某水电站复杂非杆系结构程序化配筋设计

针对复杂非杆系结构配筋设计难度较大的问题,以某混凝土拱坝孔口为例,运用ABAQUS软件分析了最不利工况条件下的孔口应力。依据拉应力图形法原理,采用C#程序语言编制了配筋程序,实现了截面的剖切、应力的平面投影、拉应力面积的计算以及配筋截面面积计算等功能。研究结果可为非杆系结构工程配筋设计与施工提供参考。     

宽尾墩体型对高拱坝表孔最大压力的影响

宽尾墩应用于高拱坝表孔后会增大壁面压力,在一定程度上增加了结构设计难度,为探究表孔壁面最大压力与宽尾墩体型之间的关系,采用数值计算方法研究了宽尾墩收缩比、收缩率等体型参数对高拱坝表孔流道中心线及侧墙最大压力的影响。结果表明,堰面中线与侧墙最大压力均随收缩率的增大而增大,随收缩比的增大而减小;并推出表孔流道中线及侧墙最大压力与收缩率、收缩比之间的定量计算公式,从而为表孔宽尾墩的结构设计提供参考。     

宽尾墩体型对高拱坝表孔最大水深的影响

宽尾墩应用于高拱坝表孔后会增大流道水深,从而一定程度上增大工程量,同时过高的边墙也会增大结构设计难度。为探究表孔最大水深与宽尾墩体型之间的关系,采用数值计算的方法,分析宽尾墩收缩比、收缩率、堰面俯角等体型参数对高拱坝表孔最大水深的影响。结果表明,表孔最大水深随着收缩比的增大而显著减小,而收缩率的影响则相对较小;得出了表孔流道最大水深与宽尾墩体型参数之间的定量计算式,并提出了一个综合影响系数k来判别急流冲击波交汇点位置,可为表孔宽尾墩的结构设计提供参考。     

拱坝坝肩稳定地质力学模型试验及孔口概化影响分析

在拱坝坝肩稳定地质力学模型试验中,坝身的泄洪孔口经缩尺后尺寸偏小,模拟困难,通常需概化模拟,以方便模型的加工制作和加载,但孔口概化对试验结果的影响需深入研究。为此,以立洲拱坝工程为例,分别开展了孔口概化后的坝肩稳定地质力学模型试验、坝身开孔与不开孔的两个三维有限元模型模拟分析,并对比分析三种方案所获得的应力分布特征、位移分布规律、塑性区分布范围和稳定安全度,探讨了孔口概化对地质力学模型试验结果的影响。结果表明,有限元开孔方案与不开孔方案坝体应力相差不超过10%,坝体位移相差不超过12%,塑性区发展过程基本一致,开孔方案的起裂、塑性区贯通和失稳略早于不开孔方案;有限元不开孔方案极限超载安全系数较地质力学模型试验方案大0.65%,有限元不开孔方案极限超载安全系数较开孔方案小15.48%。原因系拱坝坝身开孔导致拱效应降低,梁效应增强,但对坝体的位移、应力、塑性区分布影响较小。因此在研究拱坝坝肩稳定性的地质力学模型试验中,其采取的坝身孔口概化模拟方法对试验结果影响不大。     

某水电站工程高拱坝混凝土浇筑垂直运输方案研究

针对西藏高山峡谷地区某水电站拱坝坝体高大、施工场地狭窄导致混凝土浇筑的垂直运输设备选择及布置难度大的问题,为保障大坝浇筑施工,设计了两种混凝土浇筑垂直运输方案,通过对比分析,最终确定了门机与建筑塔机相结合的混凝土垂直运输方案,并探讨了方案的合理性及可行性,可为高拱坝的混凝土浇筑运输提供参考。     

中型拱坝表孔大单宽流量泄洪消能形式的研究

以龙潭嘴水电站工程整体水工模型试验资料为依据,采用表孔高低坎+二道坝研究了中型拱坝表孔大单宽流量泄洪消能形式。通过调整边、中表孔挑坎的位置高程及挑角来实现三孔水舌上下对撞和横向扩散碰撞消能。为达到水舌落点纵向拉开的目的,增大中表孔溢流曲线的长度,使中边表孔挑坎在纵向上形成差动。试验结果表明,在该消能形式布置下,水舌纵向拉开、横向扩散充分、对冲明显,同时在水垫塘内充分翻滚消能,对下游河道减轻了冲刷,消能效果较好。     

考虑横缝的天花板高拱坝非线性地震反应分析

基于大型结构分析软件ADINA,建立了考虑横缝的高拱坝非线性动力仿真模型.并以云南省牛栏江天花板碾压混凝土拱坝为例,从横缝的张开变化规律、坝体的应力分布等角度,研究了地震作用下拱坝横缝的非线性动力反应及对大坝抗震安全的影响.结果表明,横缝张开能释放大坝的拱向应力,降低坝体的动力响应,且横缝在地震过程中可能发生往复开合,但张开度均不大,对横缝止水材料不会产生破坏,大坝能承受设计地震考验.     

