五强溪大坝表孔预应力闸墩应力复核

五强溪表孔闸墩采用预应力钢筋混凝土结构型式.因监测仪器失效,目前难以掌握预应力锚索的预应力损失情况.为论证当前预应力闸墩的安全性,选取22号坝段预应力混凝土闸墩作为典型对象,采用三维有限元计算方法进行应力复核计算.对预应力荷载的模拟采用敏感性分析的方法,设定3种工况进行计算.通过对计算结果进行分析,并结合监测资料,认为目前闸墩的位移、应力状态正常.     

混凝土高拱坝孔口三维非线性分析

采用有限元方法中的子模型技术,对混凝土高拱坝的1^#底孔进行了三维非线性分析,研究了孔口在坝体自重、库水压力和温度作用下混凝土开裂和裂缝发展情况,以及配筋对孔口开裂的影响。研究表明,采用子模型法不仅大大降低了网格剖面的难度,而且减少了三维非线性分析的计算时间。     

酉酬水电站溢流表孔闸墩三维有限元计算研究

应用有限元分析软件ANSYS,建立了酉酬水电站溢流表孔闸墩的常规和预应力两种型式的三维模型,计算分析了不同工况下的应力及位移,进一步了解坝体应力变形的分布情况,并分析比较了两种型式的受力差异,为结构钢筋配置及型式的选择提供了理论依据.     

某拱坝结构非线性有限元稳定性分析

为分析拱坝坝体与坝肩稳定性,通过建立三维非线性有限元计算模型,计算了基本荷载组合、特殊荷载组合两种工况下拱坝的位移和应力.依据数值计算结果,绘制了位移等及应力等值线,采用有限元分析法分析了坝体应力结果,并从超载安全系数法和点强度储备安全系数法两个角度探讨了坝肩岩体的稳定性,结果表明：1）拱坝的最大位移发生在顺流方向,最大位移值为8.95 mm;2）正常蓄水水位和校核洪水水位时坝体的最大拉、压应力均满足容许应力要求;3）坝肩岩体的安全系数为3.8,满足安全要求.     

某水电站新型预应力闸墩三维有限元分析

某水电站溢洪道闸墩锚块承受荷载较大,弧门单个支铰处最大水推力达到20543kN.为了准确了解闸墩、锚块等结构在完建和运行各典型工况下的应力分布状态,采用通用的三维有限元程序,对新型的空腔式预应力闸墩进行分析,得到典型工况下结构的整体位移和应力分布规律.研究结果表明预应力闸墩既有整体稳定性,各项荷载组合条件下锚块局部应力集中部位也能基本满足设计要求,并据此评价了新型结构的预应力效果.     

拱坝泄水孔应力影响因素分析

拱坝泄水孔受进出口悬臂结构、内水压力、坝体自重、温度、上游水压力等作用的影响,孔口应力分布复杂.本文结合工程实例建立了拱坝的三维有限元模型,基于子模型法计算分析了拱坝泄水孔的应力分布规律;通过不同结构形式和不同作用效应的计算分析,对孔口应力分布的影响因素进行了全面分析,得出拱坝泄水孔进、出口悬臂结构对泄水孔进、出口部位的应力影响很大,泄水孔进口附近侧壁顺水流方向拉应力很大,与传统的孔口环向拉应力大、顺水流方向拉应力小的观点相悖,为拱坝泄水孔配筋设计提供了重要依据,对同类工程设计具有参考价值.     

特高薄拱坝坝体屈曲分析及应力控制指标的修正

对高薄拱坝几何参数进行了统计分析,根据此分析结果建立了特高薄拱坝稳定分析概化模型.采用空间有限元稳定分析方法对特高薄拱坝的坝体屈曲问题进行了研究,并通过对拱坝的强度和稳定超载分析,得出了拱坝破坏包络曲线.分析结果表明,特高薄拱坝设计时应重视坝体屈曲影响,考虑坝体屈曲影响后应对应力控制指标进行修正.     

