固军水库工程初设阶段泄洪表孔闸墩结构型式选择.pdf

四 川 水 利固军水库工程初设阶段泄洪表孔闸墩结构型式选择李 楠(四川水发勘测设计研究有限公司成都)【摘 要】固军水库的工程任务以防洪为主弧门支座总推力为 通过对泄洪表孔闸墩的常规钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构两种型式的研究推荐采用预应力闸墩方案【关键词】固军水库 常规钢筋混凝土结构闸墩 预应力闸墩 中图分类号:文献标志码:文章编号:()工程概况固军水库位于四川省万源市境内渠江流域州河支流中河中游是四川省渠江流域防洪规划中确定兴建的大型防洪控制性水库之一也是国务院提出加快建设的 项节水供水重大水利工程之一 该工程的开发任务是以防洪为主兼顾发电 水库总库容 万 为等大()型工程 水库挡水建筑物为碾压混凝土重力坝坝身设泄洪表孔与底孔各 个表孔相邻布置底孔对称布置于表孔两侧建筑物级别为 级 表孔孔口中心线与坝段的横缝重合双表孔分别位于、坝段进口中墩厚 边墩与底孔共用表孔孔口宽度 具体详见图 图 泄洪表孔上游立视示意 泄洪表孔闸墩结构型式拟定固军水库泄洪表孔为 级建筑物弧门支座总推力标准值为 表孔闸墩混凝土强度等级为 表孔闸墩可采用常规钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构两种型式进行研究 常规钢筋混凝土结构闸墩泄洪表孔闸墩采用常规钢筋混凝土结构时弧门支座尺寸如图 所示图 弧门支座布置根据拟定弧门支座体型按照水工混凝土结构设计规范()第 条和 条要求首先对拟定的弧门支座截面尺寸及支座附近闸墩的局部受拉区裂缝控制进行复核 经复核后对满足上述要求的弧门支座进行配筋计算 闸闸墩墩局局部部受受拉拉钢钢筋筋计计算算闸墩局部受拉区的扇形受拉钢筋截面面积应符合下列规定:()闸墩受两侧弧门支座推力作用时应满足:李 楠:固军水库工程初设阶段泄洪表孔闸墩结构型式选择 ()闸墩受一侧弧门支座推力作用时应满足:经过对中墩和边墩分别计算当扇形钢筋选用 相邻钢筋夹角为 中墩在推力方向 范围内单侧布设 根钢筋边墩在推力方向 范围内单侧布设 根钢筋时扇形钢筋抗力之和刚好大于弧形闸门支座推力设计值 弧弧门门支支座座纵纵向向受受力力钢钢筋筋计计算算弧门支座纵向受力钢筋截面面积采用下式计算:承受弧门支座推力所需的纵向受力钢筋的配筋率不宜小于 即纵向受力钢筋面积不小于 故综合考虑选配钢筋:实际 分两排布置于弧门支座宽度 范围内 常常规规钢钢筋筋混混凝凝土土结结构构闸闸墩墩计计算算结结论论根据计算弧门支座底宽 高(沿弧门推力方向)时可满足支座附近闸墩的局部受拉区裂缝控制、支座剪跨比、支座的裂缝控制及支座支承面上的局部受压应力等要求 但中、边墩一侧各所需扇形局部受拉钢筋至少 根对于 宽支座配筋量太大根本无法布置 因此常规钢筋混凝土结构闸墩方案对于固军水库泄洪表孔不可行 预应力混凝土闸墩由于 泄 洪 表 孔 弧 门 支 座 总 推 力 超 过闸墩的受力太大恶化了闸墩的应力状况受泄洪建筑物布置限制闸墩厚度不可能设计过大因此考虑采用预应力闸墩根据水工混凝土结构设计规范()预应力混凝土结构理论初步拟定预应力闸墩锚块尺寸采用宽 高(沿推力方向)选取单侧 根 锚索拉锚系数为 布置型式为:单侧布置两层预应力锚索每层 根各锚索间夹角为 通过验算闸墩颈部抗拉承载能力满足要求 次锚索采用 共设置 根 有限元计算分析时按上述结构确定闸墩模型进行验算 