某泄洪排沙闸预应力边墩有限元计算分析

采用三维有限元方法,在不同荷载组合下,计算分析了预应力边墩在不对称荷载作用下闸墩颈部、锚块等关键部位的应力分布规律.结果显示:施加预应力可以解决承受大吨位弧门推力边墩的高拉应力状态;锚块受力基本合理,只在空腔前后出现较大拉应力,应根据结构受力状态进行配筋;闸墩的高拉应力区主要分布于闸墩颈部,但拉应力较小,能够满足预应力混凝土结构对拉应力的要求,闸墩结构安全.     

三河口拱坝底孔闸墩预应力锚索布置方案设计研究

三河口拱坝底孔是高水头、工作闸门承受大推力和出口闸墩为大悬臂的复杂受力结构,闸墩采用预应力结构,较大改善了闸墩的受力条件及应力状态。通过ANSYS三维有限元计算分析,对闸墩锚索的布置参数、张拉顺序、应力影响范围以及相互影响进行分析、评价,确定锚索布置的设计方案,并进一步对选定方案研究,验证设计方案的合理性。该研究成果将为类似深底孔设计及闸墩大悬臂结构高拱坝的应力分析提供一定参考依据。     

预应力锚固闸墩有限元分析研究

应用大型通用有限元软件ANSYS,对某工程拱坝底孔的外伸悬臂式预应力闸墩进行了三维有限元计算,通过与无预应力闸墩结构对比,分析了由于上下游悬臂和闸墩预应力锚索的布置对坝体应力的影响,表明上、下游悬臂对坝体泄水孔进、出口侧壁应力影响较大,预应力的施加改善了闸墩和大梁的应力状态,但对预留竖井周围的应力分布影响较大。     

混凝土闸墩晚期温度应力与裂缝闸墩应力分析

采用弹性体系平面有限单元法,对闸墩晚期温度应力与裂缝闸墩的应力进行计算和分析。着重讨论了闸墩晚期温度应力与浇筑时间的关系,裂缝高度与裂缝条数对闸墩应力的影响,并进而对闸墩裂缝的发展高度及裂缝闸墩的安全问题提出了见解。     

基于模型试验的水电站闸墩结构有限元分析

重力坝坝身泄水孔闸墩三维有限元模拟的难点在于准确量化高速水流对闸墩结构作用荷载的大小，文中针对某水电站中孔异形闸墩结构，开展了单体水工模型试验，获得不同泄水工况下闸墩水面线以及时均压力的分布成果；在对试验成果进行分析后，根据试验成果对闸墩进行有限元数值仿真计算，获得闸墩应力变形计算成果，解决了高速水流下异形闸墩结构应力变形计算难题；文中提出的分析方法，在工程设计及应用方面具有一定的实用价值，可为类似工程提供参考。     

基于预应力实测资料的闸墩结构安全评估研究

针对闸墩中孔周边区域应力分布复杂的问题,进行三维有限元分析。为准确评估中孔闸墩结构运行期的安全性,根据整体拱坝模型计算结果,运用子模型方法,获取各种工况下中孔闸墩结构的局部边界条件,基于锚索测力计实测数据,建立考虑时效、外界温度及上游水位波动等影响的预应力回归模型。在此基础上,采用三维非线性有限元分析方法对西南某碾压混凝土拱坝中孔闸墩结构进行全面安全评价。计算结果表明:当前工作状态下,闸墩结构应力分布规律与设计状态基本相同,颈部最大法向应力为1.27 MPa,出现在左中孔右边墙位置,小于允许拉应力1.54 MPa,满足闸墩抗裂要求。     

某弧形闸门闸墩三维有限元应力应变分析

应用大型结构计算软件Ansys,对某弧形闸门闸墩应力应变进行三维有限元模拟计算与分析。得出结论和优化建议:闸墩牛腿处砼应力最大,其他某些部位砼材料的性能还没有充分的发挥。因此,为了结构的优化设计,在保证闸墩厚度尺寸和弧门支座尺寸不变的情况下,建议将牛腿的尺寸加宽,从而改善牛腿周边的应力分布,使牛腿处的最大拉应力减小,闸墩富裕混凝土区域减少,以节省材料,达到充分利用材料的目的。通过不同工况下闸墩的应力和变形的结果分析,校验工程设计的合理性,并提出工程设计方案进一步优化改善建议。     

