新疆某工程导流洞闸井底板优化三维有限元分析

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某闸桥工程闸墩三维有限元分析

某闸桥工程闸墩三维有限元分析发表时间：2017-10-17T10:32:11.613Z 来源：《基层建设》2017年第16期作者：李振龙[导读] 以ANSYS软件为平台对闸墩在不同荷载组合工况下进行计算分析，尤其对闸门支墩等重点部位予以关注，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。

上海市水利工程设计研究院有限公司上海 200062摘要：该闸桥工程主要功能是防洪排涝，闸墩在各种使用条件下结构受力复杂，常规计算方法难以满足要求，因此采用有限元法对闸墩进行计算分析。

本文以该节制闸闸墩为研究对象，以ANSYS软件为平台对闸墩在不同荷载组合工况下进行计算分析，尤其对闸门支墩等重点部位予以关注，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。

关键词：闸墩；有限元；支墩1 概述该闸桥工程位于广州南沙区，其主要功能是挡潮、排涝、通航，并满足河涌两岸交通和旅游景观的需要，该闸桥为5孔拱桥，闸室布置在闸桥中孔，闸室为单孔，宽为16m，考虑到闸门运行、通航及景观要求，闸室长为32.9m。

为钢筋混凝土整体坞式结构。

水闸闸槛高程-2.80m，底板高程-3.30m，底板厚1.50m。

工作们选用闸桥结合的液压弧型门门型，其特点是闸门藏于桥下，具有隐蔽性，闸顶交通桥兼做闸门门库。

闸室两侧分别为两孔连接拱桥，净跨分别为15m和16m，闸桥总长度为82.40m，总宽度为26m，桥面顶高程为8.35m，中部为14m宽车行道，两侧各设6m宽人行道，闸桥荷载按公路-Ⅱ级设计，闸桥两侧与两岸现有堤防直接相连。

2有限元模型的建立2.1 计算范围及模型在建立有限元模型时，为了能精确反映堰闸段周边的应力分布规律，计算基础深度取1.0倍闸室高度80m，上游基础长度取50m，下游基础长度取150m，左右两侧基础长度与节制闸闸室宽度相同。

闸室周边结构缝按自由边界对待，基础按固定边界对待，建筑物基础面按设计开挖形状考虑。

某弧形闸门闸墩三维有限元应力应变分析

某弧形闸门闸墩三维有限元应力应变分析张敏;周理想;张策【摘要】The structure stress in arc strobe is very complex .The safe operation and service life of buildings is determined by the stress and strain in bullfrog .In this paper the ANSYS software is applied to analyze the sluice pier at static load of the work under different conditions of state .The conclusions and optimum suggestions can be drawn in this paper : Concrete in bullfrog at the maximum stress, the performance of other parts of concrete material is not fully developed .Therefore, for the optimization design of the structure , in order to ensure the sluice pier thickness and radial gate support size unchanged , the size of the bullfrog will be widened.So, the stress of bullfrog will be improved , and the area of rich concrete will be reduced .In this way, for the purpose of save material and full use of materials can be realized .By analyzing the stress and strain in different conditions of state , the conclusions can be used to guide the design and testing directly , and to provide a reliable basis for optimize design .%应用大型结构计算软件Ansys，对某弧形闸门闸墩应力应变进行三维有限元模拟计算与分析。

导流洞进口闸室有限元分析及应力配筋

第９卷第与建筑工程学报
Ｊｕｎｌｆａｅｓｌ＇ｓａｄＡｃｉｃｒｌＥ￣ｎｅｎｏｒａｔｒＲｅｏｅｎｒｈｔｔａｎｅｆｇｏＷＭｅｅｕｉ
Ｖｏ．１９Ｎｏ．３
Ｊｎ．．ｕ２０１１
计算采用ＡＳＳＮＹ软件，建立完整的闸室及地基模型，详细分析了闸室在三种工况下的应力和位移。选取三种工况下闸室主拉应力最大的工况来进行配筋计算，分别在顶板、墙和底板上选取受力方向上拉边应力最大的断面，根据断面上节点最大拉应力值计算受力方向的配筋数量。计算结果表明，限元法能有够清楚地反映闸室各个部位的变形和应力分布，采用正应力配筋计算简单、果明确，结对于闸室结构进
２ＴａｊｕｅｎｉｅｎｏｓｌｔｎＣ．．ｉｉＰｚｇｅｒｇＣｎｔｉｏ，ｎｎＥｎｉｕａｏ．ｉｊ０２，Ｃｉ），Ｔｎｎ３００ａｉ４ｈａｎ
Ａｂｔａｔｏｓｕｙｔｅａｐｉａｉｎｏｔｅｓｒｉｆｒｅｎｎｇｔｈｍｂｒｈｈｅ — ｉｎｉｎｌｆｉｌｍｅｔａａｙｉｓｒｃ：Ｔｔｄｈｐｌｔｏｆｓｒｓｅｎｏｃｍｅｔｉａｅｃａｅ，ｔｅｔｒｅｄｍｅｓｏａｎｔｅｅｎｎｓｓｃｉｅｌｉｍｄｏｈｔｒｉｔｋｈｍｂｒｏｉｅｓｏｕｎ１ｏｙｒｐｗｅｔｔｏｅｅ．ＵｓｎｓｎｅｆｒｔｅｗａｅｎａｅｃａｅｆｄｖｒｉｎｔｎｅｆａｈｄｏｏｒｓａｉｎｈｒｉｇＡＮＳＹＳ．ａｃｍｐｅｅｍｏｅｏｌｔｄｌ

大型水闸三维有限元抗滑稳定分析

大型水闸三维有限元抗滑稳定分析[摘要] 本文对新疆叶尔羌河中游渠首工程泄洪闸闸室结构和地基采用大型有限元软件ANSYS进行三维有限元抗滑稳定静、动力分析，静力分析采用弹性材料进行模拟，动力分析采用模态分析并结合反应谱法进行计算。

计算结果表明各工况下闸室结构抗滑稳定满足要求，可以直接为工程设计服务。

[关键词] 大型水闸三维有限元抗滑稳定分析1.工程概况新疆叶尔羌河中游渠首工程属大（2）型、Ⅱ等工程。

渠首由泄洪闸、进水闸、溢流堰兼西岸输水涵洞和上、下游导流堤、分流墙组成，枢纽总布置型式采用一字型闸堰结合型式。

泄洪闸为主体建筑物之一，为2级建筑物。

枢纽区距伽师强震区较近，地震设计烈度为7度，正常水位1192.25米，校核洪水位1193.99米。

闸基主要持力层为粉细砂层（Q4-1al+pl），泄洪闸闸室结构为普通钢筋混凝土结构，闸底板采用折线形，结构受力复杂，对闸室结构抗滑稳定不利[1]。

2.计算工况、荷载及其组合2.1 计算工况计算时主要考虑下面四种工况：工况1：完建工况工况2：正常运行工况工况3：校核洪水位工况工况4：地震工况2.2 计算荷载及其组合荷载计算主要包括闸室及上部结构自重、静水压力、水重、闸底板所受扬压力、浪压力及地震荷载。

