不设主梁下翼缘的反向挡水闸门力学特性分析

针对反向或双向挡水平面闸门主梁下翼缘对闸门结构强度、刚度和稳定性影响的问题,采用材料力学法和三维有限元法对其进行探究。对反向挡水闸门主梁设置和不设置下翼缘两种情况分别进行了计算,并对两种情况下主梁的强度、刚度、稳定性(整体和局部)和经济性等进行了对比分析。结果表明,与设置主梁下翼缘相比,不设置主梁下翼缘的反向挡水闸门主梁强度提高16. 9%,刚度提高10. 3%,稳定性提高22. 7%,节省材料30%。建议修订完善闸门规范时应明确指出对于反向或双向挡水平面闸门,主梁横截面为双轴对称时可不设置主梁下翼缘。研究可为实际工程中不设置闸门主梁下翼缘可确保反向或双向挡水闸门结构安全提供一定的理论基础。     

空间体系法在闸门结构设计中的应用

针对现阶段闸门安全评价及结构设计过程中存在的问题,采用空间体系法对其进行分析,并给出具体可行且普适可重复的分析过程。以具体工程闸门为例进行研究,结果表明：空间体系法可作为长服役期及改变运行方式闸门结构安全评价的一种切实有效的方法,可快速准确计算出闸门结构的质量,误差仅为2.3%,可迅速准确得到任意开度下闸门重心位置。启门力对闸门整体结构的等效应力和位移影响较大,等效应力增加9.09%、位移增加8.24%;顶梁结构的等效应力增加55.6%、位移增加18.24%。配重块对平面闸门主横梁结构影响较大,等效应力增大了140.0%,位移增大了546.59%。     

基于CATIA的重力坝自动化装配设计及工程应用

针对传统重力坝枢纽布置方法存在重复工作量大、效率低等问题,对自上而下骨架建模思路进行改进,自定义通用坝段部件基本数据结构,基于CATIA平台二次开发重力坝自动化装配程序。该程序具有坝段增加、删除、移动、组合等功能,可实现坝段灵活装配以及布置方案的快速修改,同时按照坝高每10 m一档对常用的重力坝坝段模型库进行系列化处理,可减小关键参数值变化范围,降低模型修正时出现错误的概率。通过工程应用,验证了该方法的可行性和合理性,与传统骨架装配方式相比,减少了大量重复性工作,可明显提升重力坝装配效率。     

ＢＩＭ技术在溢流表孔坝段的研究及应用

为提高溢流表孔坝段ＢＩＭ设计的参数化和自动化程度,提高ＢＩＭ属性与计算分析的集成度,达到提质增效的目标,利用ＣＡＴＩＡ平台的参数化技术和知识工程二次开发技术,研究溢流表孔按坝高分类的系列参数化模型库,配置常用堰头曲线及消能类型的参数化几何选型,满足对几何造型的需要。将常用水力学工程计算分析与ＢＩＭ数据深度集成,实现“一模多用”。经工程案例验证,该技术可快速完成溢流表孔泄洪布置方案比选,得到技术可行、经济合理的泄洪规模方案,其设计效率相比传统的二维设计手段有明显提高。     

中国铁路“走出去”市场研究

本文从"走出去"的宏观经济趋势背景出发,探索促进中国铁路发展的动因和趋势,结合全球铁路建设需求和制约市场选择的要素,定量分析了中国铁路"走出去"的市场规模和细分市场,筛选出中国铁路"走出去"的重点区域和重点项目。     

水工钢闸门主梁的最优梁高

对水工钢闸门主梁高度的确定多以经验公式为主,理论不完善,未全面考虑截面形式与支座位置对梁高影响的问题,依据现行钢闸门设计规范,以满足强度、刚度、稳定性和几何构造要求为约束条件,以主梁和竖向隔板总用钢量最小为目标函数,分别建立单轴、双轴对称截面下的简支式和双悬臂式主梁梁高的优化模型。采用半解析法推导出简支式和双悬臂式主梁的最优梁高理论公式。通过与已建工程对比,结果表明:推导的最优梁高公式计算的梁高均与实际工程中的梁高接近,且公式有进一步优化的空间;通过减小隔板高厚比与主梁腹板高厚比可达到降低梁高的目的。该理论公式一方面可应用于工程实践,另一方面也可为完善规范提供理论基础。     