三向预锚闸墩应力分析及裂缝研究

本文以鱼潭电站大坝闸墩为例,对三向预锚闸墩进行空间有限元应力计算,分析应力分布特点及规律,研究闸墩裂缝成因及处理方案,总结出三向预锚闸墩结构的优点,并指出设计、施工、运行中应注意的问题,对闸、坝设计具有重要参考价值。     

中墩锚块底部接触方式和锚索优化研究

为了改善预应力闸墩受力状态,同时在节约成本的基础上,保证其结构的安全运行,从锚块与闸墩接触方式、锚索吨位和次锚索位置三个方面进行优化研究,对预应力闸墩进行优化分析,进而改善闸墩颈部、锚块和锚固洞的应力状态。结果表明:锚块底部与闸墩采用分离式接触方式,可以大大降低锚块下游面与闸墩交界处的拉应力。预应力锚索的拉锚系数的增大有利于减小闸墩颈部的拉应力,但同时锚块和锚固洞周围的拉应力会有所增大。次锚索靠近锚块下游面,可以更好地抵消主锚索对锚块产生的局部拉应力,但对闸墩颈部和锚固洞的影响很小。此算例推荐锚块底部与闸墩采用分离式接触方式;拉锚系数采用1.95,即主锚索永存吨位为3 200 k N,次锚索永存吨位为1 900 k N;水平次锚索尽量靠近锚块下游面布置。     

预应力闸墩设计相关技术问题的调研与探讨

参考相关文献调研资料,结合近年来预应力闸墩设计工程实践经验,对预应力闸墩设计中的相关热点、难点问题进行调研与探讨,重点探讨了锚索预应力损失大小及锚索吨位确定、闸墩颈部应力控制标准、锚索布置、如何有效减少颈部应力等问题,并首次明确提出预应力闸墩结构运行期防护的问题。     

孔口闸墩对溪洛渡拱坝静动应力的影响研究

采用显式有限元结合黏弹性人工边界的地震波动反应分析方法,在计入坝体横缝动态接触非线性影响基础上,对溪洛渡拱坝采用模拟孔口及闸墩结构、仅模拟孔口不模拟闸墩和孔口闸墩结构均不考虑的3种模型进行地震响应分析,研究孔口、闸墩结构和大坝的静态和静动综合应力响应。对比分析结果表明,孔口、闸墩的存在对大坝主体的静动综合应力分布规律影响不大,而孔口闸墩区域位于动态反应较大的坝体中上部,由于闸墩的悬挑及截面变化的复杂性,以及孔口对坝身的削弱作用,这一区域将出现数值较大的拉应力集中区,主要分布于上游闸墩根部和下游面深表孔之间以及顶部大梁位置,在溪洛渡拱坝深孔、表孔抗震设计中应予以重视。     

溢流表孔闸墩结构计算

溢流表孔闸墩是泄洪建筑物的重要部分。针对溢流坝段中墩结构,采用材料力学法和三维有限元法,分别计算溢流坝段在单孔泄洪时的闸墩侧向结构的应力和变形状态。计算结果表明,闸墩底部是结构的关键区域,拉压应力最大,需加强配筋;材料力学法计算模型较简单,计算结果偏保守;三维有限元能够较全面模拟闸墩结构的多向受力状态,计算结果更趋于合理。     

闸墩温度应力与开裂关系的研究

闸墩开裂是水闸建设的关键问题之一,为了分析闸墩开裂的真正原因,找出具有针对性的加固措施,采用全过程仿真粘弹性空间有限单元法,对混凝土闸墩浇筑过程的因素进行了敏感分析,共计算了7个闸墩长度、7个闸墩厚度、3种地基情况下的全部应力分量,计算结果表明闸墩的长度、厚度和地基情况对闸墩应力均有一定的影响,但闸墩长度不是闸墩温度应力的控制因素。在岩石地基上,当闸墩厚度超过2.0 m时,第一温度主应力超过混凝土的抗拉强度,温度应力成为控制闸墩开裂的绝对关键因素;在岩土地基上闸墩的开裂不仅仅只是由温度应力引起的,其它因素如外加荷载和地基的不均匀变形等也起很大的作用。     