荷载施加的具体情况如下：（1）在闸墩上游侧按工况施加静水压力、浪压力和泥沙压力。

（2）在闸墩下游侧按工况施加静水压力。

（3）按不同工况考虑闸室底板承受的水重和扬压力（采用改进阻力系数法计算水闸底板渗透压力）。

（4）将闸门所受荷载直接加在闸门槽上。

（5）按设计情况考虑闸门自重。

（6）土体自重均按饱和容重计算。

（7）闸室结构自重按钢筋混凝土容重计算。

计算时完建工况和正常运行工况为基本组合，校核洪水位工况和地震情况为特殊组合。

需计算的荷载见表1[2]。

3.计算方法3.1 基于三维有限元的静动力计算利用ANSYS有限元软件进行闸室结构和地基稳定的三维静动力稳定性分析，计算中将材料按弹性介质进行处理。

隧洞进口闸井顶部混凝土模板支撑结构优化设计

横围囹间距为５ｃ ×５ｃ为保证混凝土面０ｍ０ｍ。
与纵向位囹连接起来，竹胶板面形成椭使
土衬砌后断面尺寸为４６．ｍ（Ｘ高）．７３宽ｘ，城门洞型。口闸井总长度２ｍ。口闸井进９进
２
相交线切除多余竹胶板，装时把制作好安
先地出孚在面画椭圆
＝的１大
的椭圆模板拼装组合。
桩号００５３９－２．５段坡比为１５高程由６１４：，１．ｍ样，算出顶拱部位椭圆线的弧长，计在把椭到６１９的直线变化｝ｌ．４洞桩号０２．５到－０５３９洞桩号００９００以椭圆曲线进行变化， — ２．０段
２制作方式及材料的选用
（）面模板材料的选用１弧
采用５ｍｍ钢板作为纵向围囹，Ｏ５ｍｍ ×
轴方向上相差３７１ｘ＝，３７￣用苗点．５Ｉ，ｘ＋．５ｉ￣］１铺焊接在椭圆线上，成角铁形状，形在模板在ｘ
２
ｒ
１
和横向围图。空间位移法计算出两椭圆用
的相交线，模板上画出相交线，电锯沿在用
号ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ０４４９坡比为ｌ４５高程由６１４－ｌ．２段：．，ｌ．ｍ￣６９９Ｕ０．ｍ的直线变化；洞桩号００３３９洞－２．７到

三维有限元法在钢闸门安全检测中的应用

三维有限元法在钢闸门安全检测中的应用作者：卜现港夏仕锋1.概况水工钢闸门在运行多年以后，由于锈蚀、磨损和老化等原因。

其安全性能有所降低。

根据SL101-94《水工钢闸门和启闭机安全检测技术规程》的要求，应对闸门进行安全检测。

其中，强度和刚度是评价闸门安全性能的重要指标。

有些闸门的强度和刚度可以通过原形观测得到，而有些闸门不具备检测条件，如无法调节水位、水位过低等而不能检测。

有限元方法采用空间薄壁结构理论，所建立的模型能反映闸门的几何形状、工作特点，作为原形观测的有效补充和检验手段，可以发挥重要的作用。

本文以红枫电站滋洪道工作闸门为例，在没有进行原形应力和变形检测的情况下，采用ALGOR软件对闸门进行了三维有限元计算，并对如何利用计算结果判别闸门的强度和刚度作了详细的研究，为闸门的安全评估提供了依据。

红枫水电站位于贵州省中部，是猫跳河7个梯级电站的首级电站，具有发电、灌溉、防洪、供水、养殖、旅游等综合经济效益。

电站枢纽为二等工程，主要由大坝、左岸开敞式溢洪道、右岸引水发电隧洞（兼做防空洞）、厂房等建筑物组成，在溢洪道上设有4扇露顶式弧形钢闸门，闸门尺寸宽、高为12.0m*6.3。

电站于1958年开工，1959年底下闸蓄水，1960年建成发电。

由面板、主横梁、斜支臂、纵梁、水平次梁等构件组成，是典型的空间薄壁结构体系，闸门所承受荷载通过各构件的相互传递来共同承担。

为真实反映闸门各构件的受力状态，根据闸门的蚀余厚度建立了模型。

2 计算模型及参数2. 1 单元划分根据闸门结构形式和受力特点并结合构件的形状，将闸门面板、主横梁、边梁、支臂臂杆、支臂撑杆、纵梁腹板、水平次梁腹板等离散为板单元，纵梁翼缘、水平次梁翼缘、支臂间其他连接件等离散为梁单元。

据此所建立的闸门有限元计算模型见图1，计算模型的节点总数为8 263个，单元总数为9 810个。

在划分单元时使各个部件在相互连接处具有相同的节点，并且尽量使板单元长宽比接近于1,最大不超过3，以保证结果的准确性.图1 闸门结构有限元计算模型2.2约束处理闸门底部受铅直向支撑约束，在支铰处受3个方向位移约束及绕Y轴,Z轴的转动约束。

导流、泄洪排沙洞,发电洞土石方开挖实施性施工方案

农二师38团（石门水库）导流泄洪排沙洞、发电洞进口及边坡土石方开挖工程实施性施工组织设计编制：徐钧华审核：万建江批准;新疆兵团水电集团38团（石门水库）工程项目部二零一二年十二月目录一、工程概况 3二、主要工程量 4三、施工方案 5四、边坡岩石开挖工程技术要求 12五、机械设备资源 16六、边坡支护 17七、总体施工工序 17八.施工进度按排 26九.边坡石方开挖质量控制 27一、工程概况1.1导流洞导流洞（111.59m）布置于左岸，主要由进口引渠、闸井、洞身段组成，进口引渠直线段20.83m（导0-020.83—导0+000），闸井段10.2m（导0+000—导0+10.2），导流洞80.56m（导0+10.2—导0+090.76）；进口至闸井段底板高程2329.00，进口引渠段底板砼C厚度0.4m、边坡砼C厚度m；闸井（10.2m ×7.50m），进水孔4.5m×4.5m(方形)，底板砼C厚度2.0m，导流洞和泄洪隧洞相交处底板高程2327.856(导0+090.76、泄0+091.935)；岩石洞形为城门洞形：（1）直线段（导0+010.2-导0+060.73），下部尺寸尺寸6.9m×6.42m；上部尺寸为夹角147.01º弧形，高度2.57m，岩洞尺寸6.9m×9.0m；（导0+070.82—导0+090.76）是和泄洪排沙洞连接段；导流洞身段开挖采用钢筋架支护，间距1m，连系采用直径25的一级钢筋，钢筋主筋采用直径25的二级钢筋，需要支护段（0+010.2-0+042.2），实际长度根据地质情况现场确定。

