姬栋宇

（湖南城建职业技术学院，湖南 湘潭 411101）

大型涵洞式薄壳渡槽具有受力性能好［1-2］、施工方便、温度应力低［3-4］等优点，成为近年来渡槽理论和应用研究的热点问题。 由于大型涵洞式薄壳属于典型的薄壁结构，在结构的设计和施工过程中，对其应力应变特性的研究有利于指导涵洞式薄壳渡槽设计和施工运营， 笔者针对沙河涵洞式渡槽结构体型大、受力复杂等问题，采用有限单元法对沙河涵洞式渡槽结构进行了仿真分析。

1 工程概况

沙河渡槽是南水北调中线一期工程总干渠上的大型河渠交叉建筑物，项目位于河南鲁山县城东，沙河渡槽是一个组合建筑物， 跨越河道及低洼地带采用梁式渡槽、跨越滩地采用涵洞式渡槽。沙河渡槽全长为7590m，渡槽由4部分组成，第一部分为沙河板梁式渡槽、第二部分为涵洞式渡槽（第一段）、第三部分为大郎河板梁式渡槽、第四部分为涵洞式渡槽（第二段）。 第一段渡槽的典型断面为涵洞，有两个涵洞并排设置双渡槽输水。 其净高5700mm，净宽5800mm，底板厚900mm， 顶板厚850mm。 涵洞式渡槽净宽11800mm，净高8000mm，底板厚850mm，侧墙从底部厚1100mm，过渡到顶部厚400mm。

2 计算模型

2.1 模型参数

槽身采用C40混凝土，E1=32.5GPa； 涵底垫层混凝土为C15，弹性模量E2=17.5GPa；垫层下基础为4m深的壤土， 弹性模量E3=11MPa； 壤土下为2.5m天然砂，弹性模量E4=25MPa；最下部为天然卵石层，弹性模量E5=40MPa。

2.2 模型单元

沙河涵洞式渡槽结构模型采用8节点等参块体单元计算，参块体单元具有8个节点，每个节点具有3个平动自由度。 沙河涵洞式渡槽结构的三维有限元计算模型如图1。……