预应力效应对渡槽动力特性影响分析

作为大型输水建筑物,渡槽的动力特性最能反映结构的整体力学性能和在空间力作用下变形的先后顺序。对有肋和无肋的矩形渡槽和U形渡槽不同预应力筋配置方式的动力特性进行了分析,结果表明:对于矩形渡槽,竖向预应力筋显著降低了结构整体刚度,矩形渡槽加肋可大幅提高结构的刚度;对于U形渡槽,环向预应力筋降低了结构的整体刚度。渡槽有很强的刚度,预应力不能改变振型出现的先后顺序。结合静动力分析结果,推荐使用U形渡槽。     

大流量薄壁渡槽槽身张拉工艺仿真研究

沙河渡槽工程是南水北调中线的主要控制性工程,渡槽槽身为预应力钢筋混凝土梁式结构,单跨30 m,槽身U型,直径8 m,槽身壁厚35 cm,共228榀槽。槽身纵向预应力钢绞线27束,采用两端同时施加预应力方式,环向预应力初步设计119束,张拉施工量大,按老的张拉方法,待张拉全部完成后再将槽身起吊、移动,占用预制台座的时间长,必将严重制约槽身预制的施工进度,进而会影响整个渡槽工程的完工时间。研究项目通过建立张拉仿真模型,对渡槽预应力钢绞线的张拉施工顺序产生的应力场进行仿真研究分析,优化了环向预应力筋布置,优选出合适的张拉次序,采用分级、分步张拉方式,减少张拉工艺占用台座的时间,将大量张拉工作量放在存槽台座上完成,提高了预制效率及预制进度。     

陈淌坪渡槽预应力筋张拉顺序优化数值模拟研究

以陈淌坪渡槽为例,根据陈淌坪渡槽在完建期预应力筋的张拉方案,提出两种预应力筋张拉顺序方案,运用分析软件ANSYS对预应力渡槽的两种张拉顺序方案进行分析,在渡槽预应力筋的张拉顺序方面为设计者提供理论依据,以期能为类似工程的施工提供参考。     

U形和矩形混凝土渡槽温度应力对比分析

通过热-结构顺序耦合、三维有限元分析表明,U形和矩形渡槽温度应力大体相当,对于U形渡槽应注意横向应力,对于矩形渡槽应注意竖向应力.冬季工况下应采取适当的保温措施,注意应力超标,避免裂缝发生.     

湍河渡槽槽身预应力施工技术应用及效果评价

根据湍河渡槽原型试验槽试验数据,研究了湍河大跨度薄壁U型渡槽工程双向预应力张拉施工工艺,提出了详细的、可操作性的预应力张拉、灌浆和封锚的施工工艺,并结合湍河渡槽的安全监测数据对张拉效果进行评价。结果表明:采用该施工工艺可以满足渡槽质量控制要求,对同类渡槽工程预应力张拉的设计施工具有一定的借鉴意义。     

大型渡槽后张法三向预应力施工技术

通过南水北调中线一期工程高邑赞皇段大型渡槽预应力施工实践,探讨了后张法三向预应力施工相关技术及质量控制。提出在后张法三向预应力施工中,张拉顺序是施工关键,在预应力钢绞线或钢筋张拉时采用张拉应力和伸长量2个指标双控能有效控制张拉质量。     

混凝土结构锚索预应力损失影响因素分析及措施

混凝土结构锚索预应力损失是在所难免的,需分析其损失原因,为确保工程的安全稳定,通过有效措施尽量减少预应力损失以满足设计要求是必要的。文章以某大型渡槽工程锚索预应力损失为研究对象,对张拉系统、张拉设备、张拉工艺、压缩变形等因素进行了分析,同时对上述4种影响因素采取了相应的措施,即张拉系统联合率定、采用配套张拉设备、改进张拉工艺、增加锚垫板刚度,试验数据表明这些措施是有效的、合理的。     