高拱坝表孔闸墩侧面拉应力影响因素分析

高拱坝泄洪能力大,泄洪表孔尺寸大,结构复杂,荷载作用下闸墩内侧面往往会出现很大的拉应力。为此,采用ANSYS有限元方法计算研究温度荷载、弧门推力、坝体上游静水压力等因素对高拱坝泄洪表孔闸墩侧面拉应力的影响,通过改变闸墩厚度及在坝体上游与闸墩外侧交接处增设局部放大体来研究其对闸墩侧面拉应力的影响。结果表明,温度荷载及弧门推力对闸墩侧面拉应力影响不大,坝体上游面静水压力引起拱坝由两岸向坝顶泄水表孔变形是引起闸墩内侧面拉应力大的主要原因;增加闸墩厚度和增设局部放大体两种方法均可有效减小闸墩内侧面的拉应力,且后者混凝土用量少,节约材料。     

三河口水利枢纽表孔泄洪消能方式研究

三河口水利枢纽为碾压混凝土拱坝设计,主要泄水建筑物是三孔泄洪表孔和二孔泄洪底孔,均采用挑流方式消能。为减轻对坝脚及下游河床的冲刷,在坝下游设置水垫塘。原方案时,表孔的泄流集中,导致水垫塘内的冲击压力较大,对水垫塘的安全运行不利。经过试验研究,最后选定的方案能最大限度的使水流分散,水垫塘内的流态及压力分布明显改善。     

考虑冻融作用的混凝土拱坝结构可靠度分析

混凝土拱坝在长期运行过程中,坝体材料受冻融作用易产生劣化效应,影响其结构可靠性和服役寿命.但目前考虑材料劣化作用的拱坝安全性态分析研究较少,不利于拱坝工程长效安全运行.对此,基于实测数据建立了混凝土材料力学性能冻融劣化模型,分析温度荷载、水荷载及材料强度等因素的不确定性,结合某混凝土拱坝实际工程,基于有限元等效应力法与...     

高差动坎在拱坝泄洪表孔中的应用研究

针对中小型拱坝表孔大流量泄洪时存在的向心集中问题,结合某工程泄洪表孔消能工,采用数值模拟与模型试验相结合的方法对其不同体型的方案进行了对比分析。结果表明,表孔大流量泄洪时,设置高差动坎体型与窄缝式及低差动式挑坎相比,水舌纵向拉开更加明显,并伴有一定的横向扩散,水舌落点分布均匀,对河床形成的冲击压力较小且分散,消能效果较为显著。此外,其空蚀破坏可能性也不大,可见高差动坎体型总体安全、合理。     

基于PSO_GM_MC的某混凝土双曲拱坝监控模型

大坝位移的准确预测对大坝安全监控具有重要意义。针对传统的GM(1,1)模型在大坝位移监控中存在预测误差较大的问题,利用粒子群优化算法(PSO)对背景值权重参数寻优重构,借助马尔科夫链(MC)实现残差优化,建立了大坝位移的PSO_GM_MC监控模型。实例分析表明,PSO_GM_MC监控模型与传统灰色模型GM(1,1)相比,在大坝位移预测精度上有较大提高,可用于大坝位移的安全监控。     

近断层地震动作用下混凝土高拱坝损伤特性研究

我国西部地区已建或拟建一批混凝土高拱坝,其中许多位于结构复杂的地震断裂带,更易发生近场强震,可能引起高拱坝的严重损伤,因而有必要分析近断层地震动作用下高拱坝的损伤特性.考虑拱坝坝体的横缝及塑性损伤,建立某高拱坝的动力非线性有限元模型.从PEER强震数据库选取12条包括破裂前方脉冲、滑冲脉冲和无脉冲的近断层地震动作为输入...     

