渡槽前水体温度的有限元计算

在大型渡槽设计中温度问题越来越引起人们的重视,为了计算出温度应力,准确合理地计算出水体温度分布显得格外重要.在渡槽中,流动的水在沿程流动中与空气进行热量交换,同时也与周围的介质进行热量交换.在水未流入渡槽之前,水在渠道中流动,热量交换的媒介为空气和渠道本身,所以热量交换要分别考虑这两种物理特性,才能准确计算出水体温度.通过对双洎河渡槽前渠道夏季和冬季气温分析,得出水温计算的一般方法,为今后渡槽水温计算提供参考.     

薄壁渡槽温度裂缝的处理

该文扼要介绍了聚星渡槽产生温度裂缝的原因及处理方法，在同类工程中有借鉴之处。     

预应力渡槽边界条件计算分析

在南水北调工程中,渡槽作为重要的组成部分,有着不可替代的作用。针对南水北调中线工程黄河北左岸预应力排水渡槽的工作特点,分析了渡槽温度场边界条件。分析并计算了太阳辐射、气温、风速等边界条件对渡槽温度场的影响。     

沙河-大郎河箱基渡槽温度作用计算分析

首先分析了渡槽的温度作用,确定了渡槽温度作用的计算工况。在考虑了外界气温、水温和结构表面日照等影响条件下,采用有限元瞬态计算方法,计算了南水北调中线干渠上的沙河—大郞河箱基渡槽的温度场和温度应力,并对计算结果进行了分析,提出了可供设计参考的建议。     

渡槽运行期间受温度应力影响的稳定性分析

渡槽作为重要的输水建筑物,其运行期受温差影响所产生的温度应力对大型槽深混凝土结构的稳定性会带来严重威胁。为研究渡槽运行期所受水压、气温以及水温耦合条件下对混凝土结构稳定性的影响,以洺河渡槽为研究对象,通过物理试验得到的混凝土基本力学参数建立ANSYS三维有限元数值模型,研究渡槽结构在水压及温差作用的热流固耦合下的稳定性,揭示渡槽结构运行期温度、应力分布规律,并进行稳定性分析。结果表明:渡槽单受水压作用时,应力集中区域为边墙与底板交界位置。受温差与水压共同作用,水位较低时,温度应力对结构稳定性影响较大,顶部最大位移为5 mm;水位较高时,温度应力与水压共同作用导致边墙向外弯曲,顶部挠度可达5 mm;当气温高于水温时,边墙向内侧弯曲,顶部挠度最大达5.4 mm,但水位达到满槽时,受水压力影响,顶部挠度会减小1 mm。     

U形和矩形渡槽温度应力对比分析

目前国内对渡槽结构的温度应力分析较少,大部分温度分析借鉴于箱形梁桥的温度应力分析方法,但二者有较大的不同.结合U形和矩形渡槽的实际模型,采用三维有限元方法仿真分析了渡槽运行期温度场和应力场.结果表明:U形渡槽和矩形渡槽温度应力大体相当,U形渡槽最大应力产生在横截面方向,矩形渡槽最大应力产生在竖直向,冬季工况比夏季工况危险,应防止渡槽开裂.     

南水北调中线工程渡槽结构冰盖温度膨胀力研究

南水北调中线工程在冰期输水过程中将会出现冰盖温度膨胀力,尤其可能影响渡槽结构的安全。但是冰的力学特性非常复杂,影响因素很多,同时渡槽结构纵向尺度与冰盖厚度相差悬殊,因此采取如下研究思路:首先在室内对小尺度冰试件进行多条件的膨胀力测试,而后建立小尺度试件的有限元仿真数学模型,并根据试验测试结果对数学模型进行调试验证,最后利用校核后的数学模型对渡槽结构的冰盖膨胀力进行分析计算。研究发现:冰温度膨胀力极值随冰厚的增长呈现出近似于线性增长的变化趋势;冰盖厚度不同,温度膨胀力也呈现出不同的变化特征:冰盖厚度越大,温度膨胀力增长速度越快,膨胀力极值越大,到达极值后,膨胀力下降速度越慢;渡槽内,将冰的温度膨胀力作为线载荷考虑时,可达102.21kN/m,这一量级的水平载荷作用,将对渡槽结构的安全性造成威胁。南水北调中线工程冰期输水过程中应采取措施,避免渡槽结构内形成稳定冰盖。     

U形和矩形混凝土渡槽温度应力对比分析

通过热-结构顺序耦合、三维有限元分析表明,U形和矩形渡槽温度应力大体相当,对于U形渡槽应注意横向应力,对于矩形渡槽应注意竖向应力.冬季工况下应采取适当的保温措施,注意应力超标,避免裂缝发生.     

