反拱水垫塘底板块轴力在上举力作用下的变化规律探讨

摘要

为研究反拱水垫塘底板块轴力特征,以溪洛渡高拱坝和反拱水垫塘为参照,在高水头、大流量作用下,以反拱水垫塘在止水破坏、拱圈单底板块、五底板块和九底板块锚固分别失效为代表工况,对拱圈底板块的轴力在上举力作用下的变化规律进行了试验研究。研究表明,拱圈底板块轴力产生和传递的机理是,底板块上举力诱导了底板块位移和锁定,锁定后相邻底板块产生了约束轴力,同时轴力又反过来向相邻底板块传递直至拱端。轴力沿程可分为冲击强振区和上下游强振区。在冲击强振区,底板块瞬时值较大,时均值小,脉动强度最大,拱圈底板能瞬时锁定形成瞬时拱;在上下游强振区,底板块瞬时值和时均值大,而脉动强度较小,拱圈底板块能长时间锁定形成局部拱。在3个强振区,底板块轴力的优势频率在小于0.2 Hz的低频窄带。试验条件下拱圈底板块不发生强度破坏、共振破坏。反拱水垫塘运用时,应控制底板块位移、减少拱圈锁定底板块数,才能使轴力分布在合理范围。