日本Yoshikazu YAMAGUCHI作分会交流报告

Yoshikazu YAMAGUCHI, Public Works Research Institute, Tsukuba, JAPAN
Tomoya IWASHITA, Public Works Research Institute, Tsukuba, JAPAN
Hiroshi KURAHASHI, Public Works Research Institute, Tsukuba, JAPAN
Takashi SASAKI, Ministry of Land, Infrastructure and Transport, Ohsyu, JAPAN

摘要：从保护自然环境和降低公共工程成本的角度,日本最近在有效利用已建水坝有了新的研究进展，包括对已建大坝加高以增加蓄水量，重建或扩建泄水设施以更有效地发挥水库的作用。

本文以一座100m高的混凝土重力坝为例，研究了如果要在坝体增加一条直径为3.8m(开挖直径为5.0m)的泄水管道时，对泄水管周边钢筋混凝土设计的进行了研究。计算中采用三维有限元模型，选择混凝土的张拉破坏作为计算模式，并建立了钢筋的应力和应变关系。研究的工况有：1）混凝土发生张拉破坏时的应力特征和开裂情况；2）钢管与原坝体之间的混凝土中钢筋的作用；3）大坝承受地震荷载条件下的钢筋受力状态。

研究结果表明，1）是否布置钢筋对混凝土应力状态和裂缝长度的影响不大；2）在给定的荷载条件下，混凝土开裂程度很小，即使混凝土的抗拉强度只有试验值的50%，也不会影响到结构的稳定性；3）在考虑地震荷载条件时，钢筋对于减少水平方向上的裂缝起到了很重要的作用，而水平方向的裂缝对坝体的稳定影响很大。

从本文的案例研究表明，对已建重力坝中增加泄水管道的设计中，受力条件以地震为主要荷载，配筋则以考虑在地震荷载条件下，控制水平裂缝为主要控制条件，这样既可以保证工程的稳定和安全，又可以大大降低钢筋用量。