超高扬程垂直升船机塔柱结构型式及抗震性能分析

为确定升船机塔柱结构筒体尺度,将高扬程升船机塔柱结构简化为薄壁筒体结构,控制塔柱顶部位移满足相关规范要求,基于悬臂梁法,编写程序计算筒体宽度与壁厚之间的关系。根据塔柱结构设计原则和使用要求,在保证混凝土用量相近的条件下,拟定了固定壁厚、变壁厚两种超高扬程塔柱结构型式尺度;采用ABAQUS有限元软件建立了固定壁厚和变壁厚两种塔柱结构计算模型,分析了超高扬程大型升船机塔柱结构在三种不同烈度地震荷载下的动力响应。计算结果表明,在不同地震烈度作用下,变壁厚塔柱结构的顶部位移及加速度、惯性力、筏形基础的拉、压应力较小,变壁厚塔柱结构的抗震性能优于固定壁厚塔柱结构。     

66 kV干式空心并联电抗器抗震特性仿真分析

应用ANSYS软件建立了66 kV干式空心并联电抗器的三维有限元模型,在运用Block Lances法对电抗器结构进行模态分析的基础上,采用振型分解法对8烈度等级下电抗器结构进行了地震响应分析计算.计算结果表明,地震动作用下电抗器的垂直位移要比水平位移小一个数量级,但水平应力却与垂直应力相差不大;支架部分结构是整体结构中最复杂的部分,而且从分析计算中发现该部分是结构中最薄弱的部分,应该是抗震分析中首要关注的地方,特别是绝缘子部分,其许用应力较低,是结构抗震强度验算的关键;电抗器结构在地震动作用下能满足抗震设计强度要求,应力集中处的最大应力小于材料屈服极限.     

考虑复杂因素影响的升船机塔柱地震响应分析

以景洪水电站水力浮动式升船机为例,研究升船机高耸塔柱在地震工况下的动力响应及地震响应影响因素。采用时程分析法计算升船机塔柱在三向地震作用下的位移、加速度和应力响应,同时对竖井内水体和塔柱的流固耦合作用、地基辐射阻尼效应及鞭梢效应等因素对塔柱地震响应的影响做了对比分析。结果表明,水力浮动式升船机塔柱结构应力状态复杂,塔柱联系梁、竖井矩形截面四角等部位出现明显的拉应力集中;水体流固耦合模型比竖井无水工况塔柱各高程应力提高了0.4%~12.3%,水体附加质量法较水体流固耦合模型计算结果差别较大;地基辐射阻尼效应等因素对塔柱地震响应的影响显著,在塔柱地震响应分析时应给予重视。     

高拱坝流固耦合动力特性研究

高拱坝的动力特性分析是高坝抗震设计的重要内容。结合拉西瓦拱坝,考虑流固耦合作用及粘弹性边界影响,建立拱坝—地基—库水三维有限元模型,以研究库水对拱坝结构振动频率和振型的影响,借助反应谱理论对拱坝进行反应谱计算与分析。结果表明,坝体位移以顺河向为主,位移最大处出现在坝顶;坝体应力主要为拉应力,应力最大处出现在坝顶附近,计算结果与事实情况相符,符合拱坝震动的一般规律;在设计反应谱的振动作用下,该拱坝未出现大范围的破坏,满足《水工建筑物抗震设计规范》要求。     

全平衡钢丝绳卷扬垂直升船机的安全锁锭装置方案探讨

针对采用齿轮齿条爬升加短螺柱、长螺母的安全锁锭装置存在的问题,提出一种全平衡钢丝绳卷扬垂直升船机的安全锁锭装置,采用电气同步轴和短螺柱微调装置解决短螺柱与主提升设备的同步运转及短螺柱在长螺母中的定位问题,同时采用短螺柱微调装置缩小短螺柱、长螺母的径向尺寸并降低长螺母的安装精度,并提出了短螺柱组装、长螺母、短螺柱微调与承船厢的连接方法,在正常时不影响升船机升降,事故时短螺柱组装、长螺母与承船厢刚性接触可使承船厢安全锁锭。与三峡升船机的对比结果表明,全平衡钢丝绳卷扬垂直升船机的安全锁锭装置在技术上具有可行性。     

