北野场闸结构安全复核分析

主要以北野场闸为例,深入研究分析了水闸的结构安全。参照水闸设计规范对北野场闸闸室基底应力、抗滑稳定和抗浮稳定进行复核,并采用三维有限元法对其闸室结构承载安全状况（正常水位运行情况,正常水位运行遇顺河向、横河向地震情况）进行复核分析。结果表明,北野场闸闸室基底应力、抗滑稳定安全系数、抗浮稳定安全系数均满足相关规范要求,闸室混凝土结构应力不大,现有配筋可满足承载力要求。根据《水闸安全评价导则》的相关规定,北野场闸结构安全满足标准要求,评定为A级。     

基于ANSYS有限元分析下某小型水闸安全稳定性研究

利用ANSYS有限元分析平台,建立数值分析模型,获得了三种工况下水闸整体位移最大值出现在洪水期,位于闸室顶部两侧边墙,达69.824mm;水闸最大沉降量为69.920mm,满足水闸结构设计沉降要求。获得了运营期水闸第一主应力、第三主应力特征参数的最大拉应力、最大压应力值分别是三工况中拉应力、压应力最高值,分别为0.768MPa、3.081MPa,满足C30混凝土强度设计要求。获得完造期、运营期、洪水期三个工况下闸室与地基间抗滑安全系数,分别为∞、11.45、42.78,均处于安全设计合理区间内。论文为小型水闸类水工结构安全稳定性分析提供一定的参考依据。     

基于有限元的某节制闸安全复核

以新疆某水闸为研究对象,建立ANSYS有限元数值模拟模型,分析在不同工况下的水闸沉降变形和应力分布特征。计算结果表明,闸室地基最大沉降差为1.3 mm,沉降量在20.0～21.5 mm范围内,沉降变形满足要求;最大主拉应力主要分布在底板面层门槛,超过允许值,通过复核,配筋率满足要求。经过数值模拟分析,闸室稳定性满足要求。     

溢洪道闸室不对称受力变形及地震响应数值分析

溢洪道是洪水期间保证水库安全的重要设施,其结构安全稳定关系重大,为此规范要求大型水利工程需进行不对称受力工况的结构计算和地震工况动力法稳定计算,而传统结构力学方法难以完成。本研究采用三维有限元数值分析方法,对密云水库第一溢洪道改建工程新建溢洪道闸室的中墩、底板进行模拟试验,研究了不对称受力工况条件下的闸墩变形和地震工况下的闸墩抗滑稳定。定量分析结果表明:溢洪道闸室中墩在不对称受力工况条件下,侧向变形不超过0.1 mm,满足闸墩在闸门槽止水变形2 mm以内的要求,侧向位移小于现状溢洪道;地震工况抗滑稳定安全系数为6.39,满足地震工况抗滑稳定安全系数大于2.3的规范要求;因此新建溢洪道设计方案能够确保其在高水位下检修密闭性和高烈度地震下的安全稳定性。     

水闸闸室抗浮稳定承载能力极限状态分项系数套改研究

水闸工程已在水利水电工程中广泛应用,其结构的安全性需引起高度重视。但目前的单一安全系数法不能真实地反映结构的安全程度,宜采用分项系数极限状态设计法。水闸设计规范修订不仅包括结构的抗滑稳定及地基应力稳定,还需重视闸室的抗浮稳定。结合《（山区）水闸设计规范》修订之水闸结构设计分项系数套改研究选题,以《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》为指导,分析推导了闸室抗浮稳定承载能力极限状态方程,提出了对应的分项系数,辅以9座已建或待建水闸工程进行了成果合理性检验。     

基于ANSYS的某水闸除险加固稳定性分析研究

依据某水闸除险加固设计方案,利用ANSYS建模与理论计算模型,开展水闸的渗流、翼墙及闸室应力稳定性分析,采用拆除全部闸墩,保留闸室底板;以1.5孔1联重新修筑底板结构;拆除上、下游全部翼墙,以原有底板地基重新设计建设对称分布重力式翼墙。研究获得了闸室在正、反向挡水工况下渗透压力最大值分布区域与渗透坡降值,均低于允许值0.15~0.25。分析获得了上、下游重新设计修筑后基底压力均满足设计要求,且下游翼墙基底压力高于上游翼墙,地震动因素能削弱翼墙抗滑稳定性。研究获得了闸室结构应力分布云图、地应力均匀系数及抗滑安全稳定系数,均满足规范要求,拉应力仅在局部区域出现,最大拉应力为2.74 MPa,低于材料抗拉强度。论文为病害水闸等水利工程除险加固稳定性分析提供一定的参考。     

