护坦接缝和锚固的提法不太合适，因为护坦接缝密封或与基岩锚固并非是必须采取的措施，有不少工程就采用透水护坦，也有些护坦没采用锚固措施，因此本规范予以删除。4.3.7 新增条文，给出人工水垫塘设计的原则性规定。人工水垫塘的空间尺寸、结构型式及1昆凝土板块稳定条件的确定，是挑流、跌流消能工设计的主要内容。由于水垫塘内水流条件十分复杂，同时水垫塘结构型式与地形地质条件、水垫塘空间
19、尺寸与水力特性等因素互相关联，交叉影响，因此水垫塘设计的技术难度很大。(1)关于冲击动水压力允许值。结合二滩工程和小湾工程的国家七五、八五科技攻关，对冲击动水压力允许值问题进行了专门研究，取得了大量的成果。攻关成果将冲击动水压力允许值作为水垫塘水深和板块稳定设计的控制性指标，并将该指标定为(1015) X 9. 81kPa。理由有三个:一是，15 X 9. 81kPa的冲击压力大致相当于冲击流速20m/s，按v=7v75计算，D约为8m，这与目前护坦板块的当量球径相当。二是，从大量试验研究成果看，混凝土板块的脉动上举力与冲击动水压力密切相关，冲击动水压力越大，脉动上举力也越大，板块的稳定性就越
20、差。三是，从抗冲蚀破坏的角度看，混凝土足以抵抗20m/s的射流冲击。因此，认为以(lO15)X 9. 81kPa作为冲击动水压力允许值是合适的。也有部分专家认为，将冲击动水压力允许值定为(lO15)X9.81kPa并以此作为水垫塘水深和板块稳定设计的控制性指标是不合适的。理由有四个t一是，对天然地基冲击动水压力作用主要表现为冲刷淘深，动水压力愈大，冲刷愈烈，其结果为冲击破坏，因此，将动水压力作为限制地基冲刷深度的控制指标是合适的。但对人工水垫塘的119 1昆凝土板块而言，不同于有节理、裂隙的天然地基，其抗冲能力极强，冲磨及强度破坏的可能性极小。美国内务部垦务局曾试验用高速射流冲击无缝隙的漉凝土
21、表面，射流入水流速58m/s.到达1昆凝土表面的平均流速23m/s.垂直冲击35d后，只在混凝土表面形成12cm的小坑，当入射角为450-50。时，经过长期冲刷未见明显的冲坑。显然，以冲击动水压力允许值作为护坦板块安全性的判据是不恰当的。二是(国内外许多消能工水毁事件和有关科技攻关成果表明，泪凝土板块失事主要表现为失稳破坏。研究表明，水舌对水垫塘护坦板的冲击影响大致可分为三个区z水舌直接作用的冲击区，其上、下游水跃站在滚区及其向下游正常缓流逐渐变化的过渡区。水跃油在滚区由于水流掺气、折冲等影响，脉动上举力最大，而有效水垫深度往往小于下游水深，从而可能造成板面压力低于板底面压力，当其差值大于护坦
22、板重量时，则护坦板将处于失重状态，并出现跳动、晃动和振动等现象，随后产生翻转或痒起破坏。一旦有一块护坦失稳破坏，相邻板块迅即被殃及，直至波及周围较大范围。可见，最早出现失稳的板块不是在冲击区，而是在其下游的水跃插在滚区，导致板块破坏的不是冲击动水压力，而是脉动上举力。因此，不宜以冲击区的冲击动水压力来判定榄滚区板块的稳定性。三是，脉动上举力是促使板块失稳的主要荷载，水垫塘板块稳定分析的关键在于把握脉动压力的量值和分布范围。脉动压力与时均压力不同，其量值及作用方向均是随机变化的，其峰值、均方根值不仅与量测的位置、范围有关，还与量测的时间、历时有关;板块稳定分析是针对板块整体，故还应合理确定点、面
23、脉动压力和表、底面脉动压力的相关性，而这种相关性又与板块尺寸有关。脉动压力的特性极其复杂，因而科技攻关及多家科研单位的试验结果各不相同。例如，有的认为脉动压力具有正态分布特性，有的则认为不完全符合正态分布;有的成果表明，板块表面脉动压力大于底面脉动压力，有的则相反F有的认为，当水120 垫深度较浅时，表、底面压力脉动异常活跃，正负相关变化频繁，表、底面压力脉动变化趋势反而同步，有的则认为，由于板块表、底面上脉动压力传播速度相差很大，表、底面脉动压力互不相关等，致使研究分析的成果也不尽相同。尽管冲击动水压力与脉动上举力密切相关，但脉动上举力的影响因素确实太多，就日前的试验资料和原型观测资料而言，
