拱坝体型优化设计在龙首水电站工程中的应用

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龙首水电站碾压混凝土拱坝设计与施工

龙首水电站碾压混凝土拱坝设计与施工
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第3 4卷 第 7期
2 0 年7 0 8 月
水 力 发 电
文 章编 号 :5 9 9 4 ( 0 8 0 — 0 3 0 0 5— 3 2 20 )7 0 7— 3
龙 首 水 电 站 碾 压 混 凝 土 拱 坝 设 计 与 施 工
杨 家修
Ke o d : C a c a c a a trs c ; p r t n c n i o ; o g h u Hy r p we tt n y W r s RC r h d m; h r ce it s o e ai o d t n L n s o d o o rS a i i o i o Ab t a t L n s o a i lc t d i h e in w t i h tmp r tr , od c i t n  ̄e u n a tq a e i o h sr c : o g h u d m s o a e n t e r go i h g e e au e c l l h ma e a d q e te r u k n n r — h t we to h n . mi g a h p c a e lgc la d ci t h r ce it s h o y s a e d sg ,s u tr e in o s fC i a Ai n t e s e ilg oo i a n l t mai c a a tr i ,t e b d — h p e in t cu e d sg f c sc r a t c a k a t s e a e、 o t r s tn n n i s im n a c n tu t n ma e a sa e s d e n d ti a d p c la ni r c 、 n i e p g f s— e i a ta d a t e s a d d m o s ci t r l r t id i eal n e u ir — — r s - r o i u d sg ln i r p s d T e d m a p r td s f l rmo e t a i y a su t o n h f c sg e t T ep p r e i n p a sp o o e . h a h s o e a e a ey f r h n sx e r n i n w a d t e e e t r a . h a e o l i man y i t u e h a o t tp e in、 i h r c e sisa d o e ain c n i o fL n s o i l md c st e ly u 、y ed sg man c a a tr t n p r t o d t n o o g h u RCC ti r h d m. n i c o i h n a c a

高寒地区碾压混凝土筑坝技术在龙首水电站的应用

高寒地区碾压混凝土筑坝技术在龙首水电站的应用

高寒地区碾压混凝土筑坝技术在龙首水电站的应用龙首水电站是国家电力公司《高寒地区碾压混凝土高拱坝筑坝技术研究》重点科技攻关项目的依托工程之一,该题通过龙首水电站的建设,在科研、设计、施工和运行管理上取得了丰硕的成果。

1龙首水电站的工程特点龙首水电站地处西北高寒、干燥地区,典型的西北大陆性气候。

其气候、地形、地质、原材料等条件,给工程建设增加了相当的难度,再加上电站装机规模不大,建设单位对技资控制要求很严;因此,与大工程相比,在实施的具体做法上有相当大的差异。

任何一样设计,除了首先必须考虑可靠性和可行性外,均必须考虑实施的成本;而且这些都必须以保证工程施工质量为前提。

1.1地域、气候条件龙首水电站位于张掖市境内的黑河干流上,处于西北内陆腹地,大陆性气候,夏季酷热,雨量稀少,蒸发强烈;冬季严寒,冰期长达4个月之久。

据统计,该区多年平均降水量为171.6mm,多年平均蒸发量为1378.7mm,年平均气温8.5℃,绝对最高气温37.2℃(实际近几年已接近40℃),绝对最低气温-33℃,最大冻土深度1.5m。

该电站地处海拔1700m以上,每年11月中旬河流开始流冰,1月至2月底封冻,春季流冰在3月底结束,最大岸冰厚度1.1m,最大河冰厚度0.8m。

按1948-1962年气象统计分析资料T≥5℃出现天数为150d,0℃≤T<5℃为106d,-3℃≤T<O℃为80.5d,-5℃≤T<-3℃为60.9d,-10℃≤T<-5℃为21.0d,T为多年平均气温。

其气温还具有早晚、自昼温差大的特点,对日照反应异常明显,一天最大温差可高达20多℃。

坝址区附近具有风大的特点,除1952年发生过10级风,历年最大风速为17m/s,多年平均风速按月份分布,为1.5-3.2m/s。

黑河是甘肃河西地区最大的一条内陆河,发流域面积的69000km2,工程控制流域面积10009km2,多年平均径流量为15.98亿m3,多年平均流量50.4m3/s。

双曲拱坝体型优化设计

双曲拱坝体型优化设计
M W .
电 站 坝 址 位 于 溪 洛 渡 峡 谷 中 段 , 谷 长 4k 河 道 顺 直 , 坡 陡 峻 , 峡 m, 岸 山体 浑 厚 , 岩 裸 鼯 , 基 地 形 完 整 + 沟 谷 切 割 , 谷 呈 对 称 的 窄 u 行 . 基 岩 体 为 峨 眉 山 玄武 岩 , 质 条 件 较 好 , 宜 无 河 坝 地 适
关 t 词 :拱 墁 ;体 型 ;优 化 设 计 ;挑 冠 粱
中 田分 类 号 : TV3 4 1
文 献 标 识 码 :A
文 章 编 号 :0 1 7 1 ( 0 2 0 — 2 40 1 0 — 1 9 2 0 ) 30 2 4
1 概

