弧门Π形框架主横梁与支臂单位刚度比的优化设计

弧形钢闸门是水利水电工程中应用十分广泛的门型。在实腹式主横梁式弧形闸门中，由主横梁和支臂构成的主框架是弧形闸门的主要承重结构。主横梁与支臂的单位刚度比是弧形闸门主框架设计的重要参数，它协调着框架内力的分配，其取值合理与否直接影响着整个弧形闸门的安全性和经济性。采用优化设计理论对工程实例中６０扇潜孔式和５０扇露顶式弧形钢闸门直支臂Π型框架进行了优化设计，从而得到这两种门型的主横梁与支臂单位刚度比的合理取值范围，并对取值影响因素作了分析     

弧门Ⅱ开明框架主横梁与支臂单位刚度比的优化设计

弧形钢闸门是水利水电工程中应用十分广泛的门型，在实腹式主横梁式弧形闸门中，由主横梁和支臂构成的主框架是弧形闸门的主要承重结构，主横梁与支臂的单位刚度比是弧形闸门主框架设计的重要参数，它协调着框架内力的分配，其取值合理与否直接影响着整个弧形闸门的安全性和经济性。     

不同吊点位置的弧形闸门应力有限元分析

为满足弧形闸门正常运行和检修的要求,在闸门活动部分和启闭机之间设置吊耳,以完成闸门的启闭。吊点位置与门型有关,常设置在闸门顶端及上、下游侧。建立三种吊点位置的弧形闸门有限元模型,通过静力分析,探讨不同吊点位置对闸门结构应力的影响。某水电站弧形闸门实例分析结果表明:其应力分布规律均符合实际情况,闸门整体强度满足要求,但在不同构件相交区域局部有应力集中现象,应予以优化设计或加固处理。     

基于检测数据的弧形钢闸门支臂可靠度分析

锈蚀导致钢闸门的静力和动力特性发生变化的同时,改变了闸门体系的可靠度.为研究锈蚀对钢闸门可靠度的影响,本文基于现场检测数据分析了闸门锈蚀特性,采用三维有限元方法分析弧形钢闸门支臂应力,并计算了支臂的可靠度.结果表明,本文提出的方法可准确地计算钢闸门支臂的可靠度,以判定闸门的安全性.     

不同止水方式对平面钢闸门静力特性影响分析

为得到前、后止水两种止水方式对平面钢闸门静力特性的影响,以某水工平面钢闸门为例,借助有限元软件建立了两种不同止水方式的某水闸三维有限元模型,从构件的应力分布及挠度变形两个方面展开研究。计算结果表明:闸门各构件应力均满足强度要求,但局部易出现应力集中现象;两种止水方式对于平面钢闸门的应力分布影响主要在于面板、主横梁、边梁;采用后止水时,平面钢闸门的抗变形能力更强。计算结果可为同类水闸工程止水布置及结构的设计提供参考。     

关于斜支臂弧形闸门支臂扭角问题的探索

一、前言钢闸门设计规范SDJ 13—78(简称“规范”下同)第76条指出:斜支臂弧形闸门,当支臂与主横梁水平联结时,在支铰处两支臂形成扭角2φ,见图一,φ角可用下式计算     

桃源水电站泄洪闸弧形门制造

桃源水电站泄洪闸共设25套弧形闸门,闸门采用主横梁、斜支臂结构,门叶采用主横梁面板实腹式同层布置,支臂为箱型截面。桃源水电站弧形闸门在支铰埋件、支臂与门叶拼装以及和弧门门叶两侧止水座板等方面进行了工艺上的改进,加上门体分节、支臂现场拼装等厂内二次设计优化,大大缩短了施工工期,保证了施工质量。     

弧形闸门自振特性的影响因素研究

应用有限元及弧门主框架自振频率理论计算方法，考虑流固耦合、弧门主横梁与支臂的单位刚度比、主框架材料用量及支臂的截面形式等因素的影响，对弧形闸门的自振特性进行了计算分析，指出：流固耦合对弧门自振特性的影响不容忽视，随水头的升高，不仅闸门的自振频率降低幅度较大，而且其相应的振型也发生了显著变化；采用不同的支臂截面形式及合理地改变支臂截面特性，可有效地改变闸门的自振频率。     

弧形钢闸门动力特性的影响因素

应用有限元方法和弧门主框架自振频率理论计算方法,考虑“流固耦合”、弧门主横梁与支臂的单位刚度比、主框架材料用量和支臂的截面型式等的影响,对弧形闸门的自振特性进行计算分析,得出“流固耦合”对弧门自振特性的影响不容忽视,随水头的升高,不仅闸门的自振频率降低幅度较大且其相应的振型也发生了显著的变化;采用不同的支臂截面型式和合理地改变支臂截面特性将有效地提高闸门的自振频率等对工程实际有一定参考价值的结论。     

弧形钢闸门支臂水平撑结构形式的分析研究

本文以工程上常用的底孔弧形闸门支臂水平撑的六种不同结构布置形式为例,应用大型有限元分析软件ANSYS,在材料线弹性范围内分析不同结构布置方式对其极限承载力的影响规律,并对其不同结构布置方式进行模态动力学分析,得出支臂水平撑不同结构形式对闸门固有频率的影响规律。以上分析结果对弧形钢闸门支臂稳定问题进行理论探讨和实际工程设计运用有一定的参考价值。     

