三峡升船机塔柱结构变形及其机构适应性研究

三峡升船机作为世界上规模和技术难度最大的垂直升船机,也是我国第一座齿轮齿条爬升、长螺母-短螺杆安全机构、平衡重式垂直升船机,其塔柱结构变形与承船厢相关机构的适应性是三峡升船机能否正常可靠运行的关键问题。在三峡升船机的设计阶段,基于设计荷载及其组合开展了塔柱结构变形的计算分析,研究提出了重点部位最大可能变形预测值,并对这些重点部位的机构适应性进行了评估;在调试运行阶段,基于变形监测资料对塔柱结构的变形进行了反演分析,反演分析结果表明,设计阶段的变形预测值及其规律与实测值基本相符,重点部位的实际变形值小于按照极端情况提出的最大可能变形预测值,也小于相应机构的适应值,升船机运行状态良好。文中采用的塔柱结构荷载组合及变形预测方法,以及通过最大可能变形预测值评估机构适应性的方法是合适的,该方法也可用于200 m级同类型升船机的设计分析。     

三峡升船机塔柱抗震设计

三峡升船机塔柱结构复杂,为保证船厢垂直升降正常、安全运行,对变形有严格要求;船厢结构、设备和厢内水体总重约15 500 t,由相同重量的平衡重完全平衡,船厢与塔柱的耦合作用是计算的难点。研究了动水质量、船厢纵横导向机构与塔柱之间的缝隙,导向机构的刚度和塔柱的结构特点,并对升船机结构自振特性进行了分析。最后,用时程分析方法计算了塔柱结构在生成人工地震波下的应力、变形情况。     

三峡升船机安全机构埋件传力机理研究

三峡升船机是世界上技术难度和规模最大的垂直升船机,选用长螺母-短螺杆系统作为遭遇事故时的安全机构,安全机构传力可靠性对于保障升船机安全运行至关重要。建立了螺母柱结构精细化仿真计算模型,按照设定的事故工况研究了螺母柱的变形与应力,计算结果表明,螺母柱、工字钢、灌浆材料、一期混凝土、预应力锚栓、钢筋的拉压应力均小于相应的强度值,设计提出的传力机理与数值计算结果相吻合。沉船事故工况与船厢水泄空工况的原型试验结果表明,螺母柱埋件在试验过程中的位移很小,且未发现其他破损现象,此结果证明了螺母柱结构的可靠性,也验证了设计阶段的分析结论。     

三峡升船机安全机构埋件传力机理研究

三峡升船机是世界上技术难度和规模最大的垂直升船机,选用长螺母－短螺杆系统作为遭遇事故时的安全机构,安全机构传力可靠性对于保障升船机安全运行至关重要。建立了螺母柱结构精细化仿真计算模型,按照设定的事故工况研究了螺母柱的变形与应力,计算结果表明,螺母柱、工字钢、灌浆材料、一期混凝土、预应力锚栓、钢筋的拉压应力均小于相应的强度值,设计提出的传力机理与数值计算结果相吻合。沉船事故工况与船厢水泄空工况的原型试验结果表明,螺母柱埋件在试验过程中的位移很小,且未发现其他破损现象,此结果证明了螺母柱结构的可靠性,也验证了设计阶段的分析结论。     

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。     

三峡升船机塔柱变形监测分析

为监测三峡升船机在施工期、试通航期和运行期的安全状态,同时兼顾验证设计、指导施工等的需要,在升船机内布置了大量监测仪器.分析了三峡升船机在施工期的塔柱变形监测资料,通过统计模型分析,总结了塔柱变形的变化特点和规律.结果表明:受气温影响,塔柱变形和应力应变呈年际变化,塔柱处于稳定的弹性变形状态,满足升船机各机件的运行要求...     

三峡升船机施工技术研究与实践

三峡升船机为国内首次采用的齿轮齿条爬升式垂直升船机,是世界上规模最大、技术难度最高的升船机。升船机施工采用了许多新设备、新技术、新工艺,对确保升船机施工质量、施工进度、施工安全起到了至关重要的作用。介绍了塔柱结构混凝土施工方案、温度控制措施、施工期变形分析及施工精度控制措施、承船厢安装方案等关键性技术问题的研究,结合施工实践对上述关键技术实施效果进行了分析。     

三峡升船机关键技术问题

三峡升船机规模宏大,采用齿轮齿条爬升方式,运行条件复杂.通过对塔柱变形、土建结构和船厢室段一、二期埋件精度、齿条和船厢设备制造等关键技术问题的分析,提出对策,确保建成的升船机能安全可靠地投入运行.     