Байду номын сангаас
某 水 电站 是 金 沙 江 下 游 河 段 梯 级 将 要 开 发 规 划 的 第 三 个 梯 级 , 一 座 以发 电 为 主 , 有 防 是 兼 洪 、 沙、 拦 漂木 和 改 着 下 游 航 运 等 综 合 利 用 效 益 的 特 大 型 水 电 枢 纽 工 程 . 程 枢 纽 位 于 四 川 省 工
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Vo . 8 No. 11 3
M ay 2 002
料技 、 j l牧
BU LLETI O F SCI N ENCE AND TECHNO LOG Y
卷。 第期
2 002 年 5 月
双 曲拱 坝 体 型 优 化 设 计
修建 混凝 土拱坝. 拟建 拱 坝 坝 顶 高 程 6 0m + 大坝 高 2 8m . 3 0m 级 的 特 高 拱 坝 . 文 分 1 最 7 为 0 本
别 采 用 三 心 圆 、 数 螺 旋 线 、 物 线 、 曲线 、 圆 和 一 般 二 次 曲 线 等 六 种 不 同 拱 圈 线 型 对 某 拱 对 抛 双 椭 坝 进 行 了体 型 优 化 设 计 .

实例解析水电站拱坝施工测量技术

实例解析水电站拱坝施工测量技术

实例解析水电站拱坝施工测量技术所使用的测量方法,通过在Excel中进行测绘计算软件工程的开发和龙首水电站抛物线变厚双曲薄拱坝建设的施工测量控制,针对拱坝的施工测量技术进行总结。

关键词:施工测量控制网;加密;拱坝;双曲薄拱坝1 概述龙首水电站位于甘肃省张掖市西南约30千米,黑河干流莺落峡出口处,电站总装机容量52兆瓦,年发电量1.836108千瓦/时,总库容1320104立方米,主要任务是缓解甘肃河西地区用电紧张状态,在张掖地区电网中承担调峰,调相等任务。

电站枢纽布置为:左岸重力坝右岸推力墩中间薄拱坝为挡水建筑物,中、表孔泄洪建筑物布于拱坝坝身,引水系统布于左岸,厂房为岸边式,砼总量约23万立方米,帷幕灌浆14600万立方米。

龙首水电站碾压混凝土拱坝是世界上第一座在高寒、大蒸发量、大温差、高地震烈度地区修建的碾压混凝土双曲薄拱坝,坝高80米,厚高比0.17,其技术成果总体达到国际先进水平,部分领域达到国际领先,具有极广泛的推广价值。

2 抛物线变厚双曲薄拱坝体型简介龙首水电站大坝由左岸重力坝、拱坝和右岸推力墩组成,拱坝设计为碾压混凝土抛物线变厚双曲薄拱坝,坝顶高程为1751.5米,最大坝高80.0米,坝顶厚度5米,坝底厚度13.5米,最大中心角94.58,最小中心角54.79,最大曲率半径54.5米,最小曲率半径32.75米,坝顶最大弧长164.84米,厚高比0.17,拱坝梁最大倒悬度1:0.08,坝身最大倒悬度1:0.189,拱冠梁上下游曲面线为三次抛物线,水平拱圈中心轴为二次抛物线,左右拱圈采用相同的曲率半径,曲率半径高程按三次曲线变化。

是国内目前已建或在建拱坝中最薄的碾压混凝土双曲拱坝。

3 龙首水电站施工测量控制网改建3.1 原施工测量控制网简介龙首水电站原施工测量控制网布设为大地四边形,全网只有四个控制网点,控制网覆盖范围小,而且其中一个网点(基准1)在库区正常蓄水位高程(1748.0m)以下,该网复测后只能达到四等控制网的精度,无法满足大坝混凝土施工和金属结构安装的测量精度。

