保護(hù)層厚度對(duì)H型鋼混凝土閘墩承載能力的影響研究.pdf

1、閘墩是水利水電工程泄水建筑物的重要組成部分，閘墩結(jié)構(gòu)的安全直接影響著整個(gè)水利樞紐的安全。隨著我國(guó)水利水電事業(yè)的發(fā)展，越來(lái)越多的大型水利水電工程開工建設(shè)，泄水建筑物的泄流量、工作水頭也越來(lái)越大，閘墩受到閘門推力的作用也越來(lái)越大，單純采用普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)已經(jīng)很難滿足大推力閘墩結(jié)構(gòu)的安全要求。預(yù)應(yīng)力閘墩在泄水建筑物閘墩中的應(yīng)用，在一定程度上解決了這個(gè)問(wèn)題，但預(yù)應(yīng)力閘墩存在預(yù)應(yīng)力錨索在提高閘墩剛度方面作用不大、施工工藝比較復(fù)雜以及工期長(zhǎng)等不足

2、，仍然不能徹底解決大推力閘墩的安全問(wèn)題。本論文根據(jù)型鋼混凝土結(jié)構(gòu)具有承載能力高、剛度大、延展性好的特點(diǎn)，結(jié)合工程實(shí)際提出了一種利用型鋼混凝土技術(shù)在墩體和牛腿支座處配置一定H型鋼的新型閘墩結(jié)構(gòu)，也就是H型鋼混凝土閘墩，并重點(diǎn)開展了保護(hù)層厚度對(duì)H型鋼混凝土閘墩承載能力的影響研究。
　　本論文利用大型通用有限元軟件ANSYS來(lái)進(jìn)行閘墩的承載能力分析，從閘墩的位移、應(yīng)力、裂縫的分布以及承載能力等方面，論證型鋼混凝土閘墩的合理性，在此基礎(chǔ)上

3、重點(diǎn)分析了保護(hù)層厚度對(duì)H型鋼混凝土閘墩承載能力的影響，根據(jù)閘墩結(jié)構(gòu)和型鋼混凝土的特點(diǎn)，保護(hù)層厚度范圍采用300mm～600mm，分別研究了300mm、400mm、500mm以及600mm四種不同保護(hù)層厚度閘墩的承載能力，通過(guò)研究分析得出如下結(jié)論:
　　(1)在相同配鋼量的情況下，閘墩在達(dá)到其極限承載能力之前，型鋼混凝土閘墩各個(gè)部位的位移、應(yīng)力、裂縫的分布和常規(guī)鋼筋混凝土閘墩相近;閘墩達(dá)到極限承載能力狀態(tài)時(shí)，型鋼混凝土閘墩荷載比常規(guī)

4、鋼筋混凝土閘墩荷載稍大。說(shuō)明型鋼能代替常規(guī)鋼筋混凝土閘墩墩體扇形分布的受力鋼筋和牛腿支座中的縱向受力鋼筋，并且型鋼在閘墩內(nèi)所占的空間小，有利于型鋼混凝土閘墩在大推力閘墩中的應(yīng)用。
　　(2)閘墩在達(dá)到其極限承載能力之前，保護(hù)層厚度對(duì)閘墩的混凝土以及型鋼各個(gè)部位的位移分布沒(méi)有明顯影響;閘墩達(dá)到其極限承載能力狀態(tài)時(shí)，不同保護(hù)層厚度的閘墩其極限位移有所不同，隨混凝土保護(hù)層厚度的增加閘墩的極限位移先增加后減小，保護(hù)層厚度為400mm的閘墩

5、，混凝土以及型鋼的極限位移位移最大。
　　(3)H型鋼在其進(jìn)入屈服狀態(tài)前，保護(hù)層厚度對(duì)H型鋼的各個(gè)部位的應(yīng)力分布無(wú)明顯影響，但是對(duì)型鋼屈服后的應(yīng)力有一定的影響，閘墩達(dá)到其極限承載能力狀態(tài)時(shí)，保護(hù)層厚度為400mm的型鋼屈服長(zhǎng)度最長(zhǎng)，應(yīng)力也最大;混凝土的應(yīng)力在荷載作用的不同階段下分布以及大小相近。
　　(4)保護(hù)層厚度對(duì)H型鋼混凝土閘墩各個(gè)部位的裂縫分布以及發(fā)展無(wú)明顯影響，在荷載作用的整個(gè)過(guò)程中，閘墩的裂縫分布范圍以及裂縫的發(fā)