1.2泄洪排沙洞泄洪排沙洞（514m）进口采用龙抬头形式，进口段55m（弧形段40m、直线段15m）(泄0-082---泄0-027)，闸井段27m(泄0-027---泄0+000)，泄洪排沙洞432m(泄0+000---泄0+432)；进口至闸井段底板高程2340.00，进口明渠及护坡砼C25厚度0.6m，闸井（27m×9.5m）底板砼C50厚度3.5m，在导0+090.76和泄0+091.935处底板高程2327.856；在泄0+432出口处，底板高程2322.998，底板砼C50厚度0.8m，河床地面工程2321.39；洞形为城门洞形，分：（1）(泄0+000---泄0+020) 成洞尺寸4.5m×7.3m、壁厚1.5m；（3）(泄0+050---泄0+112) 成洞尺寸5.5m×7.3m、壁厚1.2m；（4）(泄0+112---泄0+232) 成洞尺寸5.5m×7.3m、壁厚0.8m；（5）(泄0+232---泄0+242) 成洞尺寸5.5m×（7.3—8）m、壁厚0.8m；（6）(泄0+242---泄0+332) 成洞尺寸5.5m×8m、壁厚0.8m；（7）(泄0+332---泄0+432) 成洞尺寸5.5m×8m、壁厚0.7m；7个不同的断面尺寸，洞壁砼采用C50F200W8；整个洞体在混凝土衬砌前,先进行直径25（二级钢筋）、长度3m、间排距1.5m、梅花形布置的砂浆锚杆，C25砼喷护，厚度8cm。

某深基坑优化设计与有限元模拟分析

某深基坑优化设计与有限元模拟分析[摘要] 某下穿通道深基坑工程，在常规基坑支护设计的基础上进行优化设计和方案对比分析，优化后的“SMW工法+预应力锚桩”支护方案代替传统的内支撑方案，对其进行内力和变形计算，并利用有限元软件进行模拟分析，和实际施工中位移和变形的监测值进行对比验证，得知优化后的基坑支护方案是技术可行的，采用优化后的方案降低了工程造价，方便施工，缩短了工期，取得了良好的经济效益和综合效益。

本文的基坑优化设计方案对于类似工程的基坑支护有一定的指导意义。

[关键词] 深基坑优化设计SMW工法锚桩有限元0.引言随着我国城市建设的不断发展，建设规模的不断扩大，深基坑工程越来越多的涌现，采用预应力锚桩支护技术代替传统的内支撑方案，能够边开挖边支护并且可以为主体结构的施工提供比较大的空间。

这种支护形式具有造价低，工期比较短，施工速度快，不需要拆除支撑等优点已经越开越广泛的应用到了实际深基坑支护工程中。

1.基坑工程概况该基坑位于昆明市呈贡新城园塘路，基坑场地位于呈贡新区吴家营片区和雨花片区西侧，东侧毗临新昆洛高速公路，本次基坑围护主要是针对南中央大道和北中央大道（K0+490——K0+900）下穿通道的基坑围护。

该基坑平面呈狭长形，宽约25m，总长共计410m，基坑面积约10250m2。

基坑开挖深度4.60m——15.73m，变化幅度很大，需要根据基坑开挖深度进行分段支护。

本基坑安全等级为一级。

2.场地的工程地质条件2.1 地形地貌本工程场地位于呈贡新区吴家营片区和雨花片区西侧，东侧毗临新昆洛高速公路。

本基坑工程周边环境如下：基坑东北侧离小塘子水库最近约15m；基坑西南侧离大塘子水库最近约40m；基坑坡顶边线距离水库边线较近，为防止水库的水从护坡面渗流到基坑内，需要对基坑侧壁采取有效的止水措施。

2.2 地层结构根据场地工程地质勘察资料，本工程基坑工程深度范围内，地基土简述如下：①素填土：褐、褐黄色，稍湿，以可～硬塑状态的粘性土为主，结构松散。

新疆头屯河楼庄子水库工程泄洪冲沙兼导流洞工作闸井的开挖施工技术

主要负责的任务为供给人们生活用水、起到一定的防洪作用，此外，还要有灌溉的能力。该水库工程中总体的容纳量为７４００００００ｍ３左右，平时用于蓄水的水位通常在１４００ｍ左右，其中最大坝的高度已经达到了８３ｍ左右，是一个三等的中型水库［程。整个水库工程在施工时，需要对很多的建筑
是依据ｌ丁程项目的相关施工部门所了解到的现场实
际的施＿Ｔ条件进行方案的编制，并对整体的施工现场进行仔细的勘测，考察整个水库工程中相关建设设施的布置施工情
收稿日期：２０１７ — ０９一ｃ】７
作者简介：郭秀邦（１９８３～），男，甘肃靖远人，工程师，主要从事水利水电施工工作。
水利水电
－ｒｒＳｈｕｉｌｉＳｈｕｉｄｉａｎ
新疆头屯河楼庄子水库工程泄洪冲沙兼导流洞工作闸井的开挖施工技术
郭勇邦
（甘肃省水利水电工程局有限责任公司，甘肃兰州７３００４６）
摘要：闸门井开挖施工技术对于水库工程的建设具有重要的作用，在对其进行施工作业时，需要结合实际的施工情况，
的工程项目进行概括，结合我国相应的施工设计方案的基本
况以及地质状况。二是水利部新疆维吾尔自治区水利水电勘测设计研究院设计的技术施工图纸；ｊ是水利部、电力工业
部和国家颁布的现行水利水电＿Ｔ程设计规范、施工技术规范、施工。

新疆阜康矿区西部地区现今地应力场三维有限元数值模拟

Keywords ：current stress ﬁeld ；three-dimensional ﬁnite element ；numerical simulation ；fukang mining area
随着油气行业的不断发展，煤层气作为一种新兴的非常受构造运动的影响，煤矿深部很难满足条件，因此这两种方规性天然气资源，因其储量巨大、安全清洁等优点受到世界法很难应用于深部软岩的地应力测量 [9]。
化工设计通讯
Chemical Engineering Design Communications
油气开采
Oil and Gas Production
第47卷第7期
2021年7月
新疆阜康矿区西部地区现今地应力场三维有限元数值模拟
邹成龙，王一兵，哈尔恒·吐尔松，线远红，尹晓敏（新疆科林思德新能源有限责任公司，新疆阜康 831500）
仅控制着储层渗透率，并且对压裂裂缝的形态也有一定影响。因此地应力对井位部署和压裂设计都起着至关重要的作用。 [6-8] 一般来说存在于地壳内部地应力称之为地应力，主要由构造应力、重力应力、残余应力、热应力和孔隙压力等耦合而成，也被称为岩体的初始应力。
验证有限元数值模拟结果的准确性。
1 地质概况阜康矿区位于新疆乌鲁木齐市东北 60km 的阜康市南部。
疆阜康矿区煤层气储层大多处于一个偏低到正常的应力场中，
且非均质性极强，渗透率极低但偶有甜点。
表1 试井成果表
井名
储层储层压渗透
顶层埋层厚 /
煤层深 /m
m
压力 / 力梯度 / 率 /
MPa kPa/m Md
闭合闭合应破裂压力 / 力梯度 / 压力 / MPa kPa/m MPa

