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。     

空腔锚块式预应力闸墩结构受力性能试验研究

 由于闸墩结构设计受颈部应力状态制约,预应力技术成为改善大型弧门闸墩结构受力性能的重要措施。锚块结构特征及其对颈部受力的影响是大型弧门闸墩结构设计时需要考虑的主要问题。利用结构仿真模型试验,以蒲石河电站排沙闸预应力闸墩为例,研究了锚块内设置空腔引起的颈部抗裂性能、锚块内应力分布的变化,讨论了空腔锚块对预应力闸墩结构受力性能的影响。试验结果表明,新型空腔式锚块设计方案能够有效地提高预应力闸墩颈部的预压效果,提高闸墩颈部抗裂性能。     

蒲石河抽水蓄能电站预应力闸墩空腔式锚块的计算分析

采用通用的有限元程序ANSYS对起关键作用的闸墩颈部和预应力锚块建立模型,并通过改变对预应力效果影响较大的空腔尺寸计算颈部和锚块的应力,通过分析比较最终确定出合理的预应力闸墩空腔锚块的结构型式.     

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.     

蒲石河电站泄洪排沙闸预应力闸墩模型试验

介绍了蒲石河抽水蓄能电站泄洪排沙闸预应力闸墩仿真结构模型试验的模型比尺与材料选择、混凝土配合比、加载系统、测试系统及试验程序等研究情况.得到了各种预定工况下,闸墩颈部、闸墩与锚块接触部位和锚块的应力分布规律,研究超载情况下闸墩结构的承载能力.根据试验结果,建议在锚块与颈部接触部位适当增加斜拉筋及扇形筋数量,增强锚块与闸墩的整体性,以提高超载能力.     

预应力闸墩结构体系优化设计分析

为确保预应力闸墩结构的正常安全运行,有必要对其应力和变形性态进行了解和把握,并在此基础上进行优化分析,以节约成本,改善结构性能。结合某水电站溢流坝预应力中墩结构,运用大型有限元分析软件ANSYS对其进行了三维线弹性计算,重点分析了各典型工况下闸墩关键部位的受力情况。通过不同荷载对闸墩颈部受力的影响分析可知,闸墩主要受自重、弧门推力及锚索预应力作用。通过对两种锚块混凝土强度C35和C40的计算分析可知,单纯提高锚块混凝土强度对于改善闸墩颈部受力效果不明显。通过对锚块底部与闸墩采用整体式连接和分离式连接两种方案进行对比计算可知,分离式连接对于正常蓄水双侧弧门关闭工况下颈部的受力比较有利,但对于单侧弧门推力作用工况则不利。     

大推力预应力闸墩的设计方法

在广泛调查研究的基础上，运用理论分析和仿真模型试验的研究方法，对预应力闸墩的结构形式和设计方法进行了探讨，提出了预应力闸墩的开缝锚块结构形式和预应力闸墩设计方法，包括颈部，锚块和闸墩体内锚束锚固区的设计计算方法，并提出了颈部按部分预应力设计的思想。     

基于仿真计算下泄洪闸结构设计研究

为研究枢纽工程闸墩设计安全性,利用COMSOL仿真软件计算分析了闸墩与锚索锚块的两种连接方式差异性、锚索锚固洞设计参数优化.蓄水期闸墩颈部均会出现拉应力,完建期闸墩颈部两侧边缘剖面最大压应力一致;分离式连接方案最大拉应力相比整体式方案降低了41.4％,分离式设计可显著削弱蓄水期对闸墩颈部张拉受力破坏影响.锚块下游面在完...     

水电站预应力闸墩锚块设置次锚索参数优化数值模拟研究

预应力闸墩的结构设计研究对保证闸墩的运行安全具有重要意义.文章以赵家堡子水电站溢流坝闸墩为例,研究了预应力闸墩锚块设置次锚索的价值,并对次锚索的参数进行了优化研究.结果显示,设置次锚索对改善锚块内部应力具有显著作用.结合受力分析结果和工程的经济性,建议在锚块B-B断面和C-C断面之间以及D-D断面和下游面之间分别布置一单排3束的次锚索,其永存吨位为1800kN,超张拉吨位为2100kN.     

新型锚块在预应力闸墩设计中的研究与应用

蒲石河抽水蓄能电站下水库泄洪排沙闸工作闸门单墩承受最大推力为34 000 kN,推力较大,预应力闸墩采用空腔式新型锚块可以有效降低吨锚比,改善结构应力条件,节省工程量。应用ANSYS有限元分析程序对预应力闸墩进行数字仿真模拟,确定锚块及空腔尺寸、锚束位置及吨位,并通过物理力学模型试验,对重要部位进行应力检测,验证数学模型结果的可靠性。     

In the Central Committee of the Communist Party of the Soviet Union and the Council of Ministers of the USSR

Power Technology and Engineering -     

分流对弯道水流紊动强度影响的试验研究

采用先进的三维超声波多普勒流速仪（ADV）对不同分流比情况下弯道水流紊动特性进行了系统的试验研究。根据试验数据,探讨了不同分流比工况下弯道水流的紊动机理,分析了其紊动特性,同时对紊动强度分布特点进行了比较。     

前置掺气坎坡度对阶梯溢洪道掺气水流影响的数值模拟

为研究复杂边界条件下气液两相界面的流动及混掺现象对工程建设的影响,结合某大型水电站的溢洪道,利用RNG k-ε模型对其进行三维流场模拟,采用有限体积法离散控制方程,并用GMRES算法进行压力求解,对前置掺气坎式阶梯溢洪道和传统阶梯溢洪道泄流壁面上的高速掺气水流进行数值模拟。结果表明:随着掺气坎坡度的增加,其掺气空腔及掺气浓度均有所增大,随着水流下泄掺气浓度沿程降低,达到一定距离后趋于稳定,掺气浓度值达到了减免空蚀破坏的要求;与传统阶梯溢洪道的模拟结果进行对比可知,增设前置掺气坎后,既可以增加前几级阶梯的掺气浓度使水流提前达到水气平衡,也没有降低阶梯式溢洪道的消能率,为解决传统阶梯溢洪道中出现的工程难题提供了一种新思路。