胡 宏

(湖南省水利水电勘测设计研究总院，湖南 长沙 410000)

1 槽身结构及计算工况

洲子山渡槽是涔天河灌区中一座比较有代表性的大流量、长距离渡槽。渡槽全长801m，最大离地高度33m，设计流量20m3/s，加大流量23m3/s。渡槽采用了预应力槽身，单跨30m，净宽4.2m，净高3.6m，混凝土标号为C40。跨中断面侧墙厚度为0.3m，底板为0.32m，两端断面加厚，侧墙厚为0.5m，底板为0.5m。如图1所示。纵向预应力体系为10束11φj15.2钢绞线，采用后张法施工，如图2所示。

本文拟对洲子山渡槽预应力槽身进行有限元静力分析。按照相关规范要求，拟定四个工况进行计算，分别是：①空槽；②通过设计流量；③通过加大流量；④满槽。各工况对应的荷载组合见表1。

2 有限元模型

在Midas FEA软件中进行计算。槽身混凝土采用三维实体单元。对于钢筋(包括预应力钢绞线)，在Midas FEA软件中通过将钢筋的刚度添加到母单元中的方法进行模拟，这样的处理有以下几点需要注意：①钢筋和母单元之间是完全粘结没有相互滑移的；②钢筋没有自由度；③钢筋的应变是利用母单元的位移计算得出的。

最终划分为14838个节点，47749个单元，如图3所示。

根据实际槽身支座的布置情况，对槽身施加如图4所示的约束，图中方向为自由活动方向。

图1 槽身结构图

图2 预应力体系图

表1 荷载组合表

图3 网格划分图

图4 槽身约束图

3 计算结果分析

3.1 位移分析

预应力体系使得结构的整体刚度变大，相应的位移值均较未施加预应力的结构减少较多。本次计算得到的跨中断面竖向位移值见表2。由表2数值计算可以得出：在空槽工况下，因预应力反拱作用，跨中断面竖向位移向上，位移值较小；……