【摘要】：型鋼混凝土閘墩是一種將型鋼代替閘墩扇形受力鋼筋的新型閘墩結(jié)構(gòu)。與普通鋼筋混凝土閘墩相比,型鋼混凝土閘墩具有承載能力高、剛度大、抗震性能和延性好的特點。與預(yù)應(yīng)力閘墩相比,不存在閘墩錨索拉錨系數(shù)過大的問題,且施工更為簡便。型鋼混凝土閘墩的各項工作性能不僅與型鋼的配鋼形式有關(guān),同時與閘墩的配筋密不可分。因此研究型鋼混凝土閘墩兩側(cè)配筋的配筋方式,分析配筋方式對閘墩工作性能的影響,尋求閘墩兩側(cè)合理的配筋方式,可為型鋼混凝土閘墩的深入研究與工程應(yīng)用提供必要的理論依據(jù)。本文選擇具有代表性的邕寧水利樞紐工程攔河閘墩作為研究載體,利用ABAQUS有限元軟件,保證閘墩牛腿附近局部受拉區(qū)的配鋼量和弧門支座牛腿配鋼量不變,依據(jù)現(xiàn)行規(guī)范建議閘墩配筋的范圍建立配筋間距不變配筋直徑分別為D20、D22、D25、D28、D32以及配筋直徑不變配筋間距分別為50mm、90mm、120mm、150mm、180mm、210mm、240mm的鋼筋-型鋼混凝土閘墩有限元模型,并與兩側(cè)無配筋形式的型鋼混凝土閘墩作對比,從位移、應(yīng)力和閘墩的極限承載能力等方面分析兩側(cè)配筋直徑、配筋間距對閘墩工作性能的影響。研究分析表明:(1)在運行工況,保持配筋間距不變,閘墩的最大位移、型鋼的最大位移、型鋼的最大拉應(yīng)力隨著配筋直徑的增大而減小。對稱荷載作用下,配筋方式為D32@50時,閘墩的最大位移、型鋼的最大位移、型鋼的最大拉應(yīng)力最小,比無配筋形式閘墩的位移了減小了 1.84%、型鋼的位移減小了 2.42%、型鋼的拉應(yīng)力減小了 7.30%。非對稱荷載作用下,配筋方式為D32@50時閘墩的最大位移、型鋼的最大位移、型鋼的最大拉應(yīng)力最小,比無配筋形式閘墩的位移減小了 3.96%、型鋼的位移減小了 3.15%、型鋼的拉應(yīng)力減小了 6.81%。(2)在正常運行極限狀態(tài),對稱荷載作用下,保持配筋間距不變,閘墩的極限位移隨著配筋直徑的增大而增大,配筋方式為D32@50時閘墩的極限荷載和極限位移最大,比無配筋形式閘墩的極限荷載提高了 16.02%、極限位移提高了 15.74%。在正常運行極限狀態(tài),非對稱荷載作用下,保持配筋的間距不變,閘墩的極限位移隨著配筋直徑的增大出現(xiàn)了先減小后增大的趨勢。配筋方式為D20@50時閘墩的極限荷載、極限位移最大,比無配筋形式閘墩的極限荷載提高了 6.06%,極限位移提高了 0.5%。(3)在運行工況,保持配筋直徑不變,閘墩的最大位移、型鋼的最大位移、型鋼的最大拉應(yīng)力隨著配筋間距的減小而減小。對稱荷載作用下,配筋方式為D32@50時閘墩的最大位移、型鋼的最大位移、型鋼的最大拉應(yīng)力最小,比配筋方式為D32@240時閘墩的位移減小了 0.8%、型鋼的位移減小了 1.53%、型鋼的拉應(yīng)力減小了 5.17%。非對稱荷載作用下,配筋方式為D32@50時閘墩的最大位移、型鋼的最大位移、型鋼的最大拉應(yīng)力最小,比配筋方式為D32@240時閘墩的位移減小了2.11%、型鋼的位移減小了 1.37%、型鋼的拉應(yīng)力減小了 4.88%。(4)在正常運行極限狀態(tài),對稱荷載作用下,保持配筋的直徑不變,閘墩的極限位移隨著配筋間距的減小不斷增大。配筋方式為D32@50時閘墩的極限荷載和極限位移最大,比配筋方式為D32@240時閘墩的極限位移增大了 11.79%,極限荷載提高了 11.54%。在正常運行極限狀態(tài),非對稱荷載作用下,保持配筋的直徑不變,閘墩的極限位移隨著配筋間距的減小出現(xiàn)先增大后減小的趨勢。配筋方式為D32@210時閘墩的極限荷載和極限位移最大,比配筋方式為D32@50時閘墩的極限位移增大了 34.84%,極限荷載提高了 20.59%。(5)從閘墩的位移、型鋼的位移與型鋼的拉應(yīng)力、閘墩的極限承載能力多方面考慮,閘墩兩側(cè)配筋有利于改善閘墩應(yīng)力集中、提高閘墩的承載能力、提高閘墩的剛度、增大閘墩的延性。就邕寧水利樞紐工程攔河閘墩而言,閘墩兩側(cè)配筋采用配筋直徑為D32、配筋間距為50mm時閘墩為相對較好的配筋方式。
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TV662.2
【圖文】：

水壓力對墩體的作用，導(dǎo)致閘墩應(yīng)力集中較為明顯。為了緩解閘墩牛腿附近局部拉逡逑過大，提高鋼筋－型鋼混凝土閘墩的承載力并改善其工作性能，需要對閘墩兩側(cè)鋼逡逑行配置。為了使鋼筋－型鋼混凝土閘墩研究更加貼近工程實際，本文研究的閘墩尺逡逑數(shù)及閘墩所受的弧門推力參考同類工程中較有代表性的廣西邕寧水利樞紐工程進逡逑定。逡逑工程概況逡逑工程背景逡逑西邕寧水利樞紐工程等別為ＩＩ等，主要以改善航運、城市環(huán)境、水景觀的綜合性逡逑樞紐�；⌒伍l門墩體厚度３．０ｍ，溢流堰采用ＷＥＳ實用堰，堰頂高程為５５．００ｍ，閘逡逑頂高程為８１．８０ｍ。兩閘墩間各隔１０ｍ處分別設(shè)置一條橫縫。由于各閘墩的尺寸及逡逑參數(shù)基本相同，因此本文選取具有代表性的６＃閘墩進行有限元模擬，其結(jié)構(gòu)尺寸見逡逑－１、３－２。逡逑邐ＡＳＴｔＨｉ邐逡逑

圖３－２閘墩結(jié)構(gòu)俯視圖逡逑Ｆｉｇ．邋３－２邋Ｔｈｅ邋ｔｏｐ邋ｖｉｅｗ邋ｏｆ邋ｇａｔｅ邋ｐｉｅｒ逡逑

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本文編號：2789499