天花板水电站拱坝坝身开孔影响分析研究
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第２ ７卷 第 ３期
云 南 水 力 发 电
ＹＵＮＮＡＮ Ｗ Ａ Ｒ Ｏ ＥＲ ＴＥ Ｐ Ｗ
天 花 板 水 电 站 拱 坝 坝 身 开 孑 影 响 分 析 研 究 Ｌ
林健 勇 ， 王毅 鸣 ， 付德字 ， 李
（ 京 勘测 设 计研 究 院 ， 京 北 北
准
１０２ ） ００４
摘
要： 天花板水电站拱坝坝体上下两层集中布置 了规模较大孔 口尺寸的泄洪建筑物 ， 体体形又为 薄拱坝 ， 坝 坝身孔 口及闸墩结
下游 面最 大拉 应力 未 开孔 时 为 １７ Ｐ ， 孔后 为 ．５Ｍ ａ开
２ １Ｍ ａ ． Ｐ 。最大 压应力 出 现在下游 坝 面的坝 底 ， 开 未
可知 ， 天花 板大 坝坝身 开孔后 ， 虽对 结构 刚度和应 力 有一 定 的不 利影 响 ， 总体上 说影 响程度有 限 ， 但 均在
响 ：Ｌ 孑 口所 在 的位 置 削弱 了坝 体拱 向的作用 ， 闸墩所 附加 的质量 主要 分 布 在 拱顶 和 梁 顶 ， 大坝 的 自振 使 频 率与不 考 虑孑 口和 闸墩 情 况相 比 ， 所 降低 。本 Ｌ 有
２０ 一４０Ｍ ａ下游 坝面孔 口附近 ， ． ． Ｐ ； 主拉 应 力变 化
云 南 水 力 发 电
２ １ 年 第 ３期 ０１
致， 数值相 差很 小 。下 游 坝 面 的横 河 向位 移 最 大值
在两岸 坝 肩 岩 体 处 ， 开 孑 时 最 大 值 为 ０ ３ ｃ 左 未 Ｌ ． ｍ
影 响范 围很小 。下游 面最 大拉应 力未 开孔 时为 １ ６ ．８
Ｍ ａ开 孔后 为 ２ １ Ｐ 。最 大压 应 力 出现 在 下 游 Ｐ， ．７Ｍ ａ 坝 面 的 坝 底 ， 开 孔 时 为 一 ６ １ Ｐ ， 孔 后 未 ． １Ｍ ａ 开 为 一 ．５Ｍ ａ ７ ８ Ｐ 。
变化 梯度 较 在 变
体顺河 向位移 和横 河 向位移 略有 增 加 ， 河 向最 大 顺 位移 向坝顶靠 近 ， 与开 孔后 刚度降 低有关 。 这 ２ ）坝体 应 力 分 析 。从 计 算 结果 可知 ， 体上 、 坝
下游 面的第一 主应 力和第 三 主应 力均 是左岸 和右岸 基 本对称 。出现在 上游坝 面坝底 ３～ ４ｍ的拱 座处 ，
采用 三 维 有 限元 进 行 结 构应 力 分 析 ， 通过 模 拟
拱 坝坝 体实 际 的孔 口位 置 和 孔 口尺 寸 ， 分析 孔 口等
削弱部 位 的局部 应 力 分 布 规 律 ， 孔 口布置 方 式 提 对 出合 理 的评价 。计 算模 型选 取三 个表 孔 和两个 中孔 的泄 洪布 置方 案进行 有 限元 网格 划分 ， 模型 概化 时 ，
拱坝 坝体 的强 度 和 刚度 有 一 定 程 度 的削 弱 ， 改 变 且
了坝 体局 部应 力情 况 ， 对结 构 的整体 构 成不 利影 响 。
本工 程地 震设计 烈度 为 ７度 ， 地震 作 用 下 外 悬 的 闸 墩对 坝体 局部 应力 也将 构成 不 利 的影 响 。天花板 水
作 ：健 （２） ， 长人高 工 师 事 利 电 程 工 计 薯 介林 勇１７ ， 吉 春 ， 程 ， 水 水 工 坝 设 。 者 简 一女 林 ９ — ６ ６ 级 从