某水电站导流洞闸室结构有限元复核

某水电站导流洞闸室结构有限元复核涂小飞【摘要】某工程导流洞下闸发电后进口闸室承受很高的外水水头,且导流洞进口段地质条件较差,为了准确分析在高外水水头和不同工况及荷载组合下导流洞进口闸室结构的应力及变形等情况,有必要通过三维有限元计算做出可靠评价.【期刊名称】《黑龙江水利科技》【年(卷),期】2018(046)001【总页数】7页(P66-72)【关键词】导流洞闸室;三维有限元计算;位移;应力;稳定性【作者】涂小飞【作者单位】中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司,成都610072【正文语种】中文【中图分类】TV662某水电站工程选择一条导流洞布置方案，导流洞布置在左岸，城门洞型，B×H=7.5m×9m，全断面钢筋混凝土衬砌。

根据工程布置需要，导流洞与放空洞、非常泄洪洞部分结合。

闸门设置在进口，闸室采用岸塔式结构。

本工程导流洞规模虽然不大，但是导流洞下闸发电后，进口闸室及导流洞进口段承受的外水水头很大；加之导流洞进口段地质条件较差，导流洞进口闸室及进口段衬砌结构空间尺寸变化大，且荷载组合工况多，采用传统结构计算方法很难真实反映衬砌结构的受力状况以及围岩与衬砌结构共同响应特征，会引起计算结果的失真，直接影响到计算结果的准确性，甚至可能会给工程带来较大的安全隐患。

因此，为了能正确反映在不同工况及荷载组合下导流洞进口闸室及进口段结构在高外水水头下的结构应力及变形等情况，得到进口闸室结构在高水头(封堵期)下的抗倾、抗浮等稳定性指标，闸室结构的位移、应力以及相应的结构配筋成果，有必要建立精细的三维有限元模型进行计算和深入评价。

1 闸室结构设计导流洞闸室为进口岸塔式，底部开挖高程2704.00m，底板顶高程为2706.00m，闸室边墙厚2.5m，进水塔顶高程为2746.00m；闸室段长18m，闸门最大挡水水头99m。

2 计算方法及模型建立2.1 计算方法选定计算范围，采用三维有限元方法进行计算。

新疆伊犁特克斯河恰甫其海水利枢纽导流洞工程施工组织设计

1、概述1.1、编制依据1）发包人发售的《新疆伊犁特克斯河恰甫其海水利枢纽导流洞工程招标及合同文件》；2）发包人提供的有关技术设计资料文件、答疑资料和补遗书等；3）我单位详尽踏勘工地现场，参加标前会所了解的工程现场情况和资料；4）水利部、电力工业部和国家颁布的现行水利水电工程设计规范、施工技术规范、施工安全规则、工程施工质量评定标准、规程和相关定额等；5）我单位拥有的科技成果、工法成果、机械设备状况、施工技术和管理水平以及多年来在工程施工实践中积累的经验。

1.2、编制原则1）在认真、全面、系统地阅读招标文件、技术规范和设计文件等的基础上深刻领会和贯彻发包人意图及发包人对投标人的各项要求。

2）贯彻执行各项技术标准、设计要求和技术规范，执行发包人对本项目的各项指令，按照“项目法”管理要求和ISO9002质量体系程序对项目实施全面管理和控制。

3）保证重点、统筹安排，确保工期的严肃性。

施组安排尽可能组织平行、流水作业，合理安排施工顺序，组织不间断施工，保持均衡生产。

4）科学合理配置机械设备，全面提高机械化程度，充分发挥设备配置生产能力，大幅度提高劳动生产率和施工进度。

5）推行新技术、新工艺；实行规范化、标准化作业，以一流的管理创优质名牌，确保创优规划和质量目标的实现。

6）科学布置现场，合理安排工序，注意环境保护，推行文明施工，确保安全生产。

7）合理投入，控制成本，节约用地，节约投资。

1.3、编制范围本标书编制范围为新疆伊犁特克斯河恰甫其海水利枢纽导流洞工程(QPQH-TJ-4)。

主要构筑物有导流洞，中孔泄洪洞（由导流洞改建）等工程。

本施组着重阐述项目管理、资源配置、工期安排、施工顺序、施工方案、方法、工艺流程、技术组织措施和安全质量保证体系、措施等。

1.4、工程概况1.4.1、地理位置恰甫其海水利枢纽位于伊犁地区巩留县和特克斯县境内。

坝址位于特克斯河中下游河段的乌孙山峡谷中，距特克斯河与小吉尔尕郎河汇合口约300米处。

库什塔依水电站导流兼泄洪洞底流消能设计的数值模拟

Ｚห้องสมุดไป่ตู้ａｇＹａｎｎ
（ｉｉｇｎｅｔａｏｎｅｉｓｔｔｆｒｔｅｏｒｅｎｙｒｐｗｒＵｕｑ３００ＸｎｉｇＣｉａＸｎａｖｓｇｔｎａｄＤｓｎＩｔｕｅｏｅＲｓｕｃｓｄＨｄｏｏｅ，ｒｍｉ００，ｉａ，ｈ）ｊｎＩｉｉｇｎｉＷａｒａ８ｊｎｎ
１工程概况
库什塔依水电站工程为二等大（２）型工程，由拦河坝、溢洪洞、导流兼泄洪洞、发电引水洞、厂房等建筑物组成。导流兼泄洪洞布置于右岸，由引
渠段、进口闸井段（号００８Ｏ～＋０．０）洞桩 — １．０００００、
ＫｕｈｔｙｄｏｏｒＳａｉｎｓｉｉＨｙｒｐｗｅｔｔａｏ
中圈分类号：ｖ５．ＩＴ６１（４）Ｔ５１１Ｖ５２５３
文献标识码．Ａ
文章编号：５９９４（０２０－０３００５— ３２２１）４０７－３
ＮｕｅｉａｉｌｔｎｏｓｇｆＯｕｌｔＥｎｒｙＤｉｓｐｔｏｏｅＤｉｅｓｏ＆ＳｉｗａｎｅｆｍｒｃｌＳｍｕａｏｎｔＤｅｉｎｏｔｅｇｓｉａｉｎｆｒｔｖｒｉｎｉｈｅｅｈｐｌｙＴｕｎｌｏｌＫｕｈｔｙｄｏｏｒＳａｉｎｓｉｉａＨｙｒｐｗｅｔｔｏ
（２）
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新疆某水利枢纽工程坝内廊道配筋的计算方法

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基础灌浆廊道厂、
灌浆平洞
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［作者简介］周旭锐！ 19G9 -"，女，新疆乌鲁木齐人,工程师，主要从事水工设计工作.
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时建
工围堰和导流洞+工程等别为
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坝，最大坝高94.0：。
布设基础灌浆
、
排水监测，并 Wb
灌浆平洞相接，一。

