拱圈形状对应力和坝肩稳定的影响

对拱坝设计中常用的三种拱圈进行了系统的研究。分析了反映拱圈几何形状特征参数的选择及其对拱应力和坝肩岩体稳定的影响,给出了特征参数与拱应力及坝肩岩体稳定指标的关系曲线。该项研究对拱坝体型的选择有参考价值。     

拱圈拓扑优化及结果合理性研究

为验证拱圈拓扑优化的可行性和合理性,根据拱坝水平拱圈的特点,采用拓扑优化均匀化算法对某拱坝不同坝高处的水平拱圈进行结构优化计算,利用滤波法和多重网格法解决了在拱圈拓扑优化过程中出现的数值不稳定问题.对优化得到的下游面带有反弯段的结构进行不同的下游面曲线拟合,应力校核结果表明:拓扑优化得到的拱圈不仅是可行的,并且比传统形状的拱圈更为合理.     

小型拱坝抗滑稳定及坝体应力分析

拱坝坝肩岩体稳定是拱坝安全的根本保证,当拱坝坝肩岩体存在软弱结构面或坝肩岩体较软弱时,两岸坝肩岩体应进行抗滑稳定计算,且由于地质情况原因,有时需对坝肩体型进行局部修改,可能对坝身应力产生较大影响。文章主要介绍采用刚体极限平衡法计算坝肩稳定、拱梁分载法计算坝体应力的设计情况及坝端局部修改后坝身应力变化情况,为中低型拱坝的坝肩岩体稳定计算及坝身应力分析提供参考。     

双曲拱桥加固提载技术探讨

文章以安庆某双曲拱桥的加固设计为例,通过将空腹式双曲拱桥的拱式腹拱及拱顶实腹段等拱上建筑拆除后,重建梁式拱上建筑,从而达到减轻恒载、调整主拱圈受力状态;拱背浇筑一层10 cm厚混凝土,拱脚部位适当加厚,增大拱圈截面,拱肋下缘局部采用粘贴碳纤维布,抵抗拉应力降低拱顶正弯矩,提高拱圈承载能力.     

井冈冲砌石双曲拱坝设计与研究

井冈冲砌石双曲拱坝为多心圆弧双曲拱坝.拱坝最大坝高92ｍ，厚高比0.261，最大拱圈中心角99.9°，最大拱圈半径160ｍ.采用ADCAD进行体型优化.拱坝结构分析表明：拱坝应力满足规范要求，拱坝超载能力不大.该拱坝拱座稳定的安全余度很小，为此采取在坝肩设置排水洞和加强观测的设计措施.坝体上游面设混凝土防渗面板、下游面设浆砌条石、中部为细石混凝土砌毛石.该砌石拱坝坝体每隔72ｍ设一条灌浆横缝，上游混凝土防渗面板沿坝轴线每隔18ｍ设0.8ｍ宽的宽缝，水泥灌浆和膨胀混凝土回填于低温季节进行.对石料场岩石进行了隐节理、铁锈面对强度的影响试验和现场大型砌体现场试验，试验研究表明，选定石料场的石料不宜上坝.经设计和试验研究，拱坝两个坝身表孔采用窄缝式消能工.     

考虑填料作用的空腹式无铰拱分析

通过Midas Civil有限元软件建立拱圈模型和拱圈-拱上结构联合作用模型,对空腹式无铰拱桥进行仿真模拟,引入联合作用系数K,运用系数k对比分析两种结构状态下的计算结果.联合作用下填料有利于拱板应力分布更趋于合理化;横桥向联合作用系数趋势基本一致,但反映出填料约束作用中间优于边缘效果,改善主拱结构的受压状态,降低了拱...     

悬索线型拱轴线在大跨度拱桥的应用讨论

基于大跨径等截面拱桥的恒载分布更接近于沿拱轴均匀分布,该文推导了拱轴线的新型公式——悬索线拱轴线方程,并结合工程实例进行实桥分析计算,计算结果表明拱圈应力均匀性,验证悬索线型拱轴线在大跨度拱桥中应用价值.     

