杨家坝渡槽结构应力与变形三维有限元分析

针对杨家坝渡槽跨度较大导致的安全问题,采用初始应变法施加预应力,考虑了渡槽在运行过程中的11种工况,对渡槽结构应力与变形进行了三维有限元分析,得出了渡槽结构应力和位移的分布规律.结果表明,渡槽槽身位移和挠度较小,满足现行规范要求；槽身一般均处于压应力状态,且最大压应力小于混凝土容许值；在温降与夏季日照工况下槽身的最大拉应力明显超过混凝土容许值,建议在槽身两边各增加一束预应力钢绞线.     

杨家坝大跨度简支预应力渡槽徐变效应分析

针对杨家坝大跨度简支预应力渡槽在长期荷载作用下单跨结构稳定、挠度是关系到渡槽安全与正常运行的问题,采用有效模量法借助有限元软件ANSYS建模,计算了渡槽槽身在假定荷载保持不变条件下由徐变引起的应力和挠度,分析了渡槽的安全稳定性.结果表明,该渡槽徐变应力和挠度均满足现行规范要求,为工程设计提供了重要参考.     

大朝山水电站预应力结构空间应力分析

对大朝山水电站１０＃坝段底孔及排沙孔预应力结构用空间有限元法作了三维应力分析。预应力按主－次锚索点位施加，弧门推力按直水平基底刚性问题Ｂ．Ｍ．阿布拉莫夫解答处理。研究了不同吨位预应力对弧门支座附近拉应力的影响。     

侧向约束对预应力楼盖受力性能的影响

预应力混凝土结构中施加预应力时,竖向构件的侧向刚度会约束梁、板构件的轴向变形,从而影响预应力在水平受弯构件中的传递,导致轴向预应力的损失。结合某框架-核心筒结构无粘结预应力楼盖工程实例,探讨了侧向约束对预应力楼盖受力性能的影响。     

预应力对管道涂层防腐性能的影响

采用C形环试样模拟管道在压力载荷作用下的变形，通过中性环境盐雾试验，比较了20#钢无缝管道无应力试样和预应力试样的六种常用防腐涂层防腐性能，结果表明：管道试样施加预应力后，对聚乙烯收缩带、环氧粉末与聚乙烯复合涂层、正黄色氯磺化聚乙烯、双层熔结环氧粉末涂层和红丹银粉涂层防腐性能影响不大，单层熔结环氧粉末涂层无应力试样防腐性能比预应力试样好，并分析了预应力影响管道涂层防腐性能的机理。     

超大跨径变截面钢筋混凝土拱式渡槽抗震分析

结合跨径200m的超大跨径变截面拱式渡槽的结构设计方案,通过建立有限元模型,对渡槽进行了动力特性和地震响应分析。结果表明,设计方案拱轴系数的取值合理,拱脚偏心弯矩引起的拉应力在允许范围内;变截面的做法增大了拱脚截面刚度,增强了拱圈的稳定性,有效地减小了起控制作用的拱脚处的轴向拉应力,可满足渡槽抗震要求。     

考虑流固耦合的大型渡槽地震响应分析

针对大型渡槽结构动力响应问题,基于Housner理论的槽身与槽内水体的流固耦合模型,以南水北调中线某大型渡槽工程为例,分析了该渡槽各构件的受力特点,建立了三维有限元动力模型,采用ANSYS动力时程分析技术计算了不同工况下该大型渡槽的结构动力响应.结果表明,在地震荷载时考虑流固耦合作用,渡槽的不同运行工况对其结构的地震响应影响较大,为同类型大型渡槽结构提供了理论依据和设计参考.     

南水北调双槽渡槽结构动力特性有限元分析

为研究大型双槽渡槽的动力特性,采用通用有限元软件SAP2000对南水北调中线工程中的老张庄渡槽整体结构建立空间有限元分析模型,采用模态分析方法分析计算了渡槽墩体前12阶的自振频率与振动模态,得到了渡槽在3 m设计水深和无水2种工况下的振动特性,整个过程和结果均达到了预期效果,为大型双槽渡槽结构的抗震分析提供了参考依据.     

