三峡永久船闸人字闸门分析与设计

讨论了人字闸门的工作特点，研究和建立了人字门的精细组合有限元模型，针对三峡模型人字闸门，研究了模型闸门的抗扭能力，分析了背拉杆对闸门抗扭刚度的影响，提出了背拉杆预应力的施加方案，详细计算了模型闸门关门挡水时和启闭时的应力、变形规律，研究成果已在三峡人字门设计和施工中应用，研究方法和结论对同类闸门的设计计算都具有较大参考价值。     

大型人字门设计安装中若干因素对抗扭刚度影响

采用力学有限元法对某拟建大型人字门的旋转中心位置和背拉杆预应力储备等影响其抗扭刚度的有关因素进行了敏感性分析;并借助三维薄壁结构有限元模型研究了闸门安装制造偏差对闸门抗扭刚度的影响。研究结果表明:闸门旋转中心位置偏离闸墙支座越远、背拉杆预应力储备越大,闸门抗扭刚度就越大;施工安装时,安装偏差的存在会导致门轴柱弯曲度增大,斜接柱整体向偏差侧偏移。制造偏差对预应力影响不大。对于存在初始安装偏差的人字门,可以通过对背拉杆施加合理的预应力来调整斜接柱保持铅直。     

大型船闸人字闸门新型结构布置和特性的研究

近年来,人们对船闸人字闸门的门体刚度或抗扭刚度的兴趣不断增加。随着闸门高度的增大,加大闸门的抗扭刚度以承受作用于闸门上的死荷重,瞬时荷载或雍水荷载已成为设计中特别关注的问题。 美国的一个船闸人字闸门计算机辅助设计门题小组,曾经研究了各种影响大型人字闸门抗扭刚度的方法与途径,利用有限单元法计算机模型分析了某些运行中的大型人字闸门(如单扇门叶27.13米高,18.9米宽)的刚度。专题小组还研究了取     

大型人字闸门设计计算中的若干问题

在人字闸门设计中,通常将闸门分割为一些平面构件进行计算,难以全面反映闸门的整体性能力。为此,针对人字闸门的构造型式、受力特点和变形规律,提出了分析人字门的组合有限元模型,并据以研制了空间薄壁结构分析程序(TWSAP)。该分析模型在葛洲坝人字门的现场试验中得到了很好的验证。为增加闸门刚度,对大型人字闸门采用增设背拉杆并对其施加预应力,以抵消闸门自重引起的翘曲变形。对于背拉杆预应力的作用及施加条件、预应力施加方法进行了研究,并以三峡人字闸门为例,对两种背拉杆预应力施加方案进行了实例比较。从施工方便及施加预应力较少角度出发,推荐先对主背拉杆再对副背拉杆施加预应力的方案。对于三种不同构造的人字门,分别对其抗扭刚度、用钢量和用钢效率,以及最大位移、背拉杆内力等技经指标进行了比较,从而为选择经济合理的闸门形式提供了依据。     

浅析人字闸门底枢承轴台圆盘外铜轴衬设置的必要性

1人字闸门支承结构与解体过程简介1.1人字闸门支承结构简介江都五里窑船闸人字闸门顶枢由两根拉杆组成,如图1所示。拉杆一端与埋设在闸墩混凝土内的锚定架铰接,另一端与闸门轴上的承轴结构相连,拉杆的调节螺母可调节拉杆长度。从结构形式看,该人字闸门底枢应为可动式底枢,但是,     

岩坡位移对三峡船闸人字门的影响与分析

三峡船闸高边坡，因地应力释放，渗流条件变化和岩石徐变，使岩坡产生缓慢位移，改变了人字门的支承条件，从而影响到人字门的正常工作。要用一种简单实用的分析方法，研究岩坡位移引起的闸门扭曲变形及由此产生的附加应力，用调整背拉杆预应力来消除岩坡位移对人字门的影响。这是一种简单有效的方法，其他大型人字门的设计亦可借鉴。     

