矩形断面钢衬与混凝土联合承载机理与受力分析研究

结合某水电工程,选取冲砂底孔方变圆渐变段钢衬,以加劲环参数优化为目标,采用三维有限元法分析了钢衬、加劲环与外包混凝土联合承载对矩形断面钢衬受力的影响。结果表明:当渐变段矩形断面钢衬考虑外包混凝土联合承载时,对其角点处应力有很大改善;在外水压力作用下,减小加劲环间距和加大翼缘宽度,有利于降低钢衬应力,但会增加翼缘之间混凝土的拉应力,不利于钢衬和外包混凝土联合承载;而随着肋板高度的增加,无论对钢衬应力还是混凝土应力都无明显改善。因此,加劲环间距对钢衬的有利影响最大,翼缘宽度影响其次,肋板高度的影响最小。     

弧形钢闸门支承钢梁横向加劲肋布置研究

弧形钢闸门支承钢梁具有形式简洁、可快速装配并能有效减少闸室空间的优点,其安全性直接关系到闸门的安全运行,因此设计具有合理结构形式的弧门支承钢梁至关重要,其中加劲肋是保证钢梁局部稳定性及改善强度和刚度的重要构件。在满足局部稳定性的条件下,通过建立多种不同支承钢梁横向加劲肋间距的三维有限元模型,计算分析其对支承钢梁强度和刚度的影响规律,给出支承钢梁横向加劲肋间距合理布置区间。计算结果表明:横向加劲肋间距对支承钢梁翼缘及加劲肋本身的应力影响较大,但对腹板应力几乎无影响;支承钢梁横向加劲肋间距为[1/3,1/2)倍的腹板高度时,钢梁材料的性能得到充分发挥,支承钢梁强度及刚度满足规范要求,兼具经济性和合理性,研究成果可为弧门支承钢梁的设计提供参考。     

扶壁柱式岩壁吊车梁受力特性研究

岩壁吊车梁是水电站地下厂房常用的结构形式之一。在地下厂房围岩条件较差的情况下,一般通过增设扶壁柱方式来控制吊车梁产生过大的变形。基于有限变形理论,建立III类围岩条件下带扶壁柱的岩壁吊车梁数值计算模型,探讨了吊车梁施工完成后地下厂房下层后续开挖对吊车梁应力和变形分布的影响,分析了吊车梁在吊车运行载荷条件下的应力变形特性,获得了扶壁柱高度大小对吊车梁变形及应力分布的影响规律,提出了带扶壁柱吊车梁设计应注意的应力集中问题,研究结论可为工程设计参考。     

各因素对简支Ｔ形截面钢筋混凝土 梁抗爆性能的影响

利用ＬＳ－ＤＹＮＡ软件建立了简支Ｔ形截面混凝土梁有限元模型,分别对梁整体振动频率、梁钢 筋应力、混凝土破坏程度进行了分析并研究了配筋率对爆炸荷载作用下梁抗爆性能的影响,以及截面高 度与翼缘尺寸的改变对梁抗爆性能的影响。研究发现:爆炸荷载作用下梁的振动频率均小于固有频率; 与增加纵筋配筋率相比,增加箍筋配筋率能更有效地提高梁抗爆性能,增加梁截面高度会使梁振动频率 增大,提高梁抗爆性能;增加翼缘宽度不利于提高梁抗爆性能,但是增加翼缘厚度能减小梁跨中截面挠 度、增大振动频率、增加梁整体刚度,从而有效地提高梁的抗爆性能;跨中截面梁底纵筋最大应力小于钢 筋屈服强度（ｆｙ＝400ＭＰａ）,支座处箍筋应力超过钢筋屈服强度;“提高箍筋配筋率＋增加梁截面高度＋ 增加翼缘厚度”为提高Ｔ形截面梁抗爆性能的最优组合模式。     

岩壁吊车梁运行期三维非线性有限元稳定计算

采用M arc有限元计算软件,建立了岩壁吊车梁运行期三维非线性有限元分析模型.分别计算了III、IV类围岩设扶壁柱(梁下1.5 m或5.0 m)与不设扶壁柱的岩壁吊车梁结构的应力和位移.基于摩擦理论和矢量几何条件,给出了计算岩壁吊车梁整体抗滑稳定安全系数的计算式.计算结果表明,设扶壁柱的岩壁吊车梁受力合理,且能提高吊车梁的整体抗滑稳定安全系数.     

