预应力闸墩锚块空腔位置的优化

对预应力闸墩锚块空腔位置进行了优化分析,计算了6种不同顺河向空腔位置方案,得到了闸墩颈部、锚块空腔表面竖向及横河向应力.锚块设置空腔后,类似于两个深梁结构,上游侧在弧门推力作用下,随着深梁厚度的增加,空腔上游侧表面拉应力降低,而下游侧在主锚索张拉力作用下,随着深梁厚度的减少,空腔下游侧表面拉应力增大.对闸墩颈部、锚块空腔表面应力进行对比分析,结果表明,当空腔位于锚块中部或稍微偏前位置时,结果较为合理.     

基于ANSYS的预应力闸墩结构布置研究

采用大型有限元结构分析软件ANSYS对某泄洪闸预应力闸墩9种工况进行计算,了解闸室段的应力、应变分布规律,模拟预应力闸墩的预应力效果.对闸墩锚索的布置形式进行分析,评价各部位混凝土应力状态是否满足设计控制要求,并验证闸室段结构形式的合理性.证明了泄洪闸正常运用时,闸墩施加预应力可有效消除弧门推力在闸墩及锚块上产生的拉应力.但当泄洪闸、厂房永久结构缝设置一道止水时,闸墩支铰区及锚块局部仍存在大于C40混凝土抗拉标准强度的拉应力,左墩锚块部位的最大拉应力为3 172.9 kPa,闸墩支铰区最大拉应力为3 262.2 kPa;设置两道止水时,闸墩尤其是左墩内侧闸墩与底板交接线上部区域存在较大的拉应力,不能满足闸墩混凝土抗裂设计要求,为闸室分缝、结构配筋提供了依据.     

锚块预留槽预应力闸墩结构的二维有限元计算

锚块预留槽预应力闸墩是一种新型水工结构,由于其可以提高预应力锚索的预压效果,而被广泛运用于国内外的水电工程中。为便于分析预留槽对闸墩应力状态的影响,探讨了采用二维模型进行有限元计算的可行性,并利用单元生死功能计算和分析了不同预留槽位置对闸墩的应力分布状况的影响。计算结果表明,利用二维模型进行预应力闸墩结构的有限元计算能有效提高工程设计的效率,将预留槽设置在锚块中部及靠近颈部的区域更有利于提高预应力锚索的预压效果。     

预应力闸墩与钢锚块接触非线性有限元分析

采用非线性有限元方法,对深溪沟水电站泄洪闸预应力闸墩与钢锚块进行了整体空间应力与变形分析,计算中考虑了预应力闸墩与钢锚块的耦合效应,并通过在两者之间设置接触单元模拟预应力闸墩与钢锚块的接触非线性,得到各设计工况下的位移分布和变形结果,全部有限元计算结果为深溪沟工程泄洪闸预应力体系设计与优化提供依据.根据有限元计算成果,对大吨位预应力闸墩所采用的钢结构支撑梁的预应力效果进行总结和评价,并与混凝土锚块的应力分布规律作了简要的对比.     

基于子模型法的对拉式预应力闸墩锚固竖井优化研究

为解决对拉式锚固竖井预应力闸墩应力集中问题,对锚固竖井尺寸进行优化,以降低锚固竖井周边拉应力。以某工程对拉式锚固竖井预应力中墩为研究对象,采用三维有限元法建立预应力闸墩整体模型进行计算分析,并从整体模型中切割出锚固竖井子模型,切割边界上施加整体模型计算得到位移值,从整体模型与子模型应力计算结果可知,切割边界上应力基本相同,验证了子模型法的合理性。在此基础上,基于ANSYS优化模块零阶优化算法对锚固竖井尺寸进行优化,采用优化后的尺寸进行应力变形计算时,正常和检修2种工况下Z向最大拉应力均降低了1.1 MPa;应力集中区正常运行工况下Y向拉应力及检修工况Z向拉应力分别减小了1.0、0.7 MPa;锚固竖井顶面X、Z向拉应力区明显减小。运用子模型法和尺寸优化技术对预应力闸墩锚固竖井进行优化,可有效降低锚固竖井周边拉应力及拉应力区范围,可为工程设计提供技术支撑。     

某水电站溢洪道预应力闸墩计算分析

应用三维有限元方法对某水电站溢洪道预应力闸墩进行了计算分析,论证了预应力锚索上游锚固端位置和形式的合理性,优化了预应力锚索的布置方案和永存吨位.研究结果可为同类结构的设计提供参考.     

小浪底2号进水塔工作门段预应力分析

利用 8～ 2 1节点块体单元离散了小浪底 2号进水塔 ,针对工作门段 4种不同方案进行了应力分析 .计算表明 ,预应力方案Ⅰ到方案Ⅲ降低拉应力的程度在 5 %和 10 %之间 ,其降低拉应力程度最大的方案Ⅱ达到 9.2 % ,方案Ⅱ是最优的预应力锚束布置方案 .但就预应力方案来讲 ,拉应力的降低程度不大 ,采用预应力工程措施降低工作门段侧墙区域拉应力的效果不明显 ,不适用于大型箱型进水塔结构 ,建议设计单位采取其它的工程措施来解决侧墙大区域双向受拉应力问题     

混凝土介质中的动态球形空腔膨胀理论

目的确定球形空腔在混凝土介质中膨胀时球形空腔表面的应力. 方法在Euler坐标系中,采用Mohr-Coulomb屈服准则,应用相似变换的方法推导了球形空腔在混凝土介质中膨胀时弹、塑性区径向无量纲应力的解析表达式. 结果得到了球形空腔表面上径向无量纲应力,分析了球形空腔表面无量纲径向应力与锁定体积应变的关系. 结论将得到的球形空腔表面应力应用于弹丸侵彻混凝土介质的侵彻方程后,得出的结果与试验结果的相对误差小于15.8%.     

预应力张拉时锚下局部应力的测试与分析

为了掌握珠江大桥局部受力情况,在17#墩的1#块纵向预应力张拉施工时,测试了锚垫板附近箱梁混凝土的应变分布,通过理论计算与实测值的比较分析表明,测试得出的最大纵向压应变为-58.96με,锚垫板侧的最大横向压应变为-139.37με,相应的压应力分别为2.06 MPa和4.88 MPa,远小于混凝土的抗压设计强度.箱梁锚固区始终处于弹性工作状态,箱梁顶板混凝土纵向应变受压,横向受拉,实测值与理论计算值得出的规律是一致的,除了最接近张拉千斤顶附近外,测试应变值与理论计算值吻合较好,在锚垫板52 cm的范围内,箱梁混凝土纵横向均受拉,受力最为不利.     

基于弹塑性损伤模型的预应力闸墩非线性有限元分析

常规的弹塑性模型由于没有考虑到损伤对结构强度的影响,常常得到高于结构实际承载力的应力分布,难以模拟破坏时由于内部损伤的累积导致的变形增加和承载力降低.将规范应力应变曲线进行简化,推导出弹塑性损伤模型曲线,采用简支纯弯梁验证了该简化模型的正确性,然后将该模型应用于深溪沟水电站预应力闸墩非线性有限元分析.计算结果表明考虑结构弹塑性损伤较线弹性分析能更好反应结构真实受力特性,计算结果对预应力钢筋的布置和闸墩的设计具有指导意义.