关于渡槽桩基承载力的计算

现行水工规范中没有专门对桩基础承载力进行计算的规定,为了对工程设计提供科技支撑,应寻求一种较为合理的设计理论,并将其应用到实际工程中,以保证基础结构的安全性与合理性。针对所选桩基布置及地质情况,采用相关工程规范的桩基承载力公式进行计算,结果有所差别,最终结果有所出入主要是因为安全系数的取值不同以及地质力学参数指标的修正所造成的。考虑到架空渡槽和桥梁结构有很多相似之处,因此认为桩基承载力可以根据《公路桥涵地基与基础设计规范》进行计算。     

矩形渡槽施工期温度与应力模拟分析

结合某矩形渡槽的实际情况,采用三维有限元方法模拟渡槽浇筑过程,仿真分析了渡槽施工期温度场和应力场.结果表明:矩形渡槽槽壁较薄,温度场很快达到准稳定温度场;应力主要由内外部约束共同引起,应力值较大,应引起足够重视.     

矩形渡槽在寒潮作用下温度应力分析

渡槽受寒潮影响极易产生裂缝,对渡槽的安全生产造成较大威胁。通过渡槽在寒潮作用下温度变化的基本原理,以某次寒潮的温度变化分析了渡槽在无保温措施和有保温措施的温度应力变化情况。结果表明:随着混凝土强度的提高,温度应力逐渐增大,当强度稳定时,温度应力也趋于稳定;采用合适厚度的聚苯乙烯板和聚氨脂喷涂材料可有效减小渡槽表面的温度变化和温度应力。     

预应力混凝土渡槽温度影响及设计研究

结合南水北调中线工程左岸排水预应力混凝土渡槽结构设计,针对渡槽太阳暴晒温差变化剧烈、长年处于无水状态、洪水期过流历时短且流量变化大等特点,提出了左岸排水预应力混凝土渡槽结构的设计思路。同时根据三维有限元数值模拟计算结果,对比分析各荷载工况下渡槽的受力分布规律,进一步明确了温度效应已成为排水渡槽结构设计中不可忽略的重要因素之一,验证了渡槽设计思路的合理性、有效性。研究成果对同类结构的设计与施工具有重要的工程参考价值。     

大型渡槽温度场的边界条件计算方法

温度应力是南水北调中线大型渡槽设计中不可忽视的重要因素,直接影响到渡槽的运行安全,因此在设计中必须较为准确计算,温度场的边界条件计算是温度应力计算的前提.置于自然条件下的大型混凝土渡槽结构,其温度场的边界条件影响因素复杂,通常难以准确计算而往往被简化考虑,从而也直接影响到渡槽温度场和温度应力计算成果的可靠性.通过研究,给出了在太阳辐射等复杂自然条件下温度场边界条件的计算方法,并通过对实验水槽的实测数据和计算结果的对比,验证了计算方法的可信度.     

漕河渡槽温度应力对结构的影响分析

漕河渡槽采用结构力学方法计算温度对结构内力的影响,在大型渡槽设计中尚属首例.计算表明,温度应力对框架结构的内力有着重大的影响.由于渡槽底板温度荷载产生的弯矩较大,提出增设预应力的建议.     

箱形渡槽越冬期间表面保温能力计算

对于寒冷地区的混凝土结构,常采用表面保温措施来防止裂缝的产生.根据朱伯芳院士提出的计算公式进行理论分析,以引洮工程柳林沟渡槽为例,分别计算不保温、采用3和5 cm厚的聚氨酯保温板3种情况下的温度变化和温度应力,并分析不同厚度保温层的保温效果.计算结果表明:箱形渡槽在越冬期间降温快,会产生可观的温度应力,需要选用合适厚度的保温材料来减小槽身表面和棱角处的温度变化和温度应力,避免槽身产生裂缝,从而影响槽身结构的整体性和稳定性.     

田家渡槽水深计算方法浅析

渡槽是渠道设计中常见的穿越建筑物,本文通过田家渡槽水深和渡槽水头损失计算,提出规范计算公式中存在的问题,阐述了渡槽水深的计算方法和过程。     

关于矩形渡槽底板跨中最大弯矩的计算方法

本文应用数学方法,论证了渡槽在正常运行期底板跨中最大弯矩的计算方法,从理论上给出了最大弯矩设计值的确定方法。     

大型渡槽温度应力仿真研究

用化学反应速率描述温度对混凝土绝热温升的影响,求解基于等效时间的非线性热传导方程,对南水北调工程某渡槽施工期温度场和徐变应力场进行了仿真计算.研究表明,对于夏季和冬季浇筑的混凝土,采用基于等效时间的混凝土绝热温升理论和传统理论的计算结果有较大差异.