三维有限元方法在赵家套拦河闸工程安全鉴定中的应用

马 路

(本溪泓源供水有限责任公司，辽宁 本溪 117000)

水闸工程作为一种常见的水工建筑物，其正常安全运行可以充分发挥工程防洪、蓄水、养鱼、旅游等社会效益，在国民经济发展中起到重要作用。根据水闸安全鉴定管理办法，水闸实行定期安全鉴定制度，新建水闸应于竣工后5年内进行首次安全鉴定，之后每10年进行一次。

在安全鉴定过程中，需要对水闸闸室、挡墙等混凝土结构和钢闸门等金属结构进行复核计算[1]，以往计算往往采用经典的理论方法或者基于理论计算方法编制的程序和软件进行，其特点是简单、直观，但缺点是由于经典计算方法为了求解方便，对工程实际进行了一系列简化，不能很好地考虑结构各部分之间的空间关系和相互间影响[2-3]，这样得到的计算结果与结构真实受力情况存在一定偏差，影响了计算结果的精确性。有限元方法作为一种数值计算方法，在近年的水闸工程设计、复核计算中得到越来越多的应用[4-7]，通过大型有限元软件ANSYS对水闸工程中闸室混凝土结构、钢闸门金属结构进行三维有限元模拟，可以综合考虑结构各部件间的影响[8-10]，分析结构应力和变形情况，为水闸安全鉴定中结构安全复核提供科学的理论依据。

1 工程概况

赵家套拦河闸位于辽宁省新民市前当堡镇赵家套村，坐落在浑河干流新开河上，原工程始建于1986年，设计洪水标准为10年一遇，相应设计泄洪流量为469m3/s。2009年2月安全鉴定认为工程存在严重安全问题，运用指标达不到设计标准，属四类闸，建议赵家套拦河闸报废重建。……