中 图分 类 号 ：Ｔ ６２４ ；Ｖ ４ ． ３ Ｖ ４ ． ２Ｔ ６ ２４ 文 献 标 识 码 ：Ｂ 文 章 编 号 ：０６—３５ （０ １０ １０ ９ １２ １ ）３—０３ —０ １３ ２
１ Ｉ １ ．９ ９ｊ ｉ ｎ １０ ３ ：０ ３ ６ ／． ｓ ．０ ６—３ ５ ０ １０ ．４ Ｏ ｓ ９ １ ２ １ ．３ ０ ２
右 ， 孔后最 大值 为 ０４ｃ 开 ． ｍ左 右 ， 向两岸 ； 指 坝体 拱
冠梁 处横 河 向位移 接 近于零 。 与坝体 无孔 口的位 移分 布规律 比较 ， 开孔后 ， 坝
根据 孔 口附 近 的等 值 线分 布 规律 ， 与正 常水位
＋温 降工况相 似。上 游 坝 面孔 口附 近 ， 主压 应力 变 化 梯 度 较 大 ， 孔 附 近 压 应 力 较 大 ， 化 范 围 中 变 在 一１５一一３ ６Ｍ ａ 下游 坝面孔 口附近 ， ． ． Ｐ ； 主拉 应力
水位 ＋温降工 况相 似 ， 河 向最 大位 移 出现在 坝 体 顺
分的横 向刚 度 较 小 。坝 体 顺 河 向动 位 移最 大值 为
２９ ｍ， ．１ｃ 出现 在上 游 面 ３ 表 孔左 侧 闸墩 墙顶 部 ， 号
中部 坝顶附近 ， 开孔 时 其 值 为 １８ ｍ， 未 ．４ｃ 开孔 后 其 值 为 ２５ ｍ， 向下 游 ； 近 两岸 拱 座 处顺 河 向 位 ．３ｃ 指 靠 移较 小 ， ０ １ ｍ左 右 ， 于顶拱 坝 肩处 。横 河 向 仅 ．１ ｃ 位 位移 最大值 位 于坝体 中间 高程 的左 右 拱 圈约 １ ／ ２位 置处 ， 横河 向位移 最 大值 未开孔 时 为 ０３ ｍ左 右 ， ．６ｃ
０ ３ ． Ｍ ａ 孔 口应 力 满 足混 凝 土强 度设 计 的容 ． ～１ １ Ｐ ：
最大拉应 力 未开 孔 时其 值为 ５ ６ Ｐ ， 孔后 其值 ．７Ｍ ａ开
为 ６ １ ａ 但 明 显 为 应 力 集 中 ， 响 范 围 很 小 。 ．０ ＭＰ ， 影
许值。
由上述 坝 体开 孔前 后 的位移 、 力 的对 比分 析 应
了坝身 开孔 及 闸墩 结 构 布 置 对 拱 坝 静力 、 动力 响 应
影响。
２ １ 静 力 工况下 的 影响 分析 ．
平 拱 圈拱 形 采 用 变 厚 度 的 抛 物 线 型 拱 ， 大 坝 高 最
１７ｍ， 顶 处 坝 轴 线 长 度 １９ ８ 拱 冠 梁 顶 宽 ０ 坝 ５ ． ７ ｍ，
况 和 特殊荷 载 组合 之 “ 校核洪 水 位 ＋温升 ” 工况进 行
分析 。
中孔进 口底 板高程 １ ２ ．０ｍ， ００ 有压 段 洞身 尺寸 为 ５ ０
ｍ Ｘ８ｉ（ Ｘ高 ） 出 口断 面 尺 寸 ５ｒ Ｘ６ ５ｍ（ ｘ 宽 ｎ ， ｎ ． 宽
高 ）排 沙 孔 进 口高 程 １ ２ ．０ｍ， 身 内孔 口尺 寸 ； ５０ 坝 ０
部位应 力有一 定 增 加 ， 主要 是 上 游 面孔 口附 近压 应 力增加 ， 游面孔 口附近拉应 力增 加 ， 下 特别 是 中孑 附 Ｌ 近应力 相对较 大 。上 游 坝 面孔 口附 近 ， 压应 力 变 主 化 梯度 较大 ， 中孔 附 近 压 应 力 较 大 ， 化 范 围在 一 变
２ 坝身开孔对坝体应力影 响分析
天花 板工 程拦 河 坝充分 利 用 了混凝 土 坝可 自身
