清江隔河岩水利枢纽垂直升船机塔柱结构抗震试验研究

利用先进的大型三向六自由度地震模拟振动台进行了升船机塔柱结构抗震试验研究.试验模拟了塔柱结构基础埋深和送船渡槽与升船机塔柱结构的动力耦合作用，并充分考虑了升船机运行的特点，选取承船厢上夹紧、运行中及平衡块上锁定等3种典型工况，分别考虑地震作用.得到了升船机塔柱结构的动力特性和动力反应，为升船机塔柱结构抗震设计提供依据.     

不均匀分布雪荷载作用下门式刚架稳定性分析

雪荷载为轻钢结构敏感荷载,在寒冷地区不均匀雪荷载是导致结构倒塌的主要因素。本文首先对门式刚架结构屋面积雪分布形态进行实测,进而采用大型有限元分析软件ansys对不同形态雪荷载作用下的结构进行稳定性研究。获得以下结论:均匀雪荷载作用下结构稳定性最大,1/2跨雪荷载作用下结构稳定性较小,1/4跨雪荷载作用下结构稳定性最小;结构稳定性随着屋面坡度的增加而提高;结构初始缺陷对结构稳定性产生不利影响;柱脚采用刚接比采用铰接结构稳定性大。     

升船机顶部机房鞭梢效应分析与研究

以某升船机为例,建立三维有限元模型,研究升船机塔柱顶部机房在地震工况下的鞭梢效应,并通过算例研究顶部机房顶棚桁架对机房侧墙鞭梢效应的影响。结果表明,地震工况下,塔柱顶部机房鞭梢效应明显;顶棚桁架结构相当于一个屋顶花园TMD系统,桁架的大变形和铰接摩擦作用能较大的减弱顶部机房侧墙的动力响应。     

基于Midas软件的预制拼装管廊变形规律研究

通过Midas Gen有限元模拟软件对地震荷载、车辆荷载、不均匀沉降及单侧开挖等不同工况下的预制拼装管廊进行了模拟研究,以期揭示预制拼装管廊在不同工况下的结构受荷变形规律。研究表明,地震作用下管廊的X向位移主要发生在管廊的顶板处,Z向位移主要发生在左舱道。不均匀地质条件及水土压力,车辆荷载对管廊的竖向位移影响不大。双舱预制拼装管廊的的最大位移点位于左舱的中部顶板处。在管廊单侧开挖工况下,受力侧侧墙底部节点最容易发生破坏,但结构位移值较小,说明单侧开挖工况下对于双舱预制拼装管廊的刚度要求较低。     

株洲建宁大桥主塔设计

株洲市建宁大桥主桥为(240+134+42+41.7) m预应力混凝土斜拉桥,主塔塔高138.0 m.详细介绍了该桥主塔的结构设计,根据主塔的结构形式,考虑主塔的各种工况及荷载情况,对主塔的受力情况进行了分析计算.计算结果表明该桥的设计能够满足各种工况下的受力要求.同时,对主塔的横梁计算及施工情况进行了介绍.整个桥塔由下塔柱、中塔柱、上塔柱和横梁组成.     

基于反应位移法的分片预制装配式综合管廊抗震性能分析

为探讨分片预制装配式综合管廊的抗震性能，在总结国内外综合管廊抗震分析方法的基础上， 以山东某实际工程背景，基于反应位移法采用有限元软件 ＳＡＰ2000建立相应的数值模型，对该综合管廊 进行抗震设计分析与验算，并分析多种荷载组合工况对该结构内力大小及其分布的影响规律。结果表 明:多种荷载工况条件下，最不利弯矩、剪力主要集中分布在侧墙与顶板之间位置；管廊通常可直接按照 荷载标准组合进行抗震设计，但对于高烈度地区，地震作用组合可能起控制作用；分片预制装配式综合 管廊在设计拼接截面处受力较小，有利于预应力筋的连接布置，而角部控制截面承载能力经验算亦满足 设计要求。     

高水头水电站压力钢管伸缩节动力安全研究

采用物理模型和数学模型相结合的途径,系统研究了不同运行工况下作用于高水头水电站压力钢管伸缩节导流筒的动水压力荷载和流激振动响应特性;通过数学模型研究了导流筒结构的振动模态特征以及结构的动位移和动应力等参数;根据水动力作用荷载及结构响应特征参数分析,提出了控制导流筒振动位移的优化布置方案。分析结果表明,优化布置方案对控制水动力荷载作用下产生的位移和应力取得了满意效果。     

某住宅小区地下车库优化设计

以河南郑州某住宅小区地下车库设计为例,对地库荷载取值、地库顶板配筋、地下室外墙配筋以及地库基础形式选择等方面进行了探讨.在满足地下车库结构安全的前提下,正确计算消防车道荷载、地下外墙水压力等地库荷载,优化地库顶板楼盖结构体系,降低地下车库的工程造价.     