基于ANSYS的某水电站进水口钢衬优化设计研究

进水口渐变段体型复杂,采用钢板衬砌需对结构安全、施工强度、工程造价等多方面进行综合分析。通过改变钢衬水平轴线夹角,利用有限元软件ANSYS进行结构应力分析和变形分析,有效地减小了面板与加劲肋连接处及加劲肋处的结构应力,节约了钢材用量。可为类似工程提供参考。     

部分翼缘加强型钢板混凝土连梁的有限元分析

通过Abaqus建立钢板混凝土连梁模型对原始实验[1]进行模拟分析,分析结果与原始实验吻合良好,有限元分析表明:钢板混凝土连梁的墙梁连接处钢板的边缘在剪拉应力的作用下率先进入屈服,而配有工字型截面的型钢混凝土连梁其翼缘并不能沿跨度全部发挥作用,因此提出了在钢板混凝土连梁的钢板端部增加翼缘板形成部分翼缘加强型钢板混凝土连梁的思想,为了探究这种新型组合连梁的加强翼缘的几何尺寸对模型的力学性能的影响,以翼缘板的长、宽、高建立三组有限元模型并进行分析,并通过有限元程序对其进行初步设计与分析。结果显示这种组合连梁在提高连梁承载力与改善钢板应力分布方面具有良好的效果,分析结果表明:增加翼缘长度、宽度与厚度对均能改善钢板应力分布,但增加翼缘厚度对改善应力分布效果不明显。随翼缘板的长度、宽度、厚度的增加,模型承载力以及梁端转角逐渐增大;但是随着翼缘厚度增加,模型承载力提高以及梁端转角增加效果不显著。更多还原     

基于仿真的塘冲水库闸门加固设计参数分析研究

针对塘冲水库闸门加固设计优化方案,利用ABAQUS开展了钢结构翼缘宽厚比参数优化分析.加固结构上拉应力最大位于下游翼缘,其与腹板、肋板部位间差距分别为21.6％ ～200.0％、41.4％ ～110.0％;上、下游翼缘拉应力最低均为宽厚比28方案;腹板处最大拉应力在宽厚比超过28后递增;肋板拉应力受宽厚比影响较小,稳定...     

装配式U形混凝土渠道衬砌钢模具数值模拟

为了探求装配式U形混凝土衬砌渠道钢模具在预制混凝土衬砌板时的应力应变规律,以D60装配式U形混凝土渠道衬砌钢模具为研究对象,运用ADINA软件对不同厚度、不同纵向加劲肋及不同横向加劲肋的钢模具进行数值模拟。结果表明:钢模具的变形在直线段最大,弧线段次之,直线连接段和弧线连接段最小;等效应力在直线连接段和弧线连接段最大,直线段和弧线段较小,并且钢模具厚度的影响程度纵向加劲肋数量的影响程度横向加劲肋数量的影响程度;在一定的变形允许范围之内,装配式U形混凝土衬砌渠道钢模具的厚度以8~10 mm为宜,纵向加劲肋以3~4根为宜,横向加劲肋以2根为宜(布置在直线段和弧线段各1根)。     

考虑围岩开挖响应的岩壁吊车梁受力分析

以句容抽水蓄能电站地下主厂房为依托,采用数值分析软件ＦＬＡＣ３Ｄ对地下厂房岩壁吊车梁在施工期和运行期的受力进行数值仿真计算分析,对吊车梁结构形式、受力特性、支护参数的合理性进行了评述。结果表明:洞室开挖过程中,受围岩荷载释放的影响,吊车梁会产生向洞内侧的变形;在洞室围岩开挖结束后,岩壁吊车梁锚杆应力距离材料屈服强度还有很大的安全裕度;运行加载后岩壁吊车梁的变形很小,锚杆应力有增加但数值较小,岩壁吊车梁的应力分布基本没变;运行期加载后岩壁吊车梁沿岩壁抗滑安全系数在５．０以上,足够安全。     

白鹤滩水电站地下厂房岩壁吊车梁稳定性分析

当地下厂房岩梁壁座缺失或超挖较大时,岩壁吊车梁与修补混凝土需要同期浇筑和施工,岩壁吊车梁与常规岩梁体型相比有了较大变化、受力十分复杂。为此,采用能较好地模拟不连续面的非连续力学方法,对岩梁与岩壁结合面采用接触面单元进行模拟,分析了标准设计断面和壁座修补断面两种情况下的岩壁吊车梁锚杆受力、岩梁与岩壁结合面的应力与变形,以及修补断面岩梁的潜在破坏形式,并对促进岩梁稳定的措施进行了探讨。结果表明:采用非连续力学方法计算出的岩梁锚杆受力、岩梁和岩壁结合面上的应力和变形分布特征与实际情况较为接近;对于岩梁壁座缺失的情况,采用混凝土修补以及附壁墙加强措施是合适的,轮压荷载引起的锚杆应力、岩梁与岩壁结合面法向变形和切向变形在可接受范围内;在超载情况下,修补断面岩梁的破坏是以锚杆先出现受拉破坏,进而岩梁与岩壁结合面剪切破坏的破坏型式;在岩梁的稳定性分析中,不仅要考虑厂房开挖变形引起的锚杆释放应力,也要考虑其引起的岩梁和岩壁结合面应力变化的影响。     

外贴钢板加固钢筋混凝土梁有限元分析

对外贴钢板加固钢筋混凝土梁分别建立了钢筋混凝土、胶结层和钢板三个力学模型，即采用相应的材料本构关系和不同的有限单元形式，分析了加固梁的整体性能及胶结层的受力情况。结果表明，加固钢板沿梁长度向的两端部切向应力较大；胶结层的厚度对胶结层的切向应力和加固梁的整体性能影响均较小。     

