小湾拱坝横缝配筋的非线性地震反应分析

小湾拱坝是待建的世界上最高的拱坝 ,由于强震作用下横缝张开对止水和坝体安全不利 ,是否采取横缝配筋的抗震加固措施是设计者迫切需要从理论上解决的问题。为此 ,首次将考虑横缝配筋的拱坝非线性分析模型应用于小湾拱坝横缝配筋的地震反应分析 ,计算结果表明 ,横向配筋可以显著控制拱坝横缝张开度、加强拱坝整体性并一定程度减缓由于横缝张开导致的梁向应力恶化的程度 ,但为防止梁向开裂 。

强震区高拱坝横缝配筋抗震措施

为了增强拱坝在强地震作用下的整体性,可采取横缝配筋抗震措施,但这方面的研究还很不完善。该文基于钢筋与周围混凝土的粘结滑移特性,提出了考虑钢筋滑移的拱坝横缝配筋动力非线性分析模型,并加入到程序ADAP-88中。作为工程应用,对292m高的小湾拱坝的横缝配筋问题进行了详细研究,结果表明,在合理配筋时,横缝开度减小,拱向作用增强;钢筋不屈服,钢筋滑移不大;钢筋最大粘结长度约为25倍钢筋直径。因此,为了节约钢筋,拱坝横缝配筋可以考虑按插筋方案布置。

拱坝横缝配筋动力响应的模型试验和计算分析

配置横向跨缝钢筋后,拱坝在动力荷载下的非线性响应是高拱坝领域的一个重要课题。该文在采用脆性材料制作的带横缝配筋拱坝模型的基础上,通过振动台模型试验研究了带横缝拱坝在谐波和地震波作用下的动力响应,并运用改进的拱坝非线性分析有限元程序ADAP-88(增加配筋数值模型)进行计算比较。试验结果验证了横向配筋数值分析模型的正确性,揭示出带横缝拱坝在地震荷载作用下的一些反应规律,包括配置跨缝钢筋可明显减小强震作用下横缝的张开度,防止止水遭到破坏,并明显提高拱坝的整体性。

配筋和预应力下拱坝动力特性的模型试验研究

通过坝体横缝配筋和施加拱向预应力的拱坝模型振动台试验,研究了不同配筋率和预应力的变化对拱坝动力特性的影响。通过振动台输入的几组典型动荷载(白噪声和谐波荷载等),来观测模型拱坝的动力反应,并进行相应的有限元分析。结果表明:在配置横缝钢筋之后,拱坝的动力性能出现明显的改变,固有频率得到明显提高;施加预应力之后,坝体的固有频率也得到一定的改变,而动载下的缝开度则明显减小。相比较而言,预应力增加对减小横缝的开度反应更为有效,而配筋的增加则对改善拱坝的整体性作用更加有效。

强震区高拱坝的两种抗震措施效果研究

为研究拱坝在坝体上部跨横缝配筋和设置阻尼器两种抗震措施效果,以大岗山拱坝为例,基于在有限元软件ABAQUS平台上二次开发的有限元模型分析,采用限制缝面切向滑移的接触单元模型模拟切向完全约束的高拱坝横缝在地震动荷载作用下张开、闭合的非线性力学行为,并采用点点接触的弹簧单元模型表示横缝插筋的作用,应用ABAQUS中的阻尼器模型考虑设置阻尼器的作用。计算结果表明,两种措施均可控制强震区高拱坝在强震作用下横缝开度,但设置粘滞阻尼器后抗震作用不明显。