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.     

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.     

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。     

水电工程预应力闸墩新型扁孔式锚块结构设计技术探讨

中国水电工程预应力闸墩结构设计中,为降低拉锚系数,出现了多种锚块形式及锚索布置形式。文章从便于施工、易于保证混凝土施工质量等因素出发,提出了颈部预留扁孔式锚块结构,在锚索布置方面认为主锚索在立面及平面上均采用平行布置形式,既方便施工又可满足结构安全要求,并初步形成了一套包含预应力锚索吨位设计的预应力闸墩研究方法。     

水电站泄洪底孔预应力闸墩锚索监测分析

通过介绍某水电站泄洪底孔预应力闸墩设计施工情况,及对闸墩预应力锚索监测资料进行分析,综合判断底孔预应力闸墩目前运行情况.     

沙沱水电站闸墩预应力锚索设计优化

<正>1工程概况沙沱水电站枢纽工程溢流坝段包括9~12坝段,溢流表孔共7孔,闸墩中墩6个,边墩2个。闸墩预应力锚索主锚索规格为3 000 kN级,放射形布置,共42排、每排7根,有两个规格,长度分别为29.5m、25.5 m,数量各为126根、168根,合计数量294根。次锚索为2 000 kN级,水平布置,有两个规格,长度分别为9.4 m、7.2 m,数量各为108根、     

锚索索力损失对预应力闸墩动态特性的影响

某水电站泄洪闸采用大吨位预应力闸墩承受弧形闸门支臂传递的巨大水推力,通过近2 年的闸墩锚索 拉力监测发现,锚索张拉力损失部分超过15%,并尚未收敛,且闸墩在宣泄洪水过程中曾出现过强烈振动现象. 为进一步明确锚索拉力损失是否对闸墩动态特性(包括模态特性、动位移与动应力特性)产生影响,建立了闸墩 -基础-锚索整体有限元模型,通过制作闸墩水力学模型并采用力传感器测量作用于闸墩上的整体面荷载,获取 不同运行工况下的闸墩整体水动力荷载时程线,以此为有限元模型输入荷载进行闸墩动态响应计算,分析了泄 洪闸预应力闸墩主、次锚索不同索力损失对闸墩的动态特性的影响,研究成果可为工程安全运行提供重要 参考.     

泄水闸预应力锚索的设计与研究

针对目前大型工程泄水闸预应力锚索设计方法和控制标准不统一的问题,本文根据《水工混凝土结构设计规范》（DL/T 5057—2009）对弧形闸门预应力混凝土闸墩的颈部提出的抗裂验算的控制标准,以某工程为例,采用工程中成熟的U型主锚索布置方式,探索泄水闸预应力锚索的设计与研究,并提出了一套以三维有限元分析为基础的设计方法和思路,对类似工程问题提供借鉴。     

不同U型锚索布置对预应力闸墩应力与变形的影响

针对如何选用白鹤滩底孔预应力锚索布置方案,采用三维有限元子模型方法对不同U型预应力锚索布置方案下的白鹤滩6#底孔闸墩进行应力和位移分析,初步拟定了两种预应力锚索布置方案。综合比较两种方案下典型剖面及典型剖面上的特征点应力变形情况,判断不同预应力锚索布置方案下闸墩结构的安全性。研究结果表明:对于两种不同的锚索布置方案来说,闸墩与大梁结构的应力与位移均未出现不连续和突变,符合工程经验与应力标准,且方案1的安全性能略优于方案2。其研究成果可为布置锚索的大推力预应力闸墩设计提供参考。     

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。     

糯扎渡新型预应力闸墩工作性态研究

糯扎渡水电站溢洪道最大泄量31318 m3/s,为国内排名第一、世界第四;泄洪水头182 m,泄洪功率55860 MW,均为世界第一位。闸室控制段共设8个15 m×20 m(宽×高)表孔,每孔均设检修门和弧形工作闸门,中墩厚4.5 m,最大弧门推力达38216 kN,设计采用预应力混凝土结构。文章采用ANSYS有限元软件对新型预应力闸门运行的各种工况进行了分析研究,得出了相应的结构变形和应力成果。     

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。     

预应力锚索在三峡工程的应用

介绍三峡左岸1^#～6^#厂坝段预应力锚索设计和施工，观测资料整理，并分析总结对坝基边坡加固处理效果。     

泄洪闸闸墩抗振加固措施研究

针对闸墩大幅振动问题,基于重力相似准则建立了闸墩整体水动力荷载测试模型,以试验所得水动力荷载作为输入,建立闸墩三维有限元模型,进行闸墩流激振动响应数值计算。比选了几种加固设计方案,以动位移作为控制指标研究加固减振效率与规律,最后得出一种既能保证加固效果又能降低工程造价的优化方案,可为同类加固减振工程提供参考。     

粘钢和碳纤维布技术在闸墩补强加固中的应用

本文主要对水工建筑物补强加固方法进行分析,并介绍了近尾洲水电站泄洪闸薄壁闸墩的加固处理。该加固工程采用外粘条形钢板和碳纤维布加固相结合的技术,对泄洪闸薄壁闸墩进行了加固处理。文中详细说明了施工步骤和工艺要求,且通过材料力学方法对处理后的闸墩进行了应力分析,有效解决了闸墩承载能力不足和混凝土开裂的问题,为其他类似加固工程提供了参考依据。     

闸墩绕流影响因素及其作用规律分析

为探究某水利工程渡槽附近不平稳水面的形成原因并为制定消除措施提供参考,使用COMSOL Multiphysics软件对高雷诺数( Re =5×106)条件下,不同宽度的顺直流道、收缩渐变段和弯曲流道下游的圆柱绕流和不同形态的闸墩绕流进行了数值模拟研究,分析了流道布局和闸墩形状尺寸等因素对绕流流场和结构受力特性的影响。圆柱绕流分析结果表明:在计算参数范围内,随着顺直流道宽度的减小,圆柱的升阻力系数均逐渐增大;流道渐变段的截面收缩对圆柱绕流产生的影响不大;流道弯曲导致的来流偏流系数越大,圆柱受力的非对称性越明显,升阻力系数均值越大。闸墩绕流计算结果表明:无墩尾闸墩的绕流流场和受力特性与圆柱绕流类似,随着墩身长度增加,闸墩的平均阻力系数减小;带墩尾的闸墩呈流线型,其升阻力系数与尺寸相当的圆柱和无墩尾闸墩相比均显著减小;给闸墩设置合适的墩尾是解决闸墩绕流脱涡的有效措施。