计计算算参参数数 表 混凝土材料参数序号项 目单位 混凝土容重/弹性模量 泊松比 设计抗拉强度/设计抗压强度/计计算算工工况况各计算工况及荷载组合如表 所示 表 计算分析工况及荷载组合计算工况荷载自重左侧弧门推力右侧弧门推力预应力工况一工况二工况三 有有限限元元模模型型预应力闸墩有限元模型如图 所示图 预应力闸墩有限元模型 计计算算成成果果()工况一:弧门无推力预应力(超张拉)图 主拉应力云图图 主压应力云图 四 川 水 利()工况二:弧门两侧有推力预应力图 闸墩第一主应力云图图 闸墩第三主应力云图图 锚块主拉应力云图图 支铰作用面主拉应力云图()工况三:弧门一侧有推力(右侧)预应力图 主拉应力云图图 主压应力云图图 锚块主拉应力云图图 支铰作用面主拉应力云图(下转第 页)四 川 水 利意识和责任感 二是能够提高政府的公信力增强政府治理的亲和力增强公众对政府的信任感和支持度 三是有助于构建共建共享共治的治理体系推动河湖治理向去中心化、多元化发展 四是能够引导和促进区域经济发展提高区域的整体竞争力和吸引力总之四川省基层河湖治理“解放模式”强调的是“河长办主导、多方协同、各尽其职、成果共享”的现代化协同治理机制为全国基层河湖治理提供了“四川经验”参 考 文 献刘克仁吴建洪曹咏梅等.推进毕节试验区建设贯彻新发展理念示范区研究.贵州社会主义学院学报():.段玲玲李立平.书写治水兴川高质量发展新篇章.中国水利报.燕继荣.走向协同治理基层社会治理创新的宁波探索.北京:人民教育出版社.邵明亮.“解放模式”将在 个市州试点推广.四川日报.龚 晨.乡村振兴战略实施中的协同治理探析.辽宁行政学院学报():.王发洪任明勇.松桃县“民心党建河长制”工作综述及启示.水利发展研究():.作者简介:谢舒成()男汉四川简阳人助教研究方向:环境化学、教育管理:(上接第 页)有有限限元元计计算算结结论论通过计算分析各计算工况下闸墩整体大部分表现为压应力仅锚块、闸墩颈部及锚索上游锚固端周边表现为拉应力 计算结果显示拉应力最大为 且扩散范围较小出现于闸墩受设计锚固力及一侧弧门推力作用下工况表明预应力闸墩锚块结构及预应力锚索布置较为合适闸墩表面局部拉应力区可采取配置一定量的普通钢筋以满足结构受力及抗裂等要求 其他集中力附近结构边缘、角落、结构突变等部位拉应力主要为应力集中现象可配置局部受拉钢筋各工况下闸墩最大主压应力为 未超过结构混凝土允许抗压强度表明预应力锚索设计张拉力是合适的综上拟定的锚块结构型式及预应力锚索设计参数及布置合适预应力闸墩方案可行 泄洪表孔闸墩结构型式选择固军水库的工程任务以防洪为主泄洪表孔单孔最大泄流量为 /闸门设计挡水水头为 孔口宽度为 弧门支座总推力标准值为 通过计算分析常规钢筋混凝土闸墩方案的中、边墩一侧各所需扇形局部受拉钢筋至少为 根对于 宽支座配筋量太大方案不可行预应力表孔闸墩在各计算工况下闸墩整体大部分表现为压应力仅在锚块、闸墩颈部及锚索上游锚固端周边表现为拉应力且扩散范围较小可使用一定量的普通钢筋解决目前工程已通过水利部批复并开工建设泄洪表孔采用预应力闸墩方案正确可改善闸墩应力状态、限制闸墩变形、降低工程造价以保证工程安全运行参 考 文 献中华人民共和国水利部.水工混凝土结构设计规范:.北京:中国水利水电出版社:.中华人民共和国水利部.水工预应力锚固技术规范:/.北京:中国水利水电出版社:.作者简介:李 楠()男四川宜宾人高级工程师学士固军水库工程项目设总主要从事水利水电设计工作