1、 开开 题题 报报 告告 一、一、毕业设计毕业设计选题的目的和意义选题的目的和意义 拱坝是目前大坝设计中的三大优选坝型之一，以其结构合理和体形美观而著称。经 过工程实践检验，拱坝的优越性已得到广泛的认可。拱坝在外荷载作用下，坝体以受压 为主能适应筑坝材料抗压强度高的特点。拱坝的稳定性主要是利用坝端两岸岩体抗力来 维持，而不像重力坝主要靠自重维持，因此拱坝的体积要比重力坝小得多。另外，拱坝 可看作由拱梁组成的统一体，属于高次超静定结构，具有巨大的超载能力，在遭受外荷 载使坝体局部开裂时，坝体应力将自行调整，使得拱坝的超载安全度较大。 国内已建和拟建的水利工程大都是大型工程，消耗的费用是极其巨大的
2、。为了寻求 更大的经济效益，人们在坝工设计中越来越注重在满足安全条件的前提下，尽可能的节 约材料。拱坝由于其优越的安全性和经济性，也越来越多地受到设计者的青睐。经过几 十年的努力，我国在拱坝建设方面逐渐积累了丰富的经验。拱坝体形由单曲型式衍生发 展了椭圆、对数螺旋线等多种型式。设计方法也由手工绘图发展到计算机辅助设计。此 外，在枢纽布置、泄洪消能、基础处理、体形优化等多方面都取得了很大进展。随着拱 坝的设计、施工和基础处理技术的不断进步，拱坝越来越具有广阔的发展前途。 拱坝设计需要考虑多重因素，涉及知识全面而又系统。通过拱坝水利枢纽的设计研 究，掌握一个水利枢纽的基本设计程序和方法。巩固加深所
3、学专业知识，扩大专业知识 面，使所学知识系统化。同时学习国内外最新的拱坝研究成果和设计理论，并结合设计 选题的实际情况，尝试运用这些成果和理论分析解决工程问题，跟进行业发展的步伐。 当然我国各地气候、地质和经济等条件存在巨大差异，因而拱坝程在不同地区的建设中 所遇到的技术问题也不大相同，不可生搬硬套。对这些问题在逐步改进施工工艺采取有 针对性措施的同时，还应结合实际工程情况因地制宜地在理论上深入开展有益的科研探 索工作，促进坝工建设的发展。 二、国内外关于二、国内外关于混凝土拱坝混凝土拱坝的研究现状和发展趋势的研究现状和发展趋势 人类修建拱坝有着悠久的历史，最早可追溯到古罗马时代修建的鲍姆拱坝
4、。但直到 一战前,拱坝的发展是极其缓慢的,坝高也低于 15m。 一战至二战期间,出现了许多新的思 路、方法,如多拱梁法，水管冷却方案，用小型拱坝做“原型实验”等。二战以后拱坝 进入飞速发展时期,这时期最具有代表性的是欧洲拱坝的发展,以柯恩为首的法国工程 师首先设计了许多新型拱坝枢纽,诸如集坝、厂房与泄洪结构于一体的圣艾梯恩尼、 爱格、蒙特依纳特拱坝等。这一时期的一个重大的事实是,拱坝全面的开始向跨越 200 m 高度冲击。 我国的拱坝建设起步较晚，最早始于 1927 年的福建上里浆砌石拱坝。五六十年代 开始修建了混凝土拱坝，七十年代起，我国的拱坝建设发展很快。特别是近年来，我国 在勘察、设计、
5、施工过程中取得了丰硕的成果，积累了丰富的经验。随着西部大开发战 略的推进，在改善能源结构、增加水电比重的方针指引下，水电资源作为绿色、可再生 能源，其开发力度进一步加大，水利水电建设步伐大大加快，尤其是在我国的西部地区 已建和拟建的电站中，拱坝建设在数量和质量上都得到了全面提升。 随着计算机和计算机技术、施工机械等现代科技技术的迅速发展，拱坝工程技术的 研究也取得了很大的进展，并表现出一定的发展趋势。具体体现在以下几个方面： 1. 拱坝应用范围的扩大 主要表现在拱坝对不利坝址地形条件的适应性提高。早 年认为坝顶长与坝高之比小于3时宜建拱坝,近几十年来已逐渐扩大其应用范围,拱坝对 地形的要求越来
6、越宽,宽高比可达12甚至可以更高， 世界各国的认识也已基本趋于一致。 以往认为拱坝适宜于对称河谷，而目前对河谷对称性要求已不再强调,且在不对称河谷 中修筑了非对称拱坝。在不规则河谷使用混凝土填塞深槽、设垫层、建重力墩等方式使 河谷形状满足要求修筑的拱坝也不在少数。对坝基岩石的强度要求也降低了,在软弱基 岩上，通过适当扩大基础修筑了一批拱坝，如美国的格兰峡拱坝, 日本的裙花拱坝等。 此外针对岩石不均一、断层与裂隙较多、河床有深覆盖层以及风化、破碎较深的坝基等 情况，只要将地质情况勘察清楚、采取合理措施，大都可以修筑拱坝。 2. 拱坝体形及其优化 拱坝体形设计的任务是决定坝体的形状和尺寸。目前拱坝 体形设计可分为以下三步：1）拱坝优选，首先根据河谷形状，选定单曲或双曲拱坝； 然后是选定拱圈的形式。2）拱坝基本体形设计。3）施工体形设计。在上述三个步骤中， 第一步拱坝优选很重要， 优选做的好可以节省坝体投资 1030的效益。 关于拱坝优 化设计的研究,国外是从 20 世纪 60 年代末期开始的,我国则由朱伯方院士在 20 世纪 70 年代末期提出，到 90 年代初趋于成熟。随
