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随着我国经济的快速发展,我国的水利事业也有了突飞猛进的发展,其泄水建筑物的泄洪量不断增大,工作水头不断提高,泄洪孔口尺寸逐渐增大,弧形闸门所承受的推力也随之加大,而闸墩和支撑大梁是保证弧形工作闸门安全运行的关键受力结构,但由于受溢流宽度的限制,闸墩尺寸不能设计过大,闸墩应力很大,导致普通混凝土结构不能满足设计要求,因此就得使用预应力混凝土结构。然而,当前预应力闸墩拉锚系数普遍偏大,结构形式不完全合理,在锚索预应力及巨大弧门推力的共同作用下,闸墩颈部、锚块周边的应力状态复杂而且应力值较大。为了改善其应力状态,近年来,各种新型预留槽预应力闸墩在实际工程中得到了应用,但在预留槽位置、大小的确定上需要深入系统地研究。
论文以溢洪道预应力闸墩为研究对象,研究一种新型的闸墩结构形式,即锚块内设预留槽的预应力闸墩。采用有限元结构分析软件ANSYS建立预应力闸墩三维有限元模型,研究各种工况下的预应力闸墩及锚块的应力分布状态,通过计算溢洪道中墩无预留槽锚块底面设永久缝与不设永久缝、预留槽在不同位置、长度、宽度下的应力分布,分析其对闸墩颈部、锚块周边的应力分布的影响,由此确定锚块的最佳预留槽位置和大小,从而找到合理的预留槽锚块结构形式,最后根据上述研究结果,对某工程溢洪道进行计算分析,其主要部位满足了应力控制标准。
通过本文的计算研究,对预留槽预应力闸墩的应力分布进行了深入的分析,研究成果为同类工程新型弧门支撑结构预应力闸墩的设计提供参考,具有推广应用价值。