水闸反拱底板的有限元分析

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1、中图分类号：U．D．C．：工学硕士学位论文水闸反拱底板的有限元分析硕士研究生：导师：专业：陶军袁新明教授水工结构工程扬州大学二。一四年五月ClassifiedIndex：U．D．C．：M．D．DissertationFiniteelementanalysisofAnti—archfloorofsluiceGraduateStudent：TaoJunSupervisor：ProfessorYuanXinmingMajor：HydraulicStructureEngineeringYangzhouUniversityMay，2014陶军水闸反拱底板的有限

2、元分析中文摘要水闸底板结构形式分为筏式底板(即平底板)和反拱底板，相比之下筏式底板在平原地区使用较为广泛，其优点是结构简单，施工方便，但造价高。然而反拱底板利用拱内应力主要是轴向力，充分利用混凝土的抗压特性，与筏式闸底板相比大大降低了工程造价。但由于反拱底板属于超静定结构，很容易受温度、位移等因素的影响而使反拱底板受拉。本文重点讨论边荷载、底板厚度、矢跨比、施工顺序、多孔等因素对反拱底板内力的影响。经分析得出结论为：(1)闸墩墙后填土应综合考虑采用合适的填土高度，可以明显改善反拱底板内力分布；(2)经分析底板厚度取跨度的亩～壶较宜，底板太厚将产生较大

3、的不均匀沉降，太薄刚度又无法满足要求；(3)经计算矢跨比控制在÷一点较宜，OlU矢跨比不能过大，太大将导致底板拉应力过大，从而出现底板拉裂渗漏阀题；(4)施工顺序对底板应力影响最大，合理的施工顺序将会大大改善底板应力，建议先浇筑闸墩待沉降部分位移后再浇筑底板，这样可以明显降低底板沉降量值；(5)在一定程度上多闸孔水闸使得反拱底板应力均匀化，边孔虽然仍然比中孑L应力大，但明显有所缓解。其次通过计算不同工况，对反拱底板水闸内力变化进行分析认为完建期和上下游水位差较大的工况对底板内力影响最大，因此关于反拱底板水闸设计应重视此两种工况。鉴于反拱底板极容易受拉

4、，本文采用交通桥与闸墩整体浇筑和设置肋板措施改善底板受力。经分析认为：通过增设交通桥对边孔的拱脚及底板底部应力有所改善，对底板的迎水面很不利；通过增设肋板对于反拱底板迎水面的应力改善起到重要的作用。关键字：反拱底板水闸：有限元；应力；位移；影响反拱底板内力因素扬州大学硕士学位论文ABSTRACTStructuralformsofsluicefloordividedintoraftfloor(flatfloor)andanti—Archfloor,flatflooronthePlainsbycontrastismorewidelyused，itsadv

5、antagesaresimpleinstructure，convenient，butthehighcost．HowevertheAnti-archfloorusearchstressmainlytheaxialforces，itmakefulluseofthecompressivepropertiesofconcrete，andgreatlyreducetheengineeringcostcomparedtoflatfloor．Butbecausetheanti—Archfloorarestaticallyindeterminatestructure

6、，easilyaffectedbyfactorssuchaStemperature．displacementandmakeanti-Archfloorintension．Thisarticlefocusesonthesideload，floorthickness，spanratio，constructionsequenceandporoustotheinfluenceoftheanti-Archfloor．Theanalysisconcludeasfollows：(1)thepierbehindthewallsfillshouldbeconsider

7、edwiththeappropriatefillingheightwhichcaEtgreatlyimprovetheanti—archedfloorinternalforcedistribution；(2)Bytheanalysisoffloorthicknessin1／10to1／12ofspanismoreappropriate，flooristootllickwillproducelargerunevensettlement，thicknessistoothinandcan'tmeettherequirements；(3)Bythecalcu

8、lationofspanratiocontrolin1／6to1／10isappropriate，rise·