三维有限单元法在某分离式大型船闸闸室结构分析中的应用

结合ABAQUS大型有限元分析软件,以某分离式船闸的标准段闸室为基本计算结构,并拟定地基模拟范围,建立了闸室的三维有限元计算模型,分析了在不同工况下的应力分布规律和变形特点。并根据三维有限元内力计算原理及方法计算出闸室段各部位控制点的内力,为设计人员进行配筋设计提供了便利条件。     

某水电站溢洪道闸室施工期温度场和温度应力有限元分析

为了闸室的安全施工,对某水电站溢洪道闸室施工期进行了三维有限元仿真计算,获得了该闸室混凝土结构温度场和应力场的分布及其随时间的变化规律,并分析了该闸室混凝土裂缝可能产生的原因,为施工过程提供参考依据.     

泄洪闸闸室结构三维有限元静动力分析

以某水电站泄洪闸闸室为例进行三维有限元静动力分析,通过计算分析揭示闸室应力应变分布规律,特别是牛腿部位的应力应变情况,在此基础上对混凝土强度、材料分区进行评价,为闸室体型优化、结构配筋以及防震抗震设计提供依据。     

某水电站溢洪道闸室堰体厚度优化分析

溢洪道闸室堰体是闸室的重要组成部分,其厚度对闸室结构的整体安全性及工程投资均有较大影响。以往对闸室结构的优化大多针对主要构件的尺寸,而鲜见在闸室结构主要构件（如闸墩、牛腿及吊孔等）尺寸确定的前提下,单独对闸室堰体厚度进行优化分析。考虑6种堰体尺寸方案,通过ANSYS软件分别建立不同工况下闸室的有限元计算分析模型,并进行三维有限元应力分析。将开挖体积作为设计变量,分别以牛腿、吊头和墩的应力最小为目标,建立单变量多目标的闸室堰体厚度优化数学模型,在充分考虑闸室各主要混凝土构件抗拉强度约束条件的基础上,采用分层序列法对溢洪道闸室堰体厚度进行优化计算,得到堰体优化尺寸,为该溢洪道闸室的结构设计提供依据。     

地基上水闸闸室结构性稳定分析研究

为了提高闸室结构的稳定性,研究建立三维有限元模型,分析天然地基和复合地基水闸闸室的应力沉降,同时分析闸室结构稳定性产生的影响。结果显示,复合地基相较于天然地基,闸室最大沉降量显著减小。在没有进行地基处理时,水闸闸室的最大竖向位移量为162.9mm;进行地基处理后的水闸闸室最大竖向位移量为36.19mm。两者相比,最大竖向位移减小77.8%。研究表明,复合地基可以有效提高闸室结构的稳定性,可为实际水闸工程提供实用参考。     

古洞口溢洪道闸室结构三维有限元分析

采用大型通用结构分析程序ＳｕｐｅｒＳＡＰ，对古洞口溢洪道闸室结构的应力，位移，抗滑稳定进行三维有限元分析，为溢洪道闸室结构的设计和施工提供了理论依据。     

构皮滩泄洪洞工作闸室三维有限元分析

构皮滩泄洪洞工作闸室为大型洞室结构,支撑梁承受弧门水推力达81 000 kN,且受力情况复杂。采用ANSYS软件对闸室结构进行了三维有限元分析,重点对闸室后部似接触单元的弹性模量进行了敏感性计算,研究侧墙及支撑梁在承受弧门推力时的应力变形情况,并分析闸室在各种荷载作用下的应力变形情况。根据以上计算成果提出了闸室的配筋原则,可为同类工程提供参考。     

基于ANSYS的孟家闸闸室稳定有限元分析

水闸工程甚至水利枢纽最重要的工程安全部分就是闸室稳定与否。本文以孟家闸为工程实例,利用大型有限元ANSYS对该闸闸室稳定进行分析。结果表明,该闸闸室底板、闸墩等部位结构强度均满足规范要求,说明本文采用的简化分析模型及边界条件基本合理可行,为今后工程模拟提供了一定思路。     

某泄洪底孔闸室预应力结构有限元应力分析

以某水电站泄洪底孔闸室预应力结构为研究对象,应用大型通用有限元计算软件Ansys对泄洪底孔闸室进行了应力计算,得到泄洪底孔闸室主要部位的第一主应力、第三主应力,计算结果基本符合实际情况,这为在施工期的泄洪底孔闸室安全结构设计提供了可靠的参考数据。     

安格庄水库泄洪洞竖井闸室有限元分析

为研究竖井式进水口闸室不同运行工况下的应力应变特性,采用MIDAS/GTS软件,建立三维有限元模型,通过数值模拟方法进行分析,找出结构薄弱部位和各运行工况的最大影响因素,为优化竖井闸室结构设计提供重要依据,计算结果对类似工程的优化设计有一定的参考价值.     