河 向最 大位 移 出现 在 坝 体 中部 坝顶 附近 ， 开 孔 时 未 其 值 为 ２ ２ ｍ， Ｌ 其 值为 ２ ３ ｍ， 向下游 ； ．８ｃ 开孑 后 ．１ｅ 指
靠 近两 岸拱 座处 顺 河 向位 移 较 小 ， 孑 前 后 基 本 未 开 Ｌ 变化 ， 均为 ０ １ ｍ左 右 ， 于顶拱 坝 肩 处 。横 河 向 ．２ｃ 位 位 移具 有一 种反 对 称 性 ， 大 值 位 于 坝 体 中间 高程 最 的左右 拱 圈 约 １ ／ 置 处 ， 河 向 位 移 未 开孔 时最 ２位 横 大值 为 ０ ４ｃ 右 ， ． ｍ左 开孔 后最 大值 为 ０ ４ ｍ左右 ， ．５ｅ
６ ０ ５ｍ， 冠 梁 底 宽 ２ ． ４ ｎ 拱 端 最 大 厚 度 ．０ 拱 ２ ６３ ｒ，
２ ．８ 厚高 比 ０ ２ ２ 属较 薄拱 坝 。 ４ ０ ６ｍ， ．１， 根据 天 花板水 电站工 程等 别 、 洪水 规模 及地 形 、 地 质 、 沙 等情况 ， 究 工程 的特 点 ， 泥 研 经综 合 比较 确 定 了天 花板 水 电站泄 洪消 能建 筑物 的布置 采用拱 坝 坝 身集 中泄 洪 的方 式 ， 即正 对 主河 床 的坝体 中部 ， 相
间布置 ３ 孔 、 洪 中孔 ， 外 ， 保 证 电站 进 水 表 ２泄 此 为 口“ 门前 清 ”在 坝身 还 设 置 了排 沙 孔 。其 中表 孔 堰 ，
顶 高程 １６ ．０ 孔 口尺寸 （ ×高 ）０ｍ ×８ ５ｍ； ０ ２ ５ ｍ， 宽 １ ．
考 虑 了孔 口实 际 尺 寸 ， 化 了孔 口的牛 腿 部 分 。计 简 算 荷 载组合 以正常 荷载 组合 之 “ 正常水 位 ＋温降 ” 工
１ 坝体结构布置概况
天花 板 电 站大 坝 采 用碾 压 混 凝 土 双 曲拱 坝 ， 水
电站 河谷 狭 窄 ， 坝体 型宽 度相 对较 小 ， 拱 而工程 的洪
水规 模 又相对 较大 ， 得坝 身开 孔范 围相对 较大 ， 使 对 坝体 应力 的影 响相 对其 他 拱坝 工程更 为 复杂 ， 因此 ， 在坝 身泄 洪建 筑物 结 构设计 中 ， 设计 、 科研 单位研 究
构 布 置 对 坝 体 结 构 强 度 和 刚 度 有 一 定 程 度 的影 响 ， 关 系 到 坝 体 的 整 体 应 力 、 变 分 布 和 大 小 ， 计 、 研 单 位 通 过 有 限 元 静 力 、 并 应 设 科
动力分析计算研究孔 口及 闸墩对坝体应力 的影响情况 ， 为拱坝体型 、 口结构设计提供 了依据 。 孔 关键词 ：天花板水电站 ； 坝身孔 口及闸墩结构 ； 分析研究 ； 应力影响分析
孔 时为 一５８ Ｐ ， ．８Ｍ ａ开孔 后 为 一６ ０ ａ均 为应 力 ．７ＭＰ ，
集 中。 与 坝体无 孔 口的应力 分布 规律 比较 ， 孔后 ， 开 坝 体的最 大拉 应 力 和 最 大 压 应 力 均 有 一 定 程度 的增
混凝土强度设计的容许范围内， 综合分析孔 口布置 方案是 可行 的 。由于 实 际情 况 孔 口附近 构 造 复杂 ， 引起应力状态较复杂 ， 而计算时简化 了牛腿构件 的
梯度 较大 ， 中孔 附近拉 应力 较 大 ， 变化 范 围在 ０ １ ．— １０Ｍ ａ ． Ｐ 。孔 口应力满 足混 凝土 强度设 计 的容许值 。
２ １２ 特殊荷 载组合 （ ．． 校核 洪水位 ＋温升 ）
