某水电站进水塔地震作用下鞭梢效应分析

采用时程法计算地震作用下某进水塔的动力特性,提取顶部排架柱的动力响应结果,分析顶部结构在地震作用下鞭梢效应所带来的放大增幅以及出现原因.分析结果显示:塔顶排架柱迎水向存在明显的鞭梢效应,动力响应规律与传统高耸结构相似,其中拦污栅排架柱顶部位移响应相对底部放大了2.02倍,加速度响应变化幅度达到84.18％;启闭机排架柱...     

水闸闸墩动力有限单元分析

当把闸墩横水流向振动视作悬臂薄板的弯曲振动,尤其是对于闸墩本身不很规则或其上部结构的布置影响到不宜按平面形变问题来处理时,应考虑整个闸墩的振动状态。可用有限单元法计算悬臂薄板的弯曲振动。对设有如胸墙等结构的水闸,计算中采用联结点处线位移的连续条件,考虑胸墙等的影响。以合适的地震波输入时,可以给出闸墩各结点在有关时刻的位移响应及各单元中心处在有关时刻的应力值。计算表明,有胸墙时,闸墩的地震应力最大值不一定在闸墩底部,地震位移最大值也不一定在闸墩的顶部。     

升船机顶部机房鞭梢效应分析与研究

以某升船机为例,建立三维有限元模型,研究升船机塔柱顶部机房在地震工况下的鞭梢效应,并通过算例研究顶部机房顶棚桁架对机房侧墙鞭梢效应的影响。结果表明,地震工况下,塔柱顶部机房鞭梢效应明显;顶棚桁架结构相当于一个屋顶花园TMD系统,桁架的大变形和铰接摩擦作用能较大的减弱顶部机房侧墙的动力响应。     

水电站进水塔启闭机房排架振动特性

理论和震害均表明水电站进水塔顶部的启闭机房排架由于鞭梢效应更容易遭受地震破坏。分析塔式进水塔主要受力特点,将进水塔和其上的启闭机房排架简化为两种分布参数梁模型,采用解析方法推导和求解其频率方程。统计启闭机房排架与塔体高度范围,根据抗弯刚度相等原则将塔上启闭机房排架柱等效为单截面空腹柱,分析不同上下高度比和刚度、质量比情况下6种模型振型振动幅值比和频率分布情况,得到相互之间影响规律。分析表明上部高度对结构一阶振型幅值比影响较大,而刚度比影响较小,但刚度比对高阶振型幅值比影响显著。经过与数值分析对比,解析结果求得的结构振型和频率与数值结果较为一致,验证上述过程的正确性,表明本文方法对此类结构基本振型求解简单有效。     

上桥节制闸闸墩原型动力试验与分析

介绍了安徽省上桥节制闸闸墩原型动力试验的方法与结果．并采用有限元法分析了单墩的动力响应．由于数值计算结果与原型动力试验结果不相符．说明目前水闸抗震分析中用单墩计算的方法有待改进．     

开敞式防洪闸闸室结构抗震安全分析及加固措施研究

以处于地震基本烈度8度区的某开敞式防洪闸为例,基于有限元分析软件,采用时程分析法对闸室结构抗震能力进行了分析。针对闸室上部启闭机房结构存在的抗震缺陷,制定了不同的抗震加固方案,通过不同加固方案抗震能力对比分析,比选了较优加固方案,并在较优方案基础上,探究了连通梁截面尺寸对闸室结构加固效果的内在影响规律。结果表明：地震作用下防洪闸闸室结构启闭机房排架柱折角位置处出现较大拉应力区,其最大拉应力超过了结构承载能力,不满足抗震安全需求;在各排架柱之间增设连通梁可降低启闭机房结构动力响应,但设计过程中为避免启闭机房结构产生鞭梢效应,不宜在顶部位置增设;连通梁截面尺寸对启闭机房排架柱结构抗震能力影响显著,实际工程中可通过控制截面尺寸达到理想的抗震加固效果。     

徒骇河营子闸改建工程中的两项实用技术措施

营子闸位于商河县南营子村、徒骇河干流桩号259 620处,原闸建于1970年冬,1971年夏竣工投入使用,设计为钢筋混凝土结构墩柱合一的开敞式水闸。由于原闸门为升卧式,管理运用极为不便,止水橡皮磨损严重,启闭很不灵活,这次改建将闸门由升卧式改为直升式,将吊点由底部移至顶部,为此在墩上部增设钢筋混凝土排架。施工过程中,吊装和钢筋混凝土排架现浇是最为关键的工序,现将两项施工技术介绍如下。1方木联接分散吊车重量本次改建工程要求在原闸墩上部增设排架,需要先将墩上部的启闭机及机架桥面板吊离,然后才能在原闸墩上作业。但作为吊车作业面的…     

