大型渡槽有限条法地震反应分析

根据有限条法原理,把渡槽槽身划分为若干有限条,推导出渡槽槽身结构的单元刚度矩阵、质量矩阵的显示表达式;采用空间梁单元模拟渡槽支架;联接槽身和支架的盆式橡胶支座采用弹性元件单元模拟.编写程序具体计算了某大型渡槽的自振频率,并用ansys对大型渡槽进行模态分析,对比计算结果验证本文模型的正确性.并计算了大型渡槽结构在3种工况分别输入EL-Centro、Taft、天津地震波3种地震波作用下的地震时程响应.     

大型渡槽有限条法自振特性分析

根据有限条法原理,把渡槽槽身划分为若干有限条,推导出渡槽槽身结构的单元刚度矩阵、质量矩阵的显示表达式;采用空间梁单元模拟渡槽支架;联接槽身和支架的盆式橡胶支座采用弹性元件单元模拟。编写程序具体计算了某大型渡槽的自振频率,并用ansys对大型渡槽进行模态分析,对比计算结果验证本文模型的正确性。并分3种工况对大型渡槽结构自振特性进行分析。     

某大型预应力U形薄壁梁式渡槽结构受力分析

采用通用的有限单元计算软件,对沙河预应力U形薄壁梁式渡槽进行了受力分析。结果表明:U形截面渡槽由于槽身光滑、平顺,因此槽身应力分布均匀,拉应力值较低;人行荷载和风载对渡槽的位移和应力影响很小,在设计水位作用下,槽身结构的竖向位移比空槽大近1倍,说明水荷载对渡槽有巨大影响。     

用有限条法计算薄壳渡槽

薄壳渡槽是水利工程中广泛应用的输水建筑物.以前,总是用梁法来计算薄壳渡槽槽身,用梁法计算长壳是可以的,但计算中长壳误差则较大.在许多情况下,薄壳渡槽属于中长壳范围. 近年来发展起来的有限条法是计算薄壳渡槽的理想的方法.它用分离变量法使得工程结构的总自由度大大减少,大大地减少了计算工作量和计算机内存需要量,节省机时,并能用较小的机器解较大的问题. 本文根据有限条法的基本理论,成功地用有限条法结合柔度法分析研究了有横向拉杆的薄壳渡槽槽身结构,推导了计算公式,编制了用有限条法计算薄壳渡槽槽身的电算程序.     

考虑槽身与槽内水体流固耦合的渡槽地震反应计算

基于考虑槽身与槽内水体流固耦合的渡槽薄壁梁段单元的动力分析模型,计算了南水北调中线工程某渡槽结构的地震反应.计算结果表明,随着水位的上升,渡槽结构地震反应增大;考虑槽身与槽内水体流固耦合时,渡槽结构的横向地震反应、伸缩缝相对折角小于不考虑流固耦合的情况,而槽身横截面绕轴线转角却大于不考虑流固耦合的情况,说明槽身与水体的相互耦合对渡槽结构地震反应影响显著.因此,在对渡槽结构进行地震反应计算时,应采用能考虑相应水位的渡槽流固耦合动力分析模型,并计算渡槽在不同地震波激振下的地震反应才能综合反映渡槽结构在地震作用下的实际情况.     

渡槽薄壁结构弹塑性动力分析模型及试验验证

本文提出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，并充分考虑了薄壁结构截面两向弯矩和轴向变形对单元的动力特性影响，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。通过预应力钢筋混凝土渡槽槽身以及高强混凝土渡槽支架模型的低周反复荷载拟静力试验，研究了渡槽槽身以及支架的非线性荷载-位移滞回特性。应用本文提出的弹塑性动力分析模型对拟静力试验过程中的荷载-位移滞回曲线进行了数值模拟计算。计算结果表明，模拟数值解与模型试验所得滞回曲线符合良好，从而验证了本文渡槽薄壁结构弹塑性动力分析模型的正确性。     