弧形闸门闸坝一体化静动力分析及安全评价

针对弧形闸门安全评价中采用的闸门单体计算模型过于简化的问题,应用有限元软件ANSYS对比分析了惯用的闸门单体结构模型与考虑止水摩阻及支铰和牛腿间直接作用的闸坝一体化模型在全闭和瞬间开启2种工况下的静动力特性。以闸坝一体化模型为准,在静力分析方面,在全闭工况时单体模型下框架主横梁的最大位移及等效应力分别偏大108.5%和67.1%,支臂内力偏大52.8%,单体模型下框架极不经济;在瞬间开启工况时单体模型上框架主横梁的最大位移及等效应力偏差分别为-10.1%和-21.2%,支臂内力偏小8.1%,单体模型上框架极不安全。在动力分析方面,止水及流固耦合作用使闸坝一体化模型的弧门前10阶频率最大下降48%,远离了流激振动的主频区,利于弧门的动力稳定。结果表明:合理弧形闸门结构安全评价的模型应为校核水位瞬间开启工况下的闸坝一体化模型,采用此工况及模型才能确保结构分析的正确性,实现闸门结构安全性与经济性的统一。     

弧门主框架及启闭机系统结构布置的多工况多目标优化

针对弧门主框架结构布置（主梁悬臂长度、主框架单位刚度比、弧门半径）及启闭机布置时,考虑工况单一、优化目标单一、及以经验为主而无法实现全局最优的问题,依据现行水工闸门规范,采用多工况多目标整体优化的方法对闸门和启闭机系统结构布置进行整体优化;优化目标为：1)主横梁跨中正弯矩与支座处负弯矩的绝对值相等,并且在正常蓄水位闸门全闭工况、校核水位瞬间开启工况和闸门全部开启三种工况下的最大值达到最小;2)弧门半径达到最小,且不同工况下支臂端处负弯矩绝对值的最大值达到最小;3)液压启闭机的容量最小。根据规范确定以下约束条件：1)主横梁的悬臂长度;2)主框架单位刚度比;3)液压启闭机在弧门启闭全过程中的正常运行条件;4)弧门半径与门高比;5)液压启闭机启门力的允许范围;6)液压启闭机布置构造要求;据此建立求解弧门主框架和启闭机系统结构布置的多工况多目标整体优化模型。工程实例求得弧门主框架及启闭机系统结构布置最优时的优化变量为：无量纲主梁悬臂长度为0.160,主框架单位刚度比为8.69,弧门半径与门高比为1.3,启闭机吊点位置距闸墩侧墙无量纲距离为0.13,全闭时启闭机的拉杆与支臂的夹角为34.6°。研究结果表明：采用多工况多目标整体优化的方法对弧门和启闭机系统结构布置进行整体优化,不仅方法简洁实用,而且使弧门结构控制内力及启闭机容量均大幅减小,实现了该系统安全性与经济性统一的全局最优布置,同时弥补了中美两国现行规范及现有研究成果中不能考虑不同工况且主梁悬臂长度、主框架单位刚度比、弧门半径以及液压启闭机布置均凭经验选取的不足,又为中美规范的进一步修订完善提供了简明方法。     

新辟川南铁路通道有关问题的探讨

鉴于目前川南地换的铁路运输矛盾日益突出，新辟川南铁路通道尤显迫切。本文阒重分析心建中的内昆、隆黄两条川南铁路通道线各自的性质和作用，并对两线的建设提出探讨性的建议。     

CFRP在水工钢闸门修复中的应用研究

为解决水利工程中常用水工钢闸门的锈蚀问题,针对粘钢加固技术存在的闸门加固部位更易锈蚀、加固部位易产生应力集中等问题,充分发挥纤维增强复合材料(FRP)比强度高、耐腐蚀性好、不改变母材特性等优点,提出采用CFRP修复的方法。首先采用与试验结果对比的方式验证数值方法分析CFRP修复的可行性和正确性,然后采用数值方法对某水工钢闸门在未锈蚀、锈蚀和CFRP修复三种状态下的强度和刚度进行分析。分别采用改变单元厚度法和共结点重单元法对锈蚀和CFRP修复的闸门模型进行数值模拟。结果表明:以未锈蚀闸门的计算结果为基值,主横梁腹板、支臂腹板和面板中下部发生2 mm锈蚀时,主梁、支臂、面板的强度和刚度分别降低25.95%和23.73%、25.52%和24.24%、24.43%和25.00%。采用单层厚0.167 mm的CFRP修复后,主梁、支臂、面板的强度和刚度分别提高30.28%和26.43%、29.46%和24.53%、28.47%和29.87%。采用CFRP修复加固水工钢闸门具有明显的效果,研究成果可为闸门规范的修订完善和实际工程中采用CFRP修复提供理论依据。