作用于拱坝的荷载有静水压力、动水压力、温度荷载、自重、扬压力、泥沙压力、浪压力、冰压力和地震荷载等。其中静水压力、泥沙压力、浪压力计算相对容易,只需将已知参数代入计算公式即可求得。自重、温度和地震荷载计算相对复杂,考虑因素较多,应认真计算。 1、自重
混凝土拱坝在施工时常分段浇筑,最后进行灌浆封拱,形成整体。在拱坝形成整体前,各坝段的自重变位和应力已形成,全部自重应由悬臂梁承担。即将自重作为竖向荷载,计算由此产生的梁的变位,代入拱梁变位协调方程。
2、温度荷载。
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温度荷载的大小与封拱温度有关,且随时间和位置而变化,精确计算是极为复杂的,通常仅考虑对坝体安全最不利的情况,即对坝体应力而言,需计入温降的影响,对稳定而言,需计入温升的影响。
温度沿上下游方向在坝体内呈非线性分布,为便于计算方便,可将其与封拱温度的差值,即温度荷载视为三部分的叠加,即均匀温度变化(t1)、等效线性温差(t2)、非线性温度变
化(t3coq10
)。均匀温度变化(t1)是温度荷载的主要部分,它对拱圈轴向力和力矩、悬臂梁力矩等都有很大影响。等效线性温差(t2)在中、小型工程中一般可不考虑。非线性温度变化(t3)不影响整体变形,在拱坝设计中一般可略去不计。 对于中、小型拱坝,可视情况采用下列经验公式作拱坝的温度荷载计算:
寄语市长 (0成都钢钒有限公司C) (1)
或 (0C) (2)
式中: T—坝厚(m)。
3、地震荷载
我国《水工建筑物抗计规范》规定,以拟静力法作为抗震设计的主要计算方法,对于超过150m的高坝应进行动力分析,对于设计烈度高于9度的情况应进行特殊研究。
地震荷载包括地震惯性力、地震动水压力和上游淤沙的地震动土压力,最后一项数值很小,一般可以不计,前两项的计算参见有关文献。
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4、荷载组合
咪唑混凝土拱坝设计的荷载组合分为基本组合和特殊组合二类。基本组织包括:①水库正常蓄水位及相应的尾水位和设计正常温降、自重、扬压力、泥沙压力、浪压力、冰压力;②水库死水位(或运行最低水位)及相应的尾水位和此时出现的设计正常温升、自重、扬压力(或不计)、泥沙压力、浪压力;③其他常遇的不利荷载组合。
特殊荷载组合包括:①校核洪水位及相应的尾水位和此时出现的设计正常温升、自重、扬压力、泥沙压力、动水压力、浪压力;②基本荷载组合加地震荷载;③施工期的荷载组合,包括接缝未灌浆和分期灌浆两种情况;④其他稀遇的不利荷载组合。