龙首水电站拱坝施工测量技术评析

龙首水电站拱坝施工测量技术评析
中 图分类 号 :B 2 T 2 1慨 述 文 献标识 码 : A
龙 首水电站位 于甘 肃省 张掖市 西南 约 3 0 千米 , 黑河干流莺落峡 出口处 , 总装 机容量 电站 5兆瓦, 2 年发 电量 1 3x0 千瓦耐 ,总库容 . 6 18 8 12x 立 方米 , 0 14 3 0 主要任务 是缓解甘肃河 西地 区用 电紧张状态 , 在张掖地 区电网中承担调 峰 , 悯相等任务。 电站枢纽布置为 :左岸重力坝 右岸推力墩 中间薄拱坝为挡水建 筑物 , 、 泄洪建筑物 中 表孔 佃于拱坝坝身 , 系统 布于左岸 , 引水 厂房为岸边 式 , 总量约 2 砼 3万立方 米 , 灌浆 160 帷幕 4 0 万
I 兰 :苎 Chn e e h oo isa dP o u t ia N w T c n lge n r d cs
工 程 技 术
龙首 水 电站 拱坝 施 工测量 技 术评析
徐 福 国
( 西部矿业黄南资源开发有 限责任公 司, 青海 西宁 80 0 ) 】0 3
摘 要: 文章介 绍 了龙 首水 电站 双 曲薄拱 坝 的特 点 , 在施 工过 程 中所 使 用 的测 量方 法 , 通过 在 Ecl xe 中进 行 测绘 计 算软 件 工程 的 开 发和 龙 首水 电站 抛 物线 变厚 双曲 薄拱坝 建设 的施 工测 量控 制 , 对拱 坝的施 工 测量技 术进 行 总结 。 针 关键 词 : 工测Байду номын сангаас量控 制 网 ; 密 ; 施 加 拱坝 ; 曲薄拱 坝 双
龙首水 电站碾压混凝土拱 坝是世界上第一 在高 寒 、 大蒸 发量 、 大温 差 、 高地 震烈度 地 区 修建的碾压混凝 土双曲薄拱坝 ,坝高 8 米 , 0 厚 高 比 0 7其技术 成果总体达 到国际先进水 平 , ., 1 部分领域达 到国际领先 ,具有极广泛 的推广价 值。 2抛物线变厚双 曲薄拱坝体型简介 龙首水电站大坝由左岸重力坝 、拱坝和右 岸推力墩组成 ,拱坝设计 为碾压混凝土抛物线 变厚双 曲薄拱坝 , 高程为 15‘米 , 坝顶 71 5 最大坝 高 8.米 , 顶厚度 5 , 0 0 坝 米 坝底厚度 1-米 , 3 5 最 大中心角 9. 。最小中心角 5. , 4 8, 5 4 9最大 曲率半 7 径 5.米 , 小 曲率半径 3. 米 , 4 5 最 2 5 坝顶 最大弧 7 长 14 4 , 高比 n 7拱坝梁最大倒 悬度 1 6. 米 厚 8 1, : 0 8坝身 最大倒悬 度 19拱 冠梁上 下游 曲 ., 0 8, 面线为三次抛物线 , 水平拱 圈中心轴为二次抛 物线 , 左右拱 圈采用相 同的曲率半径 , 曲率半径 高程按j次 曲线变化。是 国内目前 已建或在建 拱坝 中最薄 的碾压混凝土双 曲拱坝 。 3龙首水 电站施工测量控制 网改建 3 , 1原施 工测量控制 网简介 龙 首水 电站原施工测量控制 网布设 为大地 四边形 , 网只有 四个 控制网点 , 全 控制 网覆盖 范 围小 , 且其中一个网点 ( 而 基准 1 ) 区正常蓄 在库 水位 高程(78 m 以下 , 网复测后只 能达到 14. ) 0 该 四等控 制网的精度 ,无法满足大坝混凝 土施 工 和金属结构 安装 的测量精度 。 3 . 2加密施 =测量控制网的建 r = 为r 确保大坝施工测 量控 制精度 ,结合原 有控 制网的现状 , 区山高谷深 , 狭窄的 坝址 河道 地形条件 , 《 依据 水利水 电施 工测量规范 )L 2 s 5— 9 3中优化谢 f . ,采用大地四边形的图形 方 原则 案布设 为二等施工测量控制 网( 角网 ) 度 边 。精 指标 : 控制 网加密施 工网点位 中误差  ̄2 m , < . m 0 边长相对 中误差 ≤1 5 。 / 万 2 为 了确保与原有施工测量控 制网数据的统 性 和连续 性 ,加密施工测量控制 网的坐标系 与原 控制 网( 莺落峡 坐标系 ) 一致 , 并且采用 原 施工测 量控制网 的起算数据 。起算点 为 “ 基准

基于改进复合形法的拱坝体形优化设计

基于改进复合形法的拱坝体形优化设计

受地形地质条件制约 拱坝是一种 应 力 复 杂 、 较大的空间壳体 结 构 , 体形设计和基础处理是拱
1] 。 所谓拱坝体形优化 坝设计中的两个关键问题 [
是指通过数学规划的方法以获得给定边界条件与 约束条件下的拱 坝 的 最 优 设 计 体 形 , 从而避免重 过程繁琐和效率低等缺 复 设 计 法 的 工 作 量 大、
( ) 5
, : 作者简介 :丁陆军 ( 男, 博士研究生 , 研究方向为水工结构优化设计 , 1 9 7 5 E-m a i l m d d h 9 6 6@1 2 6. c o m -)
·8 8·
水 电 能 源 科 学 2 0 1 2年
计算机自动取点 , 然后判别所取 一个任意非零数 , 的点可行性 。 若 不 可 行 , 就将其全部违反约束构 使非可行点转化为 成罚函数进行无 约 束 极 小 化 , 通过“ 好点策略” 可行点 。 对形成的 初 始 复 合 形 , 搜索以获取可行新点 、 构造新复合形 , 对此后每次 所得新复合形采用 “ 坏点策略 ” 进行搜索 。 当次复
3] 。 鉴此 , 计算效率比一般复合形法高 [ 本文 掌握 ,
形 。 只要确定了 拱 冠 梁 的 上 游 面 曲 线 y c u和 拱 冠 梁厚度 T, 就可 确 定 拱 冠 梁 下 游 面 曲 线 y 从而 c d, 确定拱冠梁断 面 形 状 。 图 中 , Tc、 Tb 分 别 为 拱 冠 梁坝顶 、 坝底的厚度 , H 为坝高 。 将上游面 曲 线 y 和 拱 冠 梁 厚 度 T( 均 z) z) c u( 假设为 z 坐标轴的二次函数 , 即: 2 ( ) ( ) z a z a z+a 1 = + y c u 1 2 3 2 ( ) T( z)=b z +b z+b 2 1 2 3 由图 1 可见 , 拱冠梁的上 、 下游面曲线方程和 厚度方程之间存 在 一 定 的 几 何 关 系 , 因此拱冠梁 可描述为 : 下游面曲线 y z) c d( ( ) z)= y z) z) 3 +T( y c d( c u( 以三心圆拱为例 ) 的几何描述 1. 1. 2 水平拱圈 ( 若 拱坝可视为由 若 干 层 水 平 拱 圈 迭 合 而 成 , 确定了拱坝的上 、 下游面的曲线方程就相当于确 定了水平拱圈的几何模型 , 而对拱坝的上 、 下游面 曲线方程的描述可通过拱圈的厚度和拱轴线方程 图 2) 为 例, 三心圆拱的拱轴 完成 。 以左半 拱 圈 ( 线方程为 :