工程 利用 Ａ ＩＡ软 件 的模 态 参 与 因 子 分 析模 块 进 ＤＮ
在 拱冠 梁 附近横 河 向位 移 开孔 前 后 均接 近 于 ０ 。下 游 坝面顺 河 向的位 移 与 上 游 坝 面相 类 似 ， 律性 一 规
泄 洪优势 ， 泄洪建 筑 物集 中布置在 坝 体 ， 分考 虑 将 充
了工 程经 济 性 ， 满 足 枢 纽 泄 洪 消 能 的实 际需 求 。 又 因拱 坝坝 体体 形较 单薄 ， 体设 置泄 洪 孔 口， 坝 将会 使
影响 ， 因此 ， 计 中应 对孔 口附 近及其 结构进行 配筋 设
加强。 ２ ２ 坝 身开 孔及 闸墩对 拱坝动 力响应 影响分 析 ． 坝身孔 口和闸墩对 大坝 的 自振 特性有 一定 的影
加， 这与 开孔后 坝体 的强度 降低有 关 。 根据 孔 口附近 的等值 线分布 规律 ， 开孔后 ， 口 孔
行模 态分 析确定 结构 的 自振 特性 。拱坝 动力 响应 影 响分 析应力 成果 表 明 ， 地震 时 坝 体 上部 与 外挑 闸墩
在地震 中的动力 响 应较 大 ， 坝 上 游 面左 侧 薄墩墙 拱
及下游 面 中表 孑 两侧 薄 墩墙 侧 向位 移较 大 ， Ｌ 闸墩部
１ ）坝体 位 移 成 果 分 析 。计算 结果 规 律 与 正 常
为 ２ ｍ Ｘ４ｉ（ Ｘ高 ） 下 游 出 口尺 寸 为 ２ｍ×３ｍ 宽 ｎ ， （ Ｘ高 ） 宽 。
２ １ １ 正 常荷载 组合 １ 正 常水位 ＋温 降 ） ．． （ １ 体位 移分 析 。计 算 结果 表 明 ， ）坝 上游 坝 面 的 左 右 坝面横 河 向位移 和顺 河 向位 移对称 性较 好 。顺
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ＹＵＮＮＡＮ Ｗ Ａ Ｒ Ｏ ＥＲ ＴＥ Ｐ Ｗ
天 花 板 水 电 站 拱 坝 坝 身 开 孑 影 响 分 析 研 究 Ｌ
林健 勇 ， 王毅 鸣 ， 付德字 ， 李
（ 京 勘测 设 计研 究 院 ， 京 北 北
准
１０２ ） ００４
摘
要： 天花板水电站拱坝坝体上下两层集中布置 了规模较大孔 口尺寸的泄洪建筑物 ， 体体形又为 薄拱坝 ， 坝 坝身孔 口及闸墩结
下游 面最 大拉 应力 未 开孔 时 为 １７ Ｐ ， 孔后 为 ．５Ｍ ａ开
２ １Ｍ ａ ． Ｐ 。最大 压应力 出 现在下游 坝 面的坝 底 ， 开 未
可知 ， 天花 板大 坝坝身 开孔后 ， 虽对 结构 刚度和应 力 有一 定 的不 利影 响 ， 总体上 说影 响程度有 限 ， 但 均在
响 ：Ｌ 孑 口所 在 的位 置 削弱 了坝 体拱 向的作用 ， 闸墩所 附加 的质量 主要 分 布 在 拱顶 和 梁 顶 ， 大坝 的 自振 使 频 率与不 考 虑孑 口和 闸墩 情 况相 比 ， 所 降低 。本 Ｌ 有
２０ 一４０Ｍ ａ下游 坝面孔 口附近 ， ． ． Ｐ ； 主拉 应 力变 化
云 南 水 力 发 电
２ １ 年 第 ３期 ０１
致， 数值相 差很 小 。下 游 坝 面 的横 河 向位 移 最 大值
在两岸 坝 肩 岩 体 处 ， 开 孑 时 最 大 值 为 ０ ３ ｃ 左 未 Ｌ ． ｍ
影 响范 围很小 。下游 面最 大拉应 力未 开孔 时为 １ ６ ．８