构皮滩第三级升船机塔柱顶板支撑系统设计与应用

构皮滩水电站第三级垂直升船机是国内外规模最大的卷扬垂直提升下水式升船机,塔柱顶板具有施工高度大、跨度大、结构体型复杂、安全风险大等施工特点,采用的支撑结构体系,是保证塔柱顶板高质量、安全施工的关键。文章对构皮滩水电站第三级升船机塔柱顶板支撑系统的设计与应用进行了介绍,供类似工程施工参考。     

三峡升船机长螺母柱保安装置边墙结构研究

三峡升船机具有提升高度大、提升重量大、水位变幅大和水位变率快的特点，技术难度和规模居世界之最。作为三峡升船机钢丝绳卷扬方案的比选方案，由德国BAW提出的长螺母柱保安装置齿轮齿条爬升式垂直升船机，其安全保障机构是通过螺母结构承受巨大的安全制动荷载来实现的，而螺母柱承受的所有载荷最终由属于升船机塔柱主体一部分的边墙承担。螺母柱与塔柱连接的局部边墙结构的强度是影响此方案成立与否的一个关键问题。在研究复核BAW方案边墙结构的基础上，作了调整和完善，使边墙的承载力满意设计规定。     

大型升船机塔柱简化结构的抗倾覆稳定性分析

鉴于齿轮齿条式升船机过坝速度快、运行安全可靠,已在我国的大型水利水电工程中得到广泛应用。由于升船机支承塔柱高宽比通常大于6,在水平地震荷载作用下,受到很大的倾覆力矩,使得基础的一侧发生破坏,当结构倾覆力矩超过由结构自重产生的恢复力矩时,结构将发生转动,当转角大于临界倾覆角时结构将会发生倾覆。因此需要评价升船机塔柱结构在强震作用下的转动稳定性。本文基于MATLAB 7.0,编制了摇摆反应控制方程求解程序,利用该程序对大型升船机塔柱简化结构进行了抗倾覆稳定性分析。研究表明:地震波的频谱特性、高宽比、结构尺寸对结构抗倾覆能力有很大影响。应重点关注升船机塔柱结构底部拉应力集中区以防止应力过大引起底部脱开而发生摇摆失稳。     

三峡升船机塔柱联系梁三维有限元内力计算

 三峡垂直升船机塔柱纵、横向联系梁在塔柱连接以及整体结构联合受力中起着非常关键的作用,梁的配筋设计是塔柱土建结构配筋设计的重要环节。采用三维实体单元对塔柱结构进行静力分析,直接应用有限元结点力计算梁内力,比常见的应力积分法的精度提高1阶,而且避免了角点应力奇异性带来的误差。该方法基于MARC软件二次开发,不需要编制有限元计算程序,操作简单,编程容易,是三维实体单元计算梁结构内力的实用方法。同时,针对升船机塔柱联系梁数量多、工况复杂的特点,提出从数据准备、内力提取、拉力计算到应力成果显示的程序自动化操作方法,大大减少了人工工作量。     

三峡工程垂直升船机建筑结构整体抗震计算

 采用振型迭加反应谱法和逐步积分时程分析法对三峡升船机上闸首和前塔柱结合布置和分离布置两种方案的整体结构进行了抗震动力分析，研究了在设计地震作用下结构的安全性，塔柱和顶部机房的动力相互作用，承船厢锁定对塔柱动力响应的影响，塔柱顶相对位移能否满足大型卷扬设备的运行要求等问题。     

水轮机转轮的三维粘性流数值计算及其结果分析

针对比转速ns为290的混流式水轮机转轮进行三维粘性流数值计算，并对计算结果作了初步分析．计算中，紊流模型采用目前国内外广泛使用的k-ε模型，流速与压力的迭代修正采用SIMPLE法．共对包括设计工况在内的8个工况点进行了流场数值计算及水力性能分析．计算表明，设计工况下的流速分布最为均匀，叶片进口边基本上为无冲角绕流，效率也最高；随着水头的提高，正冲角增加，最后在叶片背面进水边后靠上冠处产生漩涡区；而当水头相对设计水头降低时，负冲角增加，最后在叶片正面进水边后靠上冠处产生漩涡区．经分析认为这些漩涡区是非设计工况下叶道涡产生的根源，亦是水力性能下降的主要原因．此外，通过对压力系数分布曲线的分析，确定了局部低压区，从而为改型设计提供了依据．计算结果不仅能详细给出水轮机转轮内的流速和压力分布，而且能给出水轮机转轮的水力性能预估值，本计算所依赖的计算软件可成为水轮机转轮开发研究的重要手段．     

