【工程实例】构皮滩水电站

构皮滩水电站（图3.170）位于贵州省余庆县境内，控制流域面积为43250km2，坝址多年平均流量为717m3/s，坝址多年平均径流量为226亿m3。枢纽主要建筑物有：拦河大坝、右岸引水发电系统、渗透控制工程、泄洪消能建筑物、左岸通航建筑物以及导流洞等。

图3.170　乌江构皮滩水电站

构皮滩水电站是乌江干流水电开发的第5个梯级电站，拦河大坝为混凝土抛物线形双曲拱坝，最大坝高为232.5m，为喀斯特地区世界最高的薄拱坝，坝身布置的6个溢流表孔、7个泄洪中孔、2个放空底孔组成坝身泄洪建筑物。

【问题】拱坝的温升和温降分析。

分析：在水压力和温度荷载共同引起的径向变位中，温度荷载约占1/3～1/2，对坝顶部分的影响更大。

产生温度荷载的两个原因是：①混凝土施工过程中水化热的散发；②外界气温的变化。(www.daowen.com)

拱坝是分块浇筑、经充分冷却，待温度趋于相对稳定后再灌浆封拱，形成整体。封拱前，根据坝体稳定温度场，可定出沿不同高程各灌浆分区的封拱温度。封拱温度低有利于降低坝内拉应力，因此一般在年平均气温或略低时进行封拱。封拱温度即作为坝体温升和温降的计算基准，以后坝体温度随外界温度做周期性变化，产生相对于上述稳定温度的改变值。

由于拱座嵌固在基岩中，限制坝体随温度变化而自由伸缩，于是就在坝体内产生了温度应力。坝体温度受外界温度及其变幅、周期、封拱温度、坝体厚度及材料的热学特性等因素制约，在同一高程上沿坝厚呈曲线分布。

当坝体温度低于封拱温度时，坝轴线收缩，使坝体向下游变位，如图3.171（b）所示，由此产生的弯矩和剪力的方向与水压力作用所产生的相同，但轴力方向相反。

当坝体温度高于封拱温度时，坝轴线伸长，使坝体向上游变位，如图3.171（c）所示，由此产生的弯矩和剪力的方向与水压力产生的相反，但轴力方向则相同。因此，在一般情况下，温升对坝肩稳定不利，对应力有利；温降对坝肩稳定有利，对应力不利。

图3.171　坝体温度变形图

“+”“-”压应力；“-”“-”拉应力