龙首一级水电站水库放空期间大坝观测分析

龙首一级水电站水库放空期间大坝观测分析

龙 首 一 级 水 电 站 水 库 放 空 期 间 大 坝 观 测 分 析
李成 业
( 甘肃 电投 河西水 电开发 有 限责任公 司 ,甘 肃 张掖 7 3 4 0 0 0 )
摘 要 :龙首一级水 电站拦河坝 由碾压混凝 土双 曲拱坝 、左岸碾压混凝 土重力坝和右岸碾 压混凝土推 力墩 组成
文献 标识 码 :B
文章 编号 :1 6 7 3 ・ - 0 6
Da n Ob s e r v a t i o n a n d An a l y s i s o f Lo n g s h o u Gr a d e I Hy d r o p o we r
校 核洪 水 位 1 7 4 9 . 4 0 m,设 计 洪水 位 1 7 4 8 . 4 9 m,正 常 蓄水位 1 7 4 8 . 0 0 m,相应 库容 为 1 2 1 0万 l ' n 。水 电
拱 坝及推力墩 上 ;倾 斜观 测设 在重力 坝和推 力墩 上 ;
垂线 观测共有 7个测点 ,包括重力坝坝顶测 点 、重力 坝基础测点 、拱坝坝顶与坝基测点 、推力墩坝 顶与坝
1 概

站装机 容量 5 9 M W ( 3×1 5 MW + 2× 7 MW) ,年均 发
电量 1 . 8 4亿 k W・ h 。
龙首一 级 水 电站 位 于 甘 肃 省 张 掖 市 西 南 3 0 k m
的黑河 中游 ,是 一座 不完 全 日调 节 水 电站 。水 电站
2 观测设备的布设情况
n o r ma l r ul e s wi t h o u t a b no r ma l c h a ng e s . Th e d a m i s s a f e a n d r e l i a bl e .

《拱坝设计》在水利水电工程专业本科生毕业设计中的指导心得供参考学习

《拱坝设计》在水利水电工程专业本科生毕业设计中的指导心得供参考学习

《拱坝设计》在水利水电工程专业本科生毕业设计中的指导心得摘要:《拱坝设计》是水利水电工程专业本科生运用所学专业知识的综合检验,也是培养学生创新、实践精神的重要实践教学环节。

为了使其最大限度地发挥作用,本文从设计任务书编制和指导方法两方面提出了指导过程中的心得体会。

关键词:拱坝设计;水利水电工程;指导实践;心得中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)24-0225-024]:进行水力、静力计算;决定枢纽的施工导流方案,安排施工的控制性进度。

上述可见,目前设计任务不仅包括坝体以及泄水建筑物的轮廓尺寸确定,还包括细部构造的拟定和施工导流方案的选择,在实际的设计过程中,建筑物尺寸确定和细部构造的拟定部分学生们普遍做得较好,而施工导流方案部分则因为时间关系,鲜有做出细致方案者,基本流于泛泛而谈,因此,可把施工导流方案的确定和施工进度安排任务删减。

这是笔者在任务书编制方面的建议之一。

另外,设计坝体尺寸时,通常是先根据拱冠梁尺寸对坝体轮廓进行初步设计,然后对其进行应力和稳定验算,以便确定最终尺寸,在学生们的实际设计过程中,应力验算环节有的学生采用电算方法,有的采用手算方法。

电算法利用计算机程序能够快速得到计算结果,但是具体计算步骤由于学生没有一步一步操作,会造成计算原理的不甚明了;手算法是学生一步一步进行计算的过程,加深了计算过程中概念和原理的理解,但在计算机程序方面的锻炼欠缺。

为了既培养学生对基本概念、基本原理的掌握,又提高其计算机语言方面的能力,笔者建议在任务书里明确需要采用电算法和手算法两种方法分别进行验算,这也是笔者在任务书编制方面的第二条建议。

2.原始资料编制要详细具体。

拱坝设计通常是设计一座具有防洪、发电、灌溉、渔业等综合作用的大坝,为此需要给出相应的自然地理、工程地质、筑坝材料、库区经济等方面的原始资料,主要包括流域概况、气候特性、水文特性、库区工程地质、坝址处工程地质、砂石料、库区作物种植情况等。