水口水电站升船机塔楼变形分析

福建水口电站升船机是目前国内投入运行规模最大的升船机,为了评价升船机塔楼的安全性,对升船机正式运行5 a的监测资料进行分析。结果表明,升船机塔柱水平方向变形主要是受温度变化影响,垂直位移和塔楼接缝开合度呈明显的年周期变化,承船箱升降运行对塔楼的水平变形和对塔楼接缝开合度的影响均较小。升船机塔楼变形主要受温度变化的影响,无明显的趋势性变化,塔楼变形工作性态正常。     

三峡升船机塔柱结构施工期仿真计算分析

通过三维有限元仿真计算,模拟施工浇筑全过程,分析三峡升船机塔柱结构在施工期的几个关键技术问题,包括:施工进度安排的影响,风荷载的影响,预应力套管的埋设位置,徐变的影响。通过研究得出:10月份开始浇筑筒体混凝土相比4月份开始浇筑,塔柱结构最大拉应力及变形都有所减小,这2种浇筑情况最大竖直向位移均出现在高温季节浇筑的混凝土中;在宽槽回填高程与内侧墙浇筑高程存在较大高差时,以及塔体顶部封顶前,风荷载对塔体结构有较明显作用;齿条及螺母柱的竖直向位移与预应力套管的埋设位置直接相关,并且受上部混凝土浇筑自重影响,随年气温的变化呈现周期性变化;徐变对齿条和螺母柱的影响较小,均在安装精度要求的范围内。研究成果可为三峡升船机塔柱施工方案及施工精度控制提供参考。     

三峡工程和向家坝水电站升船机船厢室结构 设计对比及质量控制难点分析

三峡工程和向家坝水电站升船机船厢室塔柱结构高度分别达到146 m和153 m，属于高耸结构，但又不同于一般的民用高层建筑，其设计标准与风荷载、温度荷载取值、抗震设计、船厢的埋件设计、测量及施工控制精度等都是无规范可循。因此，两个升船机在设计、施工过程克服了较多技术难题，也积累了丰富的建设经验。本文通过两个升船机的设计异同及质量控制措施分析，为将来同类型升船机建设提供有益的借鉴。     

基于正方形人工标志法水库边坡变形监测研究

水库库岸边坡是否稳定,关系到沿岸居民的生命和财产安全,为了监测水库边坡的稳定性,提出一种能够简便高效监测水库边坡变形特征的方法。通过架设相机拍摄得到三个正方形人工标志图像,然后利用MATLAB软件进行图像处理。拍摄图像经灰度化、二值化、噪声去除、区域分割标记和像素标定、坐标系建立及人工标志坐标点获得等处理过程,计算得到图像中被观测人工标志点坐标值及水平向、垂直位移变形值,进而分析水库边坡变形图像特征。通过与被观测人工标志点坐标值及水平向、垂直向位移变形值进行比较可知,本方法获得的人工标志点位移轨迹与实际变形轨迹相吻合,位移变形监测精度为96.21%。结果表明,文中所提出水库边坡变形监测方法是可行的,可为水库边坡安全稳定监测提供一种新的思路和有效手段。     

三峡升船机船厢室底板沉降监测 变形数据分析

三峡升船机是目前世界上规模最大和技术难度最高的升船机,其底板高程为50 m。为监测该底板在施工期间的沉降情况并研究沉降对升船机土建施工、埋件及设备安装的影响,对沉降监测数据及原因进行了分析,建立了变形与影响因素之间的数学模型。研究表明：该底板沉降呈周期性变化且在±2 mm左右,其影响可以忽略不计。     

灰色—马尔科夫模型在南俄5水电站大坝变形预测中的应用研究

利用灰色—马尔科夫模型对南俄5水电站大坝变形进行预测分析研究,利用数据分组技术进一步提高了灰色—马尔科夫模型预测变形的精度。以南俄5水电站大坝表面水平位移观测值为样本,将大致能够拟合为指数函数曲线的数据分为一组,然后分别考虑不分组和分组两种情况预测其未来值。经过计算对比后发现合理的分组可以使预测值的相对误差缩小到11%以内,精度较之前有了明显的提高。由此表明,利用灰色—马尔科夫模型并结合适当的数据分组技术对大坝变形的预测有较好的效果。     