Ｍ ａ开 孔后 为 ２ １ Ｐ 。最 大压 应 力 出现 在 下 游 Ｐ， ．７Ｍ ａ 坝 面 的 坝 底 ， 开 孔 时 为 一 ６ １ Ｐ ， 孔 后 未 ． １Ｍ ａ 开 为 一 ．５Ｍ ａ ７ ８ Ｐ 。
变化 梯度 较 在 变
体顺河 向位移 和横 河 向位移 略有 增 加 ， 河 向最 大 顺 位移 向坝顶靠 近 ， 与开 孔后 刚度降 低有关 。 这 ２ ）坝体 应 力 分 析 。从 计 算 结果 可知 ， 体上 、 坝
下游 面的第一 主应 力和第 三 主应 力均 是左岸 和右岸 基 本对称 。出现在 上游坝 面坝底 ３～ ４ｍ的拱 座处 ，
采用 三 维 有 限元 进 行 结 构应 力 分 析 ， 通过 模 拟
拱 坝坝 体实 际 的孔 口位 置 和 孔 口尺 寸 ， 分析 孔 口等
削弱部 位 的局部 应 力 分 布 规 律 ， 孔 口布置 方 式 提 对 出合 理 的评价 。计 算模 型选 取三 个表 孔 和两个 中孔 的泄 洪布 置方 案进行 有 限元 网格 划分 ， 模型 概化 时 ，
拱坝 坝体 的强 度 和 刚度 有 一 定 程 度 的削 弱 ， 改 变 且
了坝 体局 部应 力情 况 ， 对结 构 的整体 构 成不 利影 响 。
本工 程地 震设计 烈度 为 ７度 ， 地震 作 用 下 外 悬 的 闸 墩对 坝体 局部 应力 也将 构成 不 利 的影 响 。天花板 水
作 ：健 （２） ， 长人高 工 师 事 利 电 程 工 计 薯 介林 勇１７ ， 吉 春 ， 程 ， 水 水 工 坝 设 。 者 简 一女 林 ９ — ６ ６ 级 从
中 图分 类 号 ：Ｔ ６２４ ；Ｖ ４ ． ３ Ｖ ４ ． ２Ｔ ６ ２４ 文 献 标 识 码 ：Ｂ 文 章 编 号 ：０６—３５ （０ １０ １０ ９ １２ １ ）３—０３ —０ １３ ２
１ Ｉ １ ．９ ９ｊ ｉ ｎ １０ ３ ：０ ３ ６ ／． ｓ ．０ ６—３ ５ ０ １０ ．４ Ｏ ｓ ９ １ ２ １ ．３ ０ ２
右 ， 孔后最 大值 为 ０４ｃ 开 ． ｍ左 右 ， 向两岸 ； 指 坝体 拱
冠梁 处横 河 向位移 接 近于零 。 与坝体 无孔 口的位 移分 布规律 比较 ， 开孔后 ， 坝
根据 孔 口附 近 的等 值 线分 布 规律 ， 与正 常水位
＋温 降工况相 似。上 游 坝 面孔 口附 近 ， 主压 应力 变 化 梯 度 较 大 ， 孔 附 近 压 应 力 较 大 ， 化 范 围 中 变 在 一１５一一３ ６Ｍ ａ 下游 坝面孔 口附近 ， ． ． Ｐ ； 主拉 应力
水位 ＋温降工 况相 似 ， 河 向最 大位 移 出现在 坝 体 顺
分的横 向刚 度 较 小 。坝 体 顺 河 向动 位 移最 大值 为
２９ ｍ， ．１ｃ 出现 在上 游 面 ３ 表 孔左 侧 闸墩 墙顶 部 ， 号
中部 坝顶附近 ， 开孔 时 其 值 为 １８ ｍ， 未 ．４ｃ 开孔 后 其 值 为 ２５ ｍ， 向下 游 ； 近 两岸 拱 座 处顺 河 向 位 ．３ｃ 指 靠 移较 小 ， ０ １ ｍ左 右 ， 于顶拱 坝 肩处 。横 河 向 仅 ．１ ｃ 位 位移 最大值 位 于坝体 中间 高程 的左 右 拱 圈约 １ ／ ２位 置处 ， 横河 向位移 最 大值 未开孔 时 为 ０３ ｍ左 右 ， ．６ｃ
