型钢布设形式对型钢混凝土闸墩结构的影响研究

发布时间：2020-06-20 14:54

【摘要】：闸墩是泄水建筑物的重要组成部分,对闸门安全有效运行起着十分重要的作用。较大的水推力不仅在闸墩颈部形成大面积的扇形拉应力区,还使弧门支座周边混凝土过早开裂,普通的钢筋混凝土结构已难以满足设计要求。型钢混凝土闸墩结构刚度大、延性好、受力合理且综合经济效益好,是一种较为合理的新型闸墩结构》在保持配钢量不变的原则下,型钢布设对于闸墩结构的受力性能有一定影响,故亟需对型钢布设方案展开系统化研究。本文以某实际工程的中墩坝段为研究对象,考虑正常两侧挡水和左侧单侧挡水两种工况,利用ANSYS建立相关模型并进行非线性有限元计算,探究不同型钢布设方案下闸墩结构的位移、裂缝发展和应力的规律性,找出最优的型钢布设方案,为类似工程的闸墩设计提供参考。本文的主要研究内容及成果如下:(1)型钢混凝土闸墩可行性研究.两种工况下,型钢混凝土闸墩裂缝范围都比普通钢筋混凝土闸墩小,型钢混凝土闸墩的开裂荷载都比普通钢筋混凝土闸墩大.正常两侧挡水工况中,型钢混凝土闸墩的闸墩最大拉应力比普通钢筋混凝土闸墩小很多:左侧单侧挡水工况中,型钢混凝土闸墩局部受拉区的应力衰减速度明显快于普通钢筋混凝土闸墩。综合来看,钢混凝土闸墩结构是一较为合理的闸墩结构。(2)型钢布设根数对闸结构的影影研究。两种工况下,三型型布设时,型钢位移曲线最平滑,型钢混凝土闸墩的裂缝范围最小;随着型钢布设设数增加,闸墩和型钢的拉应力最大值都先减小后增大,三型钢布设时值最小小三型钢布设时,型钢混凝土闸墩的受力性能较优。(3)型钢布设角度对闸墩结构的影响研究。两种工况下,型钢12255布设时,型钢位移曲线最低,型钢混凝土闸墩的裂缝范围最小。正常两两侧挡水工况中,随着型钢布设角度变大,闸闸的最大拉应力值先减小后增大,型钢12.55布设时值最小:左侧单侧挡水工况况,随着型钢布设角度变大,墩最大拉应力值相差不大。两种工况下,随着型钢布设角度变大,型钢的最大拉应力值先减小后增大,型钢12.5°布设时值最小。型钢12.5°布设时,型钢混凝土闸墩的受力性能较优优。(4)不同型钢扇形布设形式对闸墩结构受力性能影响不大,但型钢扇形一长两短布设形式最省材料。建议本工程型钢混凝土闸墩采用三型钢12.5°一长两短扇形布设。本文研究成果可为型钢混凝土闸墩的设计提供参考。
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TV662.2
【图文】：

等大（2）型工程，主要建筑物为 1 级，次要建筑物置在支流左岸岸边，为 3 孔开敞式，由引渠段、溢流渠段底板高程为 187.0 m，溢流堰净宽 36 m，堰顶高 m（宽×高）。溢洪道区地层主要为侏罗系中统（J2的泥岩或泥质粉砂岩，岩层近乎水平（产状 265∠6变化由全风化～弱风化～微风化逐渐过渡。中厚层~，强风化岩体强度较低，裂隙较发育。薄层泥岩为浅整，岩体强度低。泥质粉砂岩为-浅灰色，较坚硬，料分区图见图 3-1，各分区混凝土材料力学指标如表水位资料如表 3-2 和表 3-3 所示。

79×10312×10-6表 3-3 水库特征水位及尾水位3-3 Characteristic Water Level and Tail Water Level of Res项目 校核洪水位 设计洪水位 正常蓄水位 死水位 校核尾水位 设计尾水位 中墩和两个边墩，闸墩结构在闸孔中心线设结构端与末端厚度均为 4.0 m。闸孔设叠梁检修门和文选取中墩结构进行建模分析，中墩结构具体形

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本文编号：2722580