复杂地形条件下闸室的数值仿真分析(以中梁一级电站溢洪道闸室为例)

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中梁一级溢洪道紧邻混凝土面板堆石坝布置,其安全顺利泄洪直接关系到大坝的稳定安全性问题,而闸室作为溢洪道最为关键的部位,其结构体型略显单薄,且受力复杂,很难用常规力学方法求解,故闸室稳定安全性问题的复核和研究相当重要。  本文采用有限元分析软件ABAQUS对中梁一级溢洪道闸室进行三维有限元分析,采用固定及接触不同边界条件进行了敏感性分析,通过对6种工况下闸室20个控制点位移计算分析,以及31个典型断面应力计算分析,得出了闸室各控制点位移及典型断面应力情况,为综合评价闸室结构适应性和设计方案的合理性、安全可靠性提供了理论依据。  位移计算结果表明,闸顶最大竖向变位为-2.52mm,最大水平变位为0.66mm,不会影响闸室结构的正常运行;弧门支铰两点的相对变位为1.99mm,不会影响弧门正常开启。通过应力计算分析知,除工况三(正常蓄水位工况,弧门瞬时开启)牛腿根部、靠近牛腿一侧闸墩混凝土以及液压启闭机吊头支承后端混凝土局部所受拉应力较大外,闸墩和溢流堰基本上受压应力和较小的拉应力。  通过配筋计算结果反映,闸室各部位配筋较为合理。故本工程所拟闸室结构合理,位移和应力计算满足规范要求,可供工程建设采用。  根据本工程以及所列其他工程闸室配筋成果,望能为今后同类工程设计提供参考。
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