小湾水电站缆机基础结构设计

小湾水电站大坝混凝土浇筑采用5台30t中速无塔架缆机,采用双层平移式布置,上层2台、跨度1158m;下层3台、跨度1048m。根据不同的地形、地质条件,缆机基础结构按不同位置,分段采用适合地质条件的形式设计。控制缆机基础顶部水平位移除满足结构自身要求外,还应满足缆机运行时变位的要求。     

划子口河闸弧形钢闸门三维有限元分析与安全评估

划子口河闸拆建工程闸门为"Π"型弧形钢闸门,为掌握不同工况下的结构变形和应力分布,需要建立三维有限元整体模型进行分析.采用ANSYS有限元计算软件建立模型,按不同工况分别施加荷载.计算结果表明,5种工况下弧形钢闸门的结构变形都在允许范围内,应力值都在钢材的屈服应力以下.采用结构线性屈曲分析闸门结构稳定性,用有限元法求出结构的稳定安全系数,结果表明大部分工况下的稳定安全系数大于4,最先失稳的部位在跨中水平次梁处,建议适当加密跨中纵梁,以减小水平次梁计算长度,提高稳定性.     

特大型梁式渡槽支座动力计算及结构特性分析

由于地震是危害特大型梁式渡槽结构安全的原因之一,渡槽支座是槽身的主要承力部位,因此需要计算分析支座的结构动力特性。笔者采用地震动力计算分析理论,结合实际工程建立三维有限元模型,基于三维有限元软件计算分析支座的动力响应特性及其关键节点位移和应力的时程变化规律。工程实例计算分析结果表明：渡槽支座的最大位移为顺槽向位移,出现在边墩上部的支座上;最大压应力与最大拉应力均为整个渡槽结构的应力最大值,其最大拉应力超过了支座混凝土的抗拉强度,会出现拉裂破坏。该文为同类渡槽的支座动力特性研究提供了计算案例。     

白鹤滩水电站缆机轨道基础设计

白鹤滩水电站缆机采用双层平移式布置方案,共布置7台30 t缆机,其中高层3台,跨度约1 158 m,低层4台,跨度约1 088 m。缆机轨道基础位于开挖边坡上,具有受水平力大、地形地质条件复杂等特点,设计难度大。根据地形地质条件,缆机轨道基础分段选用了适宜的结构型式,采用穷举法计算分析缆机可能的运行工况,求得缆机荷载的最不利分布位置、缆机轨道基础的内力包络图和变形包络图,确定了结构的尺寸、配筋及结构稳定辅助措施。     

高水头河床式水电站进水口结构计算力学模型之商榷

高水头河床式水电站进水口坐落于下部大体积混凝土上,结构受力比较复杂。依据不同的边界条件假定,建立4种受力模型,并用三维有限元法进行了进水口结构模拟计算。结果表明：模型1计算得到的闸墩前沿最大竖向拉应力约是其他模型计算结果的10倍;不同力学模型对进水口下游挡水墙水平拉应力分布规律和量值影响较小;假定进水口与下部大体积结合部位为固端约束的悬臂梁力学模型,不宜用来计算高水头河床式水电站进水口结构应力和变形。     

钢筋混凝土岔管结构分析与配筋优化

结合某水电站钢筋混凝土岔管工程实际,建立三维数值分析模型,首先采用弹性模型对岔管混凝土的应力和变形进行计算分析,并在此基础上进行初步配筋设计,然后采用混凝土组合破坏准则和均布式钢筋模型,基于岔管结构的开裂状态、钢筋应力与最大裂缝宽度等非线性特征进行配筋优化设计,结果表明：基于混凝土弹性模型的配筋设计方法,钢筋用量明显偏大;采用混凝土开裂非线性有限元分析方法可以起到优化配筋设计的作用。     

高陡边坡上的缆机基础机构整体稳定性分析

受地形地质条件限制,缆索式起重机的基础结构多布置在陡峭山体,针对在高陡边坡上的缆机基础结构的稳定性计算,建立了考虑缆机水平轮压、竖向轮压及本身自重等多种、多向荷载的修正刚体极限平衡法,同时采用基于离散单元法的三维强度折减法,分别对高陡边坡上的缆机基础结构稳定性进行分析研究,计算结果表明2种方法的结论基本一致,验证了极限平衡理论及强度折减方法在缆机基础结构稳定计算的适用性。     