U形薄壁渡槽环向预应力钢绞束布置优化研究

环向预应力钢绞束为大跨度U形薄壁渡槽抵抗水荷载和温度等荷载的关键构件,但目前针对环向钢绞束布置优化的研究较少。结合实际工程,采用三维有限元分析其沿壁厚方向的布置及沿纵向的间距对槽身应力的影响。结果表明,环向预应力钢绞束沿壁厚布置在中间时,内壁应力沿环向整体呈受压状态、对防裂有利,同时内外壁环向应力差较小且分布均匀,因此将环向预应力钢绞束布置在横截面中间是合理的,施工组织也较为简单;纵向间距对槽身环向应力影响较小,不是控制渡槽环向应力的重要因素,从方便施工的角度可采用较大的间距,但间距加大后钢绞束锚固端混凝土压应力随之提高,若纵向间距扩大1、2倍,锚固端混凝土最大压应力分别提高约0.68、1.36倍,会增加钢绞束锚固端的处理难度,因此环向钢绞束的纵向间距主要由锚固要求控制。     

暴雨降温作用下大型U型渡槽运行期温度场分析

基于南水北调中线湍河渡槽在夏季暴雨降温工况下的仿真计算分析,初步探讨了渡槽暴雨降温时温度边界条件,并归纳了大型U型渡槽在该工况下温度场、温度应力分布规律及裂缝可能出现区域,对U型渡槽运行期的防裂有一定的参考价值.     

铅芯橡胶隔震双槽渡槽设计与动力分析

结合南水北调中线工程,利用铅芯橡胶隔震技术对双洎河大型双槽渡槽进行隔震设计,采用Housner模型考虑水体与槽身流固耦合作用对其进行有限元动力分析。与非隔震渡槽相比,隔震渡槽的频率大幅降低;随隔震周期的增加,隔震渡槽振型保持不变;槽身底部剪力减小,支座位移增大。等效线性模型计算的地震响应极值大于双线性模型,偏安全。结果表明,铅芯橡胶隔震技术可显著降低渡槽结构的地震响应,且隔震周期越大,降幅亦越大。     

大型双槽渡槽非线性地震响应分析

为了研究双槽渡槽薄壁结构弹塑性动力特性,建立了渡槽薄壁结构弹塑性动力分析模型,该模型集渡槽薄壁结构线弹性模型和非线性多弹簧模型为一体,应用多弹簧等效关系模拟结构塑性铰区的非线性滞回特性,以老张庄渡槽为例,开展地震荷载作用下双槽渡槽线弹性和非线性地震响应计算。经结构线弹性和非线性地震响应比较,结果显示两者存在差异,即位移反应弹塑性解均大于线弹性解,内力反应弹塑性解均小于线弹性解。这说明开展大型双槽渡槽结构非线性地震响应分析很有必要。     

超大拱式变截面渡槽收缩徐变影响研究

以跨径200m的超大跨径变截面拱式渡槽的结构设计为例,通过建立有限元模型,对渡槽主拱圈的分段分环施工全过程进行了收缩徐变分析。结果表明,徐变收缩可引起较大的后期变形,对渡槽竖向位移影响显著。建议在超大跨拱式渡槽预拱度设计时,应充分考虑混凝土的收缩徐变对变形的影响,采取分段分环施工并在拱脚处使用微膨胀混凝土以减小收缩徐变的影响,并采取相应措施控制渡槽线形。     

U形渠道直壁式量水槽体型优化及在泾惠渠三支渠上的应用

本文对U形渠道直壁式量水槽的体型进行了优化,规范了量水槽的设计标准,根据优先数,对量水槽的喉道宽度进行了优选,结合泾惠渠三支渠U形渠道的实际情况,优选后的喉道宽度有5种,常用的只有3种。规定了量水槽的命名方法。为量水槽的标准化、工厂化生产奠定了基础。     

