论文摘要
我国目前有大量已建水利水电工程，它们在国民经济建设中发挥了巨大的社会效益和经济效益。但是，有的运行年限比较长，存在老化病害现象；有的工程设计安全度偏低，不能满足目前规范的要求。所以，寻求老坝切实可行的修补加固方案就成为当务之急，而目前通常采用的放空水库和水下施工两种方案都需要巨大的经济投入，所以，急需探索一种新的修补加固方案，在不放空水库的条件下，局部创造干作业面进行彻底的修补加固。。本文针对丰满大坝的修补加固，利用在建筑工程以及公路桥梁领域得到较为广泛应用的箱梁结构和预应力索-拱结构，提出了一种新的修补加固方案—浮式拱围堰修补加固方案。（1）浮式拱围堰是一个空间壳体结构，一方面利用拱的工作原理，将承受的水平水压力变为轴向压力传递到大坝上游面；另一方面，拱结构断面采用箱型结构，可以利用充水或排水办法来调节拱围堰的沉浮。并且可以被拖轮牵引到指定地点，重新创造出另一个“干作业”环境进行施工。（2）利用ANSYS有限元分析软件，建立三维有限元模型，对不同线型的浮式拱围堰结构进行了数值分析，计算出了不同线型、不同工况下结构的应力应变情况，并在此基础上，对结构进行了进一步的优化。最后，提出了不同工况下的4种较可行的浮式拱围堰结构型式。（3）通过分析浮式拱围堰施工过程中需要面临的问题，设计了一套较切实可行的施工方案，其中包括预制、箱梁运输、拱围堰组装、清淤、拱座安装、拱围堰就位、水泵排水、拱围堰转移以及拱围堰冬季施工等各项内容。与放空水库，水下修补等施工方案相比，这种修补加固方式如果得以推行，可以在保证修补加固效果的前提下，大幅度削减相应的工程造价，为我国大量水利水电工程的修补加固开辟了新的途径。所以，对于这种新型结构的数值模拟分析研究以及施工方案设计，具有重大的参考价值和实践意义。