渭河拦河闸闸室抗震安全复核

以渭河拦河闸为例,基于ADINA有限元分析软件,建立拦河闸三维有限元模型,采用振型分解反应谱法对闸室结构进行地震动响应计算分析,并根据计算结果对拦河闸进行抗震安全评价。计算结果表明：拦河闸闸室结构前5阶振型主要体现为横梁和机架桥结构的振动,符合一般规律;边孔横梁与机架桥联接部位以及机架桥与闸墩联接部位出现了较大拉应力,其最大拉应力数值超过了混凝土动态抗拉强度标准值,但考虑局部配筋量后,拉应力数值满足安全需求;在地震作用最不利工况下,拦河闸整体闸室结构抗滑稳定安全因数为1.68,满足安全需求;拦河闸抗震安全满足标准要求,其抗震等级评定为A级。     

地震断裂带高铁大跨拱桥钢管拱肋的力学特性与施工技术

徐盐高速铁路徐洪河特大桥位于地震断裂带上,跨度为400 m(100 m+200 m+100 m)的预应力混凝土连续梁拱桥是目前国内同类型桥梁跨度最大的,200 m跨钢管拱肋施工是工程中重要的施工难题。为解决大跨度钢管拱肋施工问题,选取合理的施工方案,并验证其可行性。运用有限元分析软件Midas-Civil,建立拱肋支架法安装各阶段的有限元模型,分析各工况下结构内力和变形。结果显示:对钢管拱肋安装支架进行内力和变形分析,结构最大应力发生在跨中支架的中部,其值为58.9 MPa,结构最大位移发生在中部支架顶端,其值为横桥向8.3mm;分析钢管拱肋吊装各阶段工况结构的内力及变形,结构最大应力发生在两端第一根立柱底部,其值为97.8 MPa,结构最大位移发生在中部支架顶端,其值为横桥向20.7 mm;对支架最高单根立柱进行稳定性验算证实,立柱最大应力发生在立柱底端,其值为11.0 MPa,最大位移发生在立柱顶端,其值为横桥向19.1 mm,允许应力170 MPa、控制变形2H/1 000,各分析结果均满足规范要求。研究表明:200 m跨钢管拱肋采用支架法施工,在施工过程中安装支架强度、刚度及稳定性均满足规范要求,方案可行,且为同类型工程施工提供参考。     

基于预应力实测资料的闸墩结构安全评估研究

针对闸墩中孔周边区域应力分布复杂的问题,进行三维有限元分析。为准确评估中孔闸墩结构运行期的安全性,根据整体拱坝模型计算结果,运用子模型方法,获取各种工况下中孔闸墩结构的局部边界条件,基于锚索测力计实测数据,建立考虑时效、外界温度及上游水位波动等影响的预应力回归模型。在此基础上,采用三维非线性有限元分析方法对西南某碾压混凝土拱坝中孔闸墩结构进行全面安全评价。计算结果表明:当前工作状态下,闸墩结构应力分布规律与设计状态基本相同,颈部最大法向应力为1.27 MPa,出现在左中孔右边墙位置,小于允许拉应力1.54 MPa,满足闸墩抗裂要求。     

乌东德大坝施工缆机布置方案研究

乌东德拱坝坝高270 m,坝体结构复杂,施工强度大,混凝土采用缆机浇筑。为了获得较优的缆机布置方案,根据两岸地形地质条件,拟定了低位缆机、中位缆机和高位缆机三类比选方案。比选结果表明,高位辐射式缆机方案投资与低位平移式缆机方案相当,但吊深过大,运行效率及安全性较低,故低位无塔架平移式缆机方案更优。选取低位高程1 055 m、1 060 m和1 065 m做进一步详细比选,最终推荐运行效率高、投资适中、适应性更好的低位1 060 m方案作为大坝缆机布置方案。     

白鹤滩水电站缆机布置与轨道基础结构选型

白鹤滩水电站缆机采用平移式双层布置方案,缆机轨道基础位于开挖边坡上,具有受水平力大、地形地质条件复杂等特点。根据地形地质条件及缆机荷载情况,采用了坝肩上方双层平移式布置方案,供料平台和混凝土生产系统分高、低线布置,并通过缩短垂直运输距离提高缆机浇筑效率。最后还介绍了不同地质条件下的缆机轨道基础结构的选型。相关经验可供类似大型水电工程的缆机布置设计借鉴。     

