闸墩下游侧变宽大牛腿结构设计

沈鑫 陆定伟 熊璐

摘 要：为了在某水电站拱坝的溢流表孔上布置交通桥，需要在溢流表孔闸墩的下游侧设置变宽大牛腿结构，向下游侧悬挑4.08 m，牛腿根部高6.18 m，平面宽度0.94～1.40 m。结合现行规范和工程实际情况，针对变宽大牛腿結构的设计作了探讨。

关键词：闸墩;牛腿;结构设计

中图分类号：TV332 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2021）22-0091-04

Abstract： In order to arrange a traffic bridge on the overflow surface hole of an arch dam of a hydropower station， it is necessary to set a widened corbel structure on the downstream side of the overflow surface hole gate pier， with a cantilever of 4.08 m on the downstream side， a height of 6.18 m at the root of the corbel and a plane width of 0.94 ～ 1.40 m. Combined with the current code and the actual situation of the project， this paper discusses the design of the widened corbel structure.

Keywords： gate pier;corbel;structure design

某水电站的大坝为混凝土双曲拱坝，最大坝高为58.10 m。坝顶中部设置了溢流表孔，正常蓄水位为1 388.00 m，堰顶高程为1 381.70 m，溢流总净宽为50.00 m，设5扇10.00 m×6.70 m弧形工作闸门。

为了在溢流表孔上布置交通桥，需要在溢流表孔闸墩的下游侧设置变宽大牛腿结构，向下游侧悬挑4.08 m，牛腿根部高6.18 m，平面宽度0.94～1.40 m，闸墩及牛腿均采用C30钢筋混凝土结构。

1 荷载分析

1.1 弧形闸门支座推力

弧形闸门在上游水压力作用下，将力传导至支撑牛腿，作用在闸墩上。以弧形闸门支铰为坐标原点[O]（高程1 384.90 m），建立坐标系[OX1Y1]。正常蓄水位为1 388 m时，闸门支撑牛腿受力[FX1]=1 067.220 kN，[FY1]=161.734 kN;校核洪水位为1 389.21 m时，闸门支撑牛腿受力[FX1]=1 494.404 kN，[FY1]=155.893 kN。

1.2 闸墩交通桥压力

考虑到交通桥上设备、人车流量等载荷传递，以及施工塔吊拆卸时汽车吊承载等各项因素，闸墩下游顶面承受的载荷如图1所示，图中尺寸单位除高程以m计外，其他尺寸单位均为mm。其中：5.00 m交通桥支座竖向载荷[F1]=407.860 kN;8.20 m交通桥支座竖向载荷为[F2]和[F3]，分别有[F2]=358.390 kN，[F3]=607.430 kN;水平载荷（10%竖向活荷载）[F4]=64.010 kN。

2 计算模型与工况

2.1 计算模型

考虑到结构及受力均比较复杂，本工程采用有限元分析软件ABAQUS进行结构计算，仿真应力计算中需考虑混凝土温度、徐变、水压、自重、自身体积变形和干缩变形等作用[1-2]。……