潜孔式弧门不同开度泄流时支臂稳定性分析

潜孔式弧形闸门在局部开启泄流时存在因支臂失稳而影响闸门安全的情况,结合工程实例,基于结构稳定性分析原理,采用ANSYS Workbench中Static Structural+Eigenvalue Buckling的结构屈曲分析技术,对闸门支臂进行不同开度工况下特征值屈曲分析,并针对临界屈曲荷载最小工况进行支臂非线性屈曲分析。结果表明,各开度下支臂各阶特征值失稳模态接近一致,各阶临界屈曲荷载随开度增大均呈现先减小后增大的趋势。在开度为0.05时,各阶特征值临界屈曲荷载最小,此工况下支臂非线性临界屈曲荷载更小,稳定承载能力更弱。实际设计中可对斜撑杆进行加强以提高支臂稳定性,实际运行中需尽量避免闸门在此开度工况下停留以防止发生失稳。     

基于CFD理论的弧形闸门三维模型数值研究

为了较为准确地了解弧形钢闸门的实际受力、变形等状态和特征,对弧形钢闸门建立了有限元模型,并进行了非线性空间有限元分析。结果表明,桁架内增设腹杆能有效避免支臂发生失稳,保证闸门的整体稳定性;降低腹板高度、增加翼缘宽度后,能有效提高支臂的屈曲荷载,有效避免支臂发生失稳破坏。     

弧形钢闸门支臂的空间屈曲荷载影响因素的研究

在材料线弹性范围内，运用屈曲问题的有限单元法，采用MSC公司开发的大型结构分析软件NASTRAN，探讨各种因素对弧形闸门支臂空间极限承载力的影响规律，获得了支臂腹杆和弦杆的最佳布置方式。通过实例分析指出，支臂肝的截面特性、支臂腹杆的布置方式、弦杆的布置位置、上下支臂的作用荷载有支铰约束等因素对支臂空间极限承载力都有影响，其分析结果对弧门支臂稳定问题进行理论探讨和实际工程设计运用有一定的参考价值。     

对斜支臂弧形闸门扭角计算的几点看法

当弧形闸门跨度较大时,为了减少主梁跨中受力弯矩,采用斜支臂布置,以增大悬臂段,用悬臂段的负弯矩,抵消一部份跨中的正弯矩。由于斜支臂布置带来一系列的几何尺寸计算问题,我国在1978年颁布的钢闸门设计规范中(SDJ13-78)第76条规定:斜支臂     

弧形钢闸门的动力稳定分析

分析了引起弧形闸门振动和破坏的原因，指出低水头弧形闸门在动水压力荷载作用下的失事往往由支臂杆的动力失稳引起，应该特别注意弧形闸门支臂杆的动力稳定性问题。给出了支臂杆的计算模型，讨论了其简化模型的合理性。以斜支臂框架为例，对两端铰结、一端作用有弯矩的斜杆进行了动力稳定分析。     

弧形闸门设计中的两个问题

弧形闸门已广泛地用作水利工程中重要的挡水泄水设备,设计、制造、安装、运行四个环节均积累了丰富的经验,这里打算提出两个问题,偏重于理论分析,希望对设计工作能有所裨益。两个问题,都产生于斜支臂弧形闸门中。一、关于斜支臂的水平偏斜角斜支臂弧形闸门结构特征是闸门有两个斜支臂与门叶主梁相联,每个斜支臂有上、下两个支腿(或称支柱),两支腿的腹板与主梁相交,交线成水平位置,且相互平行,这就是“钢闸门设计规范”第76条中所讲的“支臂与横梁水平连接”的情况。两支腿腹     

超大型弧形闸门支臂的制作技术

论述了龙滩水电站溢洪道表孔弧形闸门斜支臂的制作及焊接工艺,重点是控制斜支臂箱形梁结构的焊接变形及上盖板和斜支臂的拼装尺寸,保证斜支臂的制造尺寸精度.     