基于渗流应力耦合的导流洞封堵期 结构安全分析

通过建立复杂三维渗流场模型,对导流洞整体三维渗流场特性进行分析;同时基于渗流—应力耦合模型,应用空气单元模拟导流洞渗流场分析中的排水孔效应,采用三维弹塑性非线性有限元法对导流隧洞开挖、支护、下闸蓄水及封堵期的围岩稳定及结构安全性进行了全面仿真计算分析。结果表明,采用空气单元可以有效模拟排水孔的排水效果;在顶拱围岩设置排水孔可有效降低洞周围岩的外水压力水头,改善支护结构的受力状况。     

考虑止水位置的平面钢闸门应力有限元分析

目前关于闸门止水系统布置在上游面还是下游面,一般全凭经验决定,缺少数据支撑。以某水利工程平面钢闸门为实例建立有限元模型,应用ANSYS软件对比前、后两种止水方式下平面闸门各构件的应力分布及主横梁的挠度变形。结果表明：闸门构件应力满足强度要求,部分小范围内存在应力集中现象;采用后止水时闸门面板应力分布均匀,主横梁抗变形能力强,且边梁的最大折算应力值较小,其它构件在两种止水方式下的静力特性无显著差异。分析成果可为类似工程止水布置以及闸门设计提供参考。     

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。     

考虑流固耦合效应的弧形钢闸门地震动力响应研究

在地震高发的中国西南地区,地震激励对弧形钢闸门的安全持续稳定运行影响较大,有必要对弧形闸门在地震作用下的动力响应及安全性进行研究.以某工程表孔弧形钢闸门为例,通过建立考虑水体和结构耦合作用的三维数值模型,研究了弧形钢闸门地震动力响应,然后利用重力坝-库水流固耦合模型验证了计算方法的准确性和有效性,最后对弧形钢闸门进行动...     

恒仁高孔平面定轮闸门三维有限元分析

分析了恒仁高孔平面定轮闸门的工作特点，根据钢闸门设计规范和水工金属结构报废标准，讨论了在役闸门的强度评判标准，研究和建立了平面闸门的精细组合有限元模型并作了计算，据此对闸门的强度和刚度进行校核，对闸门安全性进行了评价。     

大型箱梁翼缘开洞有限元分析

应用有限元法分析了大型双腹箱形开洞梁，以孔洞宽度和位置为变量，探讨孔洞对梁的应力、应变及跨中挠度的影响规律．研究结果表明，随着洞位置向跨中移动，以及洞宽度的增大，跨中挠度增大较快．当孔洞与支座的距离大于0．3倍跨度时，跨中最大正应力会突然减小，但小于0．3倍跨度时，开洞对跨中最大正应力影响不大．随着孔洞断面宽度的增大，开洞断面下翼缘正应力逐渐增大，与材料力学计算结果差异越来越大，但该断面的剪应力却与材料力学计算值较为接近．最后，比较有限元计算值与材料力学计算值，得出修正系数供设计参考．     

坪头水电站地下厂房渗控措施效果研究

地下厂房洞室群渗流场中密集排水孔排水幕的处理一直是工程渗流特性和渗控研究的重点,由于排水孔(幕)众多,渗控作用大,须尽可能精确模拟,这对网格划分提出了极高的技术要求.文章采用严密的改进排水孔结构技术[1](使整体三维模拟排水孔(幕)的实际渗流行为和渗控效果成为现实),通过多方案比较对裂隙岩体中地下厂房的防渗帷幕、排水孔...     

基于构件协同工作的平面钢闸门主梁最优梁高研究

关于水工平面钢闸门主梁梁高的选取问题,规范未给出通用的取值范围,在工程中多以未考虑主梁与其他构件协同工作的理论求解公式为参考。在满足稳定性要求、考虑面板及隔板等构件与主梁协同工作的条件下,采用有限元分析理论,建立平面钢闸门空间有限元模型,计算分析主梁的强度和刚度的变化规律,给出合理的平面钢闸门主梁的最优梁高。结果表明:在考虑各构件协同工作时的主梁受力更贴合实际情况;在最小梁高与经济梁高之间存在最优梁高,与最小梁高的比值约为1. 038,与理论公式计算的最优梁高相比,可使主梁翼缘、腹板等构件的应力减小,在此梁高下可使主梁工作性能发挥到最优。计算结果可为平面钢闸门梁高的设计提供参考。     

弧形闸门支承结构的预应力补强加固技术

介绍了弧形闸门支承结构的预应力补强加固方法。根据弧门推力和结构内力,平行弧门推力方向布置钢绞线,锚固端埋人闸墩上游内部,对支座施加的作用力与弧门推力方向相反,以抵消部分推力。这种方法概念清晰,受力明确,不破坏原结构的整体性,施工快捷简便,应用前景广阔。     

岸坡水平排水孔的渗流场数值模拟

地下水作用是岸坡稳定性的重要影响因素,在航道岸坡整治工程中,岸坡排水设施必不可少。水平排水孔可以有效排出岸坡土体内部地下水,降低地下水水位。通过三维非稳定渗流数值模拟,分析了岸坡水平排水孔的排水效果。首先,对排水孔室内模型试验进行了数值模拟,结果表明数值模拟结果与试验结果较为一致,坡体中地下水向水平排水孔汇集并排出坡体;之后,对典型岸坡渗流场进行了数值模拟,其结果表明,水平排水孔的排水效果较为明显,可以加深对于渗流场的控制范围,孔深越大,排水效果越好。研究成果可为水平排水孔在航道整治工程的应用提供参考。