泄洪洞进水塔预应力闸墩承载特性研究

预应力锚固技术是改善大型弧门结构应力状态、优化闸墩结构的重要工程措施之一.针对某泄洪洞进水塔,建立了三维数值模型,采用有限元法进行了计算分析;以施工期和运行期闸墩混凝土应力状态为控制标准,进行了预应力方案的比选,并进行了锚索张力、弧门水推力和库水压力等荷载的敏感性分析.计算结果表明:随着拉锚系数的增加,预应力区混凝土的压应力数值增加,上游预留平孔位置和下游支撑结构位置的应力集中程度也增加;在预留平孔附近位置主要受锚索张力影响,是应力集中区域,需要配置环形受拉钢筋;在预留平孔下游部位,弧门水推力和边墙外库水压力造成的拉应力区可以通过锚索张力产生预压应力得到有效地降低或消除;而预留平孔上游部位出现的较大拉应力,则由弧门水推力、锚索张力和边墙外水压力共同作用形成,需要加大边墙厚度或配置受拉钢筋.     

溢流表孔预应力闸墩结构三维有限元分析

对溢流表孔闸墩结构应力分布和变形性态的了解与把握是设计中应解决的关键技术问题之一．为确保整个预应力结构在施工和运行中的安全,运用ANSYS有限元分析软件,对某水电站大坝溢流表孔预应力闸墩进行较为全面的应力、变形分析,得到了典型工况下结构的应力应变分布规律．根据计算结果,对闸墩混凝土结构的预应力效果进行评价,分析了结构重要部位的应力规律,并就预应力体系的两种不同拉锚系数设计方案进行对比分析,优化预应力体系设计．全部有限元计算结果为溢流表孔预应力闸墩结构的设计和优化提供了依据．     

关于基础对拱坝坝体约束效应的研究

结合科恩布赖茵拱坝的工程实例,就基础对拱坝坝体的约束效应进行了三维有限元分析,发现施工时预留的陡坎对拱坝坝体应力影响显著,同时建议拱坝施工时地基开挖成概化的地基界面.     

基础变形模量不确定条件下拱坝最大有限元等效应力分析

为研究基础变形模量的不确定性对拱坝应力的影响,建立以基础变形模量为设计变量、以坝体应力为目标函数的计算拱坝最大应力的最优化模型;利用均匀试验设计法构造拱坝最大有限元等效应力与基础变形模量之间的二阶多项式响应面。工程实例分析表明,所建立的响应面模型具有较高的精度,当已知基础变形模量变化范围时可以较好地确定拱坝的最大有限元等效应力。     

软弱地基上的碾压混凝土拱坝应力与位移分析

某工程在软弱基础上修建的碾压混凝土拱坝坝高大于100m,基础软弱,应力和位移大,尤其是坝肩向下游位移大。提出设置推力墩新结构来增强拱座受力,限制其变形。示例对水压荷载作用下坝体的应力和位移进行三维仿真分析,表明仅设置30m长的推力墩能消减50％的坝体下游面(水压荷载)拱向拉应力;位移减小20％;坝肩基岩几乎处于微压状态,水压应力向推力墩转移,加大坝基底面减小坝体沉陷。由于推力墩结构减小了拱跨度,增强了拱坝的整体性,分担了主要的坝肩荷载,可使拱坝应力得到改善,位移得到控制。     

拱坝滑雪道式溢洪道进口闸首的应力研究

本文主要根据东江拱坝滑雪道式溢洪道进口闸首三维有院元电算及结果分析，对拱坝溢洪道进口闸首的应力规律进行探讨。还对拱坝设置滑雪道进口闸首对拱坝坝体应力的影响进行初步分析；并对进口闸首的结构和布置提出了改进意见。     

裂缝影响下碾压混凝土拱坝整体安全度评价

以某碾压混凝土双曲拱坝为例,采用薄层单元模拟该坝拱冠梁处径向贯穿性裂缝,建立三维有限元仿真模型并进行非线性分析,研究有无裂缝2种情况下坝体的变位和应力状态,以及超载情况下拱坝-地基系统各部位的屈服情况,综合评价裂缝对该拱坝整体安全度的影响.研究结果表明:各计算工况下,裂缝对坝体应力和位移的整体分布规律影响较小,2种模型下坝体的应力场和位移场基本相同,但有缝时裂缝端部附近会出现较为明显的应力集中现象,应采取加固措施以防止裂缝进一步扩展;超载时,2种模型下拱坝-地基系统各部位的屈服情况基本相同,坝体材料按照线弹性分析时,2种模型超载整体安全度均为6.0左右,按照弹塑性分析时,整体安全度均为4.0左右.该拱坝径向贯穿性裂缝对拱坝-地基系统整体安全度无显著影响.     

