施加预应力锚索的渡槽结构应力变形特性研究

以尼勒克沟渡槽为例,建立预应力渡槽的三维有限元模型,计算5种过水工况对应的应力和位移,与未考虑预应力的渡槽模型进行对比,结果表明:素混凝土渡槽在纯自重情况下受力较均匀,但不能承受较大的拉力;施加预应力锚索对渡槽在自重、水荷载、风荷载下的拉、压应力及应变的分布有所改善,提高了结构的可靠性和稳定性。     

预应力钢筋混凝土渡槽结构三维有限元计算分析

某工程的渡槽结构,因跨度较大而采用预应力混凝土结构。笔者采用三维有限元仿真模拟技术分析了混凝土渡槽结构应力和变形,计算结果证明该结构采用预应力合理、有效地控制了混凝土渡槽结构拉应力。     

大型墙梁式渡槽二次预应力施工过程分析研究

结合南水北调中线京石段左岸排水工程麻黄沟预应力渡槽结构设计,应用叠合结构设计与施工原理,提出了预制和现浇结构有机结合的墙梁式渡槽二次预应力施工方案.对渡槽施工全过程进行了三维有限元数值模拟,明确了墙梁式渡槽在二次预应力施工过程中混凝土的应力分布规律及变形特性,建立了合理有效的施工顺序.结果表明,采用二次预应力施工方案,不仅解决了高空架设模板和混凝土浇筑等施工难题,而且能够减小槽体反拱值.     

沙河预应力矩形渡槽运营期有限元仿真分析

采用通用的有限元计算软件,对沙河预应力矩形渡槽进行了三维有限元分析。考虑了渡槽在运营过程中的8种组合工况,得出了渡槽结构中应力和位移的分布规律。为预应力矩形渡槽运营期的设计提供了一定的理沧依据。     

大型预应力混凝土箱形渡槽结构三维有限元分析

结合南水北调中线工程中大型预应力混凝土箱形渡槽的结构设计,采用三维有限元技术对其受力性能进行了分析探讨。依此,证明所采用的渡槽结构型式及尺寸,预应力筋的布置方案是合理的。渡槽结构应力、变形满足规范要求。     

预应力渡槽的竖向振动特性和地震反应

首先建立了考虑预应力影响的渡槽竖向地震反应分析的变系数微分方程。然后应用模态摄动法和振型叠加法，提出了预应力渡槽竖向动力特性和地震反应的计算方法。最后通过典型工程实例分析，讨论了渡槽竖向地震反应分析中的预应力和槽内水体对渡槽动力特性和抗震性能的影响及渡槽竖向高阶振型对渡槽地震反应的贡献等。算例结果表明，施加预应力使渡槽的自振频率升高、抗震能力增强，渡槽的竖向地震反应中高阶振型的贡献可以忽略，槽内水体对渡槽的自振特性和地震反应有很大影响。在渡槽的抗震设计中应考虑渡槽竖向地震反应的影响。     

舒庐干渠连续梁桥式渡槽结构安全分析

为适应跨流域调水工程中大跨径渡槽工程建设,在消化吸收连续梁桥建设经验的基础上,舒庐干渠上跨引江济淮工程的渡槽,选用变截面连续梁桥作为支撑结构的连续梁桥式渡槽。在综合考虑了结构自重、水荷载、温度应力、预应力以及地震荷载等对连续梁桥式渡槽的影响后,采用 Midas Civil 三维有限元软件对渡槽支撑结构主梁、墩和桩基进行安全分析,分析结果表明在上述荷载作用下,舒庐干渠连续梁桥式渡槽结构安全可靠。     

大型渡槽隔震研究

尽管隔震技术已经在实际工程中得到广泛应用,但至今为止,尚无大型渡槽应用隔震技术的实例.本文针对大型渡槽的隔震问题进行研究,探讨大型渡槽的隔震机理、隔震装置和隔震目标,提出隔震渡槽的地震反应分析方法,并结合某实际渡槽工程对各种支承方案下渡槽的地震反应及使用隔震技术后渡槽的减震效果进行具体分析.研究结果表明,应用隔震技术可以显著降低渡槽结构的地震应力反应,提高整体渡槽的抗震性能.     

预应力排水渡槽钢筋失效研究

结合南水北调中线工程预应力排水渡槽结构设计,采用三位有限元方法,进行局部预应力钢筋失效分析,通过对比研究不同失效模式下渡槽应力分布状况,指出了对此类渡槽影响应力最大的失效模式.     

大型预应力矩形薄壁梁式渡槽静动力分析

采用通用的有限元计算软件,对双洎河预应力矩形薄壁梁式渡槽进行了静动力分析。研究了渡槽在运营过程中4种计算工况下的应力、变形的变化规律。采用热-结构顺序耦合的分析方法,分析了夏季温差、冬季温差、检修和施工等工况下渡槽的温度应力分布规律。采用流固耦合理论对渡槽结构进行了动力特性分析,给出了不同水深下渡槽的自振频率和主振型。结果表明:渡槽在运营过程中,水压对渡槽的应力和变形影响巨大,风载、人行荷载和车载对渡槽的应力和变形影响较小;渡槽的局部温度应力较大;渡槽整体刚度较大,自振频率较大,水体对渡槽自振频率影响不大。     

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.     