排架支撑式渡槽排架损伤下地震响应分析

以洗耳河渡槽为例,以弹塑性梁单元模拟排架,采用有限体积法、ALE及二阶迎风格式模拟槽内水体,建立了二维槽—水耦合体,分析了横向地震作用下的排架损伤下渡槽动力非线性响应,并与线弹性梁单元模拟排架的分析结果进行对比。结果表明,在所选地震波横向作用下,排架发生损伤造成了刚度下降、结构振动周期延长,从而逼近水体的一阶晃动周期,引起了槽—水耦合体内水体的大幅晃动;排架损伤后槽底水平位移增大而水平加速度减小,槽内水体作用于槽体底部的动水压力、倾覆力矩、倾覆力减小。     

多缸柴油机气缸盖冷却水道优化研究

本文通过模拟气缸盖水流分布试验,寻找水腔内部的水流死区或弱区,应用简易而实用的皮托管技术测试几种方案加以优化。试验结果表明:在第6缸喷油器水套处水流微弱;通过改进气缸盖局部流场措施及合理改变整体进水孔大小方案,均能达到预期效果。此次试验为解决气缸盖冷却问题、优化其水道结构提供了方案,同时也增加了对气缸盖有关冷却水道设计及内部流场的新认识。     

堤基管涌侵蚀破坏过程的无单元法模拟

针对堤基管涌侵蚀破坏过程的复杂渗流场模拟问题,采用无单元Galerkin法数值模拟研究管涌动态发展过程及机理,介绍了管涌区域破坏的判别方法、管涌尖端附近节点加密方法等,并结合砂槽模型试验和有限元模拟结果对无单元法的计算结果进行了验证与分析。结果表明,采用无单元法计算得到的管涌渗流场和有限元计算结果基本吻合,且管涌发展过程和模型试验结论较为一致;获得了管涌侵蚀破坏过程中管涌通道尖端水平渗透比降的变化规律,弥补了砂槽模型试验的不足。     

三维数值波浪水槽内孤立波特性分析

内孤立波对密度层化水体的水动力及分层特性具有显著影响。为揭示内孤立波特性,建立了规则地形下可有效模拟弱非线性内孤立波的分层流三维数值波浪水槽,研究了内孤立波在规则地形条件下的传播,成功捕捉到了水体表面存在的辐聚流和辐散流,探讨了内孤立波传播过程中流速、紊动能和紊动能耗散率的分布与演化特性,为进一步利用数值波浪水槽研究内孤立波能量特性分布、改善层化水体的水生态环境提供了可靠的方法与手段。     

边界层理论在三角形长喉道量水槽流量计算中的应用

三角形长喉道量水槽是一种明渠量水设施。目前的流量计算主要是经验公式,经验公式的应用受试验条件的限制较大。本文根据边界层位移厚度和临界水深理论,推导了该量水槽流量的理论设计方法,该方法可以根据渠道的比降、糙率和设计流量灵活的调整量水槽的几何尺寸,喉道底部也可以根据量水范围的要求设计成平底或底部拱起。用文献[1]的实验结果进行了比较,计算与实测值一致。在此基础上,还提出了三种复合三角形断面长喉道量水槽的理论计算方法。     

A 3-D numerical investigation on the heaving performance of a wave floater

A 3-D mathematical model of regular wave flume is conducted to investigate the heaving performance of a cylindrical floater. The results show that the transverse velocities near the floater distribute symmetrically at the wave crest and trough times, its symmetry axis is the longitudinal straight line across the floater center, and 4 extreme regions distribute near the floater. With the increase of relative width of wave flume, the trapped wave energy and the relative response amplitude increase firstly. Then, they decreases and appear to be stable for the relative width of wave flume higher than 10. The trapped wave energy and the relative response amplitude increase with the increase of incident wave height, respectively. With the increase of wave period, the trapped wave energy decreases, however, the relative response amplitude increases.