基于流固耦合的弧形闸门-闸墩体系的流激振动研究

实际工程中弧形闸门与闸墩联系紧密,在水流脉动压力下二者相互影响,形成一个体系。为了揭示闸门与闸墩的相互影响规律,采取流固耦合理论对弧形闸门-闸墩体系开展流激振动研究。以某水利工程弧形工作闸门为例,针对弧形闸门单体和弧形闸门-闸墩体系分别建立三维有限元模型,计算两种模型的自振频率,基于模态分析的结果对两种模型进行动力响应分析,总结闸门和闸墩在动力特性和流激振动响应方面的相互影响规律。结果表明：闸墩对闸门动力特性及动力响应具有较大影响,考虑闸墩影响时,弧形闸门自振频率下降,其中以支臂振动为主的第4阶自振频率下降幅度最大,为61.45%,面板及支臂顺河向动位移分别减小44.58%及增大37.93%,面板及支臂动应力分别下降41.70%及增加30.71%;闸门流激振动对闸墩应力有显著影响,相较于闸墩按动力系数计算的最大应力增大了4.713 MPa。采用弧形闸门-闸墩体系模型可以更加准确而全面地评估弧形闸门及闸墩在流激振动下的安全特性。     

岩滩水电站预应力闸墩设计特点

岩滩水电站溢流坝表孔工作门为弧形闸门,最大挡水面积为15×22.49m~2,闸墩承受的单侧支铰门推力为23160kN。闸墩采用预应力混凝土支承结构,设计上有如下特点:     

花地河北闸闸墩三维有限元分析

弧形闸门的支铰是整个闸门中最重要的组成部分,闸墩支铰处砼的应力和变形决定着闸的运行安全和寿命。该文借助大型结构计算软件Ansys,通过有限元分析的思路,对花地河北闸的闸墩和底板进行三维有限元分析,通过对花地河北闸不同工况下闸墩的应力和变形的成果分析,指导和验证工程设计的合理性,其研究成果对类似工程设计具有一定的参考和借鉴价值。     

白莲崖水库泄洪中孔预应力锚索施工工艺

白莲崖水库泄洪中孔闸墩和深梁需承担弧形工作闸门传递的巨大推力,预应力锚索是改善闸墩和深梁部位应力状态的重要措施,因此锚索施工质量的控制显得尤为重要。     

大朝山水电站泄洪排砂底孔闸墩预应力锚索施工

大朝山水电站 1号、2号、3号泄洪排砂底孔弧形工作闸门单铰推力为 3 3× 10 4 kN ,闸室采用梁式预应力闸墩结构 ,弧门支臂传递的推力由支承大梁向边墩和中墩传递 ,从而减小了支承大梁的结构尺寸。文章概括叙述了泄洪排砂底孔闸墩预应力锚索设计及施工的基本情况     

奉化亭下水库拦河坝泄洪闸闸墩滑模施工

亭下水库拦河坝采用滑模施工工艺,较顺利地解决了用同一提升架起滑不同宽度的闸墩;解决了斜向扇形主受力钢筋和弧形闸门腿架支承点悬臂短梁妨碍滑模提升架滑升;解决了在溢流堰顶悬空安装滑模提升架和弧形闸门门槽预留等问题。与常规浇筑施工方法相比,缩短工期近半年,不仅节省了大量毛竹、木材等建筑材料和人工,取得了较好的技术经济效果,而且闸墩墩面光滑、平整、美观。     

弧形闸门启闭牛腿设计与施工冷缝的处理

弧形闸门的支承铰布置在闸墩体外的牛腿上,其受到弯、剪、扭力的作用,在设计、施工中采取必要的处理措施。文章着重介绍闸墩体外牛腿的结构计算和施工冷缝的处理方法,并提出其计算、施工处理时应注意的问题。     

