人民黄河YELLOWRIVER第45卷S12023年6月Vol.45，Sup.1Jun.，2023在混凝土坝工程中，为满足泄水、输水、灌浆和监测等必备功能，不可避免地需要在坝体内部布设一些孔洞结构，如电梯井、引水洞、泄洪孔及廊道系统等。这些孔洞结构的存在，使得大坝这类实体结构会出现空间上的不连续，产生局部应力集中现象，导致混凝土结构出现拉裂［1-2］。为改善孔洞受力状态，限制混凝土裂缝的开展，需适当配置钢筋保证孔洞的结构安全［3］。混凝土坝仿真计算除了研究大坝廊道结构的应力分布、变形等情况以外，还需考虑到孔洞结构属于非杆系结构，不适宜采用结构力学方法进行配筋设计，其配筋设计也依赖于大坝廊道的应力分布［4-5］。在整体模型上精细化模拟所有廊道，目前常用的处理方法主要分为3种。其一，考虑坝体与廊道结构的有限元模型边界共用节点，该方法会急剧增大廊道系统以外的有限元模型单元数量，对计算机的计算能力要求较高。孙建生等［6］利用该方法系统分析了清峪水库重力坝廊道周边应力，陈灯红等［7］利用该方法分析了龙滩重力坝引水道、闸门槽以及坝内廊道周边环向应力。其二，考虑在廊道结构与坝体结构间建立接触关系，但接触分析为非线性分析，同样对计算机的计算能力有很高的要求。其三，把廊道系统考虑为坝体结构的子模型，这样能平衡廊道系统仿真的精度与计算机计算能力不足的矛盾。戚蓝等［8］采用子模型方法对廊道结构进行计算，都得到了较好的仿真结果。子模型法是一种获取大型复杂结构局部区域精确解的有限元方法，是工程计算中解决计算机硬件条件不足的有力工具。本文采用子模型法对坝内预制廊道系统进行有限元分析，得到预制廊道周边的应力变形分布情况。将三维应力成果（主应力和环向、轴向的应力值）投影到廊道的横截面，结合结构周边应力进行线弹性应力积分得到拉力，运用规范公式进行配筋设计。1坝体廊道三维有限元模拟及配筋方法1.1坝体三维有限元模拟该碾压混凝土重力坝为福建省重点取水工程，位于鳌江流域上游。大坝全长为338m，坝顶高程194m，坝顶宽度8m，最大坝高91m。大坝分为13个坝段，由右岸非溢流坝段、中部溢流坝段和左岸非溢流坝段组成。选取典型溢流坝段（7#坝段，宽27m）及其廊道系统作为分析研究的对象，建立有限元模型（有限元模型采用Solid45单元，坝体结构共划分218637个单元、43011个节点）。模型系采用笛卡儿坐标系，坐标原点位于上游坝踵处，X轴正方向为顺水流方向，计算范围上下游各取约1.5倍坝高；Y轴正方向...
