马鹿塘水电站一期工程厂房蜗壳设计探索

马鹿塘水电站一、二期水头相差112 m,一期工程蜗壳钢筋混凝土结构采用与钢蜗壳联合受力的结构形式,而蜗壳最大设计水头又要按二期建成后的450 m设计,因此在一期设计水头运行时,蜗壳内的水压力小于保压值,则保证蜗壳运行稳定性是设计的难点;同时因蜗壳混凝土结构分担内水压力较大,仍按传统的抗裂设计配筋,钢筋用量太大,对保证蜗壳混凝土的质量难度大,这次蜗壳设计突破传统设计方法,采用按限裂设计配筋,最大限度的减少钢筋量用量,易保证混凝土浇筑质量。     

预制竹筋多孔混凝土板抗弯性能理论分析

通过抗裂度对预制板的开裂性能进行评价,并用Ansys有限元分析软件对竹筋多孔混凝土预制板进行应力和挠度有限元分析,对预制竹筋多孔混凝土板的开裂弯矩和受力变形发展情况做了探讨,结果表明在多孔混凝土中加入竹筋,可以有效的改善多孔混凝土的脆性,加入竹筋的预制板其开裂弯矩相对值可以达到不加竹筋的2倍以上,可以明显改善预制板的抗裂性能。预制板的受力和位移是中心点处最大,结构的破坏一般都是在受力最大处或者是变形最大处。     

大化水电站扩建工程水轮机座环支撑螺杆现场装配综述

∶文章以大化水电站扩建工程机组的座环支撑螺杆现场安装为例,介绍了水轮机座环支撑螺杆取消预留孔三期混凝土浇筑,在二期混凝土浇筑前先行安装固定好,与二期混凝土同时浇筑的方法。该安装方法减少了模板的工程量,也减少了上下交叉作业的时间,加快了工程的进度。     

超大口径预存裂缝的PCCP管结构分析与试验研究

摘 要：预应力钢筒混凝土管道（PCCP）作为一种新型组合结构管材，以其特有的材料受力优点，正被越来越多的应用到城市供水工程中。本文针对南水北调实际工程中出现的PCCP管芯混凝土预存裂缝问题，通过对原型管道的抗裂外压承载力试验，探讨了预存管芯外壁纵向裂缝对承载力的影响,分析了管子的受力特性。试验结果表明：PCCP在抗裂外压检验荷载下，其破坏主要分布为管顶、管底内侧管芯混凝土和管中外侧砂浆保护层受拉破坏。在此试验结果上，本文基于ABAQUS有限元分析，选取混凝土塑性损伤模型，对PCCP抗裂外压试验进行结构数值模拟分析，数值计算与试验结果相一致。数值计算结果表明：管芯混凝土预存裂缝对PCCP抗裂外压极限荷载影响不大，但在荷载作用下，预存裂缝会对混凝土、砂浆保护层出现应力集中现象，将首先出现混凝土损伤，从而导致裂缝发生与扩展。     

超大口径预存裂缝的预应力钢筒混凝土管结构分析与试验研究

针对南水北调工程中预应力钢筒混凝土(PCCP)管芯混凝土预存裂缝问题,通过对原型管道的抗裂外压承载力试验,探讨了预存管芯外壁纵向裂缝对承载力的影响,分析了混凝土管的受力特性。试验结果表明,PCCP在抗裂外压检验荷载下,其破坏主要发生在管顶、管底内侧管芯混凝土和管腰外侧砂浆保护层的受拉破坏。基于ABAQUS有限元分析,选用混凝土塑性损伤模型,对PCCP抗裂外压试验进行结构数值模拟,数值计算与试验结果一致。计算结果表明,管芯混凝土预存裂缝对PCCP抗裂外压极限荷载影响不大,但在外载作用下,预存裂缝会对混凝土、砂浆保护层出现应力集中现象,从而导致裂缝的发生与扩展。     