环锚预应力混凝土衬砌三维有限元计算分析

环锚预应力混凝土衬砌是一种新型的水工压力隧洞衬砌形式，进行有限元结构分析时的关键是如何模拟环形预应力筋的作用．为此，提出了一种基于ANSYS的等效荷载法，用法向等效应力和切向等效应力模拟非均匀分布的锚索预应力，通过SURF154单元将其施加于计算模型．文中对一个无黏结预应力混凝土衬砌全部锚索张拉锁定后的应力状态进行了三维有限元计算，计算结果与实测结果具有良好的一致性．该方法还适用于有黏结曲线预应力筋的预应力混凝土结构有限元计算。     

利用有限元方法研究溢流坝闸墩裂缝加固方案

用三维有限元法和瞬态温度场理论对丰满溢流坝闸墩裂缝的情况进行了应力分析,建立了计算模型,对6种可能的施工过程所涉及的预锚力对闸墩应力的影响进行了组合模拟计算和分析比较,给出了坝顶钻孔加压灌浆、同时对闸墩施加水平锚索的加固方案。     

预应力闸墩颈缩体形研究

以某水电站溢洪道堰闸坝段中墩为研究对象,以ANSYS软件为平台对预应力闸墩在不同荷载组合工况下进行计算分析。针对闸墩颈部拉应力较大的实际受力情况,对预应力闸墩颈部采取颈缩措施。采取在长度、深度和高度三个方向颈缩的方案,并分别建立了有限元模型。对颈缩的长度、高度、深度在不同尺寸下的计算结果进行对比分析研究,确定最佳颈缩尺寸。其计算分析研究结果为工程设计提供参考,以利于改进和优化闸墩结构设计。     

拱坝非线性分析与极限荷载的估算

本文根据拱坝结构和应力分布的特点,假设坝段缝、边缘接触面和新老混凝土交接面是拱坝的几个强度薄弱面.由于这些面的开裂引起坝体应力的重分布.在有限元计算时采用六节点等参数单元,以单元高斯点的应力值确定坝体开裂范围,同时采用压扁的坝体单元来模拟坝体与地基的接缝.在拱坝非线性分析基础上探讨了拱坝极限承载能力的估算方法,由于接缝单元开裂后应力转移缓慢且拱坝破坏时坝体单元开裂很多,单纯用初应力法或变劲度迭代法已不能满足计算的需要,本文提出用交替迭代法可以得到较好的效果.     

拱坝应力分析中的有限元内力法

提出了拱坝应力分析的有限元内力法.该法首先按常规方法建立拱坝及地基在水压力、自重等荷载作用下的有限元平衡方程，求解结点位移和单元应力，然后将坝体分解为拱系和梁系，根据拱和梁的内力平衡条件求解指定截面上的约束内力，并进而求解相应截面上的内力（弯矩、轴力、剪力等）和坝体内任一点的等效应力.文中推导了相应的计算公式，并通过对典型的圆筒拱坝和拟建的某高拱坝的应力分析说明了该方法的正确性.     

单元类型和节点数量对拱坝坝体应力的影响

以某100 m拱坝为例,从定量的角度出发,研究了有限单元类型和节点数量对坝体应力的影响。通过分析多种网格剖分方案下的坝体应力结果可得出:①单元阶次和形状与坝体应力有着密切的关系。在进行拱坝有限元应力分析时应尽可能采用形状良好的高阶单元;②随着节点数量的增加,拱坝坝体应力不断增加。当节点数量增加到15 000左右时,采用高阶单元求得的坝体应力已基本趋于稳定。