考虑混凝土损伤特性的拉西瓦拱坝破坏路径分析

针对高拱坝破坏路径分析的问题,当前数值模拟方法对坝体混凝土的拉压损伤特性仍考虑不足。为此,采用混凝土塑性损伤(CDP)本构模型,模拟分析了拉西瓦拱坝在静力超载、气温骤降及最大可信地震工况下的损伤破坏特性。结果表明,超载工况下坝体主要以坝踵、岸坡坝基处的混凝土拉伸破坏为主,并在形成损伤贯通区后失去承载力;气温骤降工况下坝体混凝土在表孔及1/4拱坝顶、拱端及坝踵区域可能产生拉伸损伤;地震工况下则主要以坝顶下游面表孔拱冠梁附近的拉伸破坏为主,逐渐形成水平带状破坏区域而失去承载力。研究结果明确了拉西瓦拱坝可能出现的损伤特性及破坏路径,为确定拉西瓦拱坝结构安全监测的关键部位提供了参考。     

新疆布尔津山口拱坝混凝土入仓方案选择与缆机应用

为解决布尔津山口水电站陡峻"V"型河谷常态混凝土高拱坝制冷混凝土的入仓问题,拟选了高门塔机和缆机入仓两个混凝土浇筑入仓方案,对两个方案的优缺点、可行性、经济性及运行使用等方面进行了分析比选,考虑了坝址区的地形地貌、气候风力温差、坝体温控施工对设备的入仓强度及保证率要求等因素,研究确定了双缆机入仓方案,解决了拱坝制冷混凝土的入仓问题。两年的运行使用实践证明,缆机是一种较好的入仓方式。     

基于LSTM神经网络的高拱坝混凝土温升阶段温度预测

为实时掌控高拱坝混凝土温度变化,及时制定合理控温措施,防止产生温度裂缝,深入分析了混凝土温升阶段温度影响因素,并选取初始浇筑温度、环境气温、通水温度、通水流量、绝热温升等5个主要因素作为LSTM神经网络的输入因素,建立了基于LSTM神经网络的高拱坝混凝土温升阶段温度预测模型,同时采用最大误差、平均绝对误差(M_MAE)、对称平均百分比误差(S_SMAPE)等评价指标检验模型精度,最后以白鹤滩高拱坝为例,对大坝混凝土温升期的温度进行预测。结果表明,所建预测模型的最大绝对误差为0.58℃,M_MAE、S_SMAPE分别为0.30℃、1.35%,预测精度较高,可操作性强,能为高拱坝混凝土温度控制提供决策支撑。     

张河湾蓄能电站下水库大坝表孔

为满足张河湾蓄能电站下水库大坝表孔32．5m斜坡段混凝土一次施工完成需要,设计了25m跨度拉模。从拉模选型、荷载、结构计算、构造和牵引设施等方面进行了设计说明．对拉模施工中的注意要点进行了阐述。采用该拉模施工在安全、质量和施工速度等方面均取得了较好效果。     

高寒地区高拱坝外掺MgO混凝土的温度应力补偿效果研究

鉴于外掺MgO微膨胀混凝土筑坝技术对提高高寒地区混凝土坝的施工速度和经济效益的意义,对高寒地区高拱坝外掺MgO混凝土的温度应力进行了仿真计算,分析了不同MgO掺量对温度应力补偿效果的影响及坝体不同部位掺MgO的膨胀补偿效果。结果表明,在大坝内部,掺MgO对混凝土能起到较好的温度应力补偿作用,且在一定范围内MgO掺量越大,应力补偿作用越明显;对大坝表面混凝土,掺MgO可能使混凝土表面拉应力增大,可通过加强表面保温来有效控制表面拉应力,且宜采用长期保温的温控措施。     

地震作用下混凝土高趾墙损伤分析

采用混凝土塑性损伤模型和堆石料广义塑性模型,对带有高趾墙的混凝土面板堆石坝静动力反应特性进行了二维有限元分析,研究了高趾墙的损伤发生及发展过程。结果表明,高趾墙在施工和蓄水过程中上、下游两侧受到拉、压应力交替作用,竣工期最大拉应力发生在高趾墙下游面底部,满蓄期最大拉应力发生在高趾墙上游面底部,由于拉应力超过了混凝土抗拉强度,高趾墙出现了轻微损伤;在地震荷载作用下,高趾墙底部损伤程度增大,损伤因子最大超过0.8,同时高趾墙顶部也有轻微损伤,损伤因子小于0.6。通过损伤变量可以清晰地看出高趾墙在地震作用下的破坏过程及薄弱环节,可为混凝土面板堆石坝抗震设计提供理论指导。