王 蓓

（山东省水利勘测设计院，山东 济南 250013）

1 工程背景

某水电站是一座以防洪和发电为主，兼具其他多种功能的综合性小型水利工程。电站的主要水工建筑物有大坝、引水发电系统以及泄洪设施。电站大坝为混凝土重力坝，按照百年一遇洪水标准设计，千年一遇洪水标准校核。大坝的溢流坝段位于大坝的右岸，为WES实用溢流堰设计，堰顶高程为55.10 m。溢流坝闸门为露顶式钢闸门，设计水位为400.0 m，坝前超高水位为0.5 m，底坎的高程为380.8 m，弧形钢闸门的高度为19.7 m，宽度为14.0 m。闸门的面板和主梁为16 Mn钢设计，其余构件均采用Q235B钢，弹性模量为206 GPa，重度为78.5 kN/m3，泊松比为0.3。对于弧形钢闸门，其主梁和支臂结构共同构成了弧门的主框架，其布置形式的合理设计可以使主框架受力良好，提高闸门的承载力和安全性，保证弧形钢闸门的正常、安全运行[1]。基于此，此次研究力求通过数值模拟的方法，探讨主梁布置位置对闸门结构刚度和强度的影响，并提出具体的工程设计建议。

2 有限元模型的构建

2.1 计算软件的选择

ANSYS是一款由美国ANSYS公司开发的通用有限元软件，在工程设计和分析领域具有十分广泛的影响，已经成为当前增长最快的CAE软件，可以用解决结构、流体、电力等诸多领域的数值模拟计算问题，具有良好的发展和应用前景[2]。ANSYS软件主要由前处理、分析计算以及后处理3个主要模块，不仅具有功能强大、操作简单的优势，同时还可以为广大用户提供多种二次开发工具[3]。基于此，此次研究选择ANSYS有限元软件进行计算模型的构建。……