基于ANSYS的預(yù)應(yīng)力閘墩補強加固三維有限元分析.pdf

1、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)與普通混凝土結(jié)構(gòu)相比，不僅提高了結(jié)構(gòu)的剛度和抗裂度，改善了構(gòu)件的變形和抗裂性能，而且可以節(jié)省材料、減輕結(jié)構(gòu)自重。除此以外，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)相比較下斷面尺寸更小、剛度更大、承載能力更強及抗震性能更好，近年來已廣泛應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑及交通運輸建筑中，例如預(yù)應(yīng)力空心樓板、屋面大梁等，在水工建筑中也用來修建碼頭、閘門、調(diào)壓室、壓力水管、工作橋、水電站廠房的屋面梁及吊車梁等結(jié)構(gòu)構(gòu)件，也可用預(yù)加壓力的方法來加固大壩、襯砌隧洞等。作

2、為水工結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域發(fā)展的重要方向，預(yù)應(yīng)力閘墩正是這種技術(shù)在水工建筑方面的一個重要應(yīng)用。
　　閘墩作為重要的泄水建筑物，作用是分隔閘孔，承受閘門傳遞的水壓力，作為壩頂橋梁的支撐。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)，可以使閘墩、弧門支座、預(yù)應(yīng)力筋協(xié)調(diào)作用，實現(xiàn)控制閘墩構(gòu)件的拉應(yīng)力區(qū)，從而能夠顯著地改善正常使用階段閘墩構(gòu)件的工作性能。然而錨塊部位和支鉸區(qū)的受力與一般的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件相比更為復(fù)雜，需要對空間效應(yīng)、群錨效應(yīng)等傳統(tǒng)計算方法難以解決的技術(shù)上的相關(guān)

3、問題加以考慮，加之弧門推力較大，汛期河流洪水的作用，使閘墩構(gòu)件受力更為復(fù)雜。為更加全面地掌握閘墩結(jié)構(gòu)在靜力作用下的影響，了解其受力情況，以及增設(shè)加固板梁后閘墩、加固板梁等部位的應(yīng)力分布狀況，需采用按閘墩加固方案、計算荷載及計算組合工況進(jìn)行三維靜力結(jié)構(gòu)計算分析，為閘墩的結(jié)構(gòu)配筋和運行安全提供計算依據(jù)，為相關(guān)水電站設(shè)計、施工提供借鑒。
　　結(jié)合某水電站工程泄洪閘閘墩加固這一工程實踐，采用國際上通用的大型有限元程序 ANSYS，合理建立

4、加固設(shè)計后的預(yù)應(yīng)力閘的三維有限元模型，合理地按預(yù)應(yīng)力錨索的點位施加錨索預(yù)張拉力，并考慮多種荷載組合和工況組合，進(jìn)行有限元計算分析，確定其預(yù)壓后的效果，更好掌握相關(guān)閘墩結(jié)構(gòu)靜力作用下的應(yīng)力應(yīng)變規(guī)律，并深入分析加固后的控制工況，更加全面地總結(jié)出預(yù)應(yīng)力閘墩加固后的三維有限元分析特點，得出加固后閘墩墩體豎向拉應(yīng)力、側(cè)向位移明顯減小，但閘墩控制區(qū)域支鉸區(qū)的應(yīng)力略有增加，加固梁下緣中部和加固梁上緣與閘墩交接部位拉應(yīng)力較大，已超過C25混凝土抗拉強度