云南省牛栏江—滇池补水工程输水线8标后张预应力渡槽单端张拉技术

本文以本工程后张预应力矩形渡槽单端张拉施工为实例,详细介绍了锚固端P形锚的施工工艺和渡槽单端张拉工艺,可为类似工程的实施提供有益参考。     

某大型预应力U形薄壁梁式渡槽结构受力分析

采用通用的有限单元计算软件,对沙河预应力U形薄壁梁式渡槽进行了受力分析。结果表明:U形截面渡槽由于槽身光滑、平顺,因此槽身应力分布均匀,拉应力值较低;人行荷载和风载对渡槽的位移和应力影响很小,在设计水位作用下,槽身结构的竖向位移比空槽大近1倍,说明水荷载对渡槽有巨大影响。     

南水北调沙河U形槽环向预应力筋测力系统研究

南水北调中线工程沙河U形渡槽预应力钢筋数量众多,其中单槽环向预应力筋达71根,对预应力筋张拉后的应力损失进行准确、可靠测量十分重要。首先分析了试验张拉阶段,预应力筋测力系统测值失真的原因,进而有针对性地提出了改进措施,如改进测力计,自行研发定位器、中空垫板等辅助测量装置。改进后的测力系统能够真实反映预应力筋的受力状态,为张拉施工提供了依据。      

漕河渡槽预应力次生弯矩计算

南水北调中线漕河渡槽,首次将三向预应力次生弯矩影响考虑到结构设计当中．本文结合漕河渡槽槽身设计实例,对次生弯矩的计算及影响分析进行了论述,并总结了经验,为大型渡槽多向预应力设计提供了借鉴和参考。     

U型薄壳渡槽施工及运营阶段受力仿真分析

对某渡槽在施工及正常运营阶段采用了单元生和死的技术及“时程”分析的方法进行了动态跟踪分析,得出了预应力U型薄壳渡槽在张拉纵、环向预应力锚索、装配横杆、造槽机移位过跨、载水运营以及在运营过程中遇到偶然荷载这一系列受载过程中,槽身混凝土的力学行为变化规律以及预应力钢绞线和混凝土这两种主要材料在不同受力阶段的力学行为变化的相互规律,为类似渡槽的设计和施工提供了理论依据。     

沙河预应力矩形渡槽运营期有限元仿真分析

采用通用的有限元计算软件,对沙河预应力矩形渡槽进行了三维有限元分析。考虑了渡槽在运营过程中的8种组合工况,得出了渡槽结构中应力和位移的分布规律。为预应力矩形渡槽运营期的设计提供了一定的理沧依据。     

矩形渡槽槽身结构时变可靠度分析

为分析服役期内渡槽安全度变化，将时间离散法引入渡槽结构时变可靠度计算中。基于工程实例，建立矩形渡槽槽身纵向和横向两个方向3个部位的承载力和抗裂极限状态方程以计算时变可靠度，用蒙特卡罗法的计算结果验证其精度，并与动态可靠度法计算结果进行比较。结果表明：渡槽结构纵向承载力可靠度随服役年限下降，尤其在服役后期降幅远大于横向承载力，纵向承载力极限状态为渡槽寿命的控制状态；纵向和横向抗裂可靠度较承载力可靠度下降均较慢；由于初始值不高，底板抗裂可靠度在服役后期略低于目标值；时间离散法计算结果整体误差相对较小，尤其对服役后期的结构安全性评价更精确，其计算精度比动态可靠度法更高，因此，应用时间离散法进行渡槽可靠度计算和安全性评价更为合理。     

带横杆多纵梁式矩形渡槽结构内力分析

结合交口灌区总干渠跨相排干沟渡槽设计实例,考虑槽身横向和纵向结构变形协调,横向结构底部弹性支承在各纵梁上,应用实用空间法对带横杆多纵梁式矩形渡槽槽身结构进行内力计算,分析了横杆及主梁刚度对结构内力影响。结果表明:增加横杆使横梁跨中弯矩减少,但使侧肋弯矩增大,横杆使横向结构内力分布更加均匀,常常被称作拉杆的横杆,实际上受到压应力作用;随着纵梁刚度增大,渡槽竖向变形减小,横向结构所受弯矩减小,纵梁的荷载分布不均匀现象减小。所得结论可为同类渡槽结构设计提供参考。     

