高拱坝表孔对坝体应力变形影响分析

拱坝坝顶开设大孔口,破坏顶拱圈的连续性,造成孔口局部应力集中,而孔口受进出口悬臂结构和闸墩影响,应力分布复杂,在多荷载联合作用下可能导致孔口局部混凝土开裂和裂缝的发展,进而影响坝体的正常运行,对大坝的安全造成影响。结合实际工程,建立了不同表孔结构形式的拱坝模型,基于 ANSYS 中的子模型技术进行了三维有限元静、动力计算分析。通过分析不同孔口宽度、高度、不同形式的水平梁及闸墩情况下表孔局部应力分布情况及其对坝体应力变形分布的影响,为高拱坝表孔的布置及优化设计提供了参考依据,对节省工程投资具有重要意义。     

表孔位置对弧门支承结构应力的影响研究

为降低表孔位置对拱坝安全性能的影响,避免弧门支承结构变形,研究表孔位置对弧门支承结构应力的影响.选取弧门支承结构基础参数,给定堤坝力学性能建模计算动态数据,计算表孔溢流过程中拱坝弧门支撑结构应力,设定不同条件下表孔横向及纵向位置坐标,根据表孔位置与原点坐标相对距离计算应力变化,分析表孔横向位置与纵向位置与坐标原点之间的...     

溪洛渡拱坝泄水深孔应力分析

溪洛渡双曲拱坝坝身共布置7个表孔,8个深孔,以及10个导流底孔。其中深孔孔口尺寸为6m×6．7m,泄水水头高105m,深孔出口处闸墩最大悬臂长达24．87m,闸墩最小厚度为3．5m,支撑大梁尺寸为8．0m×7．0m×5．0m（长×宽×高）,另外出口处弧门推力巨大,单孔弧门推力最高达82857kN,其应力应变状态极为复杂。采用三维有限元法对溪洛渡拱坝建立精细整体模型,对深孔部位进行应力分析研究。分析表明：溪洛渡拱坝闸墩预应力吨位和布置合理,表现在深孔孔口应力在进口段、孔身以及出口段可以满足设计应力要求;对于工况三（正常蓄水＋温降＋弧门挡水）大坝运行时,支铰大梁和闸墩下游端部出现拉应力最大极值,拉应力分别为3．0MPa和2．6MPa,但是分布范围有限,可以通过适当配筋满足设计要求。另外,文中还与二滩拱坝中孔孔口应力进行了类比分析,结果表明溪洛渡深孔孔口应力与二滩中孔类似,孔口角缘压应力存在偏压现象,但由于溪洛渡拱坝孔口周围温降荷载小,使得溪洛渡孔口内壁拉应力极值小于二滩。     

白鹤滩拱坝底孔应力分析及配筋设计研究

高拱坝孔口周围应力分布复杂,需适当配筋改善孔口结构的受力状态,保证拱坝的安全运行。以白鹤滩拱坝3~#底孔为例,首先对施工期工况下孔口结构进行三维有限元计算,分析孔口周围的应力分布规律和产生机理,然后依据应力图形法对孔口进行配筋设计,最后采用钢筋混凝土有限元法对完成配筋的孔口进行非线性分析。结果表明:在坝体自重的作用下,混凝土泊松比效应是引起孔口顶、底板出现顺河向拉应力的主要原因;钢筋整体应力不高,配筋设计方案有较大的安全裕度,应力图形法偏于保守。但出于安全考虑,仍应采用应力图形法进行配筋设计。     

彭水电站预应力闸墩结构设计与监测分析

近年来已建和在建的大型水电站,一般由于表孔孔口尺寸较大,普通钢筋混凝土闸墩弧门支座难以满足设计要求。为改善闸墩结构应力状态,满足使用要求,确保安全可靠运行,闸墩弧门支座多采用预应力结构。通过彭水水电站的设计实践,并参考彭水水电站闸墩在运行期的监测数据,从设计方面对此类预应力结构进行了总结。     

