基于ANSYS的預應力閘墩補強加固三維有限元分析.pdf

1、預應力混凝土結構與普通混凝土結構相比，不僅提高了結構的剛度和抗裂度，改善了構件的變形和抗裂性能，而且可以節(jié)省材料、減輕結構自重。除此以外，預應力混凝土結構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，近年來已廣泛應用于工業(yè)與民用建筑及交通運輸建筑中，例如預應力空心樓板、屋面大梁等，在水工建筑中也用來修建碼頭、閘門、調壓室、壓力水管、工作橋、水電站廠房的屋面梁及吊車梁等結構構件，也可用預加壓力的方法來加固大壩、襯砌隧洞等。作

2、為水工結構工程領域發(fā)展的重要方向，預應力閘墩正是這種技術在水工建筑方面的一個重要應用。
　　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。預應力混凝土結構技術，可以使閘墩、弧門支座、預應力筋協(xié)調作用，實現(xiàn)控制閘墩構件的拉應力區(qū)，從而能夠顯著地改善正常使用階段閘墩構件的工作性能。然而錨塊部位和支鉸區(qū)的受力與一般的預應力構件相比更為復雜，需要對空間效應、群錨效應等傳統(tǒng)計算方法難以解決的技術上的相關

3、問題加以考慮，加之弧門推力較大，汛期河流洪水的作用，使閘墩構件受力更為復雜。為更加全面地掌握閘墩結構在靜力作用下的影響，了解其受力情況，以及增設加固板梁后閘墩、加固板梁等部位的應力分布狀況，需采用按閘墩加固方案、計算荷載及計算組合工況進行三維靜力結構計算分析，為閘墩的結構配筋和運行安全提供計算依據(jù)，為相關水電站設計、施工提供借鑒。
　　結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、加固設計后的預應力閘的三維有限元模型，合理地按預應力錨索的點位施加錨索預張拉力，并考慮多種荷載組合和工況組合，進行有限元計算分析，確定其預壓后的效果，更好掌握相關閘墩結構靜力作用下的應力應變規(guī)律，并深入分析加固后的控制工況，更加全面地總結出預應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力、側向位移明顯減小，但閘墩控制區(qū)域支鉸區(qū)的應力略有增加，加固梁下緣中部和加固梁上緣與閘墩交接部位拉應力較大，已超過C25混凝土抗拉強度