０ ３ ． Ｍ ａ 孔 口应 力 满 足混 凝 土强 度设 计 的容 ． ～１ １ Ｐ ：
最大拉应 力 未开 孔 时其 值为 ５ ６ Ｐ ， 孔后 其值 ．７Ｍ ａ开
为 ６ １ ａ 但 明 显 为 应 力 集 中 ， 响 范 围 很 小 。 ．０ ＭＰ ， 影
许值。
由上述 坝 体开 孔前 后 的位移 、 力 的对 比分 析 应
了坝身 开孔 及 闸墩 结 构 布 置 对 拱 坝 静力 、 动力 响 应
影响。
２ １ 静 力 工况下 的 影响 分析 ．
平 拱 圈拱 形 采 用 变 厚 度 的 抛 物 线 型 拱 ， 大 坝 高 最
１７ｍ， 顶 处 坝 轴 线 长 度 １９ ８ 拱 冠 梁 顶 宽 ０ 坝 ５ ． ７ ｍ，
况 和 特殊荷 载 组合 之 “ 校核洪 水 位 ＋温升 ” 工况进 行
分析 。
中孔进 口底 板高程 １ ２ ．０ｍ， ００ 有压 段 洞身 尺寸 为 ５ ０
ｍ Ｘ８ｉ（ Ｘ高 ） 出 口断 面 尺 寸 ５ｒ Ｘ６ ５ｍ（ ｘ 宽 ｎ ， ｎ ． 宽
高 ）排 沙 孔 进 口高 程 １ ２ ．０ｍ， 身 内孔 口尺 寸 ； ５０ 坝 ０
部位应 力有一 定 增 加 ， 主要 是 上 游 面孔 口附 近压 应 力增加 ， 游面孔 口附近拉应 力增 加 ， 下 特别 是 中孑 附 Ｌ 近应力 相对较 大 。上 游 坝 面孔 口附 近 ， 压应 力 变 主 化 梯度 较大 ， 中孔 附 近 压 应 力 较 大 ， 化 范 围在 一 变
２ 坝身开孔对坝体应力影 响分析
天花 板工 程拦 河 坝充分 利 用 了混凝 土 坝可 自身
河 向最 大位 移 出现 在 坝 体 中部 坝顶 附近 ， 开 孔 时 未 其 值 为 ２ ２ ｍ， Ｌ 其 值为 ２ ３ ｍ， 向下游 ； ．８ｃ 开孑 后 ．１ｅ 指
靠 近两 岸拱 座处 顺 河 向位 移 较 小 ， 孑 前 后 基 本 未 开 Ｌ 变化 ， 均为 ０ １ ｍ左 右 ， 于顶拱 坝 肩 处 。横 河 向 ．２ｃ 位 位 移具 有一 种反 对 称 性 ， 大 值 位 于 坝 体 中间 高程 最 的左右 拱 圈 约 １ ／ 置 处 ， 河 向 位 移 未 开孔 时最 ２位 横 大值 为 ０ ４ｃ 右 ， ． ｍ左 开孔 后最 大值 为 ０ ４ ｍ左右 ， ．５ｅ
６ ０ ５ｍ， 冠 梁 底 宽 ２ ． ４ ｎ 拱 端 最 大 厚 度 ．０ 拱 ２ ６３ ｒ，
２ ．８ 厚高 比 ０ ２ ２ 属较 薄拱 坝 。 ４ ０ ６ｍ， ．１， 根据 天 花板水 电站工 程等 别 、 洪水 规模 及地 形 、 地 质 、 沙 等情况 ， 究 工程 的特 点 ， 泥 研 经综 合 比较 确 定 了天 花板 水 电站泄 洪消 能建 筑物 的布置 采用拱 坝 坝 身集 中泄 洪 的方 式 ， 即正 对 主河 床 的坝体 中部 ， 相
间布置 ３ 孔 、 洪 中孔 ， 外 ， 保 证 电站 进 水 表 ２泄 此 为 口“ 门前 清 ”在 坝身 还 设 置 了排 沙 孔 。其 中表 孔 堰 ，
顶 高程 １６ ．０ 孔 口尺寸 （ ×高 ）０ｍ ×８ ５ｍ； ０ ２ ５ ｍ， 宽 １ ．
考 虑 了孔 口实 际 尺 寸 ， 化 了孔 口的牛 腿 部 分 。计 简 算 荷 载组合 以正常 荷载 组合 之 “ 正常水 位 ＋温降 ” 工
１ 坝体结构布置概况
