控制拱坝形式的主要参数有:拱弧的半径、中心角、圆弧中心沿高程的迹线和拱厚。按照拱坝的拱弧半径和拱中心角,可将拱坝分为:单曲拱和双曲拱。中心角的影响:中心角大一些, 拱圈厚度小一些, 拱圈内力小一些,因此适当加大中心角是有利的,但过大的中心角将使拱端弧面的切线与河岸等高线的夹角变小,降低拱座的稳定形性。
又称为定外半径定中心角拱
对U型或矩形断面的河谷,其宽度上下相差不大,各高程中心角比较接近,外半径可保持不变,仅需下游半径变化以适应坝厚变化的要求。
特点:施工简单,直立的上游面便于布置进水孔和泄水孔及其设备,但当河谷上宽下窄时,下部拱的中心角必然会减小,从而降低拱的作用,要求加大坝体厚度,不经济。对于底部狭窄的“V”字形河谷可考虑采用等外半径变中心角拱坝。
(1) 变外半径等中心角
对底部狭窄的“V”字形河谷,宜将各层拱圈外半径,上至下逐渐减小,可大大减少坝体方量。
变外半径等中心角拱的特点:拱坝应力条件较好,梁呈弯曲形状,兼有拱的作用,更经济,但有倒悬出现,设计及施工较复杂,对“V”、“U”型河谷都适用。
(2)变外半径变圆心
让梁截面也呈弯曲形状,因此悬臂梁也具有拱的作用;这种形式更能适应“V”、梯形及其他形状的河谷,布置更加灵活,结构复杂,施工难度大。变外半径变圆心拱的特点:应力状态尽一步改善,节省工程量,结构更加复杂,施工难度更大,被广泛采用为桐坑溪双曲砌石拱坝。