关于ansys在峡江水利枢纽工程船闸应力分析中的应用

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1、学兔兔www.xuetutu.com2014年l2月第12期城市道桥与防洪防洪排水105ANSYS在峡江水利枢纽工程船闸应力分析中的应用谢玲璐，郑芳(1．中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，浙江杭州310014；2．江西省水利规划设计院，江西南昌330029)摘要：}闸的结构设汁rfl，利州有限元方法对船闸进行计算分析，解决船闸结构设计中传统方法的局限性，从而更精确地对船闸的结构应力进行分析。以峡江水利枢纽船闸工程为主要研究对象，利用有限元法对船闸结构进行应力计算分析，有关经验可供相关专业人员参考。关键词：船闸；应力分析；有限元中图分类号：TV222文献标识码：B文章编号：1009—771

2、6(2014)12—0105—040前言2计算方法及计算模型对船闸结构内力合理的计算和分析，是保证2．1计算方法船闸稳定和安全的关键。在以往船闸结构内力分有限元法的基本步骤为：析中，主要以解析法为主，即将结构进行简化，以(1)物体的离散化。平面体系来计算内力。但是对于结构复杂、受力形(2)选择形函数或插值函数。以位移函数表示式多样的船闸，解析法不能完全兼顾各个方面，计单元内的位移。算出来的内力并不符合实际结构型式及受力特{厂1_[N]}(1)点。本文基于三维有限元程序ANSYS，对峡江船闸式中：(厂}为单元内任意一点的位移列阵；}结构进行计算，主要分析应力数值，为结构配筋设为单元节点的位移列阵

3、；[N]为形函数矩阵。计提供依据。(3)确定单元的力学性质，即单元的刚度和柔度。1工程概况(4)结构的整体分析，得到节点力与节点位移的关系式形成的方程组。峡江船闸是赣江流域继万安船闸和石虎塘船f]{6}．{尺1(2)闸之后的第三座船闸，工程等别为Ⅲ等，1000t级式中：[]为整体刚度矩阵；{6}为整体节点位顶推船队设计，单线单级船闸。闸室有效尺度为移列阵；{R}为整体等效节点荷载列阵。180mX23m×3．5m。船闸最大工作水头15．7m。(5)求解方程组，得到每个节点的节点位移，再采用分散输水系统。代人单元刚度方程得到各节点的力学量。上闸首宽度47．0m，顺水流方向43．5m，闸室2．2计算

4、模型净宽23．0m，闸顶高程53．0ITI，建基面高程23．1m，2．2．1有限元网格划分置于弱风化岩层上。输水系统进水口采用顶支孔采用ANSYS建立三维有限元计算模型，并对进水的方式。上、下闸首、闸室以六面体和四面体自由划分。计下闸首宽度47．0m，顺水流方向42．5m，闸室算网格见图1图3。净宽23．0m，建基面高程22．3m，置于弱风化岩层上。闸顶高程48．0m。输水系统采用侧面出水。闸室结构长170．0m，净宽23．0m，底板高程26．8m，置于弱风化岩层上。闸室边墙采用重力式挡墙，顶高程48．0m，建基面高程22．8m，底板宽15．85m，墙顶宽3．5m，墙后坡1：0．5。闸室边墙内

5、设输水长廊道，采用侧支孔出水。收稿日期：2014—08—27作者简介：谢玲璐(1983一)，女，江西赣州人，工程师，从事水利设计工作。图1上闸首计算网格学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com2014年l2月第12期城市道桥与防洪防洪排水113时，就应考虑设置污水提升泵站。是两个中途提升泵站之间管道埋深减少了6．0m，南河道截污工程作为截污干管起端埋深较大单位长度造价节约1／3。(2)方案二虽然仅设置一个达到4m5m，而敷设管道沿线地形自然坡度很中途提升泵站，日常管理及设备维护费用比方案小，

6、局部甚至坡向与管道坡向相反，导致管道越来一略低，但由于管道埋深达14．50m造价较高且施越大，因此根据截污管线的埋深情况提出以下两工难度较大。个方案：4结语方案一：在南河道南侧截污干管埋深达到8．50m的五里铺排洪沟西侧设置一个中途提升泵目前兰州雁滩南河道综合治理工程已经基站；在南河道北侧截污干管埋深达到6．0m的本完成，从治理的效果看，达到了“通、流、绿、608#路西侧设置一个中途提升泵站，方案一共设美”的既定目标，当年的臭水沟已经变成了河道置两个中途提升泵站。景观绿地。截污工程也实现了规划设计目标，将方案二：在南河道南侧截污干管不设置中途排入南河道污水全部截流，保证了综合治理工程提升泵站，

7、南侧截污干管直接穿越南河道接入北的效果。侧截污干管，在南河道北侧截污干管深达到14．50m截污工程规划方案从表面看起来比较简单，的608#路西侧设置一个中途提升泵站，方案二共若前面所述的几个关键的问题处理得不好，不但设置一个中途提升泵站。影响工程投资还将影响综合治理的效果。通过该比较以上两种方案后，决定推荐采用方案一，项规划虽然积累了一些大型截污工程的设计经主要是因为：(1)方案一虽然设置了两个中