黑河龙首水电站坝址区主要工程地质问题研究

黑河龙首水电站坝址区主要工程地质问题研究


地质勘察 ・
黑河龙首水 电站坝址 区主要工程利水 电勘测设计研究 院 第一分 院, 甘肃 张掖 74 0 ) 3 00
摘要 : 首水 电站的勘测、 J L 设计工作 中, 坝址 区困扰勘 测人 员、 局限设计方案的主要工程地质 问题是缓倾 角裂隙及其 抗 滑稳 定性 , 查明坝址 区缓倾 角裂隙的发育规律 、 基本特征并对 坝基 岩体抗滑稳定性进行 全面分析研 究 , 才能 为工 程设计提供 可靠的依据 , 出合理的工程地质建议。 提
第 4 卷第 6 4 期 20 0 8年 1 1月
甘 肃 水 利 水 电 技 术
Ga s W ae nsr a c n dr p we c o o y n u t rCo e v n y a d Hy o o rTehn lg
Vo .4. . 1 4 No6 N v 20 o ., 0 8
( )缓倾角裂隙单条的延 伸长度 6 |0 m, 2 . 4. 0 D 个别长达 6 . m, 00 有时往 往 以 2 5条为一 单位组 合 , 02 2 n的 ~ 经 .— . I 0 垂直间距或平行伸展或左右错列或首尾相逐 , 断续延伸 。 据野外统计 , 线连续性系数 :
流莺 落峡 口处 , 电站正常高 水位 14 . m 总装 机 5 780 , 2 MW, 年发 电量 1 3 亿 k ・。 . 6 W h 拦河大坝 由左岸重力 坝、 8 主河床双 曲拱坝及右岸推力墩组成 , 均采用混凝土碾压 技术。大坝全
长 270 m, 大 坝 高 8 . E, 坝 底 宽 1. m, 顶 宽 50 1. 最 0 l拱 0 l 40 坝 . m。该电站 的勘 测 、 设计 工作始 于 2 O世纪 5 O年代 , 经反 几 复 , 时 半 个 世 纪 , 土 石 混 合 坝 、 凝 土 重 力 坝 、 凝 土 面 历 对 混 混 板 堆石 坝 、 坝 方 案 进 行 过 多 次 比较 , 终 选 定 半 重 半 拱 方 拱 最

龙首水电站碾压混凝土双曲拱坝测量控制技术

龙首水电站碾压混凝土双曲拱坝测量控制技术

心至左右拱 的距离 )相应也会变 化。其中任 意高程上的 L值
可 根 据 两 已知 高 程 的 L值 内 插 求得 ,( 见表 2 ) 。
如在 EL1 , 7 0 0 m 高程左 拱端值 L = 3 5 . 5 m,EL 1 , 7 1 0 m
高程左拱端值 L = 4 0 . 5 m, E L1 , 7 0 0与 EL 1 , 7 1 0之 间 的 拱 端
(中 国水 利 水 电第 四工 程 局 ,青 海 西 宁 8 1 0 0 0 7)

要 :文 中 详 细 介 绍 了 龙 首 水 电站 碾 压 混 凝 土 抛 物 线 双 曲 拱 坝施 工 测 量 控 制 方 法 ,从 拱 坝 体 型 坐 标 点 计 算 、模 板
检 查程 序 的 编制 ,有 效提 高 了 测 量 工 作 效 率 ,为 加 快 了拱 坝 施 工 进 度 创 造 了有 利 的条 件 。

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( a )抛 物 线 双 曲拱 坝 放 样 分析 图
作 者 简 介 :鲁 鸿 平 , 中 国水 利水 电第 四工 程 局 有 限 公 司 。
2 0 0
中 国 水 运

第 1 4卷
Ho: Y c x 2 R


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龙首水电站枢纽布置设计

龙首水电站枢纽布置设计

龙首水电站枢纽布置设计摘要:本文着重介绍西北高寒地区所兴建的龙首水电站在设计竞标条件下,枢纽布置方案的比选过程,该电站的主要特点是挡水建筑物选择了拱坝、重力坝以及推力墩相结合的型式,并全部采用碾压混凝土,其中双曲拱坝坝高80m,底厚13.5m,顶宽5m,厚高比0.17,坝身开设五个泄洪孔口,为目前世界上建成的最高最薄的双曲碾压混凝土拱坝。

关键词:龙首水电站;枢纽布置;碾压混凝土;双曲薄拱坝龙首水电站距甘肃省张掖市西南约30km,位于黑河干流莺落峡出口处,电站总装机容量52MW,年发电量1.836×108kw.h,总库容1320×104m3,主要任务是缓解甘肃河西地区用电紧张状态,在张掖地区电网中承担调峰、调相等任务。

该电站业主单位为甘肃河西水电开发有限责任公司,设计责任单位为国家电力公司贵阳勘测设计研究院。

1.设计、施工简况1997年10月,龙首水电站参股投资方认为原初步设计方案工程量和投资偏大,工程效益指标低,邀请了包括我院在内的三个设计单位进行枢纽布置优化,12月在甘肃白银市召开了工程技术方案讨论会,会上各院分别提出了碾压混凝土拱坝,碾压混凝土重力坝和堆石坝方案。

1998年6月,甘肃省河西水电开发有限责任公司组建,为节约工程投资,加快建设步伐,又邀请了两个设计院分别就各自的设计方案深入进行工作,进行设计竞标。

同年9月,选定我院为龙首水电站设计责任单位,甘肃省水利水电勘测设计研究院为联合设计单位。

1998年10月,两院共同完成修编初步设计报告。

1998年12月,提交土建一标(大坝、泄洪系统标)招标设计文件,并进行招标。

1999年3月提交土建二标(引水系统、厂房标)招标文件,1999年6月完成机电标等编制。

龙首水电站1999年3月一标招标完成,施工单位进场准备。

1999年11月实现工程截流,并进行重力坝碾压试验。

2000年3月完成拱坝基础开挖,4月开始碾压拱坝混凝土。

之后,重力坝、拱坝、推力墩混凝土碾压交替上升,2001年4月下闸蓄水,5月28日首台机发电。

五心变厚高拱坝体形优化设计

五心变厚高拱坝体形优化设计

收稿日期6五心变厚高拱坝体形优化设计陈爱军(福建省水利水电科学研究院,福建福州 350001)摘要:该文介绍了永泰县青龙溪大洋水电站工程拱坝(最大坝高8710m )的设计优化过程。

