双曲拱坝

双曲拱坝

简介

（double-curvature arch dam）

双向（水平向及竖向）弯曲的拱坝。它是拱坝中最具有代表性的坝型。双曲拱坝的水平向弯曲可以发挥拱的作用，竖直向弯曲可实现变中心、变半径以调整拱坝上下部的曲率和半径。双曲拱坝的优越性可从这两个方向的弯曲中体现出来。一般情况，上部半径大些，可使拱座推力更指向岸里；下部半径小些，可适当加大下部中心角以提高拱的作用。因此，双曲拱坝一般均采用变中心、变半径布置，具体又有等中心角及变中心角之分和拱冠梁有近乎直立和俯向下游之分。为适应特定的地形、地质和溢洪、泄水及厂房布置要求，使拱坝体型、应力及拱座稳定等更趋合理，可调整双曲拱坝的各种参数，

双曲拱坝

并可在坝基增设垫座以周边缝与坝身份开，或在坝身设置切入缝和分离缝等。设置周边缝和垫座一般可改善地基（特别是不均匀或不规整地基）对拱坝坝身应力的影响，及改善或降低坝基（即垫座底部）应力以适应地基的要求。设置切入缝或分离缝可改变拱梁系统荷载分配以改善坝身及坝基应力以适应特定的要求。周边缝、切入缝及分离缝自20世纪50年代以后才逐渐出现。它们改进了拱坝应力并扩大了拱坝的应用范围，优点较多。但也有人认为这些缝破坏了拱坝的整体性，削弱了坝体强度，其结构作用

不明确。虽然对它们的作用至今还存在肯定和怀疑两种不同的观点，但从世界修建拱坝的实践看，这些结构缝屡见不鲜，且有逐渐增多的趋势。

发展

20世纪50年代前后，意大利、瑞士、法国建成了较高的有代表性的双曲拱坝。当时最高的意大利瓦依昂拱坝，高262m，最大底厚22.1m，厚高比仅0.084；瑞士莫瓦桑拱坝高237m，最大底厚53.6m，厚高比为0.227。这些双曲拱坝的建成，标志着拱坝的设计施工达到了一个新的水平。意大利著名工程师C.塞门扎等称：双曲拱坝体形的决定在很大程度上依靠模型试验。50～60年代许多著名的双曲拱坝的体型设计都是出自世界上著名的意大利模型和结构试验研究所。当前电子计算技术的发展，拱坝体型优化已能通过计算解决。过去有人认为双曲拱坝对溢洪及泄水不利，但通过许多工程的实践，这个问题已逐渐趋于解决。如利用双曲拱坝稍向下游俯悬，可以使坝顶溢流及坝身泄水孔射流抛离坝脚。中国正在施工的二滩拱坝高240m，设计使坝顶溢流水舌与坝身中泄水孔水舌在空中相撞并在坝趾下游修建消能塘，总溢流及泄流量高达13000m3/s，消能效果较好。

世界上最高的拱坝——小湾混凝土双曲拱坝

小湾水电站位于云南省西部澜沧江中游河段，系澜沧江中下游河段规划八个梯级电站中的第二级。小湾水电站是以发电为主，兼有防洪、灌溉和库区水运等综合效益的水利枢纽。总库容151亿m3，有效库容99亿m3，库容系数0.26，属不完全多年调节水库。电站总装机容量4200MW，年发电量189亿kW·h.小湾地区的地震烈度主要受外围与红河断裂、澜沧江断裂和南汀河断裂有关的三个地震危险区地震的影响，其地震基本烈度为Ⅷ度，地面峰值加速度为0.308g.拦河大坝采用混凝土双曲拱坝，最大坝高292m，为目前世界上的最高拱坝(于2010年8月建成投产见图1).泄洪消能建筑物由坝身5个开敞式表孔溢洪道、6个中孔泄水孔、2个放空底孔、左岸2条泄洪洞组成，坝后设水垫塘和二道坝。设计泄洪流量15666m3/s，校核泄洪流量20683m3/s，相应下泄功率46000MW，泄洪消能问题突出，属同类坝型当今世界之最。引水发电系统位于右岸，由竖井式进水口、埋藏式压力管道、地下厂房、主变开关室、尾水调压室和尾水隧洞等建筑物组成。压力管道内径9.6m，地下厂房安装6台700MW混流式水轮发电机组，长326m，宽29.5m，最大高度65.5m.