新型預(yù)應(yīng)力閘墩體形優(yōu)化研究.pdf

1、分類號號UDCCC密級級級學(xué)號號05110101、砂擠爭了，去軍博士學(xué)位論文學(xué)科名稱:學(xué)科門類:指導(dǎo)教師:申請日期:摘要論文題目:新型預(yù)應(yīng)力閘墩體形優(yōu)化研究學(xué)科專業(yè):水工結(jié)構(gòu)工程研究生:司建輝指導(dǎo)教師:陳堯隆教授簡政教授簽名:簽名:簽名:摘要預(yù)應(yīng)力閘墩作為大型弧型閘門的支承結(jié)構(gòu)，在水利水電工程中得到了廣泛應(yīng)用。然而，當(dāng)前預(yù)應(yīng)力閘墩普遍拉錨系數(shù)偏大，結(jié)構(gòu)形式不盡合理，在錨索預(yù)應(yīng)力及巨大弧門推力的共同作用下，閘墩錨塊內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜且應(yīng)力值大

2、。為了使錨塊內(nèi)部的應(yīng)力得以釋放，近年來，各種新型空腔預(yù)應(yīng)力閘墩在實際工程中得到了應(yīng)用，也形成了初步的計算理論及方法，但在空腔位置、大小和形狀的確定上，尚未做出深入細(xì)致的研究錨頭部位混凝土承受巨大的預(yù)應(yīng)力作用，研究其極限承載力究竟是多少對預(yù)應(yīng)力噸位的選擇具有重要的學(xué)術(shù)價值。本文以實際工程為背景，研究一種新型的閘墩結(jié)構(gòu)型式一空腔結(jié)構(gòu)頸縮式預(yù)應(yīng)力閘墩，采用大型有限元結(jié)構(gòu)分析軟件ABAQUS對其在不同荷載工況作用下進行模擬，并對錨塊中空腔的位置

3、、大小以及形狀進行優(yōu)化，從而找到合理的空腔錨塊結(jié)構(gòu)形式，并運用精細(xì)有限元彈塑性分析方法對錨頭部位混凝土極限承載力進行了研究。用ABAQUS建立預(yù)應(yīng)力閘墩的三維有限元模型，研究各種工況及荷載組合下的預(yù)應(yīng)力閘墩及錨塊的應(yīng)力狀態(tài)，分析錨塊內(nèi)的應(yīng)力分布情況，通過與非預(yù)應(yīng)力閘墩、簡單錨塊式預(yù)應(yīng)力閘墩、頸縮式預(yù)應(yīng)力閘墩進行對比研究，對空腔結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力閘墩的結(jié)構(gòu)型式進行評價研究開槽錨塊預(yù)留空腔在不同厚度下的應(yīng)力分布，研究空腔位置向上下游移動對應(yīng)力分布的

4、影響，通過分析確定在給定工況和荷載組合下，錨塊的最佳空腔厚度和空腔位置研究非矩形空腔布置的可行性，采用矩形外接拱形結(jié)構(gòu)來代替矩形空腔，對四種起拱高度方案進行分析研究，并根據(jù)計算結(jié)果找出最合理的方案對錨索永存張拉噸位進行優(yōu)化，以提高錨索預(yù)壓效果，降低拉錨系數(shù)對錨頭部位混凝土進行精細(xì)有限元彈塑性分析，得到其極限承載力。通過本文的研究，對新型空腔結(jié)構(gòu)頸縮式預(yù)應(yīng)力閘墩的應(yīng)力分布和結(jié)構(gòu)優(yōu)化進行了深入分析，研究成果為新型弧門支撐結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力閘墩的設(shè)計