在传统的拱坝设计基础上,结合省内外已建拱坝工程的经验,参考已建工程的拱坝体形设计参数,综合分析拱坝各体形参数内在规律和相互制约影响,合理选择和兼顾各体形参数的特征值,采用三次幂指数多项式曲线方程拟合,实现各拱坝体形参数优化组合设计,取得可观社会经济效益,可供类似工程借鉴参考。

关键词:五心变厚高拱坝;体形参数;体形优化中图分类号:TV64214 文献标识码:B 文章编号:1002-3011(2008)03-0005-031 工程概况青龙溪大洋水电站工程位于永泰县梧桐镇境内,闽江水系大樟溪南岸的一条主要支流———青龙溪上,坝址以上流域面积197144km 2。

电站水库总库容2183万m 3,调节库容1339万m 3,具有不完全年调节能力。

电站装机10MW ,年发电量3468万kWh 。

坝址区河谷呈较狭窄的“V ”型,自然形态河谷宽高比为211,河床高程162m ~16415m ,河面宽约20m ~25m 。

开挖后河谷形态:坝顶弦长158m ,河谷宽高比2117,起拱高程16410m ,河谷平均底宽54m 。

两岸岸坡陡竣,左岸坡度约为62°,局部出现直立边坡,右岸坡度40°~60°。

坝基岩层为燕山晚期次花岗斑岩,两岸山体雄厚。

根据地形和地质特点,拦河坝采用实体砌石五心变厚双曲拱坝,坝顶弧长178128m ,坝顶高程23610m ,宽315m ~410m ,最大坝高8710m ,起拱高程164m ,相应坝高72m ,拱冠梁底厚1315m ,厚高比011875。

坝体采用C 10~C 15细骨料混凝土砌块石,上、下游坝面采用600mm 厚水泥砂浆砌条石并深勾缝。

溢流段布置在拱坝中部,宽60m ,溢流面采用WES 曲线,堰顶高程230m ,单宽泄流量31145m 3/s m 。

中国西北高寒地区的碾压混凝土拱坝设计研究 龙首水电站拱坝

中国西北高寒地区的碾压混凝土拱坝设计研究 龙首水电站拱坝

中国西北高寒地区的碾压混凝土拱坝——龙首水电站拱坝[摘要]:龙首水电站地处西北高寒、高蒸发、高地震地区。

拦河大坝由拱坝、重力坝及推力墩组成,拱坝坝身开挖多个泄洪孔口,最大坝高80m,底宽13.5m,为结构复杂的碾压混凝土双曲薄拱坝。

本文主要介绍龙首拱坝的结构设计、材料研究、施工工艺及原型监测成果分析。

[关键词]:高寒高震高蒸发复杂结构碾压混凝土拱坝1.工程概况龙首水电站距甘肃省张掖市西南约30km,位于黑河干流出山口的莺落峡峡口处,电站总装机容量52MW,年发电量1.836×108KW·h,最大坝高80m,总库容1320×104m3,属中型三等工程。

大坝、引水及厂房为3级建筑物,工程区地震设防烈度为8度。

黑河是甘肃河西地区最大的一条内陆河,发源于祁连山与大通山之间,该工程控制流域面积10009km2,多年平均径流量为15.89×108m3,多年平均流量50.4m3/s。

龙首水电站地处中国西北内陆腹地,大陆性气候,夏季酷热,雨量稀少,蒸发强烈,冬季严寒,冰期长达四个月之久。

据统计,该区多年平均降水量为171.6mm,多年平均蒸发量为1378.7mm,年平均气温8.5℃,绝对最高气温37.2℃,绝对最低气温-33℃,最大冻土深度1.5m。

该工程具有典型的高寒、高温、高地震、高蒸发的地域特点,建设难度较大。

该电站1998年10月完成修编初步设计, 1999年3月进行土建一标(大坝标)施工招标。

4月18日正式开工,同年11月18日实现工程截流,2000年3月开始碾压大坝混凝土,2001年4月22日下闸蓄水,同年5月首台机组发电,6月全坝碾压混凝土完毕。

2001年7月已实现四台机组全部发电。

2.龙首碾压混凝土大坝新型结构设计2.1 大坝平面布置和体形坝址处左岸有一古河道阶地,阶地地面高程1722m左右,基岩微风化线约1697m高程,基岩顶板出露高程约1704m,覆盖层厚约17m,阶地左侧地面坡度较陡、基岩出露。

拱坝优化体形的坝体最小体积

拱坝优化体形的坝体最小体积

拱坝优化体形的坝体最小体积
厉易生
【期刊名称】《水利水电技术》
【年(卷),期】1995(000)010
【摘要】无
【总页数】4页(P23-26)
【作者】厉易生
【作者单位】无
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于应变能与模糊贴近度的拱坝体形稳健优化设计 [J], 闫超君;孙林松
2.三河口水利枢纽碾压混凝土拱坝体形优化 [J], 赵玮
3.基础变形模量不确定条件下的拱坝体形稳健可行性优化设计 [J], 孙林松;孔德志
4.胡佛大体积重力拱坝体形设计思想剖析(下) [J], 李瓒
5.杨房沟水电站拱坝体形多目标优化设计 [J], 殷亮;徐建军;黄熠辉;魏海宁
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黑河龙首水电站拱坝主要工程地质问题

