预应力闸墩体型优选及预留槽布置研究

摘要

预应力闸墩是保证弧形工作闸门安全运行的关键受力结构。随着我国水利水电事业的快速发展，泄水建筑物的泄洪量不断增大，工作水头不断提高，泄洪孔口尺寸逐渐增大，弧形闸门所承受的推力随之加大，但由于受枢纽布置的限制，闸墩尺寸不能过大，导致普通混凝土结构不能满足应力设计要求，预应力混凝土结构的使用成为必然。然而，当前预应力闸墩拉锚系数普遍偏大，结构形式并不完全合理。当闸墩结构在锚索预应力和巨大弧门推力的共同作用时，闸墩颈部、锚块周边的应力状态复杂而且局部应力值较大的问题尤其突出。近年来，为了改善其应力状态，各种新型预留槽预应力闸墩在实际工程中得到了应用，但在预留槽形状、位置和大小的确定上尚需进行深入系统的研究。
　　本文结合实际工程设计中遇到的问题，以某水电站溢洪道预应力闸墩中墩为研究对象，探索一种新型的闸墩结构，即在闸墩内设置预留槽的结构形式。采用大型有限元分析软件ANSYS建立预应力闸墩三维有限元模型，研究典型工况下预应力闸墩颈部及关键部位的应力分布状态，通过对溢洪道中墩体型进行优选并对闸墩内设置预留槽的不同形状、位置和尺寸的应力分布计算，分析其对闸墩颈部、锚块周边等关键部位的应力分布的影响，由此确定锚块预留槽的最优位置和尺寸，从而找到合理的闸墩预留槽结构形式。
　　通过本文的计算研究，对预留槽预应力闸墩的应力分布进行了深入的分析，研究成果可以为类似工程新型预留槽预应力闸墩设计提供参考，具有一定推广应用价值，部分研究成果在设计中得到应用。

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1 绪论

1.1研究背景与意义

1.2预应力混凝土技术

1.3预应力锚固技术

1.4 预应力闸墩的研究现状及应用

1.5本文研究的主要内容

2 预应力闸墩数值模拟

2.1预应力混凝土的数值模拟

2.2预应力闸墩的锚固技术及数值模拟

3预应力闸墩有限元模型建立及体型优选

3.1工程概况

3.2计算基本资料

3.3基本假定

3.4应力控制标准

3.5计算模型边界条件

3.6预应力闸墩体型优选

4预应力闸墩预留槽形状及位置研究

4.1预留槽形状研究

4.2预留槽位置研究

4.3小结

5预应力闸墩预留槽尺寸研究

5.1预留槽长度研究

5.2预留槽宽度研究

5.3小结

6结论与展望

6.1结论

6.2展望

致谢

参考文献