水电站进水塔结构抗震性能评估

水电站泄洪洞进水塔作为地下隧洞的首部结构,其安全性关系到整个水电站的安全和效益。采用大型三维有限元程序ANSYS对某水电站泄洪洞进水塔结构进行了抗震分析,计算分析了进水塔结构的自振特性,通过反应谱法计算了在顺水流方向、垂直水流方向和竖直方向地震共同作用下进水塔结构的动位移、动应力分布等动力响应情况,并将动力计算结果与静力计算结果进行叠加,评估了进水塔结构抗震性能。结果表明,进水塔结构的变形与强度均能满足要求,但其抗震薄弱部位应力较大,在结构设计时需采取特殊措施以确保塔体结构的安全。     

不同混凝土浇筑成型方式下高耸进水塔结构动力特性

为探究不同混凝土浇筑成型方式对进水塔的影响,使用时程分析法计算了地震作用下进水塔结构在不同浇筑成型方式下的动力响应,分析了塔体的动力特性,研究了浇筑成型方式对进水塔结构应力、位移的影响。结果表明,整体浇筑时进水塔横梁、拦污栅墩、纵梁处的第一主应力较分开浇筑时有较大改善;塔体与塔背回填混凝土整体浇筑时进水塔顺河向、竖向、横河向的位移最大值较分开浇筑时有一定幅度的减小;采用塔体与塔背回填混凝土整体浇筑的浇筑成型方式,能有效降低进水塔结构的位移与应力,对其抗震性能的改善具有重要作用。     

某灯泡贯流式水电站不对称厂房抗震分析

为研究某左右不对称灯泡贯流式厂房结构在静动力荷载作用下的位移、应力分布规律,采用三维有限元动力反应谱法对其进行抗震分析,计算中采用完全二次项组合(CQC)法考虑双向的扭转耦联作用,应用Westergaard公式考虑地震动水压力。结果表明,该厂房位移应力分布合理,可为同类工程提供参考。     

强震作用下南水北调双洎河渡槽结构非线性分析

渡槽作为一种常用输水建筑物,若处于地震高烈度区,抗震性能对其运行安全至关重要。为此,基于有限元分析软件ABAQUS开发了一种适用于大型双槽渡槽结构——南水北调双洎河渡槽工程的模拟钢筋混凝土材料非线性的纤维梁单元子程序,开展非线性地震响应分析,得到关键部位应力-应变曲线,以及跨中位移、速度、加速度、墩底弯矩、剪力时程曲线等。计算结果表明,强震作用下双槽渡槽非线性模型与线弹性模型地震响应差异较大,其中跨中位移、速度、加速度峰值非线性模型计算结果均有所增大;而墩底弯矩、剪力峰值有所减小;相同调幅下不同场地地震波的输入对结构响应峰值也有影响。所得结论为双槽渡槽结构的抗震设计计算提供了参考。     

基于IDA法和Pushover法的墩—桩结构整体抗震性能研究

针对以往大都以单墩为模型进行桥墩抗震性能分析的问题,以墩—桩整体结构为计算模型,考虑动水压力的影响,分别采用增量动力分析方法和静力弹塑性分析方法分析了某跨海大桥的整体抗震性能,得到了桥梁结构的基底剪力—墩顶位移关系曲线,并以增量动力分析方法的结果为基准,研究了静力弹塑性分析方法用于墩—桩结构抗震设计的可靠程度。结果表明,静力弹塑性分析方法可准确、简明地评估桥梁结构的抗震性能,可满足工程要求。     

基于三维粘弹性边界的升船机塔柱结构地震响应分析

以金沙江下游支流上某拟建升船机塔柱结构为例,通过ABAQUS有限元软件,采用编写的计算程序实现了三维粘弹性边界及地震动输入,并通过算例验证了所提方法的正确性。采用考虑无限地基辐射阻尼的三维粘弹性人工边界模型及无质量地基模型,分析了高扬程大型升船机塔柱结构在横河向及顺河向7度地震作用下的动力响应。结果表明,塔柱结构顶部横河向位移大于顺河向;塔柱筒体与筏形基础接触面出现应力集中现象,承受较大的压应力,筏形基础顶部中间部分两端承受较大的拉应力;与无质量地基模型计算的动力响应相比,粘弹性人工边界模型计算的塔柱结构动力响应相对较小。     

