杨家坝大跨度简支预应力渡槽徐变效应分析

针对杨家坝大跨度简支预应力渡槽在长期荷载作用下单跨结构稳定、挠度是关系到渡槽安全与正常运行的问题,采用有效模量法借助有限元软件ANSYS建模,计算了渡槽槽身在假定荷载保持不变条件下由徐变引起的应力和挠度,分析了渡槽的安全稳定性.结果表明,该渡槽徐变应力和挠度均满足现行规范要求,为工程设计提供了重要参考.     

U形薄壁渡槽环向预应力钢绞束布置优化研究

环向预应力钢绞束为大跨度U形薄壁渡槽抵抗水荷载和温度等荷载的关键构件,但目前针对环向钢绞束布置优化的研究较少。结合实际工程,采用三维有限元分析其沿壁厚方向的布置及沿纵向的间距对槽身应力的影响。结果表明,环向预应力钢绞束沿壁厚布置在中间时,内壁应力沿环向整体呈受压状态、对防裂有利,同时内外壁环向应力差较小且分布均匀,因此将环向预应力钢绞束布置在横截面中间是合理的,施工组织也较为简单;纵向间距对槽身环向应力影响较小,不是控制渡槽环向应力的重要因素,从方便施工的角度可采用较大的间距,但间距加大后钢绞束锚固端混凝土压应力随之提高,若纵向间距扩大1、2倍,锚固端混凝土最大压应力分别提高约0.68、1.36倍,会增加钢绞束锚固端的处理难度,因此环向钢绞束的纵向间距主要由锚固要求控制。     

江坪河水电站溢洪道闸墩选型与预应力水平分析

采用三维有限元方法对江坪河水电站控制段闸墩结构的选型进行了比较探讨,并对不同预应力值的闸墩力学性能做了对比分析,提出了合理的顸应力取值,依此对不同荷载工况下预应力闸墩结构位移和应力进行了计算并做了安全性评价.结果表明,选取的预应力闸墩结构具有整体稳定性,在各种荷载组合效应下墩体的变形和应力分布满足工程及规范<水工混凝土结构设计规范>要求.     

考虑流固耦合的大型渡槽地震响应分析

针对大型渡槽结构动力响应问题,基于Housner理论的槽身与槽内水体的流固耦合模型,以南水北调中线某大型渡槽工程为例,分析了该渡槽各构件的受力特点,建立了三维有限元动力模型,采用ANSYS动力时程分析技术计算了不同工况下该大型渡槽的结构动力响应.结果表明,在地震荷载时考虑流固耦合作用,渡槽的不同运行工况对其结构的地震响应影响较大,为同类型大型渡槽结构提供了理论依据和设计参考.     

铅芯橡胶隔震双槽渡槽设计与动力分析

结合南水北调中线工程,利用铅芯橡胶隔震技术对双洎河大型双槽渡槽进行隔震设计,采用Housner模型考虑水体与槽身流固耦合作用对其进行有限元动力分析。与非隔震渡槽相比,隔震渡槽的频率大幅降低;随隔震周期的增加,隔震渡槽振型保持不变;槽身底部剪力减小,支座位移增大。等效线性模型计算的地震响应极值大于双线性模型,偏安全。结果表明,铅芯橡胶隔震技术可显著降低渡槽结构的地震响应,且隔震周期越大,降幅亦越大。     

抽水蓄能电站蜗壳保压值优化研究

针对白莲河抽水蓄能电站充水保压蜗壳的不同保压值,对蜗壳应力、外围混凝土应力、座环位移、混凝土承载比进行了对比分析,并通过计算蜗壳与外围混凝土间初始缝隙值判断运行时两者接触情况,分别对蜗壳紧贴和脱开混凝土两种情况进行了动力分析.计算结果表明,保压值越大对蜗壳和混凝土的受力越有利,但保压值过大,运行时蜗壳与混凝土可能脱离、结构自振频率与机组固有频率接近、易产生共振,对机组稳定不利;当保压值为165 m时,蜗壳与混凝土的应力合理,且不易共振,供借鉴.     

环形预应力锚索失效对高内压隧洞内衬应力的影响

受施工质量不良、防腐措施不规范、锚索张拉控制应力过高等因素的综合影响,环形预应力锚索存在失效的可能与现实。为揭示高内压隧洞内衬中环形预应力锚索破坏失效后对隧洞内衬应力的影响,以南水北调中线穿黄隧洞工程为例,采用三维有限元方法对隧洞内衬结构的应力分布进行模拟计算,假设标准段衬砌中不同部位、不同根数锚索的预应力完全失效,分析其对隧洞内衬应力的影响。研究结果表明,锚索失效后失效锚索附近局部区域预压应力减小,运行中的环向应力分布均匀性变差并出现了拉应力区;衬砌段中部锚索失效对内衬应力的影响区域较大但对应力值的影响较小,端部锚索失效对内衬应力的影响区域较小,但对应力值的影响较大;端部锚索失效和中部相邻两根锚索同时失效时的运行工况最大拉应力值超过混凝土设计抗拉强度,将引起混凝土的局部开裂,可能导致结构破坏。     

大型混凝土渡槽的预应力施加程序优化

采用三维有限元技术对南水北调中线工程中大型预应力混凝土渡槽的预应力施加程序进行了优化研究，提出了合理的预应力施加方案，该方案使渡槽结构在施工期能更好地满足应力、变形的要求。     

强震作用下南水北调双洎河渡槽结构非线性分析

渡槽作为一种常用输水建筑物,若处于地震高烈度区,抗震性能对其运行安全至关重要。为此,基于有限元分析软件ABAQUS开发了一种适用于大型双槽渡槽结构——南水北调双洎河渡槽工程的模拟钢筋混凝土材料非线性的纤维梁单元子程序,开展非线性地震响应分析,得到关键部位应力-应变曲线,以及跨中位移、速度、加速度、墩底弯矩、剪力时程曲线等。计算结果表明,强震作用下双槽渡槽非线性模型与线弹性模型地震响应差异较大,其中跨中位移、速度、加速度峰值非线性模型计算结果均有所增大;而墩底弯矩、剪力峰值有所减小;相同调幅下不同场地地震波的输入对结构响应峰值也有影响。所得结论为双槽渡槽结构的抗震设计计算提供了参考。     

立洲水电站运行期调压井应力应变分析

为了解立洲水电站调压井应力应变情况,采用三维弹塑性损伤有限元法计算了正常运行工况、检修工况时的调压井同一高程处、不同高程处的应力应变数值,发现正常运行工况时的应力应变幅度大于检修工况。同一高程处调压井周边最大主应力为压应力,最大主应力值基本相等,呈对称均匀分布状态;随着高程的降低,调压井上游侧的最大主应力呈增大趋势,且在高程2 025～2 125m处检修工况下的最大主应力大于正常运行工况。在正常运行工况时同一高程处调压室周边最小主应力为拉应力,在检修工况时井筒中下部为拉应力、上部则为压应力,最小主应力值基本相等,呈对称均匀分布状态;随着调压井高程的降低,调压井上游侧的最小主应力呈增大趋势,检修工况下的最小主应力变幅极小。阻抗板上部应力分布较为复杂。同一高程井筒周围各点水平向位移量、沉降量基本相同,随着高程的降低水平位移量、沉降量逐渐增大,但检修工况下的水平位移及沉降变幅很小。计算结果表明,调压井外水压力对调压井衬砌结构的应力、变形影响均小于内水压力作用工况,因此在进行调压井配筋设计时应将内水压力作用下的正常运行工况作为控制工况。