论文以某高拱坝坝身泄水孔U形锚固预应力闸墩为研究对象,这种结构的特点是:孔口设计水头高,工作门承受的水推力大;出口工作门闸墩为大悬臂结构,且其对应部位的坝体较薄,坝体与闸墩不分缝,坝体应力大;深孔流道为有压段,为满足水力学要求,进出口孔口高宽比不同,受坝体应力影响,孔口应力较大;下游悬臂较长,弧门的支撑结构为闸墩和大梁组成的空间结构,结构复杂,仿真难度大;相对于其它形式的预应力闸墩锚固形式,目前对U形锚固闸墩的作用机理、数值模拟等的研究较少。论文在前人对U形锚固闸墩研究的基础上,进一步探讨了U形锚固方式的作用机理,提出了行之有效的数值模拟方法。针对以往对拱坝泄水孔口闸墩有限元分析计算过程中存在的边界条件过于简化,难以反映整个坝体应力及地基对坝体孔口应力影响的不足,用子模型方法对某高拱坝泄水孔口预应力闸墩进行了分析。通过用子模型法和传统边界简化模型两种方案的计算,分析了闸墩在不同工况下的工作性态和应力分布规律,总结了结构关键部位的受力特性和应力分布规律,为优化闸墩结构和主、次锚索布置提供了依据。从两种方案的对比分析可以得出,相对于传统计算方法,子模型方法可以得到结构关心区域更加精确的数值解,有利于提高计算精度,使得对于处理大型复杂的水工建筑物模型成为可能,且有效地考虑了坝体应力和地基的影响,是解决大型复杂水工建筑物数值模拟的有利途径。从子模型计算分析的结果可以看出,在没有施加预应力的情况下,U形锚固区前端的流道侧壁上产生了较大的拉应力,超过了混凝土的抗拉强度。论文通过验证方案的对比分析,找出了产生结果的原因。相对于竖井对拉式锚固,U形锚固闸墩在坝体内的锚固只需埋设环形钢管成孔,基本不削弱坝体的受力截面,且环形锚固周围的应力分布比竖井对拉式的直线形锚索要均匀,是解决高拱坝泄水孔口闸墩应力的有利途径,值得同类工程设计参考。