Page 117 - 2024年第55卷第8期

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形减少混凝土 １９．１５万ｍ ，占比 ８％。付出的代价则是坝体的最大压应力由初始状态的 ６．１３ＭＰａ上升至
６．７６ＭＰａ（即压应力控制指标），拉应力由 ０．９４ＭＰａ上升到 １．０ＭＰａ（即本次优化采用的拉应力控制指标）。
基于图 ６对优化结果进一步地分析，拱坝体
积曲线变化过程中出现了 ４次快速下降，同时压
应力也出现了较为明显的增加 （见图 ６中的矩形
虚线框），而这 ４次拱坝体积和压应 力的 快速 变
化均出现在对拱冠梁厚度进行调整试算时。由此
可见，控制双曲拱坝拱冠梁形态的相关参数对于
坝体体积和坝体应力有更为显著的影响。
３．３ 基于迭代结果的体形优化调整 通过参数分
类迭代计算，可以给出初始边界条件下相对较优
的拱坝基本体形，然而工程实际边界条件较计算
初始边界条件还有一定的差距，因此，在迭代结
图 ６ 拱坝体积和应力变化过程曲线
果的基本体形基础上，还需要结合不同的工程实
际需求进一步调整优化，主要表现类别有：（ １）拱坝建基岩体软硬相间的突变，计算中通常假定为在
两个拱圈之间基础的变形模量是连续变化的，但实际可能由于断层的存在、局部的卸荷风化加剧等出
现突变，如叶巴滩左岸建基面砂糖状挤压破碎带的分布，为了应对此类局部地形地质条件变化，可采
取局部拱端加厚或者挖除不良地质体等工程措施，但可能破坏原有基本体形的光滑度；（２）增加坝肩
稳定导致的受力方向微调，如两岸坝肩稳定控制性滑块的侧滑面或底滑面与建基面相交，拱坝推力方
向对坝肩稳定偏不利，则相应区域局部曲率、厚度应进行调整，此类调整能一定程度改善坝肩稳定，
但可能导致拱坝整体受力对称性降低；（ ３）孔口及附属结构的影响，如由于坝身孔口设置，闸墩等附
属结构设置，可能导致坝体质量重分布和应力分布的劣化，另一方面，整体重心越偏下，对抗震越有
利，因此重心的调整关系到坝体受力状态、受力对称性、抗震性能等多方面问题，有条件的情况下应
尽量使得拱坝整体重心居中、降低；（ ４）其他因素如地形地质严重不对称，拱坝中心线与泄洪中心线
错位及相交，需要布 设坝 后厂 房 等 也 会 引 发 体 形 的 进 一 步 调 整。综 合 上 述 因 素，结 合 拱 坝 设 计 规
范 ［１５］ ，人工调整建议按照以下原则：
（ １）建基面平滑是首要目标。建基面是基岩和混凝土两种材料的交界面，且在施工过程中又受到
爆破、基础处理等多种因素影响，其材料特性和应力状态都十分复杂，现有分析和监测手段都难以准
确描述 ［１７ － １８］ ，因此在设计过程中，尽可能地使建基面成为一个光滑的空间曲面，外轮廓投影在平面和
立面均平滑过渡，对降低不利影响、改善建基面应力具有十分重要的作用。
（ ２）坝体局部形态优化是重要任务。根据不同的目标需求（如改善孔口应力、提高抗震能力），通
过坝体内局部形态优化，调整坝体材料强度和刚度分配，配合配筋等主要措施，实现坝体应力分布改
善，能获得良好的技术经济效果。
（ ３）坝肩稳定和对称性应兼顾。现阶段工程措施难以对坝肩稳定进行根本性的改善，在其他条件
允许的情况下，通过体形调整使得拱推力尽可能偏向抗滑稳定的有利方向。对称性分为受力对称性和
布置对称性，其中受力对称性已经反映在拱坝的应力变形分析中，其高度依赖于地形地质条件的对称
性，而布置对称性同样依赖于现有工程地形地质条件下整体枢纽布置。因此，坝肩稳定和对称性设计
应为在其他目标满足要求的前提下予以适当兼顾的设计内容。
基于设计人员人工调整的主要目标是获得适应工程特性的综合优化体形，而前述的参数分类迭代
计算方法及其成果为后续优化调整提供了更好的初始体形，提供了混凝土体积和应力指标两方面更多
的空间裕度，以供工程人员结合经验进行更好的优化调整，使得拱坝体形在满足工程实际需求的条件
下达到应力指标较优和坝体体积更省的目标。
以参数分类迭代计算成果为基础，考虑上述各项工程因素对叶巴滩拱坝体形进行进一步调整，最
终采用的技施阶段体形与招标阶段成果体形对比见表 ４，顶拱和建基面的平面轮廓对比见图 ７。可以

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