基于有限元的黄河北闸结构计算分析

鉴于黄河北闸工程已建成18 a,闸墩,工作桥等结构多处出现裂缝,故应对其结构安全状态进行分析研究,为维修加固该工程提供依据。采用水工结构有限元计算软件计算分析黄河北闸闸室结构内力,以复核闸室结构安全状态。由于有限元计算的结构内力分布趋势与一般方法计算的结构内力分布趋势相似,故表明使用有限元软件进行水闸结构内力分析计算简便,易于工程应用,具有较好的计算精度,能满足工程计算要求。     

节制闸分离式折线形底板结构现状复核计算分析

为了解节制闸分离式折线形底板现状及结构复核计算原理,以闸室底板为分离式折线形的怀洪新河西坝口节制闸为研究对象,通过现场对结构原位抗压强度检测,获取结构现阶段抗压强度,采用弹性地基梁查表法,并结合ANSYS有限元分析,对多种工况进行复核计算。结果可为节制闸分离式折线形底板的安全评价提供依据,为ANSYS有限元技术在水闸安全评价工作中的应用提供参考。     

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。     

Autobank软件在水闸安全鉴定中的应用

利用有限元软件Autobank对南四湖韩庄节制闸的闸室稳定和闸室结构进行复核计算,将闸室和地基作为整体进行计算,通过计算混凝土结构的抗拉强度和受拉承载力,并与原设计混凝土抗拉强度和受拉承载力进行比较,进而得出原闸的结构安全复核结论。研究结果为南四湖韩庄节制闸除险加固工程提供理论支持,也为类似工程提供参考。     

基于ANSYS的孟家闸闸室稳定有限元分析

水闸工程甚至水利枢纽最重要的工程安全部分就是闸室稳定与否。本文以孟家闸为工程实例,利用大型有限元ANSYS对该闸闸室稳定进行分析。结果表明,该闸闸室底板、闸墩等部位结构强度均满足规范要求,说明本文采用的简化分析模型及边界条件基本合理可行,为今后工程模拟提供了一定思路。     

水闸工程复核计算方法初探

结合日照市大沙洼林场防潮闸工程复核计算项目,简要介绍了河道管理范围内水闸工程复核计算的基本内容和方法,包括水闸的过流能力、消能防冲、渗透稳定、闸室稳定和结构受力计算等,并根据复核结果和工程现状提出了综合评价结论与建议.     

基于ANSYS的水闸-地基体系抗震分析

在结构-地基体系动力有限元研究的基础上,针对闸底板结构特殊、受力条件复杂使得其抗震稳定分析难度较大的问题,以某水闸工程为例,考虑地震动水压力作用、闸室结构的空间耦联及闸室结构与地基相互作用的影响,利用通用有限元软件ANSYS对闸室与地基整体结构进行了抗震计算,并对比分析了反应谱法与时程分析法动力计算结果,同时对该水闸的安全稳定性进行了评价。结果表明,闸底板的转折部位承受拉应力较大,配筋及实际施工过程中应予以重点关注。反应谱法与时程分析法的动力分析结果具有一致性,但反应谱法对地基承载力计算的结果比时程分析的结果保守。     

三汊河河口闸单孔开启结构安全性研究

三汊河河口闸单孔开启运行模式超出原设计结构安全验算的工况范围，为探究水闸单孔开启的可行性，采用结构分析软件ANSYS建立三汊河河口闸三维有限元仿真计算模型，模拟灌注桩与地基土、闸室混凝土与地基或回填土之间的非线性接触，分析不同工况下水闸结构的变形和应力分布规律，得出最不利工况及最不利位置，并对比有限元计算结果与历史运行监测资料成果。结果表明：单孔开启运行条件下，水闸结构位移和应力均满足现行规范要求，位移值也未超出历史监测数据范围。研究结果可为护镜门型水闸不具备多孔开启条件时，单孔开启安全运行提供依据。     

浅谈粘性土地基上水闸综合摩擦系数与渗透压力的确定方法

水闸是水利工程中常见的水工建筑物,粘性土地基上的水闸稳定性分析尤为复杂。在闸室稳定性计算中,闸室基底面与地基土摩擦系数和渗透压力对闸室稳定分析结果影响较大。现行规范推荐的分析方法仍存在一些问题,值得探讨和研究。依托三河闸工程进行了室内地基土—混凝土大型直剪试验,并与1956年和1967年的现场压板试验成果进行了对比,建议了综合摩擦系数的测试方法;分别采用有限元渗流分析方法和规范推荐的改进阻力系数法,分析了闸室底板的渗透压力分布,与现场实测值对比分析表明,改进阻力系数法误差较大,而有限元渗流计算结果与实测值较为吻合,据此建议了渗透压力的分析方法。     

无锡市张巷浜节制闸改造工程结构计算浅析

本文从改造工程概况、闸底板结构计算、闸室稳定计算三个方面对张巷浜节制闸改造中的结构计算进行分析。根据单宽板条平衡条件,推求不平衡剪力;依据剪力分布,采用积分法确定闸墩和底板剪力分配系数。针对性计算均布荷载、集中荷载、边荷载,核定闸室底板弯矩。依据《水闸设计规范》(SL 265—2001)要求,确定闸室稳定计算条件,列举地基应力、应力不均匀系数、闸室抗滑稳定系数、闸室抗浮稳定系数等计算方法。本文论证了节制闸改造工程的典型计算方法,阐明了计算过程,以期为类似节制闸改造提供借鉴。     