考虑残余应力影响的焊接工字型弧门支臂稳定数值分析的等效模型研究

弧形钢闸门的失事破坏主要是由于支臂发生屈曲失稳导致的,支臂的稳定性是保证整个闸门安全稳定运行的前提。针对当前支臂稳定计算精度和求解效率不足的问题,为探究可用于支臂实际稳定承载力计算的等效简化模型,确定出考虑残余应力对稳定性影响的综合初始缺陷幅值,以两端铰接的焊接工字型弧门支臂为研究对象,采用非线性屈曲分析方法探究残余应力分布模式、残余压应力峰值以及几何初始缺陷幅值等因素对其稳定承载力的交互影响,并与现行《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)计算结果进行对比验证。结果表明:对于大柔度支臂,综合初始缺陷幅值取为L/600;而对于中小柔度支臂,综合初始缺陷幅值取为L/400。按照综合初始缺陷幅值所建立的支臂等效模型能够充分考虑截面残余应力及几何初始缺陷对稳定承载力的综合影响,数值计算结果与《标准》计算结果吻合较好,可以替代原有支臂复杂的非线性稳定模型。研究成果可为工程技术应用提供参考。     

弧形门支臂扭角公式推导及应用

在斜支臂弧门上,为了保证支臂腹板和主梁腹板能够形成水平连接,则两支臂要形成一个角度,即所谓的支臂扭角。由于二支臂之间的夹角和支臂与侧墙之间的夹角,在不     

弧形闸门斜支臂大样尺寸计算

弧门斜支臂腹板、翼板大样尺寸的计算,至今仍是斜支臂大型弧门施工详图设计阶段的难题之一。有关计算方法繁多易混,大样板厚对其长度尺寸的影响往往被忽略,至使不能得出精确的大样尺寸。现结合漫湾工程的实践,介绍一种大样尺寸精确计算法供参考。     

某生物质电厂主厂房框架混凝土强度等级的设计优化

电厂主厂房的竖向荷载较大,选取的混凝土强度等级越低,柱截面尺寸就越大。提高混凝土强度等级,可以减小柱子截面尺寸,同时还可以提高结构的耐久性,延长使用寿命。如何选取合理的强度等级?文章结合湛江某生物质发电项目工程主厂房的结构设计,提出了在生物质电厂主厂房框架设计中合理选用混凝土强度等级的建议,并进行了设计优化,可供相关工程设计的参考。     

斜截面浅覆盖层钢栈桥桩基础双向承载结构分析

斜截面浅覆盖层钢栈桥桩基础将同时承受上部结构传递的竖向荷载与流水冲击产生的水平荷载,结构受力较平地桩基而言更为复杂。结合某工程实例,通过现场静载荷试验与数值模拟对比,分析了竖向荷载对桩顶位移及桩身应力的影响,研究了钢-混凝土复合桩的应力及桩身弯矩变化规律。结果表明:在竖向荷载及水平流水荷载作用下,柱顶竖向位移约为水平位移的2倍,且当竖向荷载超过300 k N时,桩顶竖向位移显著增加;桩身弯矩呈"S"型分布,桩身上段存在较大负弯矩,且对后桩影响更加明显;外钢管、内部混凝土与内嵌工字钢三者协同受力,荷载传递性能良好;内嵌工字钢在钢混段与嵌固段交界处出现应力集中现象。研究对斜截面浅覆盖层钢栈桥桩基础具有参考价值。     