某大型升船机振动模型设计中的关键问题探讨

为了解某大型齿轮齿条爬升式升船机塔柱结构抗震性能,根据中国建筑科学研究院大型三向六自由度模拟地震振动台承重能力制作了1∶25的升船机模型,但在模型设计过程中遇到了模型材料及其配比选择、动力相似关系确定（模型初始相似常数、底部筏基对自振周期的影响、底部筏基对应力及船厢耦合力的影响、模型最终相似常数）、船厢与塔柱间耦合力测定、模型制作及吊装几个关键问题,对此进行了深入分析和探讨,为下一步模型在振动台上顺利进行试验奠定了基础。     

三峡升船机闸首卧倒门支铰结构优化改造

为分析三峡升船机试运行期间闸首卧倒门支铰连接螺栓断裂的原因,采用理论计算与有限元分析相结合的方法,计算了支铰连接螺栓的拉应力与支铰连接板弯扭折算应力,并据此提出了闸首卧倒门支铰的三种优化改造方案,结合现场实际情况分别指出了各方案的技术难点,可供设计单位在闸首卧倒门支铰优化设计时参考。     

水体与塔楼耦合作用对升船机上部机房的动力影响

通过景洪水电站水力式升船机塔楼、机房1/50结构模型振动台试验,获得了塔楼、机房结构的动力特性和对输入地震波的动力响应,发现上部机房结构产生明显的鞭梢效应与扭转效应。通过对比试验分析了竖井内水体与塔楼耦合作用可使上部机房结构的自振频率下降、主机房结构在地震波激励下的动力响应减弱,表明竖井内水体与塔楼的耦合作用在一定条件下具有消能减震的作用。研究结果可为深入研究上部主机房鞭梢效应与扭转效应提供依据。     

水平往复荷载下砂性地基PHC管桩抗震性能分析

为研究水平往复荷载下砂性地基预应力高强混凝土(PHC)管桩的抗震性能,采用有限元软件ABAQUS建立三维PHC管桩-砂土模型进行非线性分析。通过对比有限元分析结果和试验结果,验证了该模型的可靠性。通过在桩顶施加水平往复荷载,利用该有限元模型分析了PHC管桩滞回特性、位移延性、耗能能力和累积损伤,研究了轴压比、入土深度、砂土内摩擦角和孔隙比等因素对PHC管桩抗震性能的影响。计算结果表明,水平往复荷载下PHC管桩和桩周砂土逐渐产生塑性且塑性区逐渐扩大;减小轴压比或砂土孔隙比、增大入土深度或砂土内摩擦角均可改善砂性地基中PHC管桩的位移延性和耗能能力,降低PHC管桩的累积损伤,提高PHC管桩抗震性能;轴压比是影响PHC管桩抗震性能的重要因素。研究成果可为PHC管桩码头抗震设计提供参考。     

渡槽斜面导向自复位减隔震支座设计及其隔震性能分析

为了使渡槽结构具有良好的减隔震性能及震后自复位功能,在球型支座基础上开发了一种斜面导向的自复位减隔震支座。首先介绍了斜面自复位减隔震支座的构造特点及隔震机理,然后对该支座进行足尺试验并与理论模型对比,最后采用ABAQUS有限元软件分析单跨渡槽结构的地震反应及减隔震效果。试验结果表明,该支座具有稳定的减隔震性能,由试验得出的荷载和位移的关系曲线与提出的理论曲线趋势基本一致。数值算例结果显示该新型支座能够显著减小地震反应,支座残余位移0.4mm,具备了很好的自复位效果。     

某渔业资源调查船柴电混合动力系统设计及应用

基于船舶动力系统设计平台,根据某渔业资源调查船运行工况,从柴电混合动力系统运行模式分析、设备选型分析、推进轴系回转振动分析等方面着手,开展柴电混合动力系统设计.设计的柴电混合动力系统与传统柴油机动力系统相比,装机功率降低了 17.9％,油耗降低了 6.5％.经实船应用,各项性能指标均满足技术要求.     

斜面升船机下游入水区水流流态及导航建筑体型的研究

以石泉水电站斜面升船机下游入水区及导航建筑为研究对象，通过模型试验，探讨了大坝下游斜面升船机入水区水流流态及流速分布情况。在设计方案的基础上，通过多次修改及放水试验，并在斜面升船机入水区采取了工程措施，才使升船机入水区流态平稳，流速大大降低，达到了行船设计要求。