梅山水庫溢洪道的工作桥設計

梅山水库的溢洪道泄水闸共计七孔,每孔净宽12公尺;闸墩六个,各宽1.3公尺。控制闸门选用弧形闸门七扇,宽12公尺,高7.2公尺,闸墩和闸座设有宽1.8公尺的人行桥(与坝顶人行路相接)和2.0公尺的工作桥。近年来我国已建造的许多水闸和溢洪道洩水闸,大多数采用弧形闸门,工作桥启闭机一般都是     

应用刚体极限平衡原理进行溢洪道弧门支座受力分析

溢洪道弧门支座用于支承溢洪道弧形闸门,是将作用于闸门上各种荷载传给闸墩的重要受力构件。准确分析各工况下弧门支座的受力情况,是弧门支座设计的关键所在。应用刚体极限平衡原理对溢洪道弧门支座进行受力分析,进而找出其中的控制荷载组合,用于指导弧门支座的结构设计。     

某弧形闸门闸墩三维有限元应力应变分析

应用大型结构计算软件Ansys,对某弧形闸门闸墩应力应变进行三维有限元模拟计算与分析。得出结论和优化建议:闸墩牛腿处砼应力最大,其他某些部位砼材料的性能还没有充分的发挥。因此,为了结构的优化设计,在保证闸墩厚度尺寸和弧门支座尺寸不变的情况下,建议将牛腿的尺寸加宽,从而改善牛腿周边的应力分布,使牛腿处的最大拉应力减小,闸墩富裕混凝土区域减少,以节省材料,达到充分利用材料的目的。通过不同工况下闸墩的应力和变形的结果分析,校验工程设计的合理性,并提出工程设计方案进一步优化改善建议。     

基于有限元法的水电站预应力闸墩应力变形分析

某大型水电站中墩溢流表孔的弧形工作闸门在正常蓄水位时承受巨大水推力,根据规范和工程经验采用预应力钢筋混凝土结构型式,通过建立三维有限元模型进行计算分析,比较闸墩预应力情况下三种典型工况的受力性能。结果表明：闸墩结构具有相当的刚度;应力分布符合一般规律,预应力体系布置合理。     

YU—400型测力器及其应用

长江葛洲坝水利枢纽二江泄水闸和三江冲砂闸的弧形闸门支承闸墩内,采用予应力钢丝束拉锚系统。在没有测力器之前,予应力锚束的破坏试验用贴电阻片方式量测。由于许多电阻片在钢丝断裂破坏之前,都预先遭到破坏,未能取得试验成果。我院与葛洲坝工程局,长办设代处研制的YU—400型测力器,采用了弹性较高的钢材制成,以DI—10型应变计装在压力圆筒上,能获得锚束的实际受力数值。     

岩滩水电站溢流坝预应力闸墩应力试验研究

本文通过三维结构模型试验,分析了岩滩水电站溢流坝预应力闸墩的工作性态和各种预应力措施的工作效益。岩滩水电站溢流坝闸墩,采用4组锚束,即对拉主锚束、水平次描束、竖直次锚束及斜锚束。本文不仅对闸墩在施工期、正常运行期、事故检修期下的应力状态进行了分析,而且还对各组预应力、主要外荷载进行了单独分项分析。试验结果表明,闸墩受弧形闸门推力作用时,闸墩上有三个部位为应力控制的关键部位,若不采取预应力措施,结构难以满足抗裂和变形要求。其中一侧弧形门关闭、一侧弧形门开启为最不利工况。预应力措施的工作效益明显,有效地改善了闸墩上三个关键部位的应力状况,主锚束和水平次锚束在此起到了决定性的作用。斜锚束预压效果较好,作为补充措施是必要的。另外,竖直次锚束工作效益不显著,可考虑取消或少量布置。     

岩滩水电站溢流坝宽尾墩预应力锚索施工监理

岩滩水电站在水库正常蓄水位时，溢流坝上弧形闸门承受水推力为４５３９０ｋＮ，为平衡弧形门支铰推力，改善闸墩应力状态，１￣＃～８￣＃墩采用预应力锚索。本文介绍预应力锚索工程施工对钢丝等原材料、施工机械所作的科研、试验和选择，以及施工全面质量监理。     