水工混凝土工程施工实时动态仿真

计算机仿真丰富了水利水电工程施工的研究方法。水工混凝土工程施工实时动态仿真系统就是针对水工混凝土工程的施工特点，可实用于常规混凝土和碾压混凝土工程，建立在门塔机、缆机、皮带机为主或组合施工方案上，采用计算机跳仓选块，仿真计算结果传输到P3进度软件和三维图形软件表达，动态分析混凝土工程施工在时间、工程量、施工形象等的进度特征。通过对三峡等工程混凝土施工5年多的跟踪服务，对仿真系统进行了多次修改完善和补充，经工程实践验证，该系统具有较强的实用笥、通用性和先进性。     

五强溪水电站缆索起重机的安装与使用

五强溪水电站主体工程混凝土浇筑垂直运输在大坝两岸分高、低层布置４台平移式２０ｔ缆索起重机。其中２台高缆从德国引进，属世界上首次采用全遥控的缆机，同时也是国内塔架最高的缆机；２台低缆属我国目前自行设计制造安装的规格最大、速度最高的缆机。     

金安桥水电站缆机设备选型研究

分析对比了缆机的结构形式、设备参数,并研究了各种影响缆机造价和安全运行的因素,最终金安桥水电站大坝施工安装了两台跨度797 m、吊重300 kN、起吊高度250 m、采用5对自行式承码的平移式缆机.金安桥水电站缆机经过5年多的运行,全部完成了施工吊运任务,但缆机设计制造尚有待改进.     

混凝土重力坝功能叠合区坝体应力计算方法探析

基于重力坝功能叠合区受力结构体系复杂、不易评价坝体应力安全的特点,以某水利枢纽工程的混凝土重力坝的安装间坝段为例,对坝体应力计算模型的建立、计算方法的选择以及计算结果进行了对比分析。分析计算过程中,采用材料力学方法在高水位工况坝体上游面出现了约0.1Mpa的拉应力,然后通过建立考虑结构整体受力的计算模型和采用有限元法计算,得出了所有工况坝体均处于受压状态的合乎标准要求的结果。研究表明,对于类似功能叠合区的特殊体型的大坝坝体应力分析计算,如果采用偏保守简化的计算模型和材料力学法进行计算,得出的计算结果过于保守,并影响安全评价结论;因此采用有限元方法,通过细化计算模型,进行更切合实际的受力分析,以便得出更加准确的大坝安全性评价结论。     

构复杂性小体积混凝土快速浇筑技术在沙沱水电站的应用

结构复杂性小体积混凝土相对配置的模板量偏大,仓面偏小,若采用传统混凝土垂直入仓方式,立模和浇筑通常需使用门（塔）机,易造成互相干扰,影响整体工序安排,最终制约浇筑速度。本文介绍了改进方法在沙沱水电站的应用,即：将立模和入仓所用设备分开,立模、钢筋一般采用门（塔）机吊运,混凝土入仓采用溜管（槽）、皮带机、缆机等,立模与浇筑于不同仓号同时施工,循环作业,最终实现混凝土的快速浇筑。此方法可供类似工程参考。     

无黏结曲线锚索式预应力衬砌结构数值建模方法研究

无黏结曲线锚索式预应力衬砌结构是有压水工隧洞采用的一种新型衬砌型式,因结构体系受力机理较复杂,造成结构设计存在困难。为此,本文首先根据无黏结曲线锚索式预应力衬砌结构受力特征分析其数值建模的关键点;然后,提出相应的建模方法：通过设置接触关系实现模拟围岩对衬砌不同的约束作用,利用等效荷载和实体模型相叠加的方法模拟锚索变化的预应力状态,采用梯度荷载分段施加方式模拟预应力损失的非线性分布;最后,基于有限差分软件FLAC3D,以小浪底有压排沙洞为工程案例建模分析,选取衬砌变形、衬砌局部和整体预应力效果、受力最不利位置和衬砌薄弱环节潜在破坏特征等最能反映预应力衬砌结构力学特性的四个方面,将数值计算结果与监测数据对比分析,验证了本文建模方法的正确性。研究表明,本文提出的建模方法原理明确、建模快捷、结果可靠,对工程设计具有指导意义。     

三峡大坝混凝土快速施工方案及工艺研究

三峡主体工程的混凝土总量达2800万m3,其中大坝混凝土约2000万m3。大坝混凝土施工是三峡工程能否按照总进度的要求达到计划目标的关键。根据总进度安排,其年最高浇筑量要达到 500万 m3,月最高要达到40万m3,日最高应达到2.0万m3以上。经过对施工手段的多方案比较分析,在充分论证的基础上,决定选用以塔式皮带机连续输送浇筑为主,辅以大型门塔机和缆机的综合施工方案。在仓面工艺设计中,采用了平浇法和台阶法,同时,改革传统工艺,提出并运用塔（顶）带机新工艺。