水闸整体结构设计方法研究及空箱挡土墙的应用

摘要

将水闸的底板、闸墩和地基作为一个整体,建立了水闸整体有限元结构计算模型,这种模型可以有效地考虑闸墩、底板和地基的相互作用,可以方便地处理各种复杂的几何条件、物理条件和荷载条件,其计算结果是可信的. 在论文中,建立了将水闸的底板、闸墩、工作桥和地基作为整体考虑的水闸整体有限元结构计算模型,将计算结果同不考虑工作桥的水闸整体有限元结构模型的计算结果进行比较,得出考虑工作桥的影响,可以改善底板的内力分布,可以有效地增加闸室的横向刚度. 考虑边墩承受较大的横向土压力,当边墩直接与两岸连接时,则由于边墩与闸身地基的荷载相差悬殊,可能产生不均匀沉降,影响闸门启闭,在底板内引起较大的内力,甚至产生裂缝.此时在水闸闸室与两岸的连接段中设置空箱挡土墙,建立不设置空箱挡土墙和设置空箱挡土墙的水闸整体有限元结构计算模型,比较两个模型的计算结果,得出如下结论:这种连接型式可以减小边墩和底板的内力,同时还可以使作用在地基上的荷载从较轻的闸室向较重的两岸过渡,减小不均匀沉降.

目录

文摘

英文文摘

论文说明：插图清单及表格清单

独创性声明及学位论文版权使用授权书

致谢

第一章绪论

1.1水闸的概况及结构特点

1.1.1水闸的类型

1.1.2水闸的组成部分及其作用

1.1.3闸室各部件的布置和构造

1.1.4水闸的工作特点

1.2水闸分析方法的现状

1.2.1水闸结构分析的现状

1.2.2有限元法发展的现状

1.3问题的提出

1.4本论文的主要内容

第二章传统水闸结构计算方法和有限元法

2.1传统水闸结构计算方法

2.1.1闸室的稳定性计算

2.1.2沉陷计算

2.1.3闸室底板的内力计算

2.1.4闸墩的内力计算

2.1.5胸墙的强度计算

2.2有限元方法的基本概念及内容

2.3本章小结

第三章开敞式水闸整体有限元模型的计算

3.1 ANSYS简介

3.2建立开敞式水闸整体计算模型的简化和假设

3.3开敞式水闸整体有限元模型的建立与计算

3.3.1水闸基本资料

3.3.2建立模型

3.3.3计算结果

3.4本章小结

第四章考虑工作桥的水闸有限元计算

4.1考虑工作桥的水闸整体有限元模型的建立与计算

4.2两种情况的比较

4.3对不同高跨比模型的计算结果整理

4.4本章小结

第五章空箱式挡土墙在城西湖退水闸连接段中的研究分析

5.1城西湖退水闸工程概况

5.1.1设计资料

5.1.2闸室的结构型式

5.1.3分流岛

5.1.4防渗排水

5.1.5消能与防冲

5.2空箱挡土墙的稳定计算和整体有限元模型的建立

5.2.1问题的提出

5.2.2空箱式挡土墙的结构型式

5.2.3空箱式挡土墙的稳定计算

5.2.4城西湖退水闸整体有限元模型的建立

5.3城西湖退水闸的有限元计算

5.3.1不做空箱式挡土墙时的闸室内力

5.3.2做空箱式挡土墙时的闸室内力

5.4本章小结

第六章总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献