三峡船闸人字门顶枢拉杆的应力和疲劳断裂分析

用三维有限元程序对三峡船闸人字门顶枢拉杆进行应力分析和疲劳断裂计算,考虑了闸门顶枢轴传来的两个方向上的偏心力,比以往研究和设计拉杆的平面处理更趋合理。计算所得的拉杆应力场和初始缺陷尺寸等结果,可为顶枢拉杆设计、制造和运行的合理可靠提供理论依据。     

大型人字闸门设计计算中的若干问题

在人字闸门设计中,通常将闸门分割为一些平面构件进行计算,难以全面反映闸门的整体性能力。为此,针对人字闸门的构造型式、受力特点和变形规律,提出了分析人字门的组合有限元模型,并据以研制了空间薄壁结构分析程序(TWSAP)。该分析模型在葛洲坝人字门的现场试验中得到了很好的验证。为增加闸门刚度,对大型人字闸门采用增设背拉杆并对其施加预应力,以抵消闸门自重引起的翘曲变形。对于背拉杆预应力的作用及施加条件、预应力施加方法进行了研究,并以三峡人字闸门为例,对两种背拉杆预应力施加方案进行了实例比较。从施工方便及施加预应力较少角度出发,推荐先对主背拉杆再对副背拉杆施加预应力的方案。     

三峡永久船闸人字门背拉杆预应力调试计算

 三峡永久船闸人字闸门通过设置背拉杆并对其施加一定大小的预应力来提高门体的抗扭性能。按三维有限元计算了单项荷载作用下人字门的应力与位移,建立了14根背拉杆预应力优化模型和简化的4根背拉杆预应力优化模型。根据优化模型得到预应力调试规律：①上层杆受拉,对上层杆应力影响大,对下层杆应力的影响量几乎可以忽略不计;反之,下层杆受拉,对下层杆应力影响大,对上层杆应力的影响量几乎可以忽略不计。②上主杆应力同时达到σ=1 MPa,上副杆自动产生拉力σ=0.7 MPa;下主杆应力同时达到σ=1 MPa,下副杆自动产生拉力σ=0.5 MPa。通过计算优化模型还确定了几组背拉杆预应力值,可供施加预应力值时参考。
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三峡船闸人字门背拉杆预应力施工工艺研究

人字门在自重作用及水压力作用下运行时均将产生较大的扭转变形,人字门背拉杆是抵抗扭转变形的主要构件,介绍了三峡永久船闸人字门背拉杆预应力施工方法仿真计算研究成果及其在三峡船闸8扇人字门背拉杆预应力施工中的应用情况.采用"加主杆带副杆"的预应力施工方法,遵循了背拉杆及门体自身的应力、变形分配规律,优化了加力程序,加快了施工进度.研究成果为三峡永久船闸人字门背拉杆预应力施工提供了理论依据和实践经验.     

弧形闸门支铰大梁梁高优化分析

弧形闸门支铰大梁的梁高关系着闸室的稳定和施工经济问题。以某泄洪洞进水塔的弧形闸门支铰大梁梁高优化设计为例,利用ABAQUS有限元计算方法对不同梁高的支铰大梁进行了结构计算和应力分析,研究大梁在弧形闸门推力作用下的变形和其与侧墙交界面上的应力分布情况。结果表明:在考虑山体作用后,梁高为3.5 m的支铰大梁其最大主拉应力已低于混凝土的抗拉强度设计值,在保证支铰大梁结构安全的基础上,兼顾了工程经济效益。可为今后弧形闸门支铰大梁设计提供有效参考。     

新桥船闸三角门支铰螺栓断裂成因及处理措施

三角形钢闸门具有质量轻,刚性大,运行灵活,启闭省力,启闭运行时间短,适应挡双向水头等优点,因而广泛应用在船闸上、下闸首工作门。本文通过对三角门支铰螺栓断裂成因的分析,提出了预防和处理措施。     