24、尚无法建立起两者之间的关系，因此，用冲击动水压力来反映脉动上举力的大小是不恰当的。四是，冲击动水压力允许值与工程等级、泄洪规模、护坦结构型式及检修条件等多种影响因素有关，不同工程的差别很大。另外，水垫塘板块接缝是否密封对其稳定安全至关重要。水工模型试验表明，在板块分缝没密封时，板块失稳时的冲击动水压力很小，甚至为负值;而当水垫塘板块密封时，相应动水压力允许值可大为增加。表9所列的国内外已建工程的统计资料也充分表明动水压力值的变幅很大。因此认为，不宜以动水压力允许值。15) X 9. 81kPa作为水垫塘深度及板块稳定设计的控制标准。表，国内外拱坝跌流水垫塘参数统计表最大时溢流堪库水位入水水垫均
25、动水.:1.= 护坦工程国家上水头与护坦速度深度压力Pmax一T厚度(m) 面高差(m/s) T (m) Pmax (m) (m) (X 9. 81kPa) 西迭萨特巴西14.2 78.0 35.2 31. 5 49.3 15.8 2.5 甘班勃巴西17.1 84.0 36.6 21.0 70.0 49.0 3.0 勒露巴西10.9 97.5 39.4 27.0 47.7 20.4 3.0 伏格伦斯巴西8.4 122.0 43.9 25.0 52.6 27.6 2.5 钦古巴西21. 5 144.7 47.8 61. 2 88.2 27.0 2.5 绞北日本4. 6 68.1 32.9 14.
26、0 48.0 34.0 1.5 室牧日本6. 3 79.0 35.4 18.0 42.8 24.8 1. 53. 5 大仓日本7.3 75.6 34.6 20.0 47.0 29.0 4.0 121 续表最大时溢流堪库水位入水水垫均动水Llp = 护坦工程国家上水头与护坦速度深度压力Pmax-T 厚度(m) 面高差(m/s) T (m) Pmax (m) (m) (X9.81kPa) 川吴日本6.5 117.0 43. 1 23.0 50.0 27.0 1. 0-1. 5 天激日本4.0 61. 5 13.0 45.5 32.5 1. 0-3. 0 里罗克斯南非9.0 87.5 30.9 27
27、.5 43.5 15.5 3 莫西罗克美国15.2 162.0 35.7 73. 1 88. 1 15.0 薄护坦英古里前苏联9. 6 246.5 56.0 27 44.5 17.5 4.0 隔河岩中国22.7 146.5 40.7 42.4 45. 1 2.7 3.0-4.0 二滩中国12.0 223.5 51. 0 57.2 71.3 14.1 3.0 构皮滩中国22.9 224.9 53.1 62.2 76.6 14.4 3.0 综上所述，将冲击动水压力允许值作为人工水垫塘深度和衬护板块稳定的控制指标，条件尚不成熟，还有待更多科学研究和工程实践给予充分验证。但在水垫塘设计中，可根据工程等
28、级、世洪规模、护坦结构型式及检修条件等因素选取一个冲击动水压力允许值，作为人工水垫塘深度和衬护板块稳定设计的控制性指标，尤其在初设阶段，这种做法使得大量的水力计算及方案比较成为可能。我国几座高拱坝，如二滩、小湾、构皮滩、拉西瓦等，在水垫塘设计中已经尝试以冲击动水压力作为水垫塘深度和板块稳定设计的控制性指标，且将其取值定为(lO15)X 9. 81kPa。(2)关于水垫塘结构型式。水垫塘板块稳定条件较差或是工程量较大时，除加强锚固措施外，可研究采用封闭抽排水垫塘或反拱水垫塘。封闭抽排水垫塘就是对水垫塘板块分缝实施封闭，在水垫塘周边设置防渗帷幕，在水垫塘板块底部布置排水系统，采用水泵排除地基渗水。
29、已建的葛洲坝、隔?可岩、万安和二滩等电站均采用封闭抽排措施，实122 践表明，该措施安全可靠，效果良好。反拱水垫塘就是将水垫塘底板设计成反拱结构，利用底板的拱作用抵抗部分上抬荷载，以减小底板厚度。另外，拱坝多建在V形或U形峡谷中，平底水垫塘通常需要对两岸削坡，不仅工程量大，而且对岸坡及坝肩稳定不利，而反拱水垫塘则能很好地适应峡谷的地形条件。前苏联的英古里拱坝采用反拱水垫塘消能，运行状况良好。国内的构皮滩和溪落渡等电站也对反拱水垫塘消能进行了大量的研究工作，取得了可喜的成果，研究表明，反拱水垫塘是一种较优的消能工结构，值得推广应用。反拱水垫塘底板承担的上抬荷载主要是均布扬压力和脉动上举力，其强度
