优化设计算例：导墙结构的最佳方案

13.1.2.1 导墙断面优化

以向家坝导墙为例进行结构优化，在考虑导墙结构耦合动力安全约束条件的基础上，同时考虑导墙结构的几何条件、静力强度和稳定性的约束，将静力分析、耦合动力分析与支持向量机技术相结合对导墙结构断面形式的优劣进行智能评估，采用遗传算法实数编码，采用随机方式产生初始导墙断面种群群体（图13.3），按图13.4的流程进行优化计算，在保证导墙结构满足静、动力安全的前提下，实现导墙断面型式的最优化。经过优化的向家坝导墙最大动应力较原设计减少50%以上（图13.5），设计洪水工况最大动应力为0.78MPa，小于百年一遇的洪水工况最大动应力不超过0.6MPa。

图13.3　导墙的典型断面型式

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图13.4　导墙体型优化的遗传算法流程图

图13.5　向家坝导墙优化体型设计的结果

13.1.2.2 水电站厂坝间导墙的长度优化

水电站厂坝间导墙的长度需要考虑隔断泄洪时的回流及涌浪对电站厂房尾水渠产生的不利影响，使泄洪水流引起的强烈涌浪、漩滚、回流不至于使电站尾水产生过大的波动，影响机组运行稳定性；不至于将挑流冲刷残渣带入电站的尾水渠，造成尾水渠淤积，影响电站发电效益，在各种运用工况下导墙长度至少应包括水舌入水点下游的扩散消能区范围。通过对三峡导墙不同长度方案的泄洪水流流态、流速、水面波动和导墙动力荷载的系统研究[2-3]，优选的导墙长度较原设计缩短长度40m。