什么是双曲拱坝?

[拼音]：shuangqu gongba

[外文]：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（见拱坝）。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，并可在坝基增设垫座以周边缝与坝身分开，或在坝身设置切入缝和分离缝等（见图）。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。

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。