大型人字闸门主要构件的抗扭性能研究

本文对某船闸的大型人字闸门进行了理论分析和抗扭性能试验研究，得到了其在启闭状态下的变形及应力分布规律，给出了门体各主要构件抗扭能力特征的定量定性分析成果，理论分析与试验研究的成果吻合较好。     

长洲水利枢纽船闸工程人字门的安装焊接

通过对广西长洲水利枢纽船闸工程人字闸门结构特点的分析,制定一系列的安装焊接工艺规程和工艺参数,采取有效的应力消除热处理措施,从而控制闸门安装焊接过程中的收缩变形、角变形等,克服了焊接安装过程中的难题,使焊接安装达到了技术要求。     

基于三维有限元的防洪闸底板内力计算方法研究

随着防洪闸等水利工程趋向于大型化与复杂化,传统方法很难准确计算大体积复杂混凝土结构截面应力应变状态。针对上述问题,根据某防洪闸工程实例,利用Midas GTS NX软件建立了防洪闸及其附属结构的三维有限元模型,模拟分析了不同工况下防洪闸闸室底板变形特征。结合基于文克勒地基梁的基床系数法和基于应力积分方法的三维有限元法,对比研究了防洪闸底板内力特性,发现基于应力积分的三维有限元法能够很好地模拟实际工程结构的受力特性,而基床系数法由于忽略了边荷载作用,低估了底板的最大负弯矩;利用三维有限元模型进一步探究不同范围边荷载单独作用下闸室底板结构变形特征与内力特性,结果表明闸室水压力和相邻闸室结构荷载的影响最大,在实际计算中垂直水流向1.5倍基础宽度范围内边荷载作用应重点考虑。     

峡江库区同南河桥梁预制空心板预应力张拉计算及施工

预制空心板张拉施工工艺复杂,为准确有效地建立空心板混凝土预应力,需熟练掌握控制张拉力、理论伸长量、实际伸长量控制范围计算方法,同时熟练掌握张拉次序、张拉施工程序、分级升荷、实际伸长量量测及计算办法及张拉＂双控＂等施工工艺.以峡江库区同南河桥梁工程为例,对预应力张拉计算、后张法施工工艺进行简述,作为施工经验总结可为类似工程施工提供参考.     

某在役弧形闸门不平衡启门力数值分析研究

针对不平衡启门力对弧形闸门安全启闭的影响,基于某实际工程,建立弧形闸门-启门力-水封整体三维有限元接触模型,引入ADINA接触模型和重启动的方法模拟闸门开度为0时的启门工况,计算出该弧形闸门的最大启门力,并与工程实际检测数据进行比较。同时,在此模型上对不平衡启门力作用下闸门的瞬态动力响应进行计算,分析闸门在不同开度下受不平衡启门力作用而产生的应力和变形。可为弧形闸门的安全启闭和设计提供有益参考。     

人字闸门推力对闸首结构内力计算的影响研究

采用水工建筑物设计规范推荐的常规方法计算闸门的闸前结构内力时,计算结果存在偏差。以某船闸下闸首结构内力计算为例,利用三维非线性有限元法和两种常规方法对其展开计算。通过对计算结果的对比分析,认为按照规范计算所得到的支持墙内力过于保守,且对人字闸门之前结构段底板负弯矩估计不足;而第二种常规方法中将人字闸门横向分力分配之后所得计算结果与ANSYS结果较为吻合。     

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。     

新型自由侧翻式拍门研究

结合传统拍门的研究方法,从理论上分析和研究了一种新型拍门即自由侧翻式拍门的运动规律和撞击力。主要内容包括:拍门的结构和工作原理、无水空翻时拍门的运动规律和撞击力、停泵闭门过程中拍门的运动规律和撞击力、拍门撞击力的求解方法、拍门的流态和水力损失分析等,得出一般拍门的运动方程和撞击力近似表达式,并结合百里洲泵站更新改造工程拍门改造实例进行计算。结果表明该新型拍门克服了传统拍门的缺陷,运行时阻力小、开启角度大、水流流态好,无需配套设备,造价低廉,安装与检修方便。