第三节拱坝的布置 水平拱圈参数的选择 1.拱中心角2中 圆筒公式” T=PRu 或 (20-P)sn g Tsinφ2 sin g 式中:T一拱圈厚度 σ一拱圈截面的平均应力 一拱圈平均半径处半弦长 R、R一外弧半径、平均半径 园弧拱圈 ●分析结论:(1)当应力条件相同时,拱中心角2中A愈大(即R愈小)拱圈厚度T 愈小,就愈经济。但中心角增大也会引起拱圈弧长增加,抵消了一部分由减小拱厚所节省 的工程量。过计算,可以得出拱圈体积最小时的中心角2φA=133°34′。 (2)当拱厚T一定,拱中心角愈大,拱端应力条件愈好。采用较大中心角比较有利, 但选用很大的中心角将很难满足坝肩稳定的要求 (3)从有利于拱座稳定考虑,要求拱端内弧面切线与可利用岩面等高线的夹角不得小 于30°。过大的中心角将使拱端内弧面切线与岩面等高线的夹角减小,对拱座稳定不利 因此,拱圈中心角在任何情况下都不得大于120 4)一般情况下可使顶拱中心角采用实际可行的最大值,往下拱圈的中心角逐渐减小 坝体顶拱最大中心角应根据不同的水平拱圈型式,采用90°~110°。底拱中心角在50° 80°之间选取 2.水平拱圈的形态 合理的水平拱圈应当是压力线接近拱轴线,使拱截面内的压应力分布趋于均匀。 ●三心圆拱:由三段圆弧构成的三心圆拱,通常两侧弧段的半径比中间的大,从而 可以减小中间弧段的弯矩,使压应力分布均匀,改善拱端与两岸岩体的连接条件,更有利 于坝肩的岩体稳定。美国、葡萄牙等国采用三心圆拱坝较多,我国的白山拱坝、紧水滩拱 坝和正在施工的李家峡都是采用的三心圆拱坝。 ●变曲率拱:椭圆拱、抛物线拱等变曲率拱,拱圈中段的曲率较大,向两侧逐渐减 小,使拱圈中的压力线接近中心线,拱端推力方向与岸坡等高线的夹角增大,有利于坝肩 岩体的抗滑稳定。我国在建的二滩、东风水电站就是采用的抛物线拱坝。 二.拱坝平面布置形式 1.等半径拱坝 第页7第 页7 第三节 拱坝的布置 一．水平拱圈参数的选择 1．拱中心角 2φA ⚫ “圆筒公式”： 2 sin 2 T l T R R PR T A U U = + = + =   P A lp T (2 )sin  2 − = 或 sin 2 p T lp A = +   式中： T—拱圈厚度； σ—拱圈截面的平均应力； l—拱圈平均半径处半弦长； RU、R—外弧半径、平均半径。 园弧拱圈 ⚫ 分析结论：（1）当应力条件相同时，拱中心角 2φA 愈大（即 R 愈小）拱圈厚度 T 愈小，就愈经济。但中心角增大也会引起拱圈弧长增加，抵消了一部分由减小拱厚所节省 的工程量。过计算，可以得出拱圈体积最小时的中心角 2φA=133°34′。 （2）当拱厚 T 一定，拱中心角愈大，拱端应力条件愈好。采用较大中心角比较有利， 但选用很大的中心角将很难满足坝肩稳定的要求。 （3）从有利于拱座稳定考虑，要求拱端内弧面切线与可利用岩面等高线的夹角不得小 于 30°。过大的中心角将使拱端内弧面切线与岩面等高线的夹角减小，对拱座稳定不利。 因此，拱圈中心角在任何情况下都不得大于 120°。 （4）一般情况下可使顶拱中心角采用实际可行的最大值，往下拱圈的中心角逐渐减小。 坝体顶拱最大中心角应根据不同的水平拱圈型式，采用 90°～110°。底拱中心角在 50°～ 80°之间选取。 2.水平拱圈的形态 合理的水平拱圈应当是压力线接近拱轴线，使拱截面内的压应力分布趋于均匀。 ⚫ 三心圆拱：由三段圆弧构成的三心圆拱，通常两侧弧段的半径比中间的大，从而 可以减小中间弧段的弯矩，使压应力分布均匀，改善拱端与两岸岩体的连接条件，更有利 于坝肩的岩体稳定。美国、葡萄牙等国采用三心圆拱坝较多，我国的白山拱坝、紧水滩拱 坝和正在施工的李家峡都是采用的三心圆拱坝。 ⚫ 变曲率拱：椭圆拱、抛物线拱等变曲率拱，拱圈中段的曲率较大，向两侧逐渐减 小，使拱圈中的压力线接近中心线，拱端推力方向与岸坡等高线的夹角增大，有利于坝肩 岩体的抗滑稳定。我国在建的二滩、东风水电站就是采用的抛物线拱坝。 二．拱坝平面布置形式 1． 等半径拱坝