拱坝上滑问题的纯拱分析

拱坝沿建基面“上滑”是近年来一些学者提出来的问题.本文采用结构力学的方法对等厚度圆拱及变厚度抛物线拱在水荷载作用下沿具有一定坡角的建基面滑移的稳定性进行了研究.分析了拱的中心角、建基面的坡角、拱端接触面的摩擦系数、拱圈的位置等对沿建基面滑移稳定安全系数的影响.文章还模拟了小湾拱坝各高程的拱圈形状，研究其沿建基面上滑的可能性.     

柔性拱和软弱地基上的碾压混凝土拱坝

为改善软弱基础上修建碾压混凝土拱坝的结构设计 ,通过对水压和温度荷载作用下坝体的应力和位移分析 ,提出了适应软弱基础拱坝变位大但应力不恶化的“柔性拱”及简易止裂措施 ,已用于修建新疆石门子碾压混凝土拱坝。坝体设人工短缝加大拱的变位 ,可消减水压和温度作用下的拉应力集中 ;扩大拱座降低坝肩软弱岩面上的压应力和剪应力 ,拱座考虑侧约束减少拱座在水压作用下的变位 ,也增加坝肩绕渗途径     

旧桥病害分析与加固方案的研究

针对湖南省现存双曲拱桥主拱圈的主要病害,分析了病害产生的原因,介绍了加固处治方法.以某大桥为例,阐述了双曲拱桥拱肋底缘利用现浇混凝土底板,将主拱圈封闭形成箱形,从而把双曲拱桥改造成为箱型拱,并通过增大主拱圈的截面面积提高其承载能力;同时将拱式腹拱及拱顶实腹段等拱上建筑拆除后,对腹拱墩加固之后在墩顶设置墩帽重建为连续板式...     

大跨覆土波纹钢板拱桥结构加强措施研究

由于结构承受回填土压力,随着跨度增加,覆土波纹钢板拱桥的内力增幅较大,有必要对波纹板拱圈采取结构加强措施.基于跨径为16m的圆弧拱桥,采用混凝土复合加强肋方案对拱圈进行加强,分别建立了未加强、拱脚部位加强、沿拱圈环向加强和沿拱圈与横向的双方向加强等4种考虑土结相互作用的三维有限元模型,计算和对比分析了4种情况下结构的受力和变形特点.结果表明,覆土波纹钢板圆弧拱桥应力分布不均匀,对受力最大部位的拱脚采取局部加强措施能够显著改善结构的受力性能;环向加强措施改善了结构受力性能,但结构整体性较差;双向加强措施的改善效果明显,且有利于提高结构的整体性.     

软弱地基上的碾压混凝土拱坝应力与位移分析

某工程在软弱基础上修建的碾压混凝土拱坝坝高大于100m,基础软弱,应力和位移大,尤其是坝肩向下游位移大。提出设置推力墩新结构来增强拱座受力,限制其变形。示例对水压荷载作用下坝体的应力和位移进行三维仿真分析,表明仅设置30m长的推力墩能消减50％的坝体下游面(水压荷载)拱向拉应力;位移减小20％;坝肩基岩几乎处于微压状态,水压应力向推力墩转移,加大坝基底面减小坝体沉陷。由于推力墩结构减小了拱跨度,增强了拱坝的整体性,分担了主要的坝肩荷载,可使拱坝应力得到改善,位移得到控制。     

空腹式石拱桥承载能力静载试验与有限元分析

在改造要求条件下,就某空腹式石拱桥的承载能力进行了现场静载试验与有限元数值模拟分析.结果表明,主拱圈的挠度和残余变形量小、最大压应力和拉应力也小,均满足承载能力和正常使用极性状态的要求.但拱座的水平位移不能恢复,这将会导致整个主拱圈承载能力下降,甚至引起主拱圈跨塌现象,故建议对该桥拱座基础进行加固处理、并保证加固效果,或采取重新修建桥梁的方案,以便保证桥梁改造后能满足使用要求.     