地基上水闸闸室结构性稳定分析研究

为了提高闸室结构的稳定性,研究建立三维有限元模型,分析天然地基和复合地基水闸闸室的应力沉降,同时分析闸室结构稳定性产生的影响。结果显示,复合地基相较于天然地基,闸室最大沉降量显著减小。在没有进行地基处理时,水闸闸室的最大竖向位移量为162.9mm;进行地基处理后的水闸闸室最大竖向位移量为36.19mm。两者相比,最大竖向位移减小77.8%。研究表明,复合地基可以有效提高闸室结构的稳定性,可为实际水闸工程提供实用参考。     

溢流面板堆石坝泄槽底板稳定及结构应力分析

基于推导的泄槽底板抗滑稳定安全系数计算式,运用正交设计的直观分析法进行底板稳定性敏感性分析,结果表明阻滑板长度、底板长度和溢流平均速度是影响底板稳定的重要因素。从底板的抗滑稳定角度,分析及计算底板最大允许流速范围为15.33⁴0.67m/s。最后以实际工程为例,分析了泄槽底板在单一阻滑板加固作用下的抗滑稳定性以及阻滑板与底板的应力。     

土基上闸室抗滑稳定承载能力极限状态与分项系数套改研究

目前水闸工程结构设计所采用的设计准则仍为单一安全系数法,该方法不能定量、科学地反映水闸工程的可靠性。遵照《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》(GB50199-94),在查阅了国内外大量相关文献资料基础上,主要进行了土基上水闸抗力参数统计特征,闸室抗滑稳定承载力极限状态表达式的提炼以及分项系数的研究,首次较系统地提出了土基上闸室抗滑稳定的承载能力极限状态表达式及分项系数(套改),并以四川省七座水闸工程予以检验其合理性。     

渭河拦河闸闸室抗震安全复核

以渭河拦河闸为例,基于ADINA有限元分析软件,建立拦河闸三维有限元模型,采用振型分解反应谱法对闸室结构进行地震动响应计算分析,并根据计算结果对拦河闸进行抗震安全评价。计算结果表明：拦河闸闸室结构前5阶振型主要体现为横梁和机架桥结构的振动,符合一般规律;边孔横梁与机架桥联接部位以及机架桥与闸墩联接部位出现了较大拉应力,其最大拉应力数值超过了混凝土动态抗拉强度标准值,但考虑局部配筋量后,拉应力数值满足安全需求;在地震作用最不利工况下,拦河闸整体闸室结构抗滑稳定安全因数为1.68,满足安全需求;拦河闸抗震安全满足标准要求,其抗震等级评定为A级。     

颍上县大黄闸闸室结构安全复核分析

闸室安全复核是水闸安全鉴定中的重要内容,涉及水闸地质条件、结构形式及材料性能等诸多方面。闸室安全复核的关键在于应用科学合理的计算分析方法。本文结合工程实例,针对整体式底板闸室结构特点及其水文地质条件,采用理正结构设计有限元分析软件建立闸室结构安全分析模型,分别对不同计算工况下闸室结构安全进行复核计算。复核结果表明：该水闸闸室基底应力、闸室抗滑稳定安全系数以及闸底板和闸墩结构强度均满足规范和设计要求。采用有限元分析方法,较之传统的方法,可极大地提高水闸安全复核的精度和效率,分析方法对同类水闸工程安全分析具有借鉴价值。     

峡江水利枢纽工程11~#泄水闸深层抗滑稳定分析及加固方案研究

针对峡江水利枢纽工程11#泄水闸的设计变更方案进行闸基深层抗滑稳定分析,在抗滑稳定安全系数不满足规范要求的情况下,提出合理可行的加固方案,使其经加固后满足规范要求,以保证工程施工顺利进行.     