大型渡槽对多点地震输入的反应

本文对某大型渡槽在多点地震输入激振时的动力反应进行了详细研究。渡槽槽身采用薄壁梁段有限单元模型，考虑了渡槽槽身开口薄壁结构的横向弯扭耦合振动、约束扭转变形等结构自身特性；渡槽支架采用空间梁单元进行离散。文中给出了大型渡槽在多点地震输入激振时动力反应的计算公式，并对某10跨大型渡槽进行了具体数值计算。研究表明：考虑多点地震输入激振时，虽然该大型渡槽各输出点的横向位移最大值较同步地震输入激振时有所减少，但是各伸缩缝的横向相对折角最大值却普遍增大；该大型渡槽各输出点的竖向位移最大值和各伸缩缝的竖向相对折角最大值普遍减小。大型渡槽结构的抗震设计应考虑多点地震输入激振效应的影响。     

渡槽结构在爆炸冲击荷载作用下的动力响应

针对渡槽结构在爆炸冲击荷载作用下的动力响应问题,以南水北调中线某渡槽为例,采用M法模拟桩周土体对桩的作用,采用基于Housner理论的弹簧质量模型模拟槽身与水体的相互作用,并利用三维有限元建立了渡槽结构在爆炸冲击荷载下的分析模型。利用时程分析法分别计算了渡槽结构在空槽、半槽水深、设计水深3种工况下,遭受爆炸冲击荷载时所产生的位移和应力。结果表明：槽身的最大位移响应和最大应力响应均大于槽墩的,槽身中部的最大拉应力响应大于槽身两端的,侧墙顶端和底板中部拉应力响应相对较大,而槽墩上部的最大位移响应和最大应力响应又大于槽墩下部的;在空槽时,槽身内最大拉应力和最大位移响应最大,此时对结构最为不利。     

南水北调中线工程泲河渡槽三维有限元分析

南水北调大型渡槽流量大、跨度大等特点,对渡槽的设计提出了更高的要求。结合南水北调泲河渡槽的工程实例,运用三维有限单元法对该渡槽的受力性能进行模拟,同时重点考虑预应力和温度荷载的影响,研究了渡槽槽身各部位控制断面的应力、变形分布规律。计算结果表明:槽身截面设计和预应力筋布置方案合理,应力和位移均在允许范围内,满足抗裂和挠度要求。     

贝雷梁造槽法在昌江干渠渡槽施工中的应用

根据同类型槽身施工经验,结合大广坝灌区昌江干渠1～2号渡槽的特点,提出了以贝雷梁作为支撑架构的槽身现浇施工模式.通过贝雷梁加载砂袋模拟槽身挠度变化试验、贝雷梁支架预备拱注水试验和ANSYS系统模拟计算得出结论:贝雷梁支架在强度上能满足施工要求,采用贝雷梁造槽法在贝雷梁支架上预留一定的拱度,可以保证槽身底板不变形,确保施...     

渡槽风毁事例分析

本文利用有限元方法对我国某渡槽风毁事故进行空间内力分析。初步分析结果表明：在风荷载作用下，由于联系梁和支座处塑性铰的形成，使原结构变成可动机构而失稳破坏。在此基础上提出，除增加联系梁的截面尺寸外，同时加设剪刀撑的改进建议，使结构在造价增加不大的条件下，即可具有较好的抗风能力。可供类似工程结构设计参考。     

槽内水深对渡槽-水体耦合结构抗震性能的影响

采用有限元数值计算方法,研究槽内水深的变化对渡槽-水体耦合结构抗震性能的影响。数值结果表明,水体的存在使得渡槽结构的振动频率降低,在地震作用下,U形渡槽中水体的晃动幅度十分显著,从而改变了槽身地震反应性态。槽内水体对渡槽结构的影响程度与输入地震波的谱特性有很大关系,当输入地震波的主频范围覆盖渡槽结构基频,且槽内水体的振动频率与渡槽结构基频相近时,槽内水体对渡槽结构可以起到类似调谐液体阻压器(TLD)的减震效应,并对槽内水体减震效应的条件进行了判别。     

