岩滩水电站升船机塔柱结构模型试验研究

本文结合岩滩水电站升船机塔柱实例，以脆性材料结构模型试验为主要研究手段，对塔柱顶板铰接方案和顶板刚接方案进行了研究．模型几何比尺为1：40，高度为3．39m，试验分别考虑了正常、检修、洪水和竣工4种工况，每种工况中的风荷载又有两个方向，试验还对主要荷载效应进行了分析，认为对塔柱应力、位移影响较大的荷载是自重、水压力、泥沙压力和风压力．研究结果表明，塔柱顶板刚接方案优于顶板铰接方案．建议顶板改为极梁结构，在塔柱薄壁结构与实体结构连接处应采用设置坡角、贴角等渐变段形式．最后对塔柱顶板刚接方案进行了超载试验研究．     

三峡升船机塔柱结构的抗震优化设计

通过１：１００的弹性相似模型，应用实验模态分析的时域法，识别了三峡升船机塔柱结构的模态参数。利用传统的振型分解反应谱法，初估了塔柱结构的振动位移。经计算机仿真输入地震波，估算了典型节点振动位移与柱顶结点的相对位移时程曲线及其特征值，运用结构动特性的灵敏分析，对原设计进行动态优化设计，估算证明，修改改设计的抗震性能较原设计有较大的改善。     

水力式升船机塔柱结构耦联体系流固耦合地震动响应分析

为了探究水力式升船机塔柱结构耦联体系流固耦合地震动响应规律,基于ADINA有限元分析软件,建立了三维水力式升船机塔柱结构耦联体系概化模型,探究了竖井内水深、承船厢所处位置以及流固耦合作用等因素对塔柱结构耦联体系地震动响应的影响规律,提出了水力式升船机塔柱结构耦联体系流固耦合地震动响应分析方法,并结合景洪水电站工程实例,...     

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.     

高耸升船机塔柱结构抗风数值风洞模拟

利用数值风洞模型技术,采用原始不可压缩黏性流体N-S方程描述风场的运动,建立合适的计算域边界条件,基于ADINA有限元分析软件,提出了一种高耸升船机塔柱结构抗风分析方法,并通过算例验证了该方法的正确性和有效性;结合工程实例,分析了升船机塔柱结构的风致响应,求得升船机塔柱结构风载体型系数,推导了升船机塔柱结构顺风向风振系数表达式,并与规范值进行了对比。数值模拟结果表明:高耸升船机塔柱结构顺风向最大位移出现在其迎风面顶部附近;数值风洞模型计算得到的升船机塔柱结构风载体型系数大于规范值;对于顺风向风振系数而言,在结构高度90 m以上区域规范值都偏小。     

三峡升船机塔柱底部实体混凝土结构温度配筋研究

在讨论了现有温度配筋方法之不足的基础上，指出合理的温度钢筋混凝土非线性有限元方法，根据阶段最大允许裂缝宽度来配置。并运用这一概念对对三峡升船 机塔柱底部实体混土结构的温度进行研究。     

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。     

景洪水电站水力式升船机事故工况分析及应对策略研究

景洪水电站通航建筑物采用水力驱动垂直升降式升船机。针对该升船机具体运行工况进行分析,提出在充泄水、承船厢、同步轴及制动器、钢丝绳、电源以及控制网络等系统可能发生的主要事故工况,并详细分析了每一种事故工况可能导致的最严重后果,最后给出可供升船机控制系统采用的应对策略。     

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...     

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。     

基于流固耦合的风力机叶片结构稳定性分析

针对叶片在气动载荷下出现局部屈曲现象,建立了大型复合材料风力机叶片有限元壳体模型,主要研究了叶片结构在流场作用下的稳定性。基于流固耦合方法,借助CFD软件计算得到叶片表面的分布压力,将计算结果导入到叶片结构计算的有限元壳体模型,以此为载荷对叶片进行了屈曲分析。以1.5MW复合材料风力机叶片为例的计算结果表明:复合材料抗压性能较抗拉性能弱,叶片背风面受到压缩载荷,局部屈曲主要出现在叶片背风面,叶根向叶中发展的后缘区位于几何突变区,结构设计较为薄弱,需增加该区域铺层材料的厚度。     

三峡升船机上闸首结构整体性分析研究

在三峡升船机上闸首结构设计中，针对大体积混凝土结构的分缝特点，提出了能客观反映施工缝键槽几何特点、方向性和传力特征的“键槽传剪模型”的物理方程，可较准确地反映键槽施工缝对整体结构刚度与应力分布的影响，以及各种荷载工况下的缝面力学性态，计算分析方法采用能保证计算过程稳定收剑和“变增量搜索法”迭代方案，为上闸首结构的整体性分析提供安全可靠的依据，该项研究成果已为技术设计所采纳。应用该项计算分析方案，亦可类似大体积混凝土结构作出安全合理性评价。     