含不规则跨尺度裂缝的钢筋混凝土厂房吊车梁结构性能分析

钢筋混凝土厂房吊车梁在水电站工程建设中被广泛应用,但高寒区的低温、高风速、低湿度的环境条件易使吊车梁在施工过程中产生不规则表面裂缝,严重影响该混凝土结构的安全服役。由于裂缝尺度远远小于钢筋混凝土吊车梁结构尺度,使得现有计算方法难以有效考虑不规则、小尺度裂缝的真实形态。为解决该问题,提出了一种基于真实裂缝点云的不规则跨尺度裂缝计算方法,在无裂缝网格模型的基础上,将穿过裂缝单元的节点批量投影至裂缝曲面上,建立含精细化真实裂缝的数值模型。该方法具有不改变初始单元类型、无需对裂缝模型进行网格划分的优点,比传统的几何剖分法具有更好的适用性。通过混凝土三点弯曲及楔入劈拉试验验证了该跨尺度裂缝计算方法的正确性,并将其应用至我国高寒区钢筋混凝土吊车梁结构的安全性能分析中,为吊车梁质量评估及后续修复加固提供了有力的技术支撑。     

大型人字闸门结构变形和应力分析

葛洲坝1号船闸下闸首人字闸门用空间壳、梁和杆的组合有限单元成功地计算了在关闭档水状态下的变形和应力,所得结果与原型观测结果一致。计算和分析表明:主梁和次梁内均只出现压应力,在沿梁的长度方向即闸门的宽度方向压应力较大;挡水面板在水平方向膜应力较大且为压应力;同时在该方向存在大小与之相当的局部弯曲应力;挡水面板在铝直方向的局部弯曲应力最大。所得结果也揭示了一些与传统设计理论不一致的规律:主梁在靠近端部的横截面上的正应力不呈线性分布;次梁以压应力为主而弯曲应力很小;挡水面板被主、次梁和纵隔板分隔出来的部分并不完全等同于四边固定矩形板。本文作者认为,在门轴支承强度允许的情况下,减少主梁的数目,增加次梁的数目,也能保证闸门的强度;增加纵隔板数目不仅可以减小挡水面板在铅直方向的局部弯曲应力,而且能增强闸门的开门和关门刚度。     

小湾水电站地下厂房吊车梁设计

小湾水电站地下厂房跨度大，吊车吨位大，在国内首屈一指．本文对吊车梁型式：岩壁式、岩台式作了详细的计算、分析、论证，最后确定采用吊车梁型式．     

基于ANSYS的粘钢加固钢筋混凝土梁的应力分析

建立了钢筋混凝土粘贴钢板一次受力的有限元分析模型,模拟粘钢加固钢筋混凝土梁从开始受力到屈服阶段的钢筋、钢板受力情况,分析了整个过程中钢板和钢筋的应力变化及粘钢加固钢板两端的剪切应力。     

关口水电站地下厂房岩壁式吊车梁设计

岩壁式吊车梁是一种新型结构形式，目前尚无规范可循。关口水电站地下厂房岩壁式吊车梁的设计，采用平面力系平衡的方法来分析梁的稳定，其中壁座倾角、锚杆参数选取是岩壁式吊车梁设计的关键。对中小型水电站来讲，按照施工技术要求：把好施工质量关，是岩壁式吊车梁成败的关键。     

溧阳抽水蓄能电站地下厂房岩壁吊车梁监测设计与施工期监测资料分析

主要从地下厂房岩壁吊车梁结构应力、变形等方面介绍了溧阳抽水蓄能电站地下厂房岩壁梁监测设计及安全监测成果。监测资料分析结果表明,目前岩壁梁支护结构应力、围岩变形较大但已趋于稳定,混凝土结构应力与结合缝张开较小,岩壁梁处于逐步稳定的工作状态。由于溧阳抽蓄工程地质条件在国内外同类工程中的特殊性与复杂性,因此,其对于以后同类工程地下厂房岩壁吊车梁监测设计、施工和监测资料分析等具有特殊的意义与重要参考价值。     

广州市西江引水工程大直径输水钢管的吊装与焊接

广州市西江引水工程线路长,输水钢管直径大,吊装难度大,焊接质量要求高。施工过程中采用轮胎式汽车起重机吊装,现场沟槽内焊接钢管采用管道手工电弧焊接工艺及半自动焊接工艺,取得了成功。详细介绍了管道焊接工艺流程及其应注意的要点。     

泰安抽蓄电站岩壁吊车梁桥机载荷试验安全监测成果分析

通过对地下厂房桥机原型载荷试验时，岩壁吊车梁的钢筋应力、锚杆应力、梁底压应力、结构缝开合度等的监测和分析，验证了岩壁吊车梁的安全性和适用性。