空腹设拱重力坝是一种新型坝体,它是在空腹内设拱,拱上填渣.同一般的空腹重力坝相比,它更能节省工程量,改善坝体的应力分布,提高坝体的稳定性,在水利工程中具有很大的实用价值.该文根据空腹设拱重力坝的特点,建立了断面形状优化的计算模型,即将优化计算分成两步进行,在坝体断面优化之前,先进行内拱轴线的优化,然后再进行坝体的优化.在结构分析中,采用了有限元法;在结构的灵敏度分析中,应用有限元法推导出了平面弹性结构的位移、应力及等效节点载荷的灵敏度解析计算式;在优化算法上,内拱轴线的优化算法采用了可变容差法,坝体断面的优化采用了非线性规划中的二次逼近方法,并应用线性互补转轴算法求解二次规划问题.应用本文方法研制的优化程序对某空腹设拱重力坝断面形状进行优化,结果表明,优化设计比原设计节省工程量9%左右,并明显地改善了应力状态,满足了工程的需要.经考核证实,该文的求解方案非常有效,优化程序收敛速度快,计算结果稳定可靠.