某溢流坝预应力闸墩三维有限元分析

发布时间：2017-03-30 06:09

  本文关键词：某溢流坝预应力闸墩三维有限元分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：当前在我国水利水电工程建设进展神速,水电站数量和规模都得到迅速发展。随着泄水建筑物工作水头的提高、下泄流量和孔口尺寸的增大,弧形工作闸门所传递的水推力也随之增大。现有的研究成果表明,在弧门推力作用下,在支铰附近的闸墩颈部将产生5～8MPa的拉应力。对于尺寸不能过大的闸墩来说,十分危险。为了改善支撑结构的工作状态,保证泄水建筑物安全,在闸墩中布置一定数量的预应力锚杆,对于控制闸墩中的拉应力在允许范围内是最有效的办法。本文以某实际溢流坝预应力闸墩为研究对象,利用有限元计算软件ANSYS建立溢流坝预应力闸墩三维有限元计算模型,计算分析了溢流坝预应力闸墩在特定工况下的应力分布规律,提出结构关键部位受力特性。本文选取两种工况进行计算。通过对非预应力闸墩与预应力闸墩应力计算结果比较,确定工况1为控制工况,且使用预应力结构能改善闸墩颈部应力状态。在此基础上,通过对锚索吨位、次锚索位置、锚块结构尺寸、锚块结构空腔布置、锚块底部与闸墩接触方式进行优化,初步确定锚块的结构形态和锚索布置,为预应力闸墩推荐方案布置提供参考依据。论文研究成果对水电站预应力闸墩结构设计具有重要参考价值,部分成果在设计中已得到应用。
【关键词】：预应力闸墩 三维有限元 应力分析 优化分析
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV662.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 预应力锚固技术8-10
• 1.2 预应力闸墩的应用及研究现状10-12
• 1.3 本文研究目的12
• 1.4 本文的主要研究内容12-13
• 2 基本原理和方法13-19
• 2.1 有限单元法基本思想13
• 2.2 弹性力学基本方程13-16
• 2.3 有限元分析基本过程16-17
• 2.4 预应力锚固结构的数值模拟方法17-19
• 2.4.1 等效荷载法17-18
• 2.4.2 实体锚杆(索)法18-19
• 3 预应力闸墩计算基本资料19-24
• 3.1 预应力闸墩的体型及锚索初拟布置19-20
• 3.2 材料计算参数20-21
• 3.3 计算荷载21
• 3.4 计算工况21-22
• 3.5 模型建立22-23
• 3.6 基本假定及边界条件23
• 3.7 应力控制标准23-24
• 4 非预应力闸墩与预应力闸墩对比分析24-32
• 4.1 非预应力闸墩性态研究24-27
• 4.1.1 工况1计算成果及分析24-25
• 4.1.2 工况2计算成果及分析25-27
• 4.2 预应力闸墩性态研究27-30
• 4.2.1 工况1计算成果及分析27-28
• 4.2.2 工况2计算成果及分析28-30
• 4.3 非预应力闸墩与预应力闸墩对比分析结果30-32
• 5 溢流坝预应力闸墩优化及措施研究32-66
• 5.1 锚索吨位优化分析32-38
• 5.1.1 方案1计算成果分析32-34
• 5.1.2 方案2计算成果分析34-35
• 5.1.3 方案3计算成果分析35-37
• 5.1.4 锚索吨位优化综合分析结果37-38
• 5.2 次锚索位置优化分析38-45
• 5.2.1 方案4计算成果分析39-41
• 5.2.2 方案5计算成果分析41-42
• 5.2.3 方案6计算成果分析42-44
• 5.2.4 次锚索位置优化综合分析结果44-45
• 5.3 锚块结构尺寸优化研究45-49
• 5.3.1 方案7计算成果分析45-47
• 5.3.2 方案8计算成果分析47-48
• 5.3.3 锚块结构尺寸优化综合分析结果48-49
• 5.4 锚块结构空腔措施研究49-58
• 5.4.1 方案9计算成果分析50-52
• 5.4.2 方案10计算成果分析52-53
• 5.4.3 方案11计算成果分析53-55
• 5.4.4 方案12计算成果分析55-56
• 5.4.5 锚块结构空腔各方案综合分析结果56-58
• 5.5 锚块底部与闸墩接触方式研究58-64
• 5.5.1 方案13计算成果分析58-60
• 5.5.2 方案14计算成果分析60-62
• 5.5.3 锚块底部与闸墩接触方式影响综合分析结果62-64
• 5.6 溢流坝预应力闸墩优化及措施综合分析64-66
• 6 结论与展望66-69
• 6.1 结论66-67
• 6.2 展望67-69
• 参考文献69-71
• 致谢71-72

【参考文献】

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1 刘聪;预应力锚索在滑坡加固工程中的应用研究[D];长安大学;2004年

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本文编号：276397