水工结构模型试验资料

水工预应力闸墩结构模型试验资料华北水利水电学院

目录

1 概述 (1)

1.1 工程概况 (1)

1.2 基本资料 (1)

1.3 模型试验研究的目的和任务 (2)

2 模型设计 (6)

2.1 模型设计的基本理论 (6)

2.1.1 模型设计的基本理论 (6)

2.1.2 模型试验的相似条件 (10)

2.2 结构模型试验相似常数的确定 (10)

2.3 模型的简化 (10)

2.4 模型结构详图 (11)

3 模型材料试验研究 (15)

3.1 模型混凝土配合比试验研究 (15)

3.1.1 模型混凝土最大骨料粒径的确定 (15)

3.1.2 模型试验材料的选择 (16)

3.1.3 试验仪器和试验方法 (17)

3.1.4 模型混凝土力学性能研究 (18)

3.1.5 模型混凝土力学性能测试结果 (19)

3.2 模型钢筋的选择及布置 (21)

3.2.1 模型构造钢筋的选择及布置 (22)

3.2.2 模型预应力钢筋的选择及布置 (27)

4 加载系统及加载流程 (31)

4.1 加载系统 (31)

4.1.1 预应力加载 (31)

4.1.2 水压力的模拟 (33)

4.1.3 自重荷载的施加 (35)

4.2 试验的加载流程 (38)

4.2.1 加载前的准备工作 (38)

4.2.2 加载顺序 (38)

5 测试系统 (40)

5.1 电阻应变片的布片方式 (40)

5.1.1电阻应变片的布片位置 (40)

5.1.2电阻应变片的类型 (42)

5.1.3电阻应变片的布置方法 (43)

5.1.4电阻应变片的布片数量 (43)

5.2 测试仪器 (43)

6 试验结果的整理和分析 (46)

6.1 应力的计算方法 (46)

6.1.1 变形模量的取值 (46)

6.1.2 混凝土泊松比的取值 (47)

6.1.3 剪切模量 (47)

6.1.4 模型应力的计算方法 (48)

6.2 模型试验工况 (49)

6.3 附加应变处理方法 (49)

6.3.1 自重应力产生的附加应变的处理方法 (49)

6.3.2 预应力产生的附加应变的处理方法 (49)

6.4 施工期的试验结果及分析 (49)

6.5 双侧关门荷载作用下的试验结果及分析 (50)

6.6 一侧开门、一侧关门荷载作用下的试验结果及分析 (51)

6.7结构破坏试验和超载能力的确定 (71)

7 模型试验结果与有限元计算结果的对比分析 (72)

7.1 原形计算模型与试验模型的差异 (72)

7.2 计算结果与试验结果的简单对比分析 (72)

7.2.1 施工期荷载作用下闸墩颈部表面的结果对比 (72)

7.2.2 施工期荷载作用下闸墩锚块的结果对比 (73)

7.2.3 双侧关门 (工况一)荷载作用下闸墩颈部表面结果对比 (73)

7.2.4 双侧关门 (工况一)荷载作用下闸墩锚块结果对比 (74)

7.2.5 一侧关门、一侧开门（工况二）荷载作用下闸墩颈部表面结果对比 (74)

7.2.6 一侧关门、一侧开门（工况二）荷载作用下闸墩锚块结果对比 (74)

7.2.7 小结 (75)

8 结论与建议 (76)

8.1 本次模型试验的特点 (76)

8.2 结论 (76)

8.3几点建议 (78)

1 概述

1.1 工程概况

某抽水蓄能电站，位于辽宁省宽甸满族自治县境内，距丹东市约60km,该电站是我国东北拟建中的第一座大型抽水蓄能电站，总装机容量为1200MW，单机容量为300MW，共4台机组。本工程为Ι等工程，工程规模为大⑴型。枢纽中主要建筑物的级别均为Ι级。电站建成后将在东北电网中担任调峰、填谷、调频和事故备用。

电站工程枢纽建筑物主要由下水库及下水库泄洪排沙闸坝，上水库及上水库钢筋混凝土面板堆石坝、上下水库进出水口、地下厂房洞室系统、地下输水洞室系统及地面开关站等地面附属建筑物组成。电站下水库位于中朝界河鸭绿江右岸支流某干流下游，坝址在鼓楼子乡王家街附近。上水库位于长甸镇东洋河村泉眼沟沟首，距丹宽公路干线约4.5km，在泉眼沟沟口筑坝成库。

某为鸭绿江下游右岸的一级支流，发源于辽宁省宽甸县县城以北约23km的四方顶子，由北向南流贯宽甸县全境，在太平湾水电站坝下约5km处汇入鸭绿江。某流域面积1212km²，河流全长121.8km,河道弯曲狭窄，河道平均比降2.44‰,河床多由沙卵石组成，河道较稳定。

某流域地处辽宁省东部，黄海岸以北约70km，属于温带湿润东亚季风气候区。冬季多受冷高压控制，天气寒冷干燥。6-9月本地区处于热带海洋气团和极地大陆气团交替控制地带，湿热多雨。多年平均气温 6.6℃,极端最高气温35.0℃,极端最低气温-38.5℃，最大风速24.0m/s,某稳定封冻期约4个月，多年平均封江日期为11月29日，多年平均开江日期为3月23日，实测最大冰厚0.77m. 1.2 基本资料

下水库大坝为混凝土重力坝，挡水坝段分普通坝段、门库坝段、导流底孔坝段。坝轴线方位为NE39.07196º,坝顶高程为70.1m，坝顶全长为336m（包括泄洪排沙闸和单孔溢流坝），最大坝高34.1m。普通坝段顶宽9.5m,门库坝段坝顶宽度16.5m。挡水坝的下游坝坡为1∶0.75。

泄洪排沙闸布置在主河床，中心线方位SE129.07196º,全长130m,坝顶宽度16.5m。共设7孔，每孔净宽14m，闸墩厚4m，溢流前缘净宽为98m。采用开敞