南水北调中线漕河渡槽试验跨三向预应力施工

漕河渡槽采用三向预应力设计,为验证设计和取得施工参数,在漕河渡槽30 m跨段终点,进行了试验跨的施工,并进行了预应力、应力—应变等的试验监测。本文重点介绍三向预应力施工。     

多侧墙矩形渡槽预应力损失规律测试分析

南水北调中线总干渠漕河渡槽槽身为三槽一联加肋带拉杆的三向预应力结构形式。基于复杂施工条件下的预应力长期原位测试结果,对预应力的损失规律进行了分析,得到了预应力筋孔道摩阻系数 k ,μ值,不同孔道类型的锚具变形和预应力钢筋内缩引起的预应力损失和预应力钢筋松驰损失值,预应力张拉过程中孔道间影响效应,以及分步施工期间和加载过程中预应力历时损失。试验结果表明：瞬时损失的百分数与张拉应力的大小关系不密切;实测预应力损失值与按现行规范中确定预应力损失的方法计算结果有一定差异;锚具变形和预应力钢筋内缩在总损失中所占比重较大。此外,后续荷载作用和温度影响对预应力损失的影响较小可予以忽略。     

冬季运行期矩形渡槽温度应力分布规律研究

为研究冬季降温运行期矩形渡槽的温度应力分布变化规律,根据热传导理论及水工渡槽的温度边界条件,建立了北方地区某简支封闭矩形渡槽的有限元模型,并对冬季运行期温度应力分布规律进行分析研究。结果显示:渡槽在冬季降温运行时,沿板壁厚度方向的温度梯度外大内小,内外温差为二次曲线分布;温度应力总体呈现外拉内压的分布状态,各板壁的内外表面在不同时刻出现最大压应力和拉应力,同时板壁最大压应力较最大拉应力具有一定的滞后性;板壁及棱角部位的横向与竖向最大拉应力值超出混凝土抗拉强度设计值。可见在设计矩形渡槽时,必须重视环境温度作用对结构的影响,通过配置温度钢筋、施加横向预应力、棱角部位设置倒角和增加表面保温等措施来减小温度应力,增强结构的安全性和耐久性。     

我国渡槽结构典型破坏特征研究综述

为合理模拟渡槽损伤,客观评价渡槽结构安全,依据渡槽破坏实例,结合他人数值仿真、模型试验研究成果,归纳总结渡槽地震、风致、水毁、耐久性典型破坏特征。重点分析简支梁式渡槽桩基、支撑结构、槽身可能破坏模式。结果表明:桩基存在土体支承不足、桩身抗压能力不足、桩顶位移超限破坏模式;墩底易发生弯曲或剪切破坏,牛腿易剪切破坏,排架柱两端、连梁节点附近易破坏;槽身纵梁可能发生弯曲、剪切、弯剪组合失效,端横梁易损伤,底板跨中及两端、侧墙与肋板底部、上部拉杆易开裂;渡槽还存在开裂、碳化、剥落剥蚀、渗漏、钢筋锈蚀、接缝止水等耐久性破坏。     

大型多槽式矩形渡槽结构静力分析

根据大型多槽式矩型渡槽槽身结构及其受力特点,采用结构力学法使复杂的空间结构分离成相互联系的两个平面问题:横向计算时,横梁底部弹性支承在各纵梁上,根据力法位移协调理论,给出了双槽式和三槽式渡槽横向结构弹性支承反力的计算公式,并依此求得结构的横向受力与弹性支承反力;以弹性反力作为荷载,反向作用于纵梁上,从而进行纵向梁的受力分析。通过三维实体有限元软件(MIDAS)对某大型三槽式渡槽单跨槽身整体进行了建模分析,并将结构力学法和有限元法计算所得结果进行了比较分析,验证了方法的合理性和公式的准确性。利用其进行渡槽结构计算,能满足工程设计的精度要求。