“井”字形梁格式底板水闸三维有限元分析

结合建设在粉砂地基上的“井”字形梁格式底板水闸的结构设计特点,采用 ABAQUS 有限元法对其闸室的结构内力及其分布规律进行分析。分析结果表明：完建、挡水和过水三种计算工况下,“井”字梁格式底板在横梁与纵梁Ⅱ交叉部位的弯矩值和剪力值最大;桥柱3（4）底部内表面所受的拉应力最大;在不同弹性模量粉砂地基上“井”字形梁格式底板水闸的适应性较好。     

基于有限元法的闸室抗震安全评价

由于我国建设初期的水闸工程设计经验有限,未充分考虑到闸室抗震的实际需要,设计标准偏低,需要进行抗震安全复核。以某水闸为例,由于其初设时未考虑抗震因素,但水闸位于地震基本烈度Ⅷ度区,运用有限元软件ANSYS建立模拟水闸基础及上部结构的三维模型,采用模态分析反应谱法进行了地震动力计算分析。结果表明:地震荷载作用下闸室最大沉降为31.43 mm,闸底板平均沉降26.18 mm,处于安全范围之内;地基土层最大沉降变形集中发生于闸室地板边缘向下、土层Ⅰ、土层Ⅱ、土层Ⅲ上部,土层Ⅱ部分沉降变形30 mm左右,在8级地震下有可能发生液化。闸室最大压应力为0.465 MPa,最大拉应力为-76.76 k Pa,满足规范要求。闸室抗滑稳定性不满足要求,地震条件下闸室带阻滑板抗滑稳定安全系数为0.944,不带阻滑板抗滑稳定安全系数为0.708,均小于允许抗滑稳定安全系数1.05的要求,建议闸室拆除重建。     

某水电站溢洪道闸室堰体厚度优化分析

溢洪道闸室堰体是闸室的重要组成部分,其厚度对闸室结构的整体安全性及工程投资均有较大影响。以往对闸室结构的优化大多针对主要构件的尺寸,而鲜见在闸室结构主要构件（如闸墩、牛腿及吊孔等）尺寸确定的前提下,单独对闸室堰体厚度进行优化分析。考虑6种堰体尺寸方案,通过ANSYS软件分别建立不同工况下闸室的有限元计算分析模型,并进行三维有限元应力分析。将开挖体积作为设计变量,分别以牛腿、吊头和墩的应力最小为目标,建立单变量多目标的闸室堰体厚度优化数学模型,在充分考虑闸室各主要混凝土构件抗拉强度约束条件的基础上,采用分层序列法对溢洪道闸室堰体厚度进行优化计算,得到堰体优化尺寸,为该溢洪道闸室的结构设计提供依据。     

Slide软件在水闸渗流计算中的应用及分析

土质地基上水闸基底渗透压力计算对水闸的防渗排水设计较为关键,改进阻力系数法作为一种近似计算方法,由于精度较好已被推广采用,但地下轮廓复杂时计算过程十分繁琐,技术规范要求复杂土质地基上的重要水闸采用数值计算法求解。结合工程实例,采用Rocsciencee公司研发的Slide有限元软件对闸基渗流问题进行计算,并与改进阻力系数法和Autobank有限元分析法的计算成果进行对比,相同工况下3种计算结果表明:Slide软件可较好的解决水闸渗流计算问题,成果可靠、计算高效;数值计算法得到的渗透坡降较改进阻力系数法偏安全,获得的渗流要素更为全面、直观。     

印度尼西亚POSO Ⅱ水电站基础防渗设计

本文采用通用有限元计算软件,对首部泄洪闸、冲沙闸进行渗流稳定分析,计算出通过闸室底板总的渗水量,分析了基础及出口段产生渗透破坏的可能,并提出了合理、可靠的防渗设计方案,保证了建筑物的安全运行,为工程上同类问题的解决提供了一定的借鉴。     

闸坝深层抗滑稳定三维有限元分析

结合云南硕多岗河吊江岩水电站闸坝枢纽工程,运用大型有限元软件ANSYS,对泄洪闸段和地基进行三维有限元静、动力分析。计算结果表明,各工况下泄洪闸段的地基承载力及抗滑稳定均满足设计要求。     

三门峡水利枢纽底孔应力试验分析

三门峡水利枢纽溢流坝段导流底孔改建为永久泄流排沙底孔后，改变了底孔的结构受力条件，底孔应力在新的运行条件下能否满足强度要求，是设计中的一个关键问题。底孔应力十分复杂，因此采取综合分析方法，包括应力试验、现场观测、三维有限元应力分析等，并根据应力结果提出了改建措施，保证了结构的安全。     

水闸改造工程有限元计算方法研究

以江苏省宜陵北闸改造工程为例,分别采用"一次加载计算方法"和"模拟施工过程的加载计算方法"对其进行三维有限元计算,研究了两种加载计算方法在水闸改造工程结构应力计算中的差异。研究表明,在有限单元法对水闸改造工程结构应力的计算中采用"模拟施工过程的加载计算方法"能更真实地模拟初始位移的情况。计算不仅应考虑水闸原有位移沉降对结构的影响,而且需考虑拆除部分结构与新增部分结构的施工过程对水闸剩余结构的影响。     

峡江水利枢纽泄水闸底板裂缝成因有限元分析

结合施工期大坝安全监测所得应力、温度等实测数据,运用非线性有限元法对泄水闸底板进行施工期仿真计算.通过对仿真计算结果与裂缝实际分布的对比分析,得出裂缝形成的主要成因是基础约束、温度应力,并提出了防治裂缝的针对性措施.