由于山区远距离输水需求不断提高,高墩大跨连续刚构渡槽形式随之出现,相应增大了渡槽间伸缩缝的长度,传统渡槽伸缩缝在受力、形变和耐久性等方面已无法满足其长度增加的要求。为此,本文提出了一种新型的钢板伸缩节形式,设置在连续刚构渡槽与简支渡槽的端部连接处,并以黔中水利枢纽徐家湾渡槽连接段钢板伸缩节为研究对象,建立了结构几何非线性分析模型,分析了伸缩节在内水压力、轴向相对位移变位、横向相对位移变位以及竖向相对位移变位下伸缩节的应力水平,并依据有限元分析结果,对这种渡槽用伸缩节的力学性能进行了评价及参数优化分析,研究成果可作为相关工程设计、建造和应用的技术参考。主要研究内容包括以下四个方面:(1)结合渡槽伸缩节自身结构特点和受力特点,对渡槽用钢板伸缩节进行初步设计。(2)考虑结构几何非线性,对大型渡槽用钢板伸缩节进行有限元分析,分析在内压、位移荷载及二者组合作用下,各向应力大小及分布规律,并与美国膨胀节制造商协会标准(EJMA)计算值进行了对比。(3)对影响大型渡槽钢板伸缩节力学性能的参数进行分析,探究伸缩节各向应力随波形半径、波高、壁厚等波形参数变化规律;然后对伸缩节波形参数进行优化分析,同时建立两个相互独立的模型,分别施加轴向位移与内部压力,以伸缩节波高、壁厚、波纹半径为设计变量,以各向应力为结果变量,单元总体积为目标函数,确定减轻自重的优化尺寸。(4)在内压作用下,对有环箍约束伸缩节进行分析,采用接触单元模拟环箍与伸缩节的相互作用,提取接触波谷处的应力,并与未采用环箍约束伸缩节波谷处应力进行对比,结果表明环箍能有效的降低50%~70%波谷应力值。