天花板水电站拱坝坝身开孔影响分析研究

天花板水电站拱坝坝体上下两层集中布置了规模较大孔口尺寸的泄洪建筑物,坝体体形又为薄拱坝,坝身孔口及闸墩结构布置对坝体结构强度和刚度有一定程度的影响,并关系到坝体的整体应力、应变分布和大小,设计、科研单位通过有限元静力、动力分析计算研究孔口及闸墩对坝体应力的影响情况,为拱坝体型、孔口结构设计提供了依据。     

对拱坝开孔一些看法

一、拱坝开孔对坝体应力的影响在拱坝坝体内,由于各种原因,开设了很多的孔口,如各种泄水孔、各种廊道、竖井,通气孔等.这些孔口的断面尺寸与坝体尺寸相比,一般是很小的,也有较大的,如有的泄水孔或坝内厂房等.由于孔口的存在,局部中断了结构的连续性,剥弱了坝体刚度.从理论上来讲,拱坝开设孔口后,将改变整个坝体的应力分布状态.但实际上只有开设较大孔口时,才不仅使孔口附近产生应力集中,而且使整个坝体应力有不同程度的改变.这种     

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。     

大朝山水电站预应力结构空间应力分析

对大朝山水电站１０＃坝段底孔及排沙孔预应力结构用空间有限元法作了三维应力分析。预应力按主一次锚索点位施加，弧门推力按直水平基底刚性问题Ｂ．Ｍ．阿布拉莫夫解答处理。研究了不同吨位预应力对弧门支座附近拉应力的影响。     

万家口子拱坝冲沙中孔配筋设计

万家口子拱坝冲沙中孔孔口宽3 m,高8 m,作用水头86 m,孔口区域结构应力状态复杂,需在孔口周围适当配筋改善孔口结构的应力状态,确保大坝施工及运行期安全.为此在设计中采用有限元方法分析孔口区域的应力,依据计算结果建议了冲沙中孔的配筋方案.     

坝顶开孔的双曲拱坝设置水平梁和闸墩的应力分析

采用有限单元法计算并比较了薄碾压混凝土双曲拱坝在坝身无孔、设表孔以及设表孔的同时又增设水平梁和闸墩三种情况下的坝身应力分布．计算结果表明，坝体设表孔及增设水平梁和闸墩对拱坝应力的影响是局部的，主要集中在孔口周边及附近，而对拱坝的下部影响很小．     

坝身孔口群应力分析的子结构单元法

采用子结构单元法分析了溪洛渡双曲拱坝在坝身无孔、表孔＋深孔和表孔（二孔）＋中孔＋深孔三种工况下的坝身应力。研究表明，采用子结构单元模拟孔口，可以显著加密孔口局部区域网格，精确计入坝身刚度削弱及孔口应力集中，并且具有开口位置、尺寸及数量任意的特点，使用灵活方便     

拱坝坝身泄水深孔悬臂结构研究

由于拱坝坝身泄水深孔的上游进口平台和下游闸墩及鼻坎结构均需由坝体基本体型以外的悬臂结构来支撑,因此有必要对坝身泄水深孔悬臂结构进行研究。本文以实际工程深孔悬臂结构基本体型为基础,利用三维有限元法研究深孔上、下游悬臂结构的应力状况,对比分析悬臂结构对深孔自身结构及坝体结构的影响规律。结果表明,坝身泄水孔上下游悬臂结构的存在,使得深孔顶、底板流道受压,流道侧壁受拉,坝体上游面悬臂结构绝大部分受压,下游面闸室边墙与坝面接触部位拉应力较集中。     

石门坎水电站拱坝泄洪消能水工模型试验研究

为了弄清石门坎水电站拱坝泄洪消能的能力,通过拱坝泄流能力水工模型试验,分别模拟3个表孔和两个中孔单独或表孔、中孔联合运用条件下泄流能力、出口流速、压力分布及消能冲刷情况。以验证原设计方案中表孔、中孔体型设计是否合理,从而最终确定表孔、中孔的设计体型。模拟泄洪过程中消力池底板的受力情况变化,根据受力情况提出改善措施,防止发生揭底破坏。对泄洪的雾化问题进行简单分析,提出意见。     

