Page 34 - 水利学报2021年第52卷第11期

300
0
200
-50
剪力/kN 100 （kN · m） -100

弯矩/ -150
0
-200
-100
-250
-200
-300
0 2 4 6 8 10 0 2 4 6 8 10
x/m x/m
图 28 张弦梁剪力 图 29 张弦梁弯矩

550
500
450
剪力/kN 400
350
300
250
200
150
0 2 4 6 8 10
x/m
图 30 张拉索轴力

表 10 牛腿和立柱内力

剪力/kN 弯矩/（kN·m）
本文方法计算值 有限元计算值 本文方法计算值 有限元计算值
牛腿 253 270 63.25 66.5
立柱 924.09 990.58 2849.5 3040.69

弯矩大于其它榀。由图 30 可知张拉索最大拉力为 564.49 kN，与简化方法计算值误差为 23%。由表 10
可知牛腿的剪力和弯矩本文简化方法计算值与有限元计算值之间的误差为 5.4%和 5.1%；立柱的误差
为 7%和 6.7%。

5 结论

（1）基于“柔性消能”理念，结合张弦梁结构和竖向预应力锚杆技术，克服传统防治结构截面尺寸
大、深埋和不经济等问题，改善被动受力的状态，提出一种新型地锚张弦梁式泥石流格栅坝。该结
构既可改善结构受力性能、增加结构整体抗冲击能力、保证结构安全可靠，又能减小结构构件截面
尺寸、节约成本、便于现场施工组装和后期运营维护，设计理念新颖、技术先进可行、工艺简单，
是一种轻柔性防治结构，具有较好的应用前景。
（2）根据泥石流荷载分布和结构受力特征，给出了新型地锚张弦梁式泥石流格栅坝各构件简化的
内力计算公式。基于结构内力计算方法，利用 Python 语言和 Qt Designer 软件，开发了界面友好、操
作简单和实用的设计计算软件。
（3）结合算例，对新型地锚张弦梁式泥石流格栅坝进行了内力求解。结果表明：竖杆易发生剪切
脆性破坏；立柱内力最大，破坏将危及整个结构的安全，后果严重。可在实际工程应用中借鉴抗震
设计中的“强柱弱梁”概念，考虑承载力储备，保证结构的安全性。

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