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冰压力

冰对水工建筑物表面的作用力。冰压力可分为两种,水库表面结冰后,因气温上升冰层膨胀而产生的压力称为静冰压力;冰块流动时,流冰撞击建筑物而产生的压力称为动冰压力。一般认为冰压力是一种短暂荷载。对于较高的坝,冰压力在各种荷载中所占比重不大,特别当水库操作频繁或冬季水位长期较低时,常可不考虑冰压力。

冰对水工建筑物表面的作用力。冰压力可分为两种,水库表面结冰后,因气温上升冰层膨胀而产生的压力称为静冰压力;冰块流动时,流冰撞击建筑物而产生的压力称为动冰压力。一般认为冰压力是一种短暂荷载。对于较高的坝,冰压力在各种荷载中所占比重不大,特别当水库操作频繁或冬季水位长期较低时,常可不考虑冰压力。对于低坝、闸墩、进水塔、胸墙等结构,当冰层较厚或当垂直坝面的水库吹程不大时,冰压力往往成为比较重要的荷载,有时可能将建筑物挤裂。设计人员应根据具体情况,决定是否计入冰压力。对于不宜承受巨大冰压力的部位,如闸门、进水口等处,常需采取防冻、破冰等措施。

静冰压力的大小与开始升温时的气温、气温的上升率及冰厚、冰的热膨胀系数、冰的弹性模量、冰的强度和水库岸边的约束情况等有关。中国重力坝设计规范推荐采用表1中的数值。

表中单位面积静冰压力乘以冰厚即为每米坝长的K=3.0;R=30吨/米2时,K=2.36);V为冰块流速,一般不大于0.6米/秒,对大水库应通过研究决定;d为冰块厚度(米);A为冰块面积(米2)。作用于铅直的闸墩上的动冰压力为:

冰压力

式中 R为冰的抗碎强度,当无试验资料时,可采用结冰初期为75吨/米2,末期为45吨/米2B为闸墩在冰层平面处的厚度(米);m为与闸墩平面形状有关的系数,对于半圆形闸墩,采用m=0.9;对于三角形闸墩,根据其平面上的顶端角度2α按表2采用。

表2 m值表