组合梁负弯矩区非线性分析

在同时考虑组合梁负弯矩作用下钢梁与混凝土板之间滑移效应以及混凝土与纵向钢筋之间粘结滑移效应的基础上,建立了组合梁受力模型,并由此推导出组合梁负弯矩作用下的整体平衡方程及整个加载过程中栓钉刚度随交界面滑移的变化关系。为进一步研究在荷载作用下,组合梁负弯矩区混凝土受拉使得混凝土板局部开裂,从而降低了组合梁承载力和刚度的性能提供了理论依据。     

王快水库溢洪道闸墩预留宽缝设计及施工

为适应混凝土浇筑能力和减小施工期温度应力。于闸墩中间设置预留宽缝。施工期间,根据工程进度要求。通过掺加UEA型混凝土膨胀剂．提前进行了宽缝二期混凝土的回填,打破了宽缝混凝土只能在低温季节浇筑的常规。     

拱坝低热水泥混凝土抗裂效果仿真

为了研究低热水泥混凝土在白鹤滩大坝中的抗裂效果,对比了低热硅酸盐水泥混凝土和常规中热水泥混凝土的热力学性能,并在典型坝段上设计温控方案。通过有限元仿真计算温度和应力,分析比较了两者在早期、一期冷却、二期冷却及封拱后等关键时段的温度、应力以及表面抗裂效果。结果表明,不同季节浇筑的混凝土应力过程线趋势一致。相比中热混凝土,低热混凝土在各不同时期均具有更高的抗裂安全系数,温控防裂的重点仍在二期冷却末。对于昼夜温差大的情况,低热水泥在早龄期需要更好的保温措施来达到表面抗裂效果。     

兴隆水利枢纽船闸设计与施工实践

兴隆水利枢纽船闸工程地基存在承载力低、沉降量大、抗冲刷能力低、渗透破坏及饱和砂土液化等问题。为改善结构受力状态和降低温控要求,船闸主体段设计采用整体式U型结构,提出了"左右分块浇筑、中间预留宽槽、中期适时并缝"的施工方案,采取综合温控防裂、合理施工安排和优化合缝时机等措施,有效控制工程施工质量和进度,取得了良好效果。     

微型桩抗弯承载力试验研究

对于存在安全隐患且急需抢险处治的的滑坡、路堤边坡、基坑等救灾工程,坡体稳定性差,传统支挡结构难以实现快速施作,而微型桩具有明显优越性。但不同形式的微型桩,其承载力及破坏特征不同。通过改进yas-2000型压力试验机,并将其用于测试钢筋混凝土桩、钢管混凝土配钢筋桩及钢管混凝土配工字钢桩的抗弯承载力,结果表明:①钢筋混凝土桩的受力全过程可分为3个阶段,即未裂阶段、裂缝阶段及破坏阶段;②钢管混凝土配钢筋桩及钢管混凝土配工字钢桩的受力过程可分为4个阶段,即压实阶段、弹性阶段、弹塑性阶段和强化阶段;③通过对比分析上述3种不同结构微型桩的荷载-位移曲线得出在3种不同结构的微型桩中,直径相同时钢管混凝土配工字钢桩的抗弯承载力最大,其极限弯矩值为209.21 kN·m。     

武汉鹦鹉洲长江大桥北锚碇下沉期防护方案数值分析

采用大型有限差分软件FLAC^3D,建立了武汉鹦鹉洲长江大桥北锚碇沉井基础的整体三维有限差分计算模型。对无地下防护墙（方案1）、地下防护墙入土深度50 m（方案2）及入土深度55 m（方案3）3种不同防护措施下沉井的下沉过程进行了数值仿真研究。分析了3种方案下沉井动态施工过程中沉井结构和周围地基土体的应力和变形特征,评价了不同防护措施的防护效果,为确定合适的地下防护墙入土深度提供了依据,并对设计方案的合理性进行论证。研究结果表明：3种方案下,沉井结构和周围地基土体的应力变形随开挖步骤的变化规律基本相似,入土深度越深,沉井及周围土体的变形相对减小而应力变化不大,但程度有限。防护墙的主要作用在于防治沉井下沉过程中出现的翻砂等不利情况,因此地下防护墙的入土深度需穿过砂层,沉井下沉翻砂时切断砂源,减少防护墙外地面变形。     

