型鋼截面形式對型鋼混凝土閘墩承載能力的影響研究.pdf

1、水利水電工程泄水建筑物中的閘墩是支撐并保證弧形閘門在所受水推力等荷載作用下安全運(yùn)行的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。隨著我國水利水電事業(yè)的發(fā)展，超大型水電站相繼開工建設(shè)，泄水建筑物下泄流量不斷增加，相應(yīng)的工作水頭不斷加大，閘墩所受荷載同樣不斷增大。受樞紐布置、投資等因素的制約，閘墩尺寸不可能不受限制的增加，常規(guī)的鋼筋混凝土閘墩的剛度和承載能力已很難滿足閘墩可靠運(yùn)行的要求。因此，很有必要尋求一種新型閘墩結(jié)構(gòu)，確?；⌒伍l門在大推力作用下能可靠運(yùn)行。本文根據(jù)型鋼混

2、凝土的特點(diǎn)，提出了在閘墩內(nèi)用型鋼代替常規(guī)筋混凝土閘墩的扇形鋼筋的新型型鋼混凝土閘墩結(jié)構(gòu)，并開展了型鋼截面形式對型鋼混凝土閘墩承載能力的影響研究。
　　本文結(jié)合擬建的實際工程，采用有限元法對普通鋼筋混凝土閘墩和型鋼混凝土閘墩建立非線性有限元模型，并對兩種結(jié)構(gòu)型式的閘墩模型施加相同的荷載和邊界位移條件。通過兩種閘墩的對比分析，從閘墩位移，牛腿支座附近拉應(yīng)力減小的趨勢，抑制裂縫開展的效果，和極限承載能力的大小共同論證了型鋼混凝土閘墩的合

3、理性。
　　本文研究了T型鋼，H型鋼，槽型鋼，箱型鋼在型鋼混凝土閘墩的適用性，研究了型鋼截面形式對型鋼混凝土閘墩承載能力的影響，得出了如下結(jié)論:
　　(1)以兩側(cè)閘門擋水工況下的設(shè)計荷載為基礎(chǔ)荷載進(jìn)行超載計算，得出配置T型鋼閘墩的極限承載力最高，為4.5倍正常運(yùn)行設(shè)計荷載，H型鋼混凝土閘墩、箱型鋼混凝土閘墩和槽型鋼混凝土閘墩的的極限承載力均小于T型鋼閘墩，極限承載力較T型鋼混凝土閘墩分別減小了3.78％、7.33％和20.4

4、4％。從極限承載力來看，T型截面型鋼更適合于型鋼混凝土閘墩。
　　(2)通過閘墩位移分析得出，不同截面形式的型鋼混凝土閘墩整體變形規(guī)律相近。牛腿支座及下游的墩體出現(xiàn)向下游的相對變位，且墩尾上側(cè)出現(xiàn)較大的沿閘墩高度方向的變位。在正常運(yùn)行工況下，T型鋼、H型鋼、箱型鋼、槽鋼混凝土閘墩最大位移分別為0.91mm、0.87mm、0.93mm、0.87mm。
　　(3)從閘墩的裂縫分布和發(fā)展來判斷，型鋼形式對混凝土開裂和裂縫的發(fā)展影響

5、不明顯，當(dāng)荷載為正常荷載的0.58倍時，配置了T型鋼、H型鋼、箱型鋼和槽型鋼的閘墩均在牛腿支座受力面與墩體相交兩角點(diǎn)首先開裂。隨著荷載的增加，牛腿支座受力面與墩體相交處開裂并向牛腿支座后方發(fā)展。
　　(4)T型鋼、H型鋼、槽型鋼、箱型鋼混凝土閘墩墩體內(nèi)型鋼在加載過程中沿型鋼布置方向（向下游）位移增加，其中在墩體與牛腿支座內(nèi)型鋼交接處變形最大。沿墩厚方向，墩體與牛腿支座內(nèi)型鋼交接處變位以及變形最大。
　　(5)T型鋼、H型鋼、