新疆JBK水电站岔管有限元分析计算

第２４卷第６期２０１８年６月
水利科技与经济
ＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｎｃｙＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＥｃｏｎｏｍｙ
Ｖｏｌ�� ２４Ｎｏ�� ６Ｊｕｎ�� ꎬ２０１８
新疆ＪＢＫ水电站岔管有限元分析计算
陈刚
( 新疆水利水电勘测设计研究院ꎬ乌鲁木齐８３００００)
[ 收稿日期] ２０１７－１２－２５ [ 作者简介] 陈刚(１９８５－ ) ꎬ男ꎬ新疆乌鲁木齐人ꎬ工程师ꎬ工学学士ꎬ主要从事水利水电工程设计工作 ��
— ８０ —
陈刚:新疆ＪＢＫ水电站岔管有限元分析计算
第６期
水力发电是将高水位的势能转化为转子的１�� ７ＭＰａꎬ是一个复杂的空间结构ꎬ对工程安全非
[摘要] 以新疆ＪＢＫ水电站工程中的卜型钢岔管为例ꎬ建立三维有限元模型ꎬ通过三维有限元法验证设计体型是否满足钢岔管在运行及试验工况下的允许应力要求ꎮ 结果表明ꎬ用传统规范法设计的钢岔管体型管壳表面大部分控制点的应力基本满足规范要求ꎬ但对于复杂的焊缝处来说ꎬ这里的应力集中值无法采用传统方法计算ꎬ所以原设计体型在运行工况以及试验工况钢岔管管壁应力不满足规范要求ꎮ 因此ꎬ有必要对此类钢岔管进行有限元优化分析ꎬ为今后水利工程中钢岔管优化设计提供参考与借鉴ꎮ [关键词] 钢岔管ꎻ传统规范法ꎻ三维有限元法ꎻ管壁应力
１工程概况
案的管壁和肋板应力进行校核ꎬ验证原设计方案是否满足规范中允许应力要求ꎮ
由于根据规范中经验公式得出的钢岔管基本体型参数以及管壁厚度[１] ꎬ无法较为合理地假设边界条件ꎬ锥管顶端处以及肋板与锥管焊缝处均无法考虑钢岔管整体应力分布ꎬ更无法计算出细部的应力集中[２ꎬ３] ꎮ 随着计算机硬件及软件水平的提高ꎬ有限元计算分析方法在水利设计及优化时得到广泛应用ꎮ 本次采用大型商业软件ＡＢＡＱＵＳ进行三维有限元分析计算其中最大的１＃卜型钢岔管的受力状态ꎬ验证设计是否满足钢岔管运行及试验状态下的应力需求 [５] ꎮ

基于ANSYS的泄流洞钢管连接段有限元分析

设计施工
２０２１年第５期
水利规划与设计
ＤＯＩ: １０３９６９ / ｊｉｓｓｎ１６７２￣２４６９２０２１０５０２９
基于ＡＮＳＹＳ的泄流洞钢管连接段有限元分析
韩少玄
( 上海勘测设计研究院有限公司ꎬ 上海２００４３４)
摘要: 文章采用ＡＮＳＹＳ三维有限元分析软件对泄洪洞出口连接段薄弱部位进行计算ꎬ 得到了不同工况组合下连
压力钢管是水工建筑物中常见的输水建筑物ꎬ
机组ꎬ 包括３台大机组和２台小机组ꎬ 总装机容量
务ꎮ 随着国内外水电事业的大力发展ꎬ 水电站规模
蓄水位为５９８００ｍꎬ 最低水位为５４３７０ｍꎮ
为１７６万ｋＷꎮ 电站最高洪水位为６０１００ｍꎬ 正常
主要承担一些重要用水设备的输水、引水、泄水任
１２９
２０２１年第５期
要有良好的塑性和韧性以及优良的焊接性ꎮ 根据本
工程实际情况及规范要求ꎬ 连接段管壳拟选用
Ｑ３４５Ｒ低合金钢ꎬ 连接段加劲环选用６１０ＭＰａ级高
强钢０７ＭｎＭｏＶＲꎮ
Ｑ３４５钢材弹性模量为２０６ × １０Ｎ / ｍｍ ꎬ 泊松
围ꎬ 并且各种理论方法的基本假定和简化方法各不
一样ꎬ 计算结果也会有较大差异ꎮ 因此ꎬ 这些方法
的应用范围非常受限ꎬ 国内外与压力管道设计的理
论方法相应的研究成果非常缺乏 [３] ꎮ
对于受力复杂的情况ꎬ 可以利用有限元分析软
件ＡＮＳＹＳ强大的建模能力、非线性分析能力及良
好的优化设计能力进行模拟分析ꎬ 能够有效表达出
比较真实的受力结果ꎮ 因此ꎬ 本文提出采用有限元
分析软件对钢管连接段进行受力分析ꎬ 旨在寻找一

三维有限元渗流模拟计算在蟒河口水库防渗设计中的应用

三维有限元渗流模拟计算在蟒河口水库防渗设计中的应用丁旭;罗畅;鲍捷
【期刊名称】《华北水利水电学院学报》
【年(卷),期】2009(030)006
【摘要】蟒河口水库工程天然来水量较小,开发目标高,采取有效的防渗处理措施才能保证水库开发要求的蓄水量.工程中采用三维有限元渗流模拟计算对防渗处理措施进行复核.根据计算结果,对防渗措施进行调整、优化,确定了经济、高效的防渗方案.通过工程经验类比知,计算所采用的方法和最终得到的结果是满意的.
【总页数】3页(P41-43)
【作者】丁旭;罗畅;鲍捷
【作者单位】黄河勘测规划设计有限公司,河南,郑州,450003;黄河勘测规划设计有限公司,河南,郑州,450003;河南省水利勘测设计研究有限公司,河南,郑州,450016【正文语种】中文
【中图分类】TV222.2
【相关文献】
1.土工膜在小型水库防渗中的设计与应用 [J], 贺登杰
2.三维有限元渗流模拟计算在水库安全评价中的应用研究 [J], 余雄杰;邱勇
3.丢弃单元法在三维有限元渗流分析中的应用 [J], 苏枋;王建祥;热依汗
4.三维有限元渗流模拟计算在蟒河口水库防渗设计中的应用 [J], 丁旭;罗畅;鲍捷
5.中、小型土石坝渗流场三维有限元分析方法及应用 [J], 陈守开;刘尚蔚;郭利霞;严俊;颉志强
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基于三维有限元分析的边荷载对水闸结构应力影响研究

基于三维有限元分析的边荷载对水闸结构应力影响研究
金科
【期刊名称】《云南水力发电》
【年(卷),期】2024(40)3
【摘要】某水闸位于惠州市沙河,是1座宽6 m的单孔水闸。

闸室为压型钢筋混凝土底板的墩墙结构,施工期间闸室充排水时,发现闸室出现了较大的不均匀沉降。

根据水闸的设计、施工等具体情况,采用三维有限元方法对水闸的沉降进行了计算分析,研究了不均匀沉降的成因,并对闸后沉降进行了预测。

由于洞室自重已基本完成沉降,不会有实质性沉降;在运行期堵水情况下,洞室在河外侧和河内侧的沉降增量分别为0.3mm和0.4mm;通过处理,闸室沉降不会影响水闸的正常运行。

【总页数】4页(P58-61)
【作者】金科
【作者单位】惠州市华禹水利水电工程勘测设计有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TV698.22
【相关文献】
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2.全下颌牙种植义齿及支持组织应力的三维有限元分析Ⅵ.不同上部结构对覆盖种植义齿应力分布的影响
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涵洞洞首结构的三维有限元分析