弧门型钢混凝土闸墩内型钢布置形式研究

为研究闸墩内型钢布置形式对闸墩工作性能的影响,依据弧门支座附近闸墩局部受拉区配钢量不变原则,基于ANSYS软件建立不同布置形式的型钢混凝土闸墩模型,分别从闸墩位移、应力、裂缝分布和承载能力4个方面对闸墩内型钢布置角度和数量对闸墩工作性能的影响进行对比分析,得出型钢布置形式对型钢混凝土闸墩工作性能的影响规律。结果表明:对称荷载作用下,随着型钢数量增加,型钢混凝土闸墩位移、应力逐渐减小,承载能力逐渐增强;非对称荷载作用下,随型钢数量的增加,闸墩位移先减小后增大,闸墩应力变化不明显,闸墩承载能力先增强后减弱;保持型钢数量不变,随着布置角度的增加,型钢混凝土闸墩位移、应力先减小后增大,型钢布置扩展角为20°~30°时,闸墩裂缝扩散速度较慢。综合考虑,提出型钢混凝土闸墩内采用三根型钢以25°扩展角进行布置时为较好布置形式,这一结论在型钢混凝土闸墩设计中具有推广和应用价值。     

秧地坡拦河坝 7~# 闸墩围封加固施工总结

７＃闸墩基础遭到洪水破坏，闸墩基础出现水平、倾斜、垂直沉降位移，严重危及已竣工６孔水闸安全。后采用高压定喷形成的复合墙体围封７＃闸墩基础，再用接触灌浆灌实基础，从而达到了加固的目的。     

秧地坡拦河坝7#闸墩围封加固施工总结

７＃闸墩基础到洪水破坏，闸墩基础出现水平，倾斜，垂直沉降位移，严重危及已竣工６孔水闸安全，后采用高压定喷形成的复合墙体围封７＃闸墩基础，再用接触灌浆灌实基础，从而达到了加固的目的。     

闸墩温度应力仿真分析

利用ANSYS软件三维有限元法进行了闸墩的浇筑过程的瞬态温度场和应力场仿真分析,分析中考虑了外界气温条件和水化热释放,弹模、徐变等热力学和物理力学参数随龄期变化和分层浇筑对闸墩温度应力的影响,得出了混凝土内部由于水化热作用温升温降过快和气温骤降是闸墩出现裂缝的两个根本原因。     

云峰水电站闸墩加固设计

文章针对云峰水电站49号坝段左闸墩沿通气管分布竖向贯通性裂缝,设计采取对裂缝进行化学灌浆的加固方案,并在裂缝两侧布置并缝筋,闸墩表部配置面筋,增设预应力锚索.通过计算分析得出:该加固处理设计方案在技术上是可行的.     

越过矩形分流墩的急流

用模型试验和回归分析的方法研究了中、低Ｆｒ下，越过矩形分流域、墩后通大气的急流．应用动量方程得到墩上游水跃旋滚流态与急流飞越流态之间的界限Ｆｒ判别式。通过试验得到急流飞越而过流态下，墩上游无因次水深及墩体阻力系数分别与设墩处水流收缩比、墩高比和控制断面Ｆｒ之间的变化关系；墩上游和墩体壁压分布，论证了墩体在墩后充分通气时产生空化的可能性．     

润扬大桥桥墩冲刷模型设计

采用二维数学模型与局部概化物理模型结合,对润扬大桥新型桥墩型式的冲刷特性进行研究.数学模型计算桥址附近的流场并为物理模型提供边界条件,物理模型研究不同流量条件下桥墩的局部冲刷特性.设计中数学模型根据润扬大桥桥址所处位置及水文特点,对计算范围、设计流量和边界条件等主要问题进行探讨,保证了流场计算的精度,物理模型特别考虑模型设计中的模型比尺、模型沙选择及定床水流验证和动床输沙率定等因素,为研究成果的可靠提供了保证.     