南水北调涵洞式矩形渡槽运营期有限元仿真分析

采用结构优化设计方法,借助三维有限元分析软件ANSYS,针对大型涵洞式矩形渡槽结构方案,建立了渡槽的有限元模型,考虑了渡槽在运营过程中的10种工况组合,通过计算和实验数据进行分析,对比这些方案和模型的原理、方法、结果及其在实际工程应用中存在的问题,得出不同过水量下槽体结构应力及位移的变化规律等结论,计算结果具有较好的精度,满足工程要求,为同类预应力矩形渡槽的设计提供理论依据和指导。     

考虑流固耦合的大型预应力渡槽地震反应分析

借助大型通用有限元软件ANSYS对“渡槽槽身+槽内水体+预应力钢绞线”复杂体系进行有限元模拟研究,并编制相应程序,计算了南水北调中线洺河渡槽在同步激励作用下的地震时程响应,进行地震荷载作用下的强度和刚度校验,从而确定了渡槽的抗震性能,为实际工程提供了有价值的参考。实例计算表明,该模型及方法可为具有流—固耦合特征的大型预应力渡槽结构的抗震设计提供实用有效的方法。     

大型预应力梁式渡槽应力变形监测与仿真分析

沙河渡槽是南水北调中线建设的关键性工程,采用预制吊装的U形梁式渡槽结构形式,体型巨大、受力情况复杂,其施工和运行的安全性对南水北调中线建设具有重要影响。通过渡槽监测方案设计,监测渡槽跨中截面底部纵向钢筋应力及渡槽应变值,考虑渡槽在1 a监测期内温度变化的影响。采用有限元法建立渡槽在施工期和运营期的有限元计算模型,将有限元计算结果与施工期渡槽纵向钢筋应力和渡槽应变的监测结果进行对比分析,验证有限元模型的正确性。利用有限元计算模型分析了渡槽在运营期应力和位移分布规律,给出了渡槽应力和位移的变化云图,研究了渡槽关键截面内表面的应力变化曲线。结果表明,运营期渡槽在纵向和环向预应力作用下内表面基本为压应力,满足抗裂设计要求;渡槽竖向变形很小,满足刚度设计要求;有限元仿真分析结果验证了渡槽结构设计和施工方案的合理性。     

南水北调双洎河渡槽结构动力特性分析

大型渡槽结构槽内水体质量较大,在地震作用下水体的晃动对渡槽结构的动力特性及地震反应有着明显的影响.使用大型有限元分析软件对双洎河渡槽进行了动力特性分析,考虑了两种连接支座和6种不同的水深.计算结果表明,支座直接影响渡槽结构的频率和振型,水体对渡槽的振动形态影响不大,水深只影响渡槽结构的频率:水深越大,渡槽的频率越低.所得结论可为渡槽结构的抗震设计提供依据.     

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。     

石门水库沥水沟渡槽震后改建工程设计探析

本文在阐述石门水库沥水沟渡槽现状以及四川汶川地震对其造成影响基础上,分析了工程改建的必要性,通过方案比选,最终确定方案为新修变截面二次抛物线拱式渡槽,运用结构力学和三维有限元相结合的方法进行了方案设计、桩体变位、地基应力复核等工作,有效地指导了工程设计;其设计方法和理念在其它类似渡槽工程中有实际的参考价值。     

南水北调中线沙河渡槽预应力钢束调整综述

南水北调中线沙河渡槽采用梁式渡槽结构形式,上部槽身为预制U形双向预应力C50混凝土简支结构。工程开工后,预应力施工中锚索监测数据表明预应力损失值高于设计值,根据现场实测预应力损失及孔道摩阻对渡槽进行了结构复核,结果表明在槽身内壁局部出现拉应力,为确保渡槽安全运行,经过科研和设计单位的深入研究,对原预应力设计方案进行了优化调整,消除了槽身内壁拉应力。     

某高地震区、大跨度渡槽地震响应分析

通过三维有限元软件建立渡槽结构三维模型,对渡槽在空槽工况、设计水位工况及最高水位工况下整个结构的地震响应进行分析计算,提取各工况下槽身、槽墩的位移及应力结果,通过提取排架柱弯矩和截面剪应力,表明横槽向地震比顺槽向地震更容易使排架柱发生剪切破坏,分析结果为类似工程结构设计提供参考依据.     

克孜河预应力渡槽工程顺槽向抗震减震技术方案研究

大型预应力渡槽结构的抗震减震支座是有效减轻地震灾害影响的重要措施，是保证渡槽结构和运营安全的关键设计之一，且克孜河跨河渡槽工程的设计地震基本烈度为Ⅷ度，因此很有必要开展渡槽抗震减震技术方案研究。通过对普通板式橡胶支座、四氟板式橡胶支座、铅芯隔震橡胶支座三种方案分析比较，对高排架预应力混凝土渡槽建立了力学简化模型，分析了三种抗震减震支座的渡槽上部结构自振周期、排架墩地震响应分析、上部结构地震位移响应和上部结构支座剪切变形响应，并对抗震减震效果进行了评价，提出了采用铅芯隔震橡胶支座作为克孜河预应力渡槽工程的支座。经校核结果表明，抗震减震效果较好，达到了设计预期目标。