基于内聚力模型的型钢混凝土闸墩开裂数值模拟研究

基于内聚力理论并结合有限元法，以邕宁水利枢纽拦河闸坝为例，分析了闸墩的开裂和裂纹分布，获得了闸墩开裂荷载、初始裂纹位置、开裂范围和裂纹宽度等局部信息。研究表明，型钢混凝土闸墩的裂纹最先在闸门挡水侧牛腿的上、下角点产生，随着施加荷载增大，牛腿闸门支撑面与墩体交线布满裂纹，并从上、下角点沿着墩体和牛腿支座上、下交线扩展；在对称荷载和非对称荷载作用下，型钢混凝土闸墩的开裂荷载/设计荷载分别约为0.656和0.624;1倍设计荷载作用下的最大裂纹宽度均小于0.3 mm,型钢混凝土闸墩的抗裂性能满足相关规范对结构裂纹宽度限值的规定。     

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。     

考虑黏结滑移的型钢混凝土弧形门闸墩型钢锚固长度研究

为探讨确定型钢混凝土弧形门闸墩型钢锚固长度的方法,在以往研究型钢混凝土黏结性能试验成果的基础上,建立了型钢混凝土闸墩的型钢与混凝土黏结滑移本构关系,并参照黏结型锚杆的"中性点"理论来定义型钢的锚固段,建立了型钢混凝土闸墩有限元模型,分析不同的型钢锚固长度对闸墩工作性能影响。通过运用模拟退火算法准则结合ANSYS软件自带的参数化设计语言(APDL)编写程序,求解以混凝土强度、型钢配钢量和保护层厚度为影响因素的型钢混凝土闸墩型钢的最短锚固长度。研究表明:以闸墩型钢受拉屈服和锚固失效同时出现为限定条件,通过回归分析建立的以闸墩混凝土强度、型钢配钢量和混凝土保护层厚度为变量的型钢锚固长度下限计算公式是基本合理的。     

型钢布设方式对型钢混凝土闸墩工作性能的影响研究

为了确定型钢混凝土闸墩结构内最优的型钢布设形式,利用ANSYS软件对闸墩进行有限元数值计算分析.基于两种不同计算工况下3种不同数量型钢布设方式所得到的有关型钢位移、闸墩裂缝范围、闸墩应力以及型钢应力的计算结果,得出型钢布设根数为3根时各方面工作性能均较优.在此基础上继续研究型钢布设角度和长度对闸墩工作性能的影响,最终得...     

非对称荷载作用下不同配筋方式对闸墩工作性能的影响研究

型钢混凝土闸墩是一种新型闸墩,其结构设计研究对水电站建设具有重要意义。文章以庄里水库溢洪道闸墩为例,利用数值模拟结合理论研究的方法对不同配筋方式下溢流坝闸墩位移和应力的影响进行了分析。研究结果显示:配筋和增加钢筋直径可有效改善闸墩的受力及变形情况,拉应力随配筋间距呈先减后增的整体趋势; D32@50为该型钢混凝土闸墩两侧配筋的最佳方式。     

贡川水电站水闸闸墩裂缝问题探讨

该文针对贡川水电站水闸4~#、9~#闸墩裂缝问题进行分析。闸墩结构应力计算结果表明,闸墩混凝土强度满足设计要求,外荷载对闸墩裂缝影响不大。根据裂缝形成的时间、气温、长度与深度、闸墩混凝土质量分析,认为该闸墩裂缝主要由混凝土质量及温差引起。据此分析,闸墩裂缝采用表面修补法修补,效果良好。经此处理后,水闸墩顶未再发现裂缝。     

型钢混凝土支座预应力闸墩结构应力分析与研究

以岸堤水库溢洪闸预应力闸墩为研究对象,遵循《水工混凝土结构设计规范》(DL/T5057-2009)的相关规定,对预应力闸墩的承载力和抗裂控制进行计算,并应用大型通用有限元计算软件ansys对溢洪闸预应力闸墩进行了三维应力分析研究,得到了典型工况下的闸墩颈部与型钢牛腿结合部位的混凝土内部应力分布情况,分析结果为岸堤水库溢洪闸墩预应力体系的设计与优化提供了依据。     

闸墩混凝土温度裂缝及预防措施

对闸墩混凝土的温控和防裂进行了研究，指出闸墩混凝土温度裂缝影响因素主要有混凝土材料性能、气温骤降、闸墩尺寸、浇筑层厚度、浇筑温度、间歇时间、拆模后混凝土表面保护措施、浇筑仓面保护方式、通水冷却方式等。从控制温度、改善约束条件、增强混凝土抗裂性能等方面，提出了防止闸墩混凝土裂缝、减小温度应力的措施。     

下承式桁架拱渡槽的结构可靠度分析

针对南水北调中线工程中较为广泛采用的预应力下承式桁架拱渡槽,采用空间杆系有限元程序与结构响应面法相结合,分析了桁架拱结构在正常设计条件下的可靠度.分析计算表明,该拱结构可靠度已达到了规定的要求,结构是可靠的;结构响应面法也是桁架拱渡槽结构可靠度分析的有效方法.     

三湾泄洪闸混凝土施工温度监测及温控评价

施工期发现三湾水利枢纽闸墩混凝土存在裂缝,部分裂缝贯穿整个闸墩.通过对埋设于闸墩的大量温度计监测成果的整理分析,研究了三湾泄洪闸闸墩施工期各部位温度变化过程与变化特点,并与设计温控指标进行了对比,分析成果可为研究闸墩施工期裂缝成因提供帮助.     