黑河龙首水电站拱坝主要工程地质问题

黑河龙首水电站拱坝主要工程地质问题
刘洪平
【期刊名称】《西部探矿工程》
【年(卷),期】2001(013)006
【摘要】通过对该拱坝坝基、坝肩工程地质条件的综合分析,对可能存在的主要工程地质问题进行了分析,为设计采取有效处理措施提供了可靠的科学依据.
【总页数】2页(P16-17)
【作者】刘洪平
【作者单位】甘肃省水利水电勘测设计研究院第二总队,甘肃,张掖,734000
【正文语种】中文
【中图分类】P642
【相关文献】
1.甘肃黑河龙首一级水电站碾压砼拱坝变形分析 [J], 董刚
2.黑河龙首水电站坝址区主要工程地质问题研究 [J], 王开湘
3.黑河龙首水电站拱坝主要工程地质问题及处理措施 [J], 姚天禄
4.黑河龙首水电站坝型比选的工程地质问题 [J], 马明
5.甘肃黑河龙首一级水电站碾压砼双曲薄拱坝应力应变分析 [J], 董刚
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水利水电枢纽工程双曲拱坝优化设计

水利水电枢纽工程双曲拱坝优化设计

水利水电枢纽工程双曲拱坝优化设计
叶小萍;王朝进
【期刊名称】《中国水运(下半月)》
【年(卷),期】2014(014)012
【摘要】文中将主要介绍水利水电枢纽工程双曲拱坝的优化设计,在介绍双曲拱坝优化设计时会参考并提及到一些设计实例;主要针对坝基开挖线、拱坝基建面、拱坝体形优化设计以及拱坝优化设计后的应力分布、拱坝稳定性等的分析,为双曲拱坝优化设计提供一定的参考,有助于工程双曲拱坝的建设.
【总页数】3页(P203-204,357)
【作者】叶小萍;王朝进
【作者单位】盐城市盐都区水利规划设计院,江苏盐城224055;连云港市水利规划设计院有限公司,江苏连云港222006
【正文语种】中文
【中图分类】TV642
【相关文献】
1.龙江水电站枢纽工程椭圆双曲拱坝优化设计
2.龙江水电站枢纽工程双曲拱坝混凝土施工质量控制
3.龙江水电站枢纽工程混凝土椭圆双曲薄拱坝设计优化
4.龙江水电站枢纽工程双曲拱坝施工综述
5.峡口水利水电枢纽工程双曲拱坝优化设计
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拱坝体形参数化设计与体形智能优化研究

拱坝体形参数化设计与体形智能优化研究

拱坝体形参数化设计与体形智能优化研究在当今科技日新月异的时代,拱坝设计领域的创新与进步正以前所未有的速度发展。

本文旨在探讨拱坝体形参数化设计与体形智能优化的重要性和实际应用。

首先,我们必须认识到拱坝设计不仅仅是一项技术工作,它更像是一门艺术。

设计师们如同雕刻家,精心雕琢着每一块石头,确保它们完美契合,共同支撑起巨大的水压。

在这个过程中,参数化设计就像是他们的魔法棒,能够精确地控制每一个细节,从而创造出既美观又坚固的拱坝。

然而,传统的拱坝设计方法已经无法满足现代社会的需求。

我们需要的是一种更加智能化、自动化的设计工具,这就是体形智能优化技术的用武之地。

这项技术就像是给设计师们装上了一副“鹰眼”,让他们能够从宏观的角度审视整个设计过程,发现并修正任何可能的问题。

在实际应用中,体形智能优化技术已经展现出了巨大的潜力。

例如,通过这项技术,我们能够在设计初期就预测出拱坝的稳定性和安全性,从而避免了后期可能出现的重大风险。

这就像是在建造一座大楼之前,先进行一次全面的地震模拟测试,确保大楼能够经受住任何考验。

此外,体形智能优化技术还能够帮助我们更好地利用资源。

在传统的设计方法中,往往需要大量的人力和物力来进行模型制作和测试。

而现在,通过这项技术,我们可以直接在计算机上进行模拟和优化,大大减少了资源的消耗。

这就像是将一场大规模的实地演习变成了一次简单的电脑游戏。

当然,体形智能优化技术也面临着一些挑战。

例如,如何保证优化结果的准确性和可靠性就是一个关键问题。

这就像是在进行一次精密的手术,任何微小的误差都可能导致严重的后果。

因此,我们需要不断地改进和完善这项技术,确保它能够真正服务于拱坝设计领域。

总的来说,拱坝体形参数化设计与体形智能优化研究是一项具有重要意义的工作。

它不仅能够提高拱坝设计的效率和质量,还能够为我们的社会带来更加安全和可持续的水资源利用方式。

在未来,我相信这项技术将会得到更广泛的应用和发展,为我们的生活带来更多的便利和保障。

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() 4 坝体主应力 :坝体主应力必须满足下式 :
I嚣 ‘ I 虹
压≤ ^ 压 [ ]
拉 ≤ ^ 拉j l 式 中 d —— 坝体最大主压应 力 ; d 抽—— 坝体最 大主拉应力 ;
2 龙 首水 电站拱坝优化 设计
拱坝优化的 目标函数为坝体体积, 约束条 件包 括坝体最大
主拉应力 、 最大 主压应 力 、 坝体倒 悬度及 坝体中心角 , 采用人机
对话的方式 , 在满足 规范要 求 的情况下 , 据 以上约束条件进 根
行计算 , 逐步逼 近最优结果 。
[ ] ——允 许最 大主压应力 ; [ 拉] —— 允许最大 主拉应力 ;
^ ——安全 系数 。 () 5 拱坝坝肩稳定。坝肩稳定 安全系数 应满足下式 :
提高 了设计质量。从 龙首水 电站重力拱 坝断面优 化设计看 , 均
可满 足设计规范要求, 而且工程量减少 , 经济效益 非常显著 。
一 一