桩基梁式多侧墙渡槽抗震可靠度研究

将桩基粱式多侧墙预应力渡槽分解为槽身部件、槽身、槽身＋槽墩等力学研究对象,对每一研究对象分别采用拟静力法、底部剪力法、振型分解反应谱法及H0usner方法,建立地震作用模式及地震可靠度计算模型,以不同模式下结构可靠指标口的均值来评价结构的抗震可靠性．计算了南水北调中线渡槽工程实例。结果表明：在水平地震影响下,槽身在槽墩上沿纵、横向的抗滑稳定是渡槽工程抗震安全最薄弱的两个方面,且横向比纵向更为不利;在中震影响下,渡槽的抗震可靠度满足规范要求,但抵御大震能力显著不足。     

克孜河渡槽运行期温度应力耦合分析

渡槽在运行期时水泥水化热已经基本消失,结构处于较稳定温度状态,由于外界气温变化会引起渡槽内部的温度应力变化,同时在日照、环境温度变化和骤然降温时会引起结构内外温差与温度应力变化。为了有效防止渡槽在运行期混凝土槽身开裂,造成不必要的损失,通过三维有限元软件建立克孜河渡槽三维模型,模拟渡槽运行期温度、应力分布规律。结果表明:运行期温度应力较大,通过在渡槽外壁采取保温措施,有效的改善了槽身的应力状态,可为今后渡槽设计提供设计依据。     

设置铅芯橡胶支座隔震的渡槽非线性地震反应分析

应用Wen微分型恢复力模型与双线性恢复力模型，分别模拟铅芯橡胶隔震支座的非线性滞回恢复力特性．采用时程分析的方法，对南水北调水泉沟大型渡槽进行了横向地震非线性反应分析．计算结果表明：两种方法计算所得结果相符．采用铅芯橡胶支座隔震后，渡槽上部结构运动特性得到改善：地震反应加速度减小，槽身与支座的相对位移减小．槽身近似作刚体平动；槽墩墩顶位移、加速度及墩底弯矩、剪力减小．研究表明设置铅芯橡胶支座对渡槽的横向地震起到了明显的控制作用，计算结果对渡槽减隔震设计有一定的参考价值．     

渡槽水毁及其它破坏的修复

跨越河流、沟谷的渡槽 ,其进、出口段一般为填方渠道 ,如遇超标准大洪水 ,水流溢出渡槽 ,将对渡槽支墩基础和填方区产生冲刷 ,由此造成支承及槽身结构产生倾斜、开裂 ,槽身连接部位发生错动使止水拉裂 ,冲刷严重时可能导致渡槽整体倒塌。分析了水毁渡槽破坏的机理 ,并提出了相应的修复措施 ,如加固渡槽支墩、地基变形的处理、槽身及支承结构裂缝的修补、渗漏问题的处理、表层混凝土剥蚀及钢筋锈蚀的处理等。对每一个处理方法作了全面介绍     

引丹灌区某渡槽数值计算分析及病险处理

针对灌区中渡槽普遍存在的病害现象,以引丹灌区某渡槽为研究对象,利用有限元软件对渡槽的实际使用状态进行分析,模拟渡槽在各种工况下的的运行状态。结合现场检测手段,分析渡槽产生病险的原因,为渡槽的使用状态做出科学的鉴定。分析结果表明考虑到渡槽防渗抗裂的要求,建议研究使用预应力混凝土渡槽。同时对碳纤维布加固混凝土渡槽的工艺要求做了简要的介绍。     

桩基梁式多侧墙渡槽抗震可靠度研究

将桩基梁式多侧墙预应力渡槽分解为槽身部件、槽身、槽身+槽墩等力学研究对象,对每一研究对象分别采用拟静力法、底部剪力法、振型分解反应谱法及Housner方法,建立地震作用模式及地震可靠度计算模型,以不同模式下结构可靠指标β的均值来评价结构的抗震可靠性,计算了南水北调中线渡槽工程实例.结果表明:在水平地震影响下,槽身在槽墩...