RC框架-核心筒结构增设内柱性能研究

通过对实际工程中的三个RC框架-核心筒结构设计方案的弹塑性分析,研究了框筒结构增设内柱与否对其抗震性能的影响,分析了弹性阶段和塑性阶段外框架与核心筒剪力、倾覆弯矩的分配规律,对比了不同构件的内力大小及分布。研究表明:框筒结构增设内柱减小了边柱柱底轴力,降低了核心筒竖向承载力的设计要求,减轻了外框架和核心筒底层塑性铰的发展程度,增强了结构耗能能力,提高了抗震水平,但同时也可能无法满足建筑空间的要求。据此提出了框筒结构增设内柱的设计建议,并相应给出了降低框架梁高度的有效措施。     

深槽地基土加固方法对防渗墙的影响研究

以龙开口水电站坝基防渗墙工程为例,采用精细化有限元法,针对砂卵石层开挖施工工序,建立防渗墙墙后砂卵石地基在直接开挖、灌浆固结及设置旋喷桩加固三种加固方案下的有限元分析模型,研究不同加固方案下防渗墙变形、内力及应力的变化规律,分析不同开挖方案对防渗墙安全性的影响。分析结果表明:直接开挖方案和灌浆固结方案防渗墙最大变形为0.5~3.7 mm,最大正弯矩为300~1 000 kN·m,最大负弯矩为-2 100~-800 kN·m,最大剪力为800~1 300 kN;设置旋喷桩加固方案防渗墙最大变形为0.2~0.3 mm,最大正弯矩为100~150 kN·m,最大负弯矩为-300~-200 kN·m,最大剪力为300~400 kN。三种方案中直接开挖方案变形最大,最大变形不到防渗墙左侧宽13.6 m的万分之三;加固砂卵石层地基可显著降低防渗墙的变形、内力及应力,显著提高防渗墙的安全性。研究结果为龙开口水电站坝基深槽砂卵石层的开挖加固方案提供了理论基础,在保证防渗墙安全可靠的前提下优化了地基土加固方案的设计。     

土与小型钢管抗滑桩群复合结构模型试验研究

为揭示滑坡体在地震动力作用下微型钢管抗滑桩群与土形成的复合结构中桩的内力沿桩身的分布、土的内部压力变化、复合结构的耗能性能及动力特性,在参考Thompson研究方法并考虑土拱效应的基础上,自主研发了直剪式小型抗滑桩土群的低周往复模型试验装置,确定了小型钢管抗滑桩的合理桩间距,并依据相似理论设计了三排小型钢管抗滑桩模型并对其进行低周往复加载试验,通过试验研究了土与抗滑桩群复合结构的力学响应、动力特性、强度规律及破坏形态等主要性状。试验结果表明,桩前被动土压力呈梯形分布,桩后主动土压力呈三角形分布,桩身弯矩呈抛物线形分布,承台板起到桩身弯矩重分布的重要作用,土与抗滑桩复合结构在低周往复荷载作用下的滞回性能良好,刚度退化小,塑性变形性能优良,有良好的耗能能力。     

中高层生态复合墙体正截面压弯承载力分析

为了提高墙体的水平承载力和改善其抗震性能,将传统生态复合墙结构与混凝土竖向约束构件有机结合提出中高层生态复合墙混合结构体系。根据中高层生态复合墙体实际压弯状态下的受力特性及墙体的特殊构造形式,提出墙体合理的简化计算模型;基于平截面假定,结合材料本构模型及几何关系,建立中高层生态复合墙体正截面压弯承载力计算的等效矩形应力图形,推导墙体正截面压弯承载力实用计算公式,并对前期试验墙体进行极限承载力分析。理论和试验表明:该公式概念明确、计算简单,可用于指导中高层生态复合墙体混凝土竖向约束构件的配筋。     