地铁工程对兰州断陷盆地地下水环境的影响分析

为研究地铁 1 号线对兰州断陷盆地浅层地下水环境的影响程度，根据地下水长期监测资料，采用 Vilual MODFLOW 模型，预测了地铁工程引起的地下水流场变化程度及影响范围，并采用水质化学分析方法，对地下水水质影响趋势做了研究。结果表明: 兰州地铁建成后对断陷盆地浅层地下水径流阻滞作用明显。预测地铁运营前 5 a 水位上升幅度最大，后 5 a 趋于平缓; 10 a 时上升较大的区域为地铁沿线南侧西客站至文化宫站，升幅达 2. 10 ～ 2. 80 m，其中小西湖站水位最大雍高 2. 81 m，北侧 “迎水面”奥体中心站到马滩站区间水位平均雍高约 1. 50 m; 预测影响范围为 0. 8～1. 2 km。通过对多年水质监测数据分析认为，随着含水层溶滤及矿化作用增强，水中溶解性总固体和 SO2－4 、Cl－离子增加，对水下建( 构) 筑物基础的腐蚀增强。针对地铁工程建设产生的主要地下水环境问题，提出了建立地下水监测系统、人工调控地下水流场和污染管理等三项保护措施建议。研究成果可为今后兰州市地下空间建设规划提供一定的科学依据。     

巴东组压实黏性土湿化变形特性试验研究

巫山县污水处理厂高填方工程场坪高程为179 m,最大填方高度为75 m。当三峡水库蓄水至175 m高程时,填方体绝大部分位于库水位以下,必须考虑填料湿化变形引起的沉降和不均匀沉降。土体浸水湿化不仅可引起湿化体积变形,而且还会引起剪切变形和土体强度降低,从而影响土工建筑物的安全。对巴东组土料进行颗粒分析和重型击实试验,得到了填料的可压实性、最优含水率和最大干密度指标;选择巴东组二段土料进行不同压实度、不同围压下的三轴湿化变形试验,得到了湿化应力-应变关系和附加湿化应变与应力水平、围压的关系。结果表明:湿化变形随湿化点偏应力增大而增大,附加轴向应变随围压增大而减小,随着应力水平增大而增大;当轴向应变超过某特征值时,其偏差应力与轴向应变由幂函数关系变为双曲线关系,特征值约为1.2%;围压较小时,附加体积应变随着湿化点应力水平增大而增大,当围压较大时,附加体积应变随应力水平增大先增大,然后趋于稳定,最后再减小。巫山县污水处理厂高填方工程采用"碾压+强夯"控制干密度和"湿法填筑"控制施工含水量,高填方的最大总沉降为69.85 mm,小于限定值100 mm,取得了较好的工程效果。     

基于非接触测量技术的进水塔动力模型破坏试验研究

高耸进水塔的抗震安全一直是水利水电工程建设中倍受关注的关键技术问题.本文通过破坏性动力模型试验基于非接触测量技术对地震作用下进水塔主-附结构体系的抗震性能和震损模式进行研究,将3D-DIC与OC非接触测量技术相结合并引入水工进水塔的破坏性动力模型试验中,全程测量进水塔模型从弹性阶段到破坏性阶段的动应变场,实时测量模型关...     

水文实验六十年

丹江口及三峡水库运用后，坝下游急弯河段普遍出现了不同程度的切滩撇弯现象，以往研究表明弯曲河道的切滩撇弯是由于水流弯曲半径与河道曲率半径的不相适应所致，水流动力轴线摆动是发生切滩撇弯的基本原因之一，水流动力轴线摆动是水流动力因素与边界条件共同作用的结果。以往研究主要集中于水流动力因素变化对水流动力轴线摆动的影响，然而围绕水流动力因素与边界条件共同作用对水流动力轴线摆动幅度的影响研究较少。以三峡水库下游荆江典型弯曲河段调关－莱家铺河段为例，采用二维水流数学模型模拟了不同流量级条件下本河段的流场分布，绘制了 6 种流量级条件下的水流动力轴线，选取了多个不同曲率的典型断面，对比各个断面在不同流量级下水流动力轴线的摆动幅度，分析了河道曲率变化对水流动力轴线摆动幅度的影响。结果表明: 水流条件的改变是导致水流动力轴线摆动的主要因素，随着流量的增大，水流动力轴线的摆幅逐渐增大，顶冲点位置向下移动，河道的曲率大小影响水流动力轴线摆动对流量改变的响应，河段的曲率越大，这种响应越快，向凸岸侧产生的摆动幅度越大。结合数值模拟结果可以看出，在小流量作用下，水流动力轴线与深泓线基本一致，大流量作用下，水流动力轴线在弯曲河段大曲率处靠近凸岸，与实际发生的冲淤情况一致，这会导致弯曲河段大曲率处容易出现撇弯切滩现象。本次研究可为进一步深入研究三峡水库下游弯曲河道的演变规律提供参考。