一、闸墩结构计算: 1
计算模型: (1 )平面闸门的闸墩→固定于底板的悬臂梁→材料力学法 (2 )弧形闸门的闸墩→一边固定、三边自由的弹性矩形板→弹性力学法 2
主要荷载及荷载组合 ⑴主要荷载 结构自重; 水压力:纵向(顺水流方向),横向(垂直水流方向); 地震惯性力; 交通桥上车辆刹车制动力 ⑵荷载组合 (a)正常或非常挡水时期,闸门全关
→主要核算顺水流方向(纵向)的应力分布
平面闸门:闸墩底部应力,门槽处应力 弧形闸门:闸墩牛腿及整个闸墩的应力 (b)正常或非常挡水时期,一孔检修,相邻孔过水
→闸墩两侧有水头差,同时受到横向水压力和车辆刹车制动力
→主要核算垂直水流方向(横向)应力分布 (c)正常挡水时期闸门全关,遭遇强震
→主要核算垂直水流方向(横向)的应力分布
⒊平面闸门的闸墩的应力分析步骤 ⑴计算边闸墩和中闸墩的形函数:墩底水平截面形心位置和惯性矩 Ix、Iy,面积矩 Sx、Sy
图 9-25 闸墩结构计算示意图 ⑵计算墩底水平截面上的正应力与剪应力 ①顺水流方向(纵向):最不利情况是闸门全关挡水、闸墩承受最大上下游水位差
产生的水压力
边闸墩或受力不对称的中墩水平截面上有扭矩作用
闸墩边缘位于x—x轴上点的最大扭剪力可近似为: ②垂直水流方向(横向):最不利情况是一孔检修的情况,此时该孔上下游检修闸门关闭而相邻孔过水
→闸墩两侧有水头差,同时受到横向水压力和车辆刹车制动力等荷载
⑶垂直截面上的应力计算(门槽处应力计算) 对任一垂直截面位置,在任一高程取高度为 1m 的闸墩作为脱离体,其顶面、底面上的正应力和剪应力分布已由⑵得出,均属已知,由静力平衡条件可求出任一垂直截面上的N、M、Q,从而可以求出该垂直截面上的平均剪应力和平均正应力
在门槽处截取脱离体(取上游段闸墩或下游段闸墩都可以),将其作为固结于门槽位置的悬臂梁,同理可求得门槽处垂直截