曹娥江大闸闸室结构设计

曹娥江大闸闸室结构施工图设计阶段,综合考虑到结构跨度大及滨海环境特点,闸底板、胸墙、交通桥及轨道梁采用常规结构配筋形式很难满足限裂要求,主体结构均采用预应力张拉措施,使拉应力全部由预应力钢绞线承担,最大限度地减小混凝土结构裂缝出现的可能,设计理念有了较大转变,抗裂验算均满足规范要求。     

Kokhav Hayarden抽水蓄能电站上、下库坝坡抗震稳定分析

参考国际水电工程的相关要求对以色列Kokhav Hayarden抽水蓄能电站上、下库坝坡进行抗震稳定分析。采用以色列英文版抗震设计规范SI 413—2013确定深厚覆盖层上坝体建基面加速度反应的峰值、加速度设计反应谱和时程输入加速度,进而采用美国规范ASCE 7-05和ICOLD等建议的三种常用拟静力法和拟动力法(Newmark滑块位移法)对建立在深厚覆盖层上的上、下库坝坡进行运行地震和最大设计地震下的抗震安全性复核。由不同允许滑动位移下的拟静力安全系数和坝坡地震滑动位移量计算结果可知,Kokhav Hayarden抽水蓄能电站上、下库坝坡均能满足OBE地震下坝坡位移小于5 cm的工程技术安全控制要求,坝坡抗震设计满足规范要求,上、下库坝坡在OBE和MDE地震下具备良好的抗震稳定性。研究成果对国际工程中深厚覆盖层上土石坝坝坡抗震设计和安全评价具有重要的参考价值。     

软岩地基进水塔群的侧向抗滑稳定的分析

位于高地震烈度区的卡拉贝利水利枢纽工程,其联合进水口的高大塔群坐落在软岩之上,塔基形成有坡度的建基面,侧向抗滑问题值得关注。塔基侧向抗滑稳定需考虑多个建筑物、构筑物之间的荷载传递,给设计计算带来困难。本文借鉴重力坝深层抗滑稳定分析的“等安全系数法”原理,编制程序,计算得出抗滑稳定安全系数,为解决塔群地基侧向抗滑的设计计算提供了一种途径,对类似工程的设计有借鉴意义。对影响抗滑稳定安全系数的河床滑出块底面倾角、岩-砼摩擦系数进行了敏感性分析。     

楠溪江供水工程施工期观测资料分析

楠溪江供水工程观测设施设置了闸基渗压计、闸段伸缩缝测缝计及闸室底板钢筋计等仪器设备。本文对工程施工以来的观测数据进行整理分析,为工程验收提供依据。通过分析得出,水闸表面变形较小,各闸段之间相对变形量较小,水闸稳定,整体性好;闸基渗压计测值变化稳定,测值较小;钢筋计测值较小,最大拉压应变均在设计范围。目前未发现异常现象,水闸处于正常状态。     

张峰水库溢洪道闸室预应力锚索施工

张峰水库溢洪道闸室底部存在软弱夹层,对地基稳定不利,设计单位采用预应力锚索进行加固处理,以提高其抗滑稳定性。文中对预应力锚索从施工参数的确定,到施工的每个环节进行了详细的阐述。     

莲阳桥闸重建工程拦河闸基础处理方案优化设计

莲阳桥闸重建工程拦河闸基础为浅层中粗砂,底下深厚淤泥、淤泥质软弱土层,为保障拦河闸的抗液化及抗震陷稳定、均匀沉降及控制总沉降量,其基础处理方案采用了水泥搅拌桩.本文对在深厚软弱土层地基上拦河闸基础处理的水泥搅拌桩方案设计及优化进行了介绍,供类似工程参考.     

水闸混凝土结构关键部位温控防裂研究

由于水闸底板结构属于薄板结构,层厚较薄,其混凝土内部温度随年气温呈周期性变化,无稳定温度,给其最高温度控制标准的制定带来了一定困扰。为此采用有限元仿真分析方法,以某水闸为例,就水闸结构的最高温度温控标准、关键部位防裂重点及防裂措施进行了重点分析。通过计算可知,该水闸混凝土的最高温度控制标准按照32℃控制为宜;低温季节混凝土浇筑完成后及时保温可降低拉应力19%,上下层温差按照15℃控制,安全系数1.65。结果表明:水闸结构最高温度控制标准按照基础温差加闸底板结构各浇筑层第二年温度的最低值确定为宜;低温季节混凝土浇筑完成后应及时保温;闸墩与底板混凝土的上下层温差控制是闸墩结构防裂的重点之一,需从严控制。