计 者简介] 吕生玺 . .1 工程师 # 募 3 岁.
f 蔷 日期 D —1 收 1 0—1 ) O
维普资讯
中 国农 村 水 利 水 电・ 2年 第 3 如0 期
拱 坝体 型优化 设 计 在 苊 首水 电站 工程 中的 应 用
吕 生 玺
( 甘肃省 水利水 电勘镬设 计 研究 院 兰州市 7 0 ) 4 30 00
摘要 关键词 为 了对重力拱坝进行优化设计 , 根据 数学规 划方法 , 采用 罚函数形式 , 求解其极值 。整十优 化过程采 用棋坝 重力拱坝 优化设计 C D软件 A 水电站
设计质量 , 取得 了较好的效益 。
非线 性规 螂问题转换成 一系列玉约束极 值问题来求 解的方 法. 它要求初始方案满足 水工设 计规 范要 求 , 即在优 化之前 , 需按
经验 , 设定参数 的初始值。 罚 函数 的形式为 : P X, )= ( ( R )+ 式 中 p ) ’ —— 目标 函数, ( 在此为坝体混 凝土体积 :
拱坝 体型优化设计在龙首水 电站工程 中的应用
吕生玺
4 7
万 , 并且 在优化过程 中, 对坝体 应力 分布重新做 了调整 , 在各 种荷载组合下 , 坝体应力分 布比较 均匀, 位移 曲线 比较 合理 满
足设计 规范要求 :

卫 L工 L 1Z 卫 U
() 设训拱冠菜典型剖 面 a原
c) b 恍化后拱冠瓣典型剂面
图 2 优化剪后拱冠粱典型剖面( 单位 : ) m
3 结

拱坝的体型设 计及应力 计算 比较 复 杂, 用拱坝 C D系 采 A 统, 可以避免传统设计方法 中的大量试验和校 正给设 计带来 的 不便 , 从而大大减轻了设计人员的劳动强度 , 缩短了设计周期 ,
C D软件 , 用人机对话方式 , 据约束条件 , A 利 根 避步逼近 最优 结果。
拱坝 的体型设计较为复杂 , 传统 的设计方陆需进行大 量的
试算和校正 , 很难 取得最优方 案。拱坝是 一个空 问壳体超静 定 结构 , 其体 型设计 对坝体 的经济性 和安 全性 有重 要的 影响 也 是拱坝设 计的关键之一 。应用计 算机 进行 拱坝 体型优 化 与应 力分析是拱坝计 算 机辅 助设 计 系 统 ( 坝 C D 的 主要 内害。 拱 A)
K≤ 【 j
式 中 K—— 抗滑稳定安 全系数: [ 卜一 抗滑稳定 系数允许值 。
13 优化 方法 .
拱坝 C D系统采用罚 函数的调 Pwr A o e方法 ( 内点法 )是将 ,
本文利用拱坝 C D系统对龙 首水电站重 力拱坝进 行 了优化设 A 计, 大大减轻了设 计人员的劳动强度, 短 了设 计周期 , 缩 提高 了
龙首水电站重力拱坝布置见 图 1原设计断 面见 图 2a , , ()采 用拱坝 C D对体 型进行 优化后 , 计断面见 图 2 b =坝底宽 A 设 () 度 由 2 . t 4 8t 减小 为 2 , 高 比为 0 3 . r 0 9m 厚 .7 节省混 凝土量 约 4
c( ——造价 ; X)
7 — 罚 因子 , — 0≤ 7 ≤ ∞ ,m7 l  ̄: ∞。 i
c —— 混凝 土单价 ; 1
( ——坝体混凝土体积。 )
当函数 K一 ∞ 时 , 函数 P X, )的极 小值即趋近于 函数 ( 冠 V X) ( 的极小值 而求解 函数 P( 月 X )的极值是 一个无约束极 值的问题。
12 约束条件
拱坝体型优化的约束 条件主要 有:
() 1坝顶最小 厚度 :由坝顶交通及 布置要求确定。 () 2 拱体 中心 角。根据地质条 件及 布置确定。 () 3 坝体上游 面最大倒悬度 。倒悬度必须满足下式 :
14 应力计算
拱坝是一个变厚度 、 曲率 而边 界条件 又很 复杂的空 间壳 变 体结 构 , 要进行严格 的理论计算 尚有 一定的困难。 目前在拱 坝 分 析中均根据情 况作 出必要 的假定和简化 , 现行拱坝设计规 范
1 拱坝体 型优化 设计
拱坝体 型优化设计是利用数学规划方 法 , 出在 给定条件 求 下拱坝满足应 力条件 的最优 体型 。
11 目标函数
拱 坝体型优化 的 目标 函数一般为坝体的总造价 , 即:
c x)= c i 1 i t x v
G ) X( ——约束 函数;
n— —
推 荐采用 多拱梁法计算 应力。
S≤ [ ] s
式中 S—— 坝体上游 面最大倒悬度 ;
拱坝 C D系统 的应 力计 算采 用多拱 梁法 , A 通过假 定初 始 结 掏的应力值 , 由泰勒级数推求相邻点的应力值 :

[] s —— 坝体上游面最大倒悬度允许值 , 一般为 0 3 。
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