第１４卷第４期扬州大学学报（自然科学版）Ｖｏｌ．１４Ｎｏ．４２０１１年１１月Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｙａｎｇｚｈｏｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｅｄｉｔｉｏｎ）Ｎｏｖ．２０１１涵洞洞首结构的三维有限元分析曹邱林＊，陈　蕾（扬州大学水利科学与工程学院，江苏扬州２２５１２７）摘要：针对涵洞洞首的受力特性，利用Ｍａｒｃ三维有限元软件，将闸室与洞身结构作为一个共同作用体系，采用充分考虑闸室与洞身共同作用的结构计算方法，从而使计算值接近真实值．实例分析结果表明：位移场分布与实测结果一致，应力场分布与二维计算结果基本吻合．关键词：涵洞；结构计算；有限元分析中图分类号：ＴＶ　３１４文献标志码：Ａ文章编号：１００７－８２４Ｘ（２０１１）０４－００７３－０５涵洞是水利工程中用于输水取水的交叉建筑物，通常由洞首和洞身两大部分组成．涵洞的洞首是用来连接洞身和填方土坡的建筑物，也是洞身与上、下游水道之间的连接段．［１］以往的涵洞内力分析，大多假定地基反力均匀分布［２］，计算一般采用力矩分配法、查表法和转角位移法［３］；闸室的结构内力一般采用倒置梁法、反力直线分布法、弹性地基梁法［４］计算；然而，这些计算方法忽略了洞身和闸室的相互作用［５］．实践证明洞首内力实际值与计算值之间存在较大差距，从而导致涵洞在运行期间出现大量病害．［６］在本文中，笔者针对洞首的受力特性，充分考虑闸室与洞身的共同作用，采用Ｍａｒｃ三维有限元分析软件建立模型，使计算值更接近真实值．１　计算原理基于有限元分析的涵洞洞首结构计算的第一步是应用有限元理论，把洞首结构转化为可供计算机分析的数学问题．这一转化过程的合理性、科学性将直接影响计算分析结果与工程实际之间的差距，这就是有限元的前处理过程［７］．显然，建立洞首结构的有限元计算模型是仿真分析的关键．建立计算模型包括三方面内容：一是构造结构的几何模型，即确定所求问题的类型，建立分析对象的力学模型［８］；二是对结构划分有限元网格，包括单元类型的选择、网格的布局等；三是生成结构有限元的输入数据，主要包括材料与约束条件数据．将有限元原理运用到涵洞洞首结构的位移和应力的计算中：①将涵洞洞首结构和地基的模型大致按照工程实例建模，为了较好地反应体系的相互作用，根据萨布尼斯等著的国际权威文献《结构模型和试验技术》［９］中对试验模型尺寸的要求，认为取地基单边尺寸为结构基础单边尺寸的１～５倍就可反映地基对基础的作用；②划分网格，将洞首结构和地基离散成八节点六面体单元，因为六面体单元离散的单元数远远小于四面体单元离散的单元数且六面体单元从几何形态上更易辨识；③约束条件，由于考虑到地基模型尺寸范围的选择，故采用全约束；④洞首材料混凝土采用的本构关系为清华大学钱稼茹等［１０］提出的约束混凝土的应力应变全曲线，地基土依据抛物线Ｍｏｈｒ－Ｃｏｕｌｏｍｂ屈服准则；⑤加载边界条件，如涵洞内水压力、土压力等．采用Ｍａｒｃ软件对结构进行有限元分析，首收稿日期：２０１１－０６－１６基金项目：江苏省高校自然科学基金资助项目（１０ＫＪＤ５７０００１）＊联系人，Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｑｌｓｈｙ＠１６３．ｃｏｍC A M E O 凯模C A E 案例库w w w .c a m e o .o r g .c n先假定涵洞洞首结构和地基的单元场函数，然后在每个单元的高斯积分点计算应力［１１］，最后进行后处理，输出工程的结构变形状态和应力分布状况．２　实例分析２．１　计算模型徐州市刘集地涵南洞首由钢筋混凝土箱型结构和闸室组成，闸门槽至洞口留有２ｍ开敞式洞身．闸首共１０孔，每５孔一块底板，箱型结构的单孔尺寸为３．６ｍ×４ｍ，底板高程为１５ｍ，盖板顶高程为１９．６ｍ；闸室底板顶高程为１５．０ｍ，闸墩顶高程为２７．０ｍ；相邻两孔胸墙呈错落分布；闸墩上部的结构排架和工作桥在计算中简化为节点力，直接加载在对应的节点上；洞首上方填土高度为２５．０ｍ．本文选取４种不同的工况对涵洞的位移和应力进行计算分析．有限元的模型局部减化了齿墙和闸墩上部结构．模型尺寸和材料参数的单位均采用国际制单位，建立三维有限元模型如图１．图１中的ｘ轴垂直于水流方向，ｙ轴垂直向上，ｚ轴沿水流方向．图１　洞首计算模型Ｆｉｇ．１　Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｎｔｒａｎｃｅｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｕｌｖｅｒｔ１）模型范围：为了更好地模拟洞首的受力情况，地基土体沿铅直方向取地表以下２５ｍ，沿垂直于水流方向两边各取２０ｍ，该地基承载标准值为３２０ｋＰａ．２）约束条件：考虑到地基模型尺寸和范围的选择，地基土体两侧和底部均采用全约束．３）材料参数：涵洞洞首结构均采用Ｃ２０混凝土，其抗压强度设计值为９．６ＭＰａ，抗拉强度设计值为１．１０ＭＰａ，弹性模量为２８ＧＰａ，重度为２５ｋＮ·ｍ－３，泊松比为０．１８．地基土高程１４．５～４．５ｍ，可塑硬塑性黏土，标贯击数Ｎ＝１４，天然含水率为２３．３％，天然重度ｒｄ＝２．０４ｇ·ｃｍ－３，内凝聚力Ｃ＝０．４７ｋｇ·ｃｍ－２，内摩擦角＝２２°，其弹性模量为５ＭＰａ，重度为２０ｋＮ·ｍ－３，泊松比为０．２．４）接触设置：利用Ｍａｒｃ有限元程序中黏合模型定义体系的接触表面，通过无相对滑动的Ｇｌｕｅ功能并施加很大的分离力把地基、洞首结构粘连起来如一个整体，物体之间无相对滑动，接触表面变形满足连续条件［１２］．５）边界条件：每种工况分别施加７种边界条件．边界条件１是模型的位移边界条件，即对地基土进行全约束设置；边界条件２是重力荷载，施加在洞首混凝土结构的离散单元上，不考虑地基土体的重力；边界条件３是洞首上部结构的荷载，包括工作桥、排架和启闭机的重力，将其简化成节点力进行加载；边界条件４是涵洞盖板上的填土重力；边界条件５考虑涵洞内的水荷载，采用线性加载［１３］，加载情况与计算工况一致；边界条件６是回填土的荷载，按边荷载考虑；边界条件７是作用于洞首底板上的扬压力，加载情况与计算工况一致．６）计算工况：根据相关资料，选取以下４组水位作为结构计算复核的典型水位：①正常运行（近期），洞南▽１８．６ｍ，洞北▽１８．４ｍ，房亭河▽２４．０ｍ；②正常运行（远期），水位洞南▽２０．３ｍ，洞北▽２０．０３ｍ，房亭河▽２５．０ｍ；③正常排涝期，洞南▽２２．１７ｍ，洞北▽２２．４５ｍ，房亭河▽２６．６２ｍ；④检修期，洞内无水，房亭河▽２５．０ｍ．对混凝土和地基土结构进行六面体单元有限元离散，采用几何建模技术确定边界点及其构成的表面，在该表面生成有限元网格，再将二维单元扩展为三维单元．共剖分２２　９８０个混凝土单元和５６　１００个地基单元，９６　３７６个节点．加载时选取需要的边界条件，组成加载工况要分析的边界组合，进行洞首结构的静力分析．４７扬州大学学报（自然科学版）第１４卷C AM E O 凯模C A E 案例库w w w .c a m e o .o r g .c n２．２　位移场结果与分析洞首在各种工况下的位移结果如图２所示，计算结果模型同时显示了变形前和变形后的洞首轮廓．为了使变形前后轮廓更清楚，显示变形时选取了Ａｕｔｏｍｕｔｉｃ，但并不代表实际工程的变形情况．由计算结果可知：图２　涵洞洞首位移云图Ｆｉｇ．２　Ｔｈｅ　ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｎｔｒａｎｃｅ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ１）洞首在各种工况下的最大总位移依次为４．１７９×１０－２，５．０６５×１０－２，５．３８１×１０－２，４．７８０×１０－２ｍ，均发生在中间分缝的两块底板处．２）洞首在各种工况下垂直水流方向上的最大位移分别为１．７４０×１０－２，１．９２６×１０－２，２．００４×１０－２，１．８５５×１０－２　ｍ，均发生在闸墩的上部；在各种工况下的竖向最大沉降分别为３．９２１×１０－２，４．８３４×１０－２，５．５１７×１０－２，４．５４１×１０－２　ｍ，距离中间分缝处越近的部位，其沉降有增大的趋势．３）在ｘ、ｙ坐标轴的位移中，ｙ轴方向上的位移最大，ｘ轴方向上的位移次之，且两个方向上的位移都有随着涵洞内水位升高而增加的趋势．这是因为涵洞结构大部分的受力如自身质量、水质量、盖板上的回填土压力是作用在竖直方向上的，所以涵洞沉降位移最大；侧向土压力远远大于水压力，导致洞首向内部挤压变形；沿水流方向的位移不能反映真实情况，此方向的位移是由于建模时结构范围的选取而产生的，实际工程中涵洞洞首和洞身相连接，二者之间必然产生相互作用，建模时由于选取的只是涵洞洞首结构，故忽略其相互作用．计算模型中洞首同时向下沉陷和向中间倾斜，中间分缝处的位移值最大，与实际工程的变形观测结果基本一致．２．３　应力场结果与分析洞首在４种工况下的最大主拉应力计算结果如图３所示，图中正号表示拉应力，负号表示压应力．由计算结果可见：１）洞首结构主要受到压应力的作用，各种计算工况下最大的主拉应力分别为４．９９１，５．２４８，５．５３０，４．６３８ＭＰａ，最大的主压应力分别为６．１５５，６．０８７，６．０１４，６．１２９ＭＰａ．结构最大主拉应力５７第４期曹邱林等：涵洞洞首结构的三维有限元分析C A M E O 凯模C A E 案例库w w w .c a m e o .o r g .c n图３　涵洞洞首最大主拉应力云图Ｆｉｇ．