桥墩振动对其局部冲刷的影响

为了探究桥墩振动对其局部冲刷的影响,以圆柱型桥墩为例,开展了不同泥沙底床条件下的振动桥墩局部冲刷水槽试验。结果表明,在振动载荷下,对于中值粒径分别为14.42μm、31.75μm和85.92μm的细颗粒底床,当振动强度从0增大至3.72,最大冲刷深度和最大冲刷半径均随之增大;中值粒径为14.42μm的泥沙底床最大冲刷深度增幅最大达910%,且粒径越大,增幅越小。对于中值粒径为260μm的粗颗粒底床,当振动强度从0增至2.31,最大冲刷深度降低了37.50%,而最大冲刷半径增加了38.37%。因此,桥墩的振动对其局部冲刷有着重要影响,且对细颗粒底床和粗颗粒底床的影响不同。桥墩振动导致有黏性的细颗粒泥沙发生流变从而加剧了其局部冲刷;而无黏性的粗颗粒泥沙受到振动作用而加密,其局部冲刷削弱。提出了考虑桥墩振动的局部冲刷深度计算公式,其理论计算值与实测值相对误差在±20%的数据达87.5%,能够为涉水桥梁基础埋深的设计提供更合理的计算依据。     

Bridge pier scour under pressure flow conditions

The probability of pressurized flow conditions occurring in existing bridges is forecast to increase due to possible changes in extreme precipitation, storm surges, and flooding predicted under climate change scenarios. The presence of a pressure flow is generally associated with scouring processes in proximity to the bridge. Scouring can also occur around bridge piers, possibly causing infrastructure failure. Although there is a vast literature on bridge pier scour and pressure flow scour, only a few studies have investigated their combined effect. This study will provide a new overview of the main features of bridge pier scour under pressurized flow conditions, based on laboratory experiences. Special focus is placed on the analysis of the flow features under pressure and free surface conditions and to the temporal evolution of the scour. A comparison with existing literature data is also conducted. The results highlight the nonlinear nature of scour processes and the need to consider pressurized flow conditions during structural design, as the interaction between pressure flow and the bridge pier strongly influences scour features and leads to scour depths much greater than the sum of the individual scours created only by pressure flow or pier presence.     

桩群数值模拟中的概化方法研究

建立数值水槽,将小尺度桩墩作为陆域边界直接模拟,利用有限单元法和三角形加密网格计算桩群影响下的二维流场.提出利用等效阻力法对桩群进行概化的研究思路,即将较为密集的原桩群概化为形式更加简单的其它形式桩群,并保证概化前后的桩群绕流阻力相等.计算结果表明这种概化方式可以有效逼近原桩群引起的水位、流速变化,且对上下游大范围流场的影响与原桩群比较处在可以接受的误差范围内.此外文中也对等效阻力法和等阻水面积法概化的效果进行比较,结果显示等效阻力法较等阻水面积法更优,具有工程应用前景.     

HYDRAULIC CHARACTERISTICS OF BOTTOM UNDERLAY-TYPE PIER FOR WATER-WING CONTROL

The pier, placed at the outlet of the pressure flow section, is an effective design to deal with the problems of the manufacture and operation of the gates fbr a discharge tunnel with high water head. It is crucial to control the water-wing, induced by this type of the pier. Through observing the phenomena of the water-wing, the reason of the water-wing inception, i.e., the concave of the flow surface, was presented, and a type of the new pier with bottom underlay was designed. The hydraulic characteristics of the pier, including the variations of the water-wing features, both length and height, with the water head, as well as with the concave depth, and with the height of the bottom underlay, and the variations of the concave depth with the height of the bottom underlay, were investigated by physical model experiments. The results show that the approach of the modification of the concave through the structures with the bottom underlay-type pier is remarkably effective in the water-wing control.     

宽尾墩消能工在酉酬水电站中的应用

酉酬水电站坝址河谷狭窄、岸坡陡峻,河道平直,洪水峰高量大,下游消能防冲问题较为突出.通过水力学计算和模型试验对比分析,证明该工程采用的宽尾墩+底流消能方案具有消能率高、尾水稳的特点,很好的解决了酉酬水电站"大单宽流量、低弗劳德数"水流消能的难题.     

长江下游河段桥墩压缩冲刷预测研究

建桥引起的河床变化可分为压缩冲刷和局部冲刷。相比于局部冲刷,压缩冲刷研究较少,压缩冲刷使桥址断面产生整体性下降,不利于桥墩基础安全。在总结前人研究成果基础上,以长江下游世业洲桥位方案为例,建立了桥墩压缩冲刷预测模型。探讨了不同空间尺度下桥墩边界的处理方法; 针对长江下游河段水沙特点,从工程安全角度出发,提出了水沙过程的选取方法; 最后预测了桥位上下游河床变形和桥墩压缩冲刷深度,并与长江下游已建桥址断面冲刷深度进行比对,两者基本相当。结果表明, 文中确定的桥墩压缩冲刷是合理的,可为桥墩基础埋深提供技术依据。