粘钢和碳纤维布技术在闸墩补强加固中的应用

本文主要对水工建筑物补强加固方法进行分析,并介绍了近尾洲水电站泄洪闸薄壁闸墩的加固处理。该加固工程采用外粘条形钢板和碳纤维布加固相结合的技术,对泄洪闸薄壁闸墩进行了加固处理。文中详细说明了施工步骤和工艺要求,且通过材料力学方法对处理后的闸墩进行了应力分析,有效解决了闸墩承载能力不足和混凝土开裂的问题,为其他类似加固工程提供了参考依据。     

钢筋混凝土结构开裂的非线性模型应用研究

本文采用三维非线性有限元方法,选用塑性损伤及弥散裂缝模型模拟混凝土,选用通用的理想弹塑性模型模拟钢筋。首先对钢筋混凝土悬臂梁开裂后应力进行计算,计算结果与解析解的对比验证了模型的正确性;然后将上述模型应用于实际工程—丹达河水电站拱坝闸墩的计算分析中。结果表明:采用上述模型时,计算结果合理,对于混凝土材料非线性关系的模拟是行之有效的,以丹达河水电站拱坝闸墩为例,计算成果可作为闸墩配筋设计的依据。     

钢板混凝土复合加固铁路重力式桥墩抗震性能研究

为探究钢板混凝土复合加固震后铁路重力式桥墩的抗震性能,制作配筋率为0.5%的桥墩缩尺模型进行拟静力试验。将模型墩底破坏区域采用钢板混凝土复合加固,对加固后的桥墩模型通过周期往复荷载试验来研究桥墩破坏形态,从滞回曲线、骨架曲线、耗能能力、刚度退化及位移延性等参数分析其抗震性能,并建立有限元模型进行验证。试验结果表明:（1）模型试件中钢板加固桥墩模型墩身部分作为过渡区,避免了加固面受集中力影响导致的破坏面转移;（2）采用钢板混凝土复合加固,可有效提高模型试件的刚度、耗能和承载能力,明显提升了桥墩的抗震能力。该加固方案可用于震后铁路重力式桥墩的修复。     

粘钢在合面狮电站闸墩加固处理中的应用

介绍了广西贺州市合面狮水电站闸墩存在的裂缝及其特点,分析其成因.论述了粘贴钢板在闸墩加固处理中的应用,包括加固设计、施工方法、粘钢板表面防护及实施后的工程效果.     

波浪荷载作用下桥墩码头动力响应分析

采用数学理论推导了规则波浪荷载与随机波浪荷载的计算表达式,并应用仿真数值模拟对波浪荷载作用下桥墩码头结构的动力响应进行了分析,研究了波浪的波高、周期、入射角、水深四个波浪参数对桥墩码头动力响应的影响。通过施加两种不同形式的极限波浪荷载,确定了桥墩主应力的分布规律以及危险区域。计算结果表明:波高和水深对桥墩码头的影响较大,但是波高的变化对桥墩的影响更为显著;周期对桥墩的影响有一定的局限性;入射角对桥墩码头影响最小;桥墩的最大主应力没有超过混凝土的抗拉设计强度,并富有一定的安全储备,桥墩是安全的。     

基于概率分析的锈蚀钢筋混凝土结构寿命预测

钢筋锈蚀是导致混凝土结构破坏的主要原因,合理预测锈蚀钢筋混凝土结构的使用寿命对减少工程的经济损失、保证结构的安全运行具有重要意义.针对锈蚀钢筋混凝土结构在不同寿命评估准则下的使用寿命预测问题,基于混凝土结构耐久性现状检测结果,采用概率分析可靠度方法,通过抗力和荷载效应的统计特征求得结构的时变可靠指标,从而对结构的裂缝宽...     

尼尔基水利枢纽溢洪道预应力闸墩设计

为解决弧门水推力大闸墩布筋困难这一难题,尼尔基溢洪道闸墩采用了预应力混凝土结构,锚固体系采用了OVM锚具和高强低松弛钢绞线。本文对预应力闸墩的锚束布置、张拉力设计、锚固体系选择以及空间有限元计算成果作了简要介绍。     

闸墩绕流影响因素及其作用规律分析

为探究某水利工程渡槽附近不平稳水面的形成原因并为制定消除措施提供参考,使用COMSOL Multiphysics软件对高雷诺数( Re =5×106)条件下,不同宽度的顺直流道、收缩渐变段和弯曲流道下游的圆柱绕流和不同形态的闸墩绕流进行了数值模拟研究,分析了流道布局和闸墩形状尺寸等因素对绕流流场和结构受力特性的影响。圆柱绕流分析结果表明:在计算参数范围内,随着顺直流道宽度的减小,圆柱的升阻力系数均逐渐增大;流道渐变段的截面收缩对圆柱绕流产生的影响不大;流道弯曲导致的来流偏流系数越大,圆柱受力的非对称性越明显,升阻力系数均值越大。闸墩绕流计算结果表明:无墩尾闸墩的绕流流场和受力特性与圆柱绕流类似,随着墩身长度增加,闸墩的平均阻力系数减小;带墩尾的闸墩呈流线型,其升阻力系数与尺寸相当的圆柱和无墩尾闸墩相比均显著减小;给闸墩设置合适的墩尾是解决闸墩绕流脱涡的有效措施。