30、、稳定计算同一般拱形结构。反拱水垫塘底板的曲率应使拱的任一截面都处于中心受压状态，可采用椭圆曲线。反拱水垫塘的水力计算方法尚不成熟，实际采用时，塘深、塘长及水力特性等应通过水工模型试验确定。4. 3. 84. 3. 9 保留原规范3.3.6条和3.3.7条的规定。明确底流消能的适用范围和设计原则。拱坝采用底流消能的不多，若采用时，应特别注意拱坝水流向心集中可能引起的复杂水力现象，应经水工模型试验确定。4.3.10 基本保留原规范3.3.8条的内容。考虑到拱坝采用扉流消能的不多，故略去原规范条文中有关实体扉的内容及条文说明中的表3.3.8。4.3.11 新增条文，强调消能区下游河道的岸坡防冲保护
31、，单列一条。多年来的工程实践表明，消能区下游河道相当长范围内的水流条件及河势较建坝前均有所变化，存在岸坡防冲保护问题，当坝下游分布有城镇及交通道路时，这一问题更为突出。因此，防冲设计不应只局限于消能区附近，而应对下游一定范围的河段进行充分研究，以确定岸坡可能冲刷失稳的河段并采取相应护岸措施。4.4 其他有关水力设计4. 4. 14. 4. 3 基本保留原规范3.4.1条的内容。根据内容的性123 质将原条文内容分解成三条，使条理更加清楚。在4.4.1条中，可能发生空蚀的部位增列了消力池辅助消能工、异型鼻坎和分流墩。在4.4.3条中，增加了选择合理的建筑物体形、采用抗蚀材料和合理的运行方式等3种
32、防空蚀措施，同时原规范当kNMWHh。续表序号7 8 9 10 11 12 工程名称隔河岩龙羊峡东风东江白山江口坝高(m)151 178 162 157 149.5 139 设计阶段技施技施技施技施技施初设荷载组合组合I组合E组合I组合E组合I组合E组合1组合E组合I组合E组合I组合E最数值4.92 4.15 3.19 3.61 6.15 7.92 5.18 5.09 3.89 4.62 6.59 5.01 大上游面主部位1拱0梁1拱0梁压应数值5.14 5.41 3.45 2.74 7.52 5.19 4.85 4.29 4.48 4.32 6.06 6.60 应力下游面(MPa) 部位7拱
33、20梁7拱20梁力控最数值-0.90 1. 04 1. 09 -1. 21 一1.03 -1. 37 1. 17 一0.58一1.40 一1.80 一1.42 一1.15 制大上游面主部位5拱7梁5拱7梁拉应数值-1. 12 一1.04 -1. 25 一0.500.91 1. 27 一1.41 一1.08 一1.25 -0.88 一0.69一0.60力下游面(MPa) 部位9拱11梁9拱11梁径向位移数值6.08 5.28 (cm) 部位。拱拱冠。拱拱冠表11拉西瓦双曲拱坝拱臻分载法坝体控制应力应飞力、部荷位载及组数合值及工况基本荷载组合特殊荷载组合温降温升温升随降十施工自重阳升+施工自重温降
34、+地震温升十地震数值-0.92 -1.55 一1.85 一0.861.45 一1.13一1.80上游面最大主部位2320右岸拱端2360右岸拱端2360右岸拱端2360右岸拱端2360右岸拱端2360右岸拱端2360右岸拱端拉应力(MPa) 数值-0.18 一0.200.24 一0.24下游面部位2280拱冠2210拱冠2280拱冠2400拱冠数值7.35 5.76 8.26 8.32 6.44 7.59 6.14 上游商最大主部位2360拱冠2320拱冠2360拱冠2380拱冠2380拱冠2360拱冠2320拱冠压应力(MPa) 数值7.49 7.17 7.40 8.12 8.01 7.55