弧形水工闸门加固结构优化设计方案分析研究

为研究某节制闸弧形钢闸门放大增强体的加固最优设计方案,利用COMSOL有限元仿真平台计算了闸体3个部位中拉、压应力最大的部位分别为墩体内侧面、连接梁部位;墩体外侧面、连接梁部位最大拉应力与之差幅分别为21.5％～32.7％、54.4％～82％;各部位最大拉应力在半径1.2 m后降幅较小.连接梁最大压应力在半径1.2 m...     

五丈岩水库溢洪道加固工程中的新材料应用

五丈岩水库溢洪道建筑物主要存在闸墩局部受拉区和弧形闸门支座的配筋不满足现行规范要求、坝体粘土心墙与溢洪闸左边墩连接处渗漏、弧形闸门及启闭设备老化等多处隐患。在深入剖析病险原因的基础上,提出的加固方案为:对闸墩受拉区采用碳纤维复合材料加固补强混凝土结构;对闸墩牛腿采用粘钢加固;对左边墩浆砌石挡墙采用超细水泥灌浆。新材料新技术的综合应用,不仅缩短了施工工期,而且消除了工程隐患。     

碳纤维布加固闸墩承载力计算研究

参考《水工建筑物结构设计规范》(SL/T191—96)弧形闸门支座的闸墩计算公式,提出了碳纤维布加固闸墩局部受拉的承载力实用计算公式,通过工程实例验证本公式是可行的。采用碳纤维布加固闸墩,取得了显著的加固效果。     

考虑闸墩弹性效应的弧形闸门流激振动数模-物模联合预测与安全分析

通过试验和数模对闸门流激振动响应仿真模拟是研究闸门振动的一种有效方法。以某水电站泄洪底孔弧形闸门为具体研究对象,根据模型试验要求设计了水力学和水弹性模型,进行了支铰力荷载量测和流激振动响应试验,分析了泄流条件和闸门、闸墩振动的关系,同时将试验所得荷载分别施加于闸门—闸墩耦合数值模型和将闸墩处理成刚性约束的数值模型进行动力响应计算。通过对比分析,认为闸墩振动对闸门动应力和垂向动位移影响较小,但对闸门水平向和侧向动位移影响较大。最后结合数模和物模对闸门振动进行了安全分析。     

MARC软件在溢洪道预应力闸墩结构分析中的运用

糯扎渡水电站溢洪道最大泄量31318m3/s,为国内排名第一、世界第四;泄洪水头182m,泄洪功率55860MW,均为世界第一位。闸门控制段设置8孔15m×20m(宽×高)弧形闸门,闸墩厚4.5m,最大弧门推力达38510kN,设计采用预应力混凝土结构。在结构分析时,运用了MSC公司的MARC软件对闸门运行的各种工况进行了分析,得出了相应的结构应力成果。文章详细介绍了预应力闸墩有限元分析过程及应力计算成果。     

天生桥一级水电站闸墩预应力锚索施工

1　工程概况天生桥一级水电站位于广西、贵州交界的南盘江干流上,是红水河梯级开发水电站的第一级.该电站主要建筑物由混凝土面板堆石坝、开敞式溢洪道、放空隧洞、引水系统和地面厂房等主要建筑物组成.溢洪道布置在右岸垭口,系本电站惟一的泄洪建筑物,总长1745m,其中引渠长1215m,采用复式断面,底宽120m,引渠末端接溢流堰,溢流堰设5孔13m×20m的弧形闸门,采用异形挑流消能.2　锚索施工设计溢洪道溢流堰闸墩,为了平衡弧形闸门支铰的水推力,改善牛腿内和牛腿前方闸墩的应力状态,#1～#6闸墩在设计上采用了预应力结构.每个闸墩均布置有预应力主…