泄洪洞有压出口渐变段及工作闸门室体型优化

针对黄金坪水电站1号泄洪洞原设计方案有压出口渐变段顶板存在负压,在工作闸门小开度运行时工作闸门室底板出现大范围负压,容易引起空蚀等问题,根据水力学模型试验,提出通过增加有压渐变段长度、改变工作闸门室底板连接形式,对有压出口渐变段及闸门室体型进行优化。试验实测结果表明,优化后的有压段出口顶板及闸门室底板在各种运行工况下均没有出现负压,闸门室底板水流空化数显著增加,提高了泄洪洞安全运行的可靠性。     

飞来峡水利枢纽溢流坝体型优化

飞来峡水利枢纽溢流坝初步设计阶段的体型未能消除过闸水流紊乱和闸室内振荡水流现象，对闸室和闸门结构将产生不利影响。施工图设计阶段通过对水工模型试验成果的分析，找出不利水流流态的产生主要与胸墙的型式尺寸，堰顶高程，鼻坎挑角等因素有关，并据此对溢流坝体型进行修改，采用了双胸墙，水平鼻坎等工程措施。     

张峰水库溢洪道闸室预应力锚索施工

张峰水库溢洪道闸室底部存在软弱夹层,对地基稳定不利,设计单位采用预应力锚索进行加固处理,以提高其抗滑稳定性。文中对预应力锚索从施工参数的确定,到施工的每个环节进行了详细的阐述。     

龙抬头水电站泄洪洞水力特性研究

针对青海省某大型水电站龙抬头泄洪洞工程,采用计算流体力学软件Flow-3D,应用RNG k-ε紊流模型、VOF方法,对泄洪洞整体水力特性进行三维数值模拟研究,得到泄洪洞闸室、龙抬头段、挑坎等部位水流流态、壁面压强、水流流速等水力参数。将部分数值模拟结果同整体水工模型试验实测结果进行比较,两者吻合良好。数值模拟及试验成果显示,泄洪洞闸室合理设置突扩突跌设施可有效掺气、利于减蚀,龙抬头段水流流态平稳无突变、壁面无负压;而且,扭曲斜切挑坎有利于挑射水流归槽,可避免水流冲刷对向河岸,泄洪洞体型设计合理。研究表明,数值模拟与理论研究结果接近,可靠度较高,可为类似工程设计提供参考。     

关河水库溢洪道闸室稳定分析及抗震验算

本文对关河水库溢洪道闸室在非地震情况下,闸室底板沿基岩的滑动和沿基岩中的软弱夹层滑动进行了稳定分析计算,并对之进行了抗震验算。通过分析认为,关河水库溢洪道闸室总体上满足稳定要求。     

闸门室混凝土与岩体粘结和分离时应力分布对比分析

针对修建在岩基上的某泄洪洞预应力工作闸门室,采用有限元计算方法,结合有限元分析软件ANSYS进行三维有限元计算。研究工作闸门室在混凝土与岩体粘结和分离两种边界条件下的应力分布,分析在分离情况下对闸门室造成的影响。计算结果表明在不同边界条件下,预应力工作闸门室应力分布的区别主要集中在闸门室上游面和压力进水口段,分离情况对闸门室造成的影响较大。研究成果可以为工作闸门室的设计和施工提供参考。     

飞来峡水利枢纽溢流坝结构动力设计

飞来峡水利枢纽溢流坝运行工况复杂，存在不利的水流现象，对闸墩和闸室结构产生振动作用，必须进行结构动力设计。设计通过对结构流激振动研究成果进行分析，采用水工模型和水弹性模型的实测数据作为设计参考的参数，并与有限元分析的结果互相印证。采取在闸墩尾部增设人行工作桥的减振措施，使闸墩振幅和闸墩动应力大为减少，结构设计更加合理可靠。     

溢流槽对定期冲洗式沉沙池沉淀效率的影响分析研究

通过在溢流堰上沿水流方向加设溢流槽对传统沉沙池进行了改进，以提高沉沙池的沉淀效率；从理论上分析了溢流槽对溢流堰水流吸出高度和出池水流含沙量的作用，并通过模型试验进行了验证，结果表明：加设溢流槽后，沉沙池的沉淀效率有了大幅度的提高，溢流堰的出池水流平均含沙量最大降幅可达94．8％；最后根据试验结果，给出了溢流槽的设计方法。     

竖井旋流泄洪洞涡室整流挑坎试验与数值模拟

已有竖井旋流的研究成果表明,涡室进口处水流的起旋对整个涡室流态的影响很大,如何使水流在进入涡室段时能稳定起旋,并贴壁形成稳定空腔,是决定整个竖井旋流消能效果的一个关键性因素。通过试验与数值模拟相结合的方法,研究了涡室进口处整流挑坎的体型对涡室流态的影响,提出了一种新的整流挑坎——楔形挑坎。试验表明,这种挑坎形式与传统圆弧挑坎相比能更好地引导涡室进口处水流的起旋,改善涡室内水流流态。对类似工程设计具有重要的参考价值。