沙牌水电站进水塔震损模拟分析

以沙牌水电站进水塔为例,研究了进水塔塔身以及上部排架在地震过程中的动力响应和震损机理。采用动力时程分析法计算进水塔在汶川地震作用下的加速度、位移和应力响应,并通过塔顶排架立柱极限承载力验算分析排架立柱震损破坏的原因。计算结果表明:进水塔动态分布系数大于规范建议值,刚度较小的主轴方向地震响应较大,立柱两端出现明显的应力集中。进水塔启闭机排架的震损是地震作用下压(拉)弯剪共同作用导致的,且立柱根部发生破坏,与实际资料吻合。     

环境风对自然通风海水冷却塔的性能影响原型观测及分析

环境风对热力阻力性能影响是海水冷却塔设计的重要问题之一,本文依据环境风对冷却塔进风口阻力系数及出口阻力系数的影响的研究成果,修正了自然通风海水冷却塔热力阻力计算程序,并分析了某大型自然通风海水冷却塔的原型观测数据。结果表明,平均风速为2.4 m/s时,出水温度实测值比设计值高0.4℃,出水温度预测值比设计值高0.3℃;在平均风速为5.2 m/s时,出水温度实测值比设计值高1.2℃,出水温度预测值比设计值高1.4℃。研究结果可为大型自然通风海水冷却塔的设计提供参考。     

核电厂重要厂用水系统鼓风式机械通风冷却塔优化研究

核电厂的重要厂用水系统通常采用鼓风式机械通风冷却塔,而鼓风式机械通风冷却塔的相关研究比较少,对塔内的空气动力特性不太了解.本文通过物理模型试验的方法对其空气动力特性进行研究并对塔型进行优化,研究表明：塔的总阻力系数随塔出口收缩段高度的增大而增大,随收缩段与水平夹角α的减小而减小,随填料安装高度的减小而减小;填料断面风速分布均布系数基本不受收缩段高度的影响,其随α的减小而增大,随填料安装高度的减小而减小.     

考虑槽身与槽内水体流固耦合的渡槽地震反应计算

基于考虑槽身与槽内水体流固耦合的渡槽薄壁梁段单元的动力分析模型,计算了南水北调中线工程某渡槽结构的地震反应.计算结果表明,随着水位的上升,渡槽结构地震反应增大;考虑槽身与槽内水体流固耦合时,渡槽结构的横向地震反应、伸缩缝相对折角小于不考虑流固耦合的情况,而槽身横截面绕轴线转角却大于不考虑流固耦合的情况,说明槽身与水体的相互耦合对渡槽结构地震反应影响显著.因此,在对渡槽结构进行地震反应计算时,应采用能考虑相应水位的渡槽流固耦合动力分析模型,并计算渡槽在不同地震波激振下的地震反应才能综合反映渡槽结构在地震作用下的实际情况.     

核电大型冷却塔进风口高度的经济性分析

冷却塔进风口高度是循环冷却水系统优化计算和冷却塔塔体优化所共同关注的问题,它关系到塔内空气流场分布和空气阻力计算,影响塔内气水换热效果,对循环冷却水系统及核电机组运行的经济性产生重要影响。通过对填料类型、电价、冷却塔造价、年固定分摊率及厂址气象条件等主要影响因素变化时年费用变化的分析,得出核电大型冷却塔进风口高度设置的最优区间,提出进风口面积与淋水面积比的推荐值应为0.3～0.35,并建议相关的国家规范条文予以修改。     

基于速度势法的水电站进水塔弯曲自由振动解析解

介绍了基于速度势解析算法求解水电站进水塔在水中弯曲自由振动的方法。分析进水塔的主要受力特点,为引入流体速度势解析算法对结构进行简化和假设。以分布参数梁体系推导得到无水时进水塔弯曲自由振动频率方程,根据速度势拉普拉斯方程确定了所求解问题的边界条件,通过内外水压力表达式建立进水塔的弯曲自由振动方程。推导振动方程得到频率方程,经过数学软件编程求解,最终可得到结构振型和频率。推导过程表明流体速度势法是将水体转化成与塔体振型相关的质量附加于结构,从而影响结构的振动。与数值方法对比和探讨,分析了两者异同,提出本文方法适用范围。结果表明,本文解法可以引入内外含水矩形横截面进水塔的弯曲自由振动问题的求解,为下一步进水塔地震响应分析提供一种新的思路。