基于COMSOL计算下秦淮河道水闸加固墩结构体型设计分析研究

摘要

为获得秦淮河洪蓝水闸加固结构设计方案最优化,以钢结构作为闸墩加固方案,利用COMSOL有限元建模计算手段,获得了闸墩拉应力最大位于钢结构加固点部位.加固点与墩底部位拉应力最低方案均为加固数量4根时,加固数量低于4根时墩顶最大拉应力稳定在0.67 MPa,加固数量超过4根后拉应力递增.闸墩加固数量愈多,加固点、墩底部位最大压应力愈大,但在加固数量4根后增幅减小,各加固数量方案中墩顶最大压应力稳定在7.6 MPa.关键部位拉应力降幅变化差异性显著,加固点、墩底、墩顶处最大拉应力在闸墩厚度0.4～1 m平均降幅为21.3％、27.5％、38.8％,在1～1.4 m平均降幅为3.9％、2％、1.3％;厚度1 m时关键部位压应力最大,抗倾覆滑移效果最好,且压应力与厚度参数具有二次函数关系.当闸墩加固数量4根、闸墩厚度1m时为最优方案.这为水工设计方案最优化比选分析提供一定参考.