３　Ｔｈｅ　ｍａｘｉｍｕｍ　ｐｒｉｎｃｉｐａｌ　ｔｅｎｓｉｌｅ　ｓｔｒｅｓｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｎｔｒａｎｃｅ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ大于Ｃ２０混凝土强度允许拉应力，须配置钢筋进行抗拉；最大主压应力小于Ｃ２０混凝土强度允许压应力，故抗压能满足要求［１４］．２）在Ｍａｒｃ计算结果中，主压应力最大的部位在中间两孔的底部中间，主拉应力最大值在临土侧闸墩和底板交接处．除此之外，盖板中部、各部位中盖板与闸墩的接触处、闸墩与地基的接触处、胸墙部和闸墩的接触处所受的应力都比较大．在二维有限元计算结果中，中间两孔底板中部的正弯矩最大，临土侧闸墩和底板交接处的负弯矩最大．由此可见，通过Ｍａｒｃ计算的应力最大部位与二维有限元计算结果基本吻合，相比之下，Ｍａｒｃ计算整体建模因考虑到各个部位相互之间的影响，故计算的范围较广，结果也更为精确［１５］．３　结语１）计算实例中刘集地涵南洞首结构在考虑各种边界条件下，分缝处两块底板的位移最大，主压应力最大的部位在中间两孔的底部中间，主拉应力最大的部位在临土侧闸墩和底板交接处，主压应力小于混凝土允许拉应力，抗压强度满足要求，但须配置钢筋进行抗拉．２）虽然有限元单元法的分析能力很强，但实际工程问题是非常复杂的，计算分析之前的概化和假定、有关的计算参数和设计荷载都有一定的近似性，这些都将对计算精度产生影响．在用有限单元分析涵洞工程问题时，一方面要设法使计算中采用的概化假定、计算参数和设计荷载尽量符合实际情况；另一方面，在选取计算网格和分析计算结果时，也要注意这些因素不确定性所产生的影响．参考文献：［１］　熊启钧．涵洞［Ｍ］．北京：中国水利水电出版社，２００６：１０－２５．［２］　ＨＪＩＡＪ　Ｍ，ＦＯＲＴＩＮ　Ｊ，ＳＡＸＣＥ　Ｇ　Ｄ．Ａ　ｃｏｍｐｌｅｔｅ　ｓｔｒｅｓｓ　ｕｐｄａｔｅ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｎｏｎ－ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ　Ｄｒｕｃｋｅｒ－Ｐｒａｇｅｒｍｏｄｅｌ　ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｐｅｘ［Ｊ］．Ｉｎｔ　Ｊ　Ｅｎｇ　Ｓｃｉ，２００３，４１（１０）：１１０９－１１４３．［３］　徐汉忠，刘宁．四杆封闭结构在任意荷载作用下的精确解［Ｊ］．河海大学学报：自然科学版，２００１，２９（５）：１０６－６７扬州大学学报（自然科学版）第１４卷C AM E O 凯模C A E 案例库w w w .c a m e o .o r g .c n１０９．［４］　张晓玲．浅谈弹性地基梁的计算方法［Ｊ］．山西建筑，２００８，３４（５）：１５０－１５１．［５］　ＷＡＮＧ　Ｔａｉ－ｊｕｎ，ＴＨＯＭＡＳ　Ｔ　Ｃ　Ｈ．Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ　ｆｉｎｉｔｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ｕｓｉｎｇ　ｎｅｗ　ｃｏｎｓｔｉｔｕ－ｔｉｖｅ　ｍｏｄｅｌｓ［Ｊ］．Ｃｏｍｐｕｔ　Ｓｔｒｕｃｔ，２００１，７９（３２）：２７８１－２７９１．［６］　张继炯．涵洞病害的防治［Ｊ］．科技情报开发与经济，２００９，１９（３５）：２１８－２２０．［７］　ＭＡＩＴＩ　Ｄ　Ｋ，ＳＩＮＨＡ　Ｐ　Ｋ．Ｂｅｎｄｉｎｇ，ｆｒｅｅ　ｖｉｂｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｉｍｐａｃｔ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｏｆ　ｔｈｉｃｋ　ｌａｍｉｎａｔｅｄ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｐｌａｔｅｓ［Ｊ］．Ｃｏｍｐｕｔ　Ｓｔｒｕｃｔ，１９９６，５９（１）：１１５－１２９．［８］　ＫＷＯＮ　Ｍ，ＳＰＡＣＯＮＥ　Ｅ．Ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｆｉｎｉｔｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｃｏｌｕｍｎｓ［Ｊ］．ＣｏｍｐｕｔＳｔｒｕｃｔ，２００２，８０（２）：１９９－２１２．［９］　ＬＯＧＡＮ　Ｄ　Ｌ．Ａ　ｆｉｒｓｔ　ｃｏｕｒｓｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｉｎｉｔｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ　ｍｅｔｈｏｄ［Ｍ］．３ｒｄ　ｅｄ．影印本．北京：电子工业出版社，２００３：５－９．［１０］　钱稼茹，程丽荣，周栋梁．普通箍筋约束混凝土柱的中心受压性能［Ｊ］．清华大学学报：自然科学版，２００２，４２（１０）：１３６９－１３７３．［１１］　ＳＡＢＮＩＳ　Ｇ　Ｍ．Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　ｍｏｄｅｌｉｎｇ　ａｎｄ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ［Ｍ］．Ｎｅｗ　Ｊｅｒｓｅｙ：Ｐｒｅｎｔｉｃｅ－Ｈａｌｌ，２００３：１１－１２．［１２］　ＫＯＫＡＢＩ　Ｍ．Ｉｓ　ｔｈｅ　ｆｕｔｕｒｅ　ｏｆ　ＭＡＲＣ　ａｓｓｕｒｅｄ［Ｊ］．Ｌｉｂｒ　Ｒｅｖ，１９９６，４５（２）：６８－７２．［１３］　程晓蒙，李永堂，雷步芳．ＭＳＣ．Ｍａｒｃ在流场分析中的应用［Ｊ］．机械工程与自动化，２０１０（５）：３３－３５．［１４］　水利部长江水利委员会长江勘测规划设计研究院．ＳＬ１９１—２００８水工混凝土结构设计规范［Ｓ］．北京：中国水利水电出版社，２００８．［１５］　曹邱林，张利青，周济人，等．隔水墙工作性态的有限元分析［Ｊ］．扬州大学学报：自然科学版，２００７，１０（１）：７６－７８．Ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｆｉｎｉｔｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｆｏｒｔｈｅ　ｈｅａｄ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｕｌｖｅｒｔＣＡＯ　Ｑｉｕ－ｌｉｎ＊，ＣＨＥＮ　Ｌｅｉ（Ｓｃｈ　ｏｆ　Ｈｙｄｒ　Ｓｃｉ　＆Ｅｎｇｉｎ，Ｙａｎｇｚｈｏｕ　Ｕｎｉｖ，Ｙａｎｇｚｈｏｕ　２２５１２７，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｎｅａｒ　ａｃｃｅｓｓ，ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｈｅｌｐ　ｏｆ　３ＤｓｏｆｔｗａｒｅＭＳＣ．ＭＡＲＣ，ｔｈｅ　ｔｈｅｓｉｓ　ｕｓｅｓ　ａ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｗｈｉｃｈ　ｆｕｌｌｙ　ｃｏｎｓｉｄｅｒｓ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｓｌｕｉｃｅ　ｃｈａｍ－ｂｅｒ　ａｎｄ　ｔｕｎｎｅｌ　ｔｒｕｎｋ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓ　ａｒｅ　ｃｌｏｓｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｉｄｅａｌ　ｏｎｅｓ　ｂｙ　ｕ－ｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄ．Ｃａｓｅ　ｓｔｕｄｙ　ｓｈｏｗｓ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ　ｆｉｅｌｄ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｉｓ　ｉｎ　ｇｏｏｄ－ａｇｒｅｅｍｅｎｔｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｔｒｅｓｓ　ｆｉｅｌｄｓ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｉｓ　ｂａｓｉｃａｌｌｙ　ｉｎ　ａｇｒｅｅｍｅｎｔ　ｗｉｔｈ　２－Ｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｕｌｖｅｒｔ；ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ；ｆｉｎｉｔｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ　ａｎａｌｙｓｉｓ（责任编辑　贾慧鸣）７７第４期曹邱林等：涵洞洞首结构的三维有限元分析C 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溪洛渡水电站1号导流洞封堵闸门的三维有限元静力计算