火灾后再生混凝土型钢构件力学性能研究

针对国内废弃混凝土循环利用率低的问题,本文通过对再生骨料混凝土的研究,结合H型钢混凝土柱刚度大、承载力高、抗震性能好等特点,制备了H型钢再生混凝土(H-RC)柱,对其火灾后的粘结性能及轴压性能展开分析研究。研究结果表明:随再生细骨料(RFA)替代率的提高,再生混凝土立方体抗压强度逐渐降低;试件的质量损失率随着RFA取代率的增加而逐渐增大,同时构件的火灾抗裂性能降低。试件的受火温度越高,质量损失越严重。RFA取代率100%试件的压缩变形呈明显的三阶段,最终的破坏荷载稳定在55%～65%极限荷载;受火温度的升高能明显降低,H-RC构件的承载力及型钢与混凝土之间的粘结力,取代率100%的H-RC构件易压缩。研究结果对于合理评估火灾后型钢混凝土结构的力学性能具有重要意义,旨在推动再生混凝土在建筑中的大量运用。     

负弯矩作用下预应力组合梁的抗弯承载能力研究

为了对预应力加固老化病害混凝土的修复效果进行评价,研究了预应力施加于连续组合梁的负弯矩区的抗弯性能,完成了4根预应力组合梁在反向跨中集中加载下的静载试验。探讨了不同剪力连接程度对预应力组合梁受力性能的影响,分析了梁的荷载-跨中挠度特征,同时建立了弹性和极限承载能力计算式。研究结果表明,完全剪力连接的组合梁的抗弯刚度和承载力大于部分剪力连接组合梁,但刚度和承载力与剪力连接程度并不成正比例关系。通过承载能力计算值与实测值比较,发现两者误差在10%以内,满足工程精度要求。     

荷载对钢-混凝土连接锈蚀栓钉力学性能影响研究

为了研究荷载对钢-混凝土连接栓钉锈蚀程度对其力学特性的影响,对不同锈蚀程度的栓钉连接件的进行荷载试验.根据钢筋的锈蚀原理,利用人工方法加速钢-混凝土的栓钉锈蚀,为荷载试验提供达到相应的锈蚀程度样品,并通过荷载试验分别对四组样品进行极限承载力和变形特性展开研究.由试验结果可知:若栓钉连接件的钉杆发生锈蚀,尤其当锈蚀出现在...     

Dadinkowa水电站厂房蜗壳外围薄壁混凝土受力分析

针对国内对水轮机蜗壳外围薄壁混凝土结构研究较少、设计经验欠缺的问题,以尼日利亚Dadinkowa水电站厂房续建项目为典型案例,对水电站蜗壳外围薄壁混凝土结构进行设计分析。建立三维有限元模型,分析蜗壳外围混凝土在正常运行工况和检修工况下的应力,提取内力进行配筋计算;建立蜗壳0°断面的平面有限元模型,分析蜗壳顶部及基坑里衬附近混凝土应力,提取弯矩和轴力进行正截面和斜截面承载力计算。结果表明,基坑里衬附近混凝土尺寸较小,最薄处仅约21 cm,压应力峰值位于内侧,为5.67 MPa,未超过C25混凝土抗压强度;拉应力峰值位于外侧,为1.55MPa,最大拉应力范围较小。从而,混凝土尺寸能够满足斜截面抗剪承载力要求,无需另外设置抗剪钢筋。为保障结构安全,采用一期混凝土凿毛4 cm、配合植筋φ16@1×1 m的措施,基坑里衬采用双层双向配筋和C30混凝土,蜗壳及引水钢管顶部设置弯起φ32@15 cm钢筋提高斜截面承载力。设计经验可为同类工程设计提供参考。