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    188宝金博页面版: 苏州河河口水闸边墩支承座三维有限元分析

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    内容提示： 第 !" 卷增刊第 # 期&’()!" *+,,(-.-/0 1’)#! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !水 利 水 电 科 技 进 展3 9-6:/’(’;< ’= >50-? @-7’+?6-7!$$" 年 % 月2,?) !$$"2345/6-7 8/ *68-/6- 5/!作者简介： 张媛媛 （#ABC —），女，湖北宜昌人，硕士研究生，从事地下结构设计、计算与优化研究。 DE.58(：$F!$$!$C#CG7.58() 0’/;H8) -3+) 6/苏州河河口水闸边墩支承座三维有限元分析张媛媛#，金秀华!，季永兴!（# ) 同济大学地下建筑与工程系，上海!$$$A!； !) 上海市水务工程设计研究...

    文档格式：PDF | 页数：4 | 浏览次数：208 | 上传日期：2013-10-15 18:19:17 | 文档星级：
    第 !" 卷增刊第 # 期&’()!" *+,,(-.-/0 1’)#! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !水 利 水 电 科 技 进 展3 9-6:/’(’;< ’= >50-? @-7’+?6-7!$$" 年 % 月2,?) !$$"2345/6-7 8/ *68-/6- 5/!作者简介： 张媛媛 （#ABC —），女，湖北宜昌人，硕士研究生，从事地下结构设计、计算与优化研究。 DE.58(：$F!$$!$C#CG7.58() 0’/;H8) -3+) 6/苏州河河口水闸边墩支承座三维有限元分析张媛媛#，金秀华!，季永兴!（# ) 同济大学地下建筑与工程系，上海!$$$A!； !) 上海市水务工程设计研究院，上海!$$$IC）摘要： 针对苏州 河河口 水闸工程的边墩结构建立了 包含闸墩混凝土、基坑底部平面、垫板坡面处、人行通道、正面及背面墙等在内 的三维有限元分析模型， 对该整体结构进行了 计算分析， 得到了 典型工况下结构整体位移、变形和结构重要部位的应力分布规律， 为水闸工程边墩结构的设计与优化提供了 依据。关键词： 苏州 河河口 水闸； 闸墩； 数值模拟； 有限元法； 应力分析中图分类号： 9&II!JK!文献标识码： 2文章编号：#$$I!"I%" （!$$"）*#!$$!F!$%苏州河河口水闸工程采用液压水下卧倒门， 单孔净宽 #$$.，工程满足防御黄浦江苏州河口千年一遇的 高潮 位、 双向 挡 水， 其正向 挡 水设计水位差CK"I.， 反向挡潮设计水位差 CK"I .， 水闸主要建筑物包括： 闸墩 （兼启闭机房）、基础钢管桩、底板、防渗体、上下游护坦等。 结构设计确定全长 AA .、总质量IB$$ 0的钢筋混凝土水闸底板 （加底轴、闸门）搁置在C 个闸墩之上，但鉴于结构、 施工等因素中闸墩不提供闸底板水平方向的约束， 水闸闸门承担的水压力通过闸门底轴、 拐臂传递至两岸的闸墩上。 闸墩内设置支承座 （墩）承：途脊毡鄞堇吹挠α。 因此，边闸墩既要支承闸底板、 闸门、 底轴和水重等垂直力，又要支承水压力、 土压力等水平力， 其稳定与否直接关系到上部结构的稳定。 同时， 由于水闸功能要求，#$$ . L AK"I . 的闸门须向江侧从 $M到 A$M之间任意翻转并固定， 边闸墩支承座承受了很大的集中力和弯矩。为保证结构安全，笔者根据结构受力特点和结构布置，采用三维有限元方法，对边闸墩支承墩的结构应力和变形进行分析，研究闸墩在挡内河水和挡潮两种运行工况下的效应，从而为闸墩的设计提供参考。!边墩启闭机房结构布置边墩启闭机房为边闸墩的一部分，采用钢壳混凝土沉井作为闸墩基础结构的承台，下设桩基础。 闸边墩沉井尺寸为 C$ . L #I . L " .，以顺水流向为中心，迎水侧搁置闸底板，靠岸侧为启闭机房。 根据高程及净空要求， 启闭机房分 C 层， 高程分别为 N CK"F .，$K$.，CKF .。 为了闸门正向挡水和反向挡潮，在闸墩内的轴上下游侧分别设置支臂搁置的支撑墩，支撑墩分别与沉井隔墙上部的隔墩连在一起。 地面 （CKF .）以上为空间框架结构，顶部恢复为现状。 整个闸墩与现有防汛墙同高，具体结构布置见图 #。"支承座计算模型建立"#!计算模型边墩启闭机房主要的受力部位为启闭机底座及拐臂支撑墩。 根据运行工况和受力情况， 支撑座双向受力基本接近， 局部受力分析以下游侧拐臂支撑墩为例，计算块选取的计算区域为平面上取F F$$..L FF$$..，其中厚度方向 （沿 ! 轴方向）取 FF$$..，而模型高度为 F $$$ .. （沿 " 轴方向）， 如图 ! 所示（图中 ##为作用在坡面上的集中力）。在 21*O* 有限元分析软件中， 按上述边界条件进行建模，模型主要由混凝土闸墩和钢结构支架两部分组成， 模型基本按照 # P # 的比例建成。 采用八结点六面体块单元模拟闸墩［#］， 用薄板单元模拟钢结构支架。 对模型进行网格剖分后， 共得到 #I "!B个单元，其中混凝土单元 #F %%$ 个，板单元 # !BB 个。三维有限元网格剖分如图 C 和图 % 所示。"#"边界条件计算中桩基础底边均视为固定边界， 即桩基础底边约束全部位移［!］。 桩基础上下游边及两侧边均按平面应变问题边界处理，即前后两侧施加力的边?F!?水利水电科技进展， !$$"， !" （ *#）$%&： $!F!BC"BICCF’()*+&： ,!G --. / %0. / 12-33#： 44556 / --. / %0. / 12

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