溪洛渡拱坝3号、4号导流底孔预应力闸墩三维有限元分析
2012-12-19张建海赵文光尹华安
水电站设计 2012年4期
马 杰,姚 颖,周 雪,张建海,赵文光,尹华安
(1. 四川大学 水力学及山区河流开发与保护国家重点实验室,四川 成都 610065; 中国水电顾问集团成都勘测设计研究院,四川 成都 610072)
1 前 言
溪洛渡水电站拱坝的孔口布置采用了在12号至19号坝段布置7个表孔和8个深孔,以及10个导流底孔的方案。
3号、4号导流底孔位于410m高程,洞身断面5m×11m(宽×高),出口设弧形闸门。出口闸墩最大悬臂长度约27.36m,闸墩最小厚度4.5m,闸墩外侧以与孔轴线3°的偏移量过渡到坝面。支撑大梁尺寸选定为5.0m×6.0m×5.2m(宽×高×厚),沿厚度方向以4.76°的角度向内侧切角。悬臂结构施加预应力锚索,分主次锚索两种。主锚索(3 000kN)沿推力方向(向外侧旋转1°)在闸墩内布置4排,由内往外首排距闸墩内侧边缘1.20m,间距依次为0.30m、0.40m、0.30m,为环形布置对拉锚索;次锚索(上游2 000kN,下游3 000kN)施加于支铰大梁两端,沿推力方向布置2排,靠上游侧一排设置3根,靠下游侧一排设置5根,为直线布置对拉锚索。具体布置见图1和图2。
2 研究目的及原理
2.1 研究目的
由于拱坝整体应力水平较高,尤其是导流底孔位于坝体底部,在高应力区开设孔口,孔口附近会产生明显的应力集中或较高的拉应力,进而形成局部裂缝,对大坝的安全性造成不利影响[1]。导流底孔在封堵时,承受水头达200m,应力较大。孔口过流时,受较低水温的影响,温度应力也较为突出[2]。另外3号、4号底孔由于运行要求,出口设弧门结构,闸墩悬挑长度近30m,结构受力复杂。鉴于工程的重要性及问题的复杂性,对溪洛渡拱坝导流底孔闸墩结构进行应力分析十分重要。……
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