预应力中墩三维有限元静力结构分析

文中基于ABAQUS平台,以国内某水电站锚块式预应力闸墩为工程背景,建立了预应力闸墩结构三维有限元整体模型。对该结构在自重、扬压力以及水压力等荷载作用下进行了静力分析,分析了控制工况下闸墩应力、位移分布规律,总结出重要部位产生拉应力的主要原因。     

型钢布设方式对型钢混凝土闸墩工作性能的影响研究

为了确定型钢混凝土闸墩结构内最优的型钢布设形式,利用ANSYS软件对闸墩进行有限元数值计算分析.基于两种不同计算工况下3种不同数量型钢布设方式所得到的有关型钢位移、闸墩裂缝范围、闸墩应力以及型钢应力的计算结果,得出型钢布设根数为3根时各方面工作性能均较优.在此基础上继续研究型钢布设角度和长度对闸墩工作性能的影响,最终得...     

棉花滩水电站坝体闸墩应力监测资料分析

基于棉花滩水电站坝体闸墩应力监测资料,对坝体闸墩应力变化规律及变化趋势进行了分析,并采用逐步回归方法建立了闸墩应力与各预测因子之间的统计模型,并对各预测因子对闸墩应力变化的影响效应作出了评价。结果表明:温度分量对闸墩应力变化影响较大,水压分量及时效分量的影响次之。     

花地河北闸闸墩三维有限元分析

弧形闸门的支铰是整个闸门中最重要的组成部分,闸墩支铰处砼的应力和变形决定着闸的运行安全和寿命。该文借助大型结构计算软件Ansys,通过有限元分析的思路,对花地河北闸的闸墩和底板进行三维有限元分析,通过对花地河北闸不同工况下闸墩的应力和变形的成果分析,指导和验证工程设计的合理性,其研究成果对类似工程设计具有一定的参考和借鉴价值。     

高拱坝深底孔出口悬臂结构的敏感性分析

为探究高拱坝深底孔出口悬臂结构的影响因素,通过四种设计方案,分别研究闸墩厚度、支铰大梁高度、弧门推力位置以及预应力锚索对底孔出口悬臂结构关键部位应力的影响。采用ANSYS有限元分析法,建立高拱坝深底孔有限元模型,选取坝体在正常蓄水位时的运行工况进行计算。结果表明,对于100 m级以上高拱坝深底孔悬臂结构,当底孔出口悬臂结构大于25 m时,在其关键部位会产生较大的拉应力。因此,建议通过在闸墩布置预应力锚索和调整闸墩厚度来减少闸墩与坝下游面相交处的拉应力,通过在支铰大梁两侧布置预应力锚索和增大支铰大梁高度来减小闸墩内侧与大梁相交处的拉应力。该研究结果可以为降低高拱坝深底孔出口悬臂结构关键部位或者相类似悬臂结构的应力提供一定参考。     

里底水电站溢洪道竖井式预应力闸墩应力及应变分析

里底水电站溢流道闸墩承受的荷载以及结构较为复杂,为了准确了解堰体、闸墩、锚块在各典型运行工况下应力和变形情况, 本文采用三维有限元方法,对该水电站溢洪道控制段预应力中墩进行了整体空间应力与变形分析,得到典型工况下结构的整体位移、变形和结构各重要部位的应力分布规律.研究结果表明预应力闸墩具有整体稳定性,在各种荷载组合效应下整个墩体的变形和应力分布满足设计要求,并根据计算成果评价了混凝土结构的预应力效果.     

高拱坝泄水深孔预应力闸墩有限元分析

针对以往拱坝泄水孔口闸墩有限元分析计算过程中存在的边界条件过于简化,难以反映整个坝体应力及地基对坝体孔口应力影响的不足,用子模型方法对某高拱坝泄水孔口U形锚固预应力闸墩进行了分析。计算结果表明:U形锚固数值模拟方法简便、可行;U形锚固形式基本不削弱坝体结构,锚固区应力分布较好,总体应力分布较优,尤其是对高拱坝这种坝体本身较薄的结构有利;用子模型方法进行高拱坝预应力闸墩的有限元分析可以大大降低计算工作量,减少计算时间,可以考虑坝基和坝体应力对闸墩的影响,分析精度高。