溪洛渡水电站1号导流洞封堵闸门的三维有限元静力计算刘天德;龙朝晖【摘要】溪洛渡水电站1号导流洞封堵闸门孔口尺寸为18m×20m -36.43m/18.98m,闸门承受总水压力97 836kN,门叶外形尺寸为20.775m×20.9m×2.54m(长×宽×厚),若采用常规的平面假设体系得出的计算结果较难全面反映闸门受力情况.本文采用三维有限元对闸门进行计算,结果表明,在设计工况下,闸门的强度、刚度均在规范允许范围内.【期刊名称】《水电站设计》【年(卷),期】2012(028)001【总页数】4页(P20-23)【关键词】平面闸门;钢闸门;有限元法;应力;位移;溪洛渡水电站【作者】刘天德;龙朝晖【作者单位】中国水电顾问集团成都勘测设计研究院,四川成都610072;中国水电顾问集团成都勘测设计研究院,四川成都610072【正文语种】中文【中图分类】TV672.11 门叶结构布置闸门孔口尺寸为18m×20m(宽×高，下同)，第一次启门水头为18.98m，第二次下闸水头为12.67m，封堵挡水水头为36.43m，闸门总水压力为97 836kN。

门槽采用II型门槽，门型为潜孔式平面滑动闸门，门叶结构主要材料为Q345B，下游止水，采用NL150滑道支承，闸门分为6节，其中2～5节门叶结构相同。

为方便二次安装，节间采用螺栓连接。

闸门由1台2×8000kN固定卷扬启闭机操作，扬程47m。

门叶结构布置见图1。

图1 门叶结构布置2 强度理论与允许应力闸门应力分布为三向应力状态，闸门在常温、静载受力状况下，金属材料应按第四强度理论验算门叶强度。

第四强度理论为：其中σ1、σ2、σ3为计算点的三个主应力，[σ]为钢材允许应力。

有限元计算结果中定义Mises应力与第四强度理论直接对应，便于校核闸门的强度。

按DL/T5039-95《水利水电工程钢闸门设计规范》，闸门构件允许应力[σ]见表1。