天花 板 电 站大 坝 采 用碾 压 混 凝 土 双 曲拱 坝 ， 水
电站 河谷 狭 窄 ， 坝体 型宽 度相 对较 小 ， 拱 而工程 的洪
水规 模 又相对 较大 ， 得坝 身开 孔范 围相对 较大 ， 使 对 坝体 应力 的影 响相 对其 他 拱坝 工程更 为 复杂 ， 因此 ， 在坝 身泄 洪建 筑物 结 构设计 中 ， 设计 、 科研 单位研 究
构 布 置 对 坝 体 结 构 强 度 和 刚 度 有 一 定 程 度 的影 响 ， 关 系 到 坝 体 的 整 体 应 力 、 变 分 布 和 大 小 ， 计 、 研 单 位 通 过 有 限 元 静 力 、 并 应 设 科
动力分析计算研究孔 口及 闸墩对坝体应力 的影响情况 ， 为拱坝体型 、 口结构设计提供 了依据 。 孔 关键词 ：天花板水电站 ； 坝身孔 口及闸墩结构 ； 分析研究 ； 应力影响分析
孔 时为 一５８ Ｐ ， ．８Ｍ ａ开孔 后 为 一６ ０ ａ均 为应 力 ．７ＭＰ ，
集 中。 与 坝体无 孔 口的应力 分布 规律 比较 ， 孔后 ， 开 坝 体的最 大拉 应 力 和 最 大 压 应 力 均 有 一 定 程度 的增
混凝土强度设计的容许范围内， 综合分析孔 口布置 方案是 可行 的 。由于 实 际情 况 孔 口附近 构 造 复杂 ， 引起应力状态较复杂 ， 而计算时简化 了牛腿构件 的
梯度 较大 ， 中孔 附近拉 应力 较 大 ， 变化 范 围在 ０ １ ．— １０Ｍ ａ ． Ｐ 。孔 口应力满 足混 凝土 强度设 计 的容许值 。
２ １２ 特殊荷 载组合 （ ．． 校核 洪水位 ＋温升 ）
工程 利用 Ａ ＩＡ软 件 的模 态 参 与 因 子 分 析模 块 进 ＤＮ
在 拱冠 梁 附近横 河 向位 移 开孔 前 后 均接 近 于 ０ 。下 游 坝面顺 河 向的位 移 与 上 游 坝 面相 类 似 ， 律性 一 规
泄 洪优势 ， 泄洪建 筑 物集 中布置在 坝 体 ， 分考 虑 将 充
了工 程经 济 性 ， 满 足 枢 纽 泄 洪 消 能 的实 际需 求 。 又 因拱 坝坝 体体 形较 单薄 ， 体设 置泄 洪 孔 口， 坝 将会 使
影响 ， 因此 ， 计 中应 对孔 口附 近及其 结构进行 配筋 设
加强。 ２ ２ 坝 身开 孔及 闸墩对 拱坝动 力响应 影响分 析 ． 坝身孔 口和闸墩对 大坝 的 自振 特性有 一定 的影
加， 这与 开孔后 坝体 的强度 降低有 关 。 根据 孔 口附近 的等值 线分布 规律 ， 开孔后 ， 口 孔
行模 态分 析确定 结构 的 自振 特性 。拱坝 动力 响应 影 响分 析应力 成果 表 明 ， 地震 时 坝 体 上部 与 外挑 闸墩
在地震 中的动力 响 应较 大 ， 坝 上 游 面左 侧 薄墩墙 拱
及下游 面 中表 孑 两侧 薄 墩墙 侧 向位 移较 大 ， Ｌ 闸墩部
１ ）坝体 位 移 成 果 分 析 。计算 结果 规 律 与 正 常
为 ２ ｍ Ｘ４ｉ（ Ｘ高 ） 下 游 出 口尺 寸 为 ２ｍ×３ｍ 宽 ｎ ， （ Ｘ高 ） 宽 。
２ １ １ 正 常荷载 组合 １ 正 常水位 ＋温 降 ） ．． （ １ 体位 移分 析 。计 算 结果 表 明 ， ）坝 上游 坝 面 的 左 右 坝面横 河 向位移 和顺 河 向位 移对称 性较 好 。顺