拱上建筑的施工技术探讨

拱桥主拱圈拱背以上的结构物称为拱上建筑,它主要有横墙座、横墙、横墙帽或立柱座、立柱、盖梁、腹拱圈或梁(板)、侧墙、拱上结构伸缩缝及变形、护拱、拱上防水层、拱腔填料、泄水管、桥面铺装、栏杆系等。本文对拱上结构的施工重要流程进行了总结。     

拱架施工方法在拱桥施工中的运用

拱圈和拱架的准确安装是拱桥符合设计要求的基本条件之一，不论是何种拱圈在预制安装时都需要搭设一个合适的拱架，这是拱桥施工的一项重要工序，是拱桥建设的质量保障。本文对拱架的形式、设计要点、施工工艺等做了分析介绍。     

钢管混凝土拱肋节段模型试验

介绍了茅草街大桥主拱圈1∶5节段模型试验,试验模拟大桥的施工过程,得到了在各种荷载工况下拱顶节段钢管混凝土拱肋的应力分布,并与理论值进行了比较,跟踪实测了混凝土徐变对内力重分布的影响。     

反拱水垫塘拱圈多底板块振动特性的理论分析和试验研究

以溪洛渡拱坝下游出流条件和反拱水垫塘体型为参考,在拱圈底板块间止水破坏、底板块锚筋失效的极端条件下,对拱圈弹性底板块的振动特性进行了研究,得到拱圈底板块振动位移幅值沿流程、沿拱圈的分布规律及其时域和频域特性.研究结果表明,随拱圈底板块数目的增多,部分板块形成局部拱作用,拱圈底板块锚固失效的连锁反应及缝隙宽度的累加效应是造成底板破坏的主要原因.     

某拱坝坝身应力的拱梁分载法分析

本文采用拱梁分载法对某水电站拱坝在基本荷载组合和特殊荷载组合作用下的坝身应力进行了分析。选取10拱21梁对拱坝坝身进行网格划分,计算得到各工况下坝身与坝肩应力。结果表明,坝体位移、应力分布规律合理,在控制工况下最大主拉应力值、最大主压应力值也均满足规范规定的应力控制要求。     

腹拱式重力坝坝体应力的试验研究

腹拱式重力坝是一种新坝型,坝上游面倾斜,坝内设有腹拱。坝体断面的应力分布比较均匀,坝体材料得到充分的利用,上游坝趾的垂直应力较高,坝体承受特殊超载的能力较大,比较一般砼重力坝的应力状态有了很大改善。为了寻找这种新坝型的最好轮廓剖面,利用偏光弹性力学的冻结应力方法,做了廿多组不同轮廓尺寸的坝体剖面的应力试验,经过平衡校核,对于推荐的剖面还进行了重复试验,认为试验结果是可信的。试验中个别方案还采用了软胶纲格法试验;并简化成无铰拱,用结构力学的方法进行了近似的应力计算。三种不同方法所得的应力情形是接近的。根据不同轮廓尺寸剖面应力试验的结果,分析了各种轮廓尺寸的变化对坝体应力分布的影响。初步认为确定坝体轮廓尺寸的规则如下：坝体上游边坡宜为：１∶０．２－１∶０．４,下游边坡宜为１∶０．７５－１∶０．９;腹拱宜做成略向上游倾斜的椭圆形;拱高宜为坝高的２５－３５％;上游腿应比下游腿略厚,以使重心偏向上游;设置坝内电厂时尾水管的宽度宜等于或小于坝段宽的３０％。最后推荐方案的应力试验成果,坝体基本上全部为压应力,坝体断面的应力分布均匀,上游坝趾的压应力较高。以１－Ⅷ号方案为例,坝内只个别点出现了最大为４公斤／厘米２的拉应力,     

清江隔河岩水利枢纽坝体内部监测研究

根据清江隔河岩水电站近几年的大坝内部监测资料，对大坝接缝与裂缝、坝内钢筋应力、拱座基岩与拱端坝体应力进行了监测研究，并应用物理推断法和统计相关法分析了压应力计的相关因子及变化规律，通过逐步回归分析得出了压应力计统计模型，应用所设的统计模型分析实测资料，其分析结果与实测值拟合较好。