35、 7.24 下游面部位2280右岸拱端2280有岸拱端2280右岸拱端2260左岸拱端2260左岸拱端2280右岸拱端2280右岸拱端hw注z表中部位为某高程(m)的拱冠或拱端s自重除标明为施工自重外，均为分缝自重.问川WN表12二滩拱坝拱察分载法坝面主应力控制H童;汪立占三基本荷载组合特殊荷载组合温降温升温升+分缝自重温降+地震数值6. 63 6.55 7.08 8.71 上游面最大主压应力部位2拱0梁。拱0梁。拱0梁。拱1梁(MPa) 数值8. 34 8.36 8. 62 9.74 下游面部位6拱2梁6拱2梁5拱3梁5拱3梁数值-0.79 一1.00 -1.00 一1.16 上游面最大主拉
36、应力部位2拱6梁2拱6梁2拱6梁2拱6梁(MPa) 数值0.21 0.07 -0.07 一0.41下游面部位6拱1梁7拱1梁7拱1梁6拱1梁最大径向变位数值12.29 11.61 12.17 (cm) 部位1拱0梁2拱0梁2拱0梁表13李家峡拱坝综合模量调整前拱坝坝体应力及径向变位特征表最大主拉应力(MPa)最大主压应力(MPa)向下游最大径分析荷载，口比上游面下游面上游面向变位(mm)组下游面方法应力值位置应力值位置应力值位置应力值位置数值位置水压(Y2180)+自重y 2120右y 2030 y 2050 y 2070 y 2185 基本0.970 0.90 3.86 5.35 54.2
37、+泥沙(Y2114)+温降拱端拱冠拱冠右拱端拱冠右侧拱水压(Y2180)+自重y 2090 y 2030 y 2050 y 2070 y 2120 梁基本-1. 010 -0.87 3.79 5.52 39.7 +泥沙(Y2114)+温升右拱端拱冠拱冠右拱端拱冠分载水压(Y2181. 3)+自重y 2090 y 2030 y 2050 y 2070 y 2120 基本一1.06-0.88 3.76 5.62 40.47 法+泥沙(Y2114)+温升(控制右拱端拱冠拱冠有拱端拱冠水压(Y2182.6)+自重y 2090 y 2030 y 2050 y 2070 y 2120 特殊一1.10-0.
38、90 3.75 5.72 41. 26 +泥沙(Y2114)+温升(控制)右拱端拱冠拱冠右拱端拱冠水压(Y2180)+自重y 2080 y 2040 y 2125 y 2060 y 2135 -0.834 0.876 3.690 6.660 36.7 有+泥沙(Y2114)+温降右拱端拱冠拱冠右侧右拱端拱冠右侧| 限水压(Y2180)+自重y 2080 y 2145 y 2125 y 2060 一1.900 -0.96 3.520 7.290 7G +泥沙(Y2114) +温升有拱端拱冠拱冠右拱端法水压(Y2181.3)+自重y 2080 y 2145 y 2125 y 2060 一1.920
39、-0.89 3.610 7.400 +泥沙(Y2114)+温升右拱端拱冠拱冠右拱端模型水压何2则+1基本体形3.55 y 2030 一1.27 y 2120 3.37 y 2090 6.30 y 2090 74.9 试验泥沙(Y川)1 实际体形一1.93 左拱端1. 15 拱冠2.82 拱冠6.38 有拱端71.67 A hwhw载组合控制，下游面主拉、主压应力均由温降荷载组合控制。(4)小湾拱坝，上游面主压应力、下游面主拉应力由温升荷载组合控制，而上游面主拉应力、下游面主压应力由温降荷载组合控制。(5)李家峡、构皮滩和隔河岩拱坝与小湾的控制情况相反，上游面主拉应力、下游面主压应力由温升荷载组
40、合控制，上游面主压应力、下游面主拉应力由温降荷载组合控制。(6)东风拱坝，上游面主拉、主压应力和下游面主拉应力均由温升荷载组合控制，而下游面主压应力由温降荷载组合控制。而江口拱坝与东风的控制情况相反，上游面主拉、主压应力和下游面主拉应力均由温降荷载组合控制，而下游面主压应力由温升荷载组合控制。(7)东江拱坝，上下游面主拉、主压应力均由温降荷载组合控制。5.2.3 基本保留原规范4.2.1后半条特殊组合的内容，第1款、4款、5款、6款保留原规范的有关规定。增加第2款特殊组合，根据原规范的有关内容和考虑5.2.2条基本组合中新增加的第2款编写二增加第3款特殊组合，参照DL5077-1997的有关规
