大型预应力混凝土闸墩结构模型试验研究
李树山 一，解 伟 ，魏 鹏 ， 闰 飞 ，张世宝
(1．郑州大学环境与水利学院，河南郑州450002；2．华北水利水电学院，河南郑州450011)
摘要：对蒲石河电站大型预应力混凝土闸墩结构进行仿真模型试验研究。根据模型试验测试和有限元计算结果，
分析不同的预应力筋张拉工序对闸墩颈部预压效果的影响规律，确定合理的预应力筋张拉工序；研究双侧弧门关闭
工况下闸墩颈部受力状态：研究在单侧弧门关闭工况下闸墩结构的超载能力，提出需要改进的结构设计建议。
关键词：闸墩；预应力混凝土；模型试验；应力；超载能力；蒲石河抽水蓄能电站
M odel Experimental Study on Large-scale Pre-stressed Concrete Pier Structure
Li Shushan 2，Xie W ei。，W ei Peng ，Yan Fei ，Zhang Shibao
(1．School of Environment and Water Conservancy，Zhengzhou University，Zhengzhou Henan 450002；
2．North China Institute of Water Conservancy and Hydroelectric Power，Zhengzhou Henan 45001 1)
Abstract：The model test for Pushihe Pumped Storage Power Station pre-stressed concrete pier was carried out and the
numerical simulation was conducted by three-dimensional finite element．The reasonable tension procedure is proposed after
analyzing the effect of different strands tensioning procedure on pier neck stress．The improvements on pier structure design
are proposed after analyzing the pier neck stress under the operating condition of two ace gates closed and the over—load
capacity of pier structure under the operating condition of single ace gate closed．
Key W ords：pier；pre-stressed concrete；model test；stress；over-load capacity；Pushihe Pumped Storage Power Station
中图分类号：TV32(231) 文献标识码：A 文章编号：0559—9342(2010)05—0076—03
1 工程概况
蒲石河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60 km． 总装机容量1 200
MW ，是我国东北地区第一座大型抽水蓄能电站。
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组成。泄洪排沙闸布置在主河
床， 由WES实用堰、边墩、中墩组成。两孑L口中心
线间距为18 In，-~：fL孑L口宽14 ITI，闸墩高34．1 m。
两孔控制堰之间设置结构缝．分为两个独立的整体
结构。每孔设弧形工作闸门和检修闸门， 中墩为
“上” 形结构。闸墩厚4 In。弧门支撑为C40混凝土
的牛腿式锚块结构． 闸墩采用C30预应力钢筋混凝
土， 溢流面采用C30混凝土，表面布置防冲耐磨混
凝土，弧门最大推力达34 000 kN。经过初步计算
分析。采用常规混凝土结构闸墩厚度大，难以保证
多种工况下混凝土抗裂设计要求，不利于长期持续
困Water Power Vo1．36．No．5
荷载作用下的正常使用， 因此采用预应力技术设计
方案。通过结构内力计算和三维有限元分析，选定
中墩锚块尺寸为5．5 mx5 mx7．6 In．在墩身及锚块部
位布置预应力锚束。通过主锚束施加预压应力后，
能有效抵消弧门水推力在闸墩与锚块连接的颈部及
其附近区域引起的拉应力。中墩布置2排8层共16
束主锚束。锚块内布置3排5层共15束水平次锚
束， 次锚束施加预应力能减小主锚束张拉时在锚块
内产生的次生拉应力。
预应力闸墩结构仿真模型试验是在理论计算分
析基础上进行的，模型试验的任务是『lI：① 确定模型
混凝土配合比设计， 使模型混凝土能准确地反映原
型混凝土的物理力学性能；② 通过预应力锚束的张
收稿日期：2009一l】一l0
基金项目： 国家自然科学基金项目(50779018)；河南省科技创
新杰H{人才计划(094200510011)；河南省创新型科技团队支持计划
作者简介：李树山(1977一)， 男，辽宁绥中人， 讲师，博士
研究生，主要从事水工结构试验研究．

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