白鹤滩水电站升船机塔柱结构抗震性能分析

采用ABAQUS有限元软件建立了白鹤滩水电站升船机塔柱结构有限元模型,研究塔柱结构在地震荷载作用下的位移、加速度和应力响应。计算结果表明：在单独水平地震作用以及水平、竖向地震共同作用下,塔柱顶部的水平位移最大值分别为30.59 cm和31.84 cm,均小于水平位移限值,满足规范要求。为研究塔柱结构的P-Δ效应影响,对水平和竖向地震作用下的塔柱结构进行考虑非线性的动力时程分析。结果表明：考虑P-Δ效应后,结构的动力响应总体呈现放大效果,位移最大值、加速度最大值和应力最大值增幅在10%左右,说明P-Δ效应会在一定程度上削弱结构的抗震性能,因此在此类高耸结构的抗震性能研究中,P-Δ效应的影响不可忽略。     

三峡升船机塔柱外观检测方案及其综合评价

为保障三峡升船机塔柱结构安全和升船机的运行维护,需要对塔柱外观变形进行检测。塔柱外观检测受通航、天气和作业条件等诸多因素影响,检测质量和工期难以保障,对检测方案进行科学高效评价和比选非常必要。针对塔柱主要区段结构特点,提出了多种外观检测方案,并采用现场调查和专家投票相结合的方式对每种方案优劣进行综合评价。通过专家打分和现场计算为各指标赋值,运用熵值法对指标进行赋权,形成了主客观结合的综合评价体系。实践表明：通过该综合评价方法优选的方案检测工期比预算缩短18.5%,采集画面总合格率在99.6%以上,可为类似高耸建筑外观检测方案决策提供参考和借鉴。     

孔隙水压力对深部软岩巷道变形规律影响的数值仿真研究

为了研究孔隙水压力对软岩巷道变形规律的影响,利用有限差分程序对不同孔隙水压力工况下软岩巷道围岩应力场和位移场演化规律进行了数值仿真研究。结果表明:孔隙水压力对软岩巷道的稳定性影响显著,孔隙水压力的演化规律与应力场演化规律相符,在应力集中区形成高孔隙水压力;在巷道顶板、底板和两帮的影响呈现不同步趋势,在侧压系数为1.2工况下,孔隙水压力对两帮的影响范围大于顶板影响范围,顶板影响范围大于底板。     

大跨度上翻式拱形钢闸门振动特性及抗振优化

针对大跨度上翻式拱形钢闸门的水力结构特点,研制了闸门水弹性振动模型,通过水动力荷载特性、结构动力特性和流激振动特性等系统试验研究,反演了闸门结构的共振现象,取得不同工况下作用于门体的水流脉动压力荷载和闸门振动加速度、动位移及动应力等动力响应参数的数字特征和谱特征。针对存在问题,对闸门结构的底缘体型进行了修改,取得了良好的抗振优化效果。     

软弱地基上坝内箱形涵管试验应力分析

软弱地基上坝内涵管应力分析是目前坝工设计中一个重要而又复杂的问题。本文介绍国内某电站坝内箱形涵管的光弹性试验研究实例,扼要阐述了异弹模组合模型浇制及荷载模拟与加载方法。系列的模型试验给出了坝内涵管所受竖向荷载(包括竖向堆石压力和结构自重)、侧(横)向堆石压力和内水压力,以及主要工况的应力成果。同时对于不同荷载及其组合作用下的涵管工作特性及应力状态作了分析比较,探讨了它们的主要差异和相互关系,论述了地基模量变化对其上部结构应力的影响,并提出了改善涵管受力条件的途径和措施。     

三峡泄洪坝段孔口配筋方案空间弹塑性分析

采用空间弹塑性有限元法，考虑钢筋和混凝土的联合作用，对三峡泄洪段孔口配筋方案进行了分析研究。确定了设计工况下大坝孔口周围混凝土的开裂范围和钢筋的受力情况。通过逐级加大孔内水压力强度，求得钢筋应力达到屈服时的内水压力超载系数，用以估计孔口配筋后的强度安全度。研究结果表明，对于泄洪坝段的泄洪深孔，当采用典型配筋方案时，在设计荷载的作用下，孔口周围仅在局部区域发生开裂，最大开裂深度约0．5m；在内水压力超载系数为2．8时，孔顶钢筋开始屈服，孔顶混凝土形成数道纵深裂缝，这时孔口达到了极限承载力状态。