41、定，考虑常遇低水位情况与地震荷载组合，这种工况对某些重要工程，主要是高拱坝的坝顶附近断面起控制作用。研究表明，高拱坝在水犀低水位遭遇强震时，顶部的动力放大效应可能恶化拱坝的应力分布。134 6拱坝应力分析6. 1分析内容6.1.1 保留原规范5.1.1条的规定。本条对拱坝应力分析的内容作了一般的规定。其中必要时尚需分析坝基内部的应力，主要是针对坝基地质条件特别复杂，或拱座稳定分析时需要结合坝基内部的应力分布情况，并结合工程的具体条件，考虑是否需作出相应的基础处理或对基础处理方案作出选择。本条末或另加其他内容是针对一些特殊情况，如坝体与岸坡之间设有重力墩、推力墩或其他附属建筑物，坝体设有周边缝等
42、，除按本条规定计算坝体应力外，尚需根据具体情况考虑是否需要增加应力分析的内容。6.1.2 保留原规范5.1.2条的规定。本条对拱坝应力分析中需要考虑的因素提出相应的要求。与原规范相比，主要强调以下三个方面:(1)坝体应力对体形布置及拱座稳定影响较大，本条要求在拱坝体形优化中，不仅要满足坝体应力、稳定条件，而且要选择对坝体应力分布较为有利的体形布置。(2)强调了分期蓄水、分期施工和施工过程对坝体应力的影响。这种影响对高坝尤为显著。所以无论是采用拱梁分载法还是有限元法分析应力，均应考虑施工过程和坝体的受力特性。(3)坝体温度对拱坝应力的影响较大，合理选择封拱温度是拱坝设计中必须很好考虑的。为了强调
43、这一点，本条在封拱温度对坝体应力的影响的后面再补充并优选对坝体应力有利的封拱温度。一般来说，如坝体应力由温降控制，可适当降低封拱温度;如坝体应力由温升控制，可适当提高封拱温度。6.1.3 基本保留原规范5.L 3条的内容。将原规范中十分重要的135 拱坝明确为1、2级拱坝，规定对于坝址地质、地形条件特别不利的1、2级拱坝，除计算坝体应力外，尚需对坝基应力和位移情况作专门研究，为拱座稳定分析和基础处理方案的选择提供必要的数据。6.2分析方法6.2.1 基本保留原规范5.2.1条的内容。增补了有限元法计算成果作为衡量强度安全的主要标准的内容，将原规范5.2.2条中有关有限元法的内容移至本条。近20
44、年来，有限元法在拱坝应力分析中得到广泛的应用，并取得较好的成果。尤其在坝体设有大孔口、基础条件比较复杂等情况下，拱梁分载法由于受计算假定的限制，难以取得满意的成果，而有限元法可以反映各种复杂的因素，取得比较接近于实际情况的成果。所以明确规定:1、2级拱坝和高拱坝或情况比较复杂的拱坝(拱坝内设有大的孔洞、基础条件复杂等)，除用拱梁分载法计算外，还应采用有限元法计算。6.2.2 基本保留原规范5.2.1条和5.2.2条的部分内容。为了保证计算精度和成果的可信度，本条对拱梁分载法和有限元法计算提出相应的要求。(1)用拱梁分载法计算时，拱和梁的布置应符合以下要求:a.拱和梁的布置不宜少于7拱13梁。b
45、.拱和梁的布置宜保持均匀，并能适应坝址地形、地质条件的变化，例如，对于U形河谷和梯形河谷，在河床部位需补插若干个梁，使梁的布置比较均匀。c.拱和梁的布置能反映两者基础变位的相互影响。(2)用有限元法计算时，应符合以下要求:a.单元的剖分要有足够的密度，使计算成果能满足设计精度的要求。b.单元的型式应结合拱坝体形合理选用，例如，壳体单元只适用于薄拱坝，厚拱坝通常采用空间等参单元。c.基础的单元必须与坝体的单元保持协调。136 d.计算模型应接近于实际情况，计算坝体自重应考虑施工过程。例如，考虑实际施工过程、坝体温度变化过程、荷载(包括坝体自重、水压力、温度荷载等)计算采用增量法、1昆凝土热力学特性变化过程和边界条件的仿真计算气地基作为无拉应力的材料，用夹层单元模拟复杂地基中的软弱夹层等。此外，作用于上游库底的水压力对坝体应力的影响也不宜忽视，必要时可把拱坝上、下游一定范围内的基岩也包括到计算模型中去，以反映库水压力对坝体应力的影响。6.3 控制指标及其他规定6.3.1 基本保留原规范5.3.1条的内容。原规定安全系数分别采用4.0(基本荷载组合
