西霞院泄洪闸三维有限元应力分析

刘全鹏,赵 宁

(黄委会黄河勘测规划设计有限公司,河南 郑州 450003)

1 工程概况

黄河小浪底水利枢纽配套工程西霞院反调节水库属大(2)型水利工程,泄洪闸是主体建筑物之一,为2级建筑物,地震设计烈度为7度。泄洪闸共设21孔,其中开敞式14孔,两孔一联,共 7联;胸墙式7孔,共4联。开敞式泄洪闸闸室段顺水流向长34 m,闸室单孔净宽12 m,上游闸底板高程118 m,下游闸底板高程114.0 m。闸室堰体采用WESⅢ型实用堰,堰顶部剖面曲线方程为y=x1.836/9.424,堰顶高程126.4 m,堰顶设平板检修门和弧形工作门各一道,闸墩顶部高程139 m。曲线堰面上游接双圆弧曲线段和3∶1直线段与上游118 m高程闸底板相连,堰下游接1∶0.88直线段和半径为14 m的反弧段与闸下消力池底板相接。为满足交通和运行要求,泄洪闸顶面设交通桥和工作桥。上游侧交通桥采用预制钢筋混凝土T型梁结构;液压启闭机室下游侧设工作桥,主要用于各闸门检修的交通通道。

泄洪闸坝段间以及与相临建筑物间设沉降变形缝,缝宽2cm,缝间设止水和高压聚乙烯闭孔板填缝材料。结构布置见图1。

根据泄洪闸各部位环境条件的不同,混凝土强度、抗渗、抗冻及抗冲耐磨性能要求也不同,其混凝土材料分区如下:闸墩133.0m高程以上C25W4F100,133.0 m高程以下、堰体以上C30W4F100;过流表面C30W6F100,与堰体的交接面呈台阶状,最小厚度1.0 m;堰体内部部位采用C20W4F100混凝土,闸底板C20W4F50(注:C25W4F100分别表示混凝土强度等级为C25,混凝土抗渗等级为W4,混凝土抗冻融等级为F100)。

泄洪闸闸室为普通钢筋混凝土结构,结构受力复杂,不同部位应力变幅较大。……