新型預應力閘墩體形優(yōu)化研究.pdf

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

2、。為了使錨塊內(nèi)部的應力得以釋放，近年來，各種新型空腔預應力閘墩在實際工程中得到了應用，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，尚未做出深入細致的研究錨頭部位混凝土承受巨大的預應力作用，研究其極限承載力究竟是多少對預應力噸位的選擇具有重要的學術價值。本文以實際工程為背景，研究一種新型的閘墩結構型式一空腔結構頸縮式預應力閘墩，采用大型有限元結構分析軟件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構形式，并運用精細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建立預應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應力閘墩及錨塊的應力狀態(tài)，分析錨塊內(nèi)的應力分布情況，通過與非預應力閘墩、簡單錨塊式預應力閘墩、頸縮式預應力閘墩進行對比研究，對空腔結構預應力閘墩的結構型式進行評價研究開槽錨塊預留空腔在不同厚度下的應力分布，研究空腔位置向上下游移動對應力分布的

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構來代替矩形空腔，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，以提高錨索預壓效果，降低拉錨系數(shù)對錨頭部位混凝土進行精細有限元彈塑性分析，得到其極限承載力。通過本文的研究，對新型空腔結構頸縮式預應力閘墩的應力分布和結構優(yōu)化進行了深入分析，研究成果為新型弧門支撐結構預應力閘墩的設計