大型水工預(yù)應(yīng)力渡槽的溫度應(yīng)力分析研究

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[ 摘要 ] 南水北調(diào)中線穿黃工程渡槽屬特大型工程，該渡槽采用鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，單跨跨度50m，單跨自重15.93MN，正常運(yùn)用時(shí)承受水荷載達(dá)19.85MN，各部位應(yīng)力變幅很大。由于渡槽地處中原，年溫度變化達(dá)60.6℃，溫度應(yīng)力是渡槽結(jié)構(gòu)需考慮的主要因素之一。本文研究溫度作用下該渡槽在各種工況條件下的運(yùn)行情況。
[ 關(guān)鍵詞 ] 水工渡槽 預(yù)應(yīng)力溫度應(yīng)力 有限元分析
1 前言
南水北調(diào)中線穿黃渡槽工程設(shè)計(jì)采用雙槽過水，渡槽上部結(jié)構(gòu)選用U形渡槽，過水?dāng)嗝嫦虏堪雸A內(nèi)半徑為4m，半圓槽上部為直墻和翼緣板，槽內(nèi)設(shè)計(jì)水深5.13m，渡槽凈寬8m。斷面最小壁厚中部為0.35m，端部為0.5m，跨中底板部位局部加厚為0.85m，端部厚1.35m。槽頂橫梁斷面0.5m×0.5m，間距5m。槽身高7.45m，單槽總寬9m，橫向雙槽總寬19m，槽間最小凈距1m。上部結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C50。
墩帽平面尺寸為19.0m×5.0m，厚度2.8m。墩帽上設(shè)有橫向抗震擋塊和墊石，橫向擋塊布置在墩帽的兩側(cè)。結(jié)合U形渡槽端部結(jié)構(gòu)型式，擋塊采用梯形斷面，高度為1.10m；渡槽兩側(cè)墩身采用2個(gè)直徑為2.8m的圓柱形槽墩，中間采用圓端形實(shí)體墩，墩頭半徑1.4m，高5.14m～9.93m，柱墩中距為7.35m。蓋梁和墩身混凝土強(qiáng)度等級(jí)分別為C40和C30；灌注樁群基礎(chǔ)包括頂部承臺(tái)和下部樁群。承臺(tái)平面為矩形，總長(zhǎng)度為21.2m，寬度為10. 0m，厚度3.5m?；A(chǔ)采用鋼筋混凝土鉆孔灌注樁，每個(gè)承臺(tái)下順槽向布置兩排鉆孔灌注樁，每排4根，樁徑為2.2m。邊樁外側(cè)與承臺(tái)邊緣的距離順槽向、橫槽向均為0.8m。樁順槽向中心距為6.2m，橫槽向中心距為5.8m，其樁長(zhǎng)在68m～80m之間。承臺(tái)及樁基混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30。結(jié)構(gòu)布置圖見圖1。