大花水水电站碾压混凝土拱坝施工工艺

大花水水电站拦河大坝为抛物线碾压混凝土双曲拱坝 左岸重力墩,最大坝高134.50m,是目前国内在建的最高的碾压混凝土双曲拱坝。由于该拱坝体形小且结构较为复杂,因此对不同部位、不同高程的坝体采用不同的入仓方式和不同形式的模板,达到了大坝碾压混凝土快速上升的目的。     

拱坝牛腿结构预制混凝土模板施工技术

杨房沟水电站为混凝土双曲拱坝,坝身设置有3个泄洪中孔及4个泄洪表孔,孔口下方布置有牛腿结构,现场通过对孔口牛腿结构部位采用预制混凝土模板的施工技术,既节约了备仓工期,又保证了工程质量,还减少了安全风险,为工程创优及工程提前发电打下了坚实的基础.笔者对上述施工技术作了较为详细的介绍,包括预制混凝土模板设计、加工、安装、混...     

基于非线性有限元法的混凝土拱坝稳定特性分析

由混凝土拱坝的受力特点可以看出,其稳定性主要是依靠坝肩两岸岩体来维持,因此,坝肩岩体的稳定直接关系到拱坝的正常运行与安全,是拱坝设计中较为关注的问题之一。文章结合某实际工程,以大型分析软件ANSYS为平台,以某混凝土拱坝和地形整体为研究对象,针对同一模型,采用超载系数法、强度储备系数法等从不同角度分析坝体结构的稳定性。通过非线性有限元计算分析得出,在不同超载荷载作用下裂缝首先沿坝基面向坝高方向发展,同时坝踵区的裂缝沿坝体坝厚方向扩展,最终趋于稳定。随着强度储备系数的增大,拱坝抗滑稳定安全系数随之逐渐减小,基本呈现线性发展。同时,坝体位移也基本呈线性分布规律,但是,当接近临界抗滑稳定安全系数时,坝体位移明显表现为非线性发展趋势。该稳定分析为充分了解拱坝的结构安全度提供计算依据。     

高碾压混凝土拱坝结构分缝及材料特性研究

高碾压混凝土拱坝结构分缝及材料特性研究是国家“九五”重点科技攻关计划的专题。依托目前世界上在建的最高的沙版碾压混凝土拱坝工程,研究解决坝体温度应力大,如何优化坝体结构分裂方案和提高筑坝材料的抗裂能力等问题。通过对诱导缝设置理论和方法的研究,全过程仿真温度计算分析,坝体开裂的机制和破坏形态探讨,重复灌浆技术和预埋冷却水管的温控措施研究,以及混凝土材料和配合比的优选等系统的攻关,为优质高速建成沙牌高碾压混凝土拱坝创造了条件,为推广应用于其他工程,形成100m以上高碾压混凝土拱坝的成套建设技术,保持我国碾压混凝土筑坝技术在世界上的领先地位作出了贡献。     

高拱坝迎水面聚脲涂层防渗结构动力变形性能试验研究

为研究高拱坝坝体表面增加聚脲防渗涂层在地震作用下的动力变形性能,以西南地区某高拱坝上游面聚脲防渗体系为研究对象,在圆柱体全级配混凝土试件表面喷涂聚脲涂层作为基础试件,采用MTS 15MN大型动态材料试验机,模拟坝体在地震作用下的横缝或裂缝瞬时张开工况,测试不同厚度聚脲涂层和不同结构形式横缝表面止水结构的动力变形性能。动力变形试验结果表明,在坝体混凝土横缝或裂缝瞬时张开时,聚脲涂层在一定开度范围内表现出柔性特性。模拟横缝动力变形试验结果表明,采用双峰结构型式的表面止水结构适应横缝大变形能力好,可推荐作为高震区拱坝横缝表面有效的止水结构型式。