预应力闸墩弧门支撑结构型式分析

摘要

在预应力闸墩设计中，闸墩和锚块连接的颈部表面处应力集中最大。根据以往的研究经验，在双侧弧门推力作用下，颈部断面拉应力呈马鞍形，外表面拉应力远远大于中部拉应力。在锚束预应力作用下，颈部断面的压应力虽亦呈马鞍形分布，但外表面压应力与中部相差不大，这势必造成预应力的浪费。因此有必要对闸墩颈部及锚块的传统构造加以改进，以提高锚束预压效果，降低拉锚系数。以往基于试验研究提出了一些提高预压效果的弧门支撑型式，如传力梁支承结构、在锚块中部顺河向预留缝、厚闸墩内设空腔等。其中，锚块中部顺河向预留缝是通过改变不同时期（施工期、运行期）锚块水平向的厚度，待施加预应力后再回填，增加预锚效果。本文运用三维有限元数值模拟重点研究锚块中部预留缝结构形式，计算闸墩和锚块应力分布，探讨此结构形式的合理性。