框架逆作深基坑变形特性三维数值分析

对基坑的变形特性进行数值分析在基坑设计中至关重要。结合实际工程框架逆作法超大基坑,选用Z Soil数值分析软件建立了全框架基坑模型并进行了数值模拟。由于需要考虑连续墙和土体之间的接触问题,土体则采用能够反映土体硬化特性的Hardening-Soil模型。为了更深刻的认识框架逆作法基坑变形的规律,并为设计者提供更好的参考,对影响框架逆作法基坑变形的一些主要参数进行了系统研究,包括框架梁截面尺寸、框架梁水平支撑竖向间距以及围护桩桩径等。结果表明:改变框架梁水平支撑竖向间距对围护墙的最大侧移、地表最大沉降有较大影响。增大围护桩桩径或框架梁的截面尺寸可以在一定程度上减小围护墙体变形,但超过某一定值时,其减小变形的效果将大大降低。     

带横杆多纵梁式矩形渡槽结构内力分析

结合交口灌区总干渠跨相排干沟渡槽设计实例,考虑槽身横向和纵向结构变形协调,横向结构底部弹性支承在各纵梁上,应用实用空间法对带横杆多纵梁式矩形渡槽槽身结构进行内力计算,分析了横杆及主梁刚度对结构内力影响。结果表明:增加横杆使横梁跨中弯矩减少,但使侧肋弯矩增大,横杆使横向结构内力分布更加均匀,常常被称作拉杆的横杆,实际上受到压应力作用;随着纵梁刚度增大,渡槽竖向变形减小,横向结构所受弯矩减小,纵梁的荷载分布不均匀现象减小。所得结论可为同类渡槽结构设计提供参考。     

竖向荷载作用下顶梁、边柱对墙梁应力的影响

墙梁结构受力机理有其独特的特性。采用自编的有限元计算程序分析了在竖向荷载作用下,顶梁、边柱对墙梁应力的影响。通过对比,得出边柱在减小墙梁跨中的竖向位移和拱效应的加强作用中起支配作用,而顶梁随着墙高的增加对墙梁跨中的竖向位移和拱效应的影响逐渐减弱的结论。     

大跨斜拉输水管桥水锤冲击响应研究

大跨斜拉输水管桥管道内水锤效应往往对桥梁结构安全产生重要影响。建立了某斜拉输水管桥有限元模型,对比分析水-管-桥结构的动力特性,进行了管-桥共振复核。通过特征线法求解水锤基本方程,计算了输水工况转换过程中不同阀门关闭历时产生的水锤压力,分析了水锤冲击作用下管桥主要构件的动力响应,对比研究了水锤荷载不同加载方式及不同关阀历时对管桥构件响应的影响规律。结果表明：管道空管及充水满管情况下的自振频率与桥梁结构的固有频率错开度较大,二者没有发生共振的可能;非均匀加载方式使得管桥各构件动力响应相对均匀加载显著增大,位移和应力的增幅大都超过50%,但不会引起构件的失稳或破坏;随着阀门关闭历时的增加,水锤冲击作用减弱,管桥主要构件的动力响应降低,钢桁梁组件中K型支撑杆、横梁、腹杆的响应下降幅度相对较大,桥塔的响应下降幅度较小。     

竖向荷载作用下斜桩承载特性模型试验研究

通过模型试验研究了竖向荷载作用下砂土中单斜桩的承载特性,分析了斜桩倾角对荷载-沉降特性、桩身轴力、弯矩、剪力及桩侧摩阻力的影响,并与直桩的承载特性进行了比较。试验结果表明:1斜桩沉降大于直桩沉降,斜桩倾角越大,斜桩与直桩沉降差越大。2相同桩顶荷载作用下,斜桩轴力小于直桩轴力,斜桩倾角越大,轴力沿深度衰减得越快。3斜桩弯矩主要发生于1/2桩长范围内,且均随着荷载和倾角的增大而增大;4不论斜桩倾角的大小,桩侧摩阻力沿深度分布均可以分成3个区段,在第1区段,斜桩倾角越大,桩侧摩阻力越小;在第2区段,斜桩倾角越大,桩侧摩阻力越大;在第3区段,斜桩倾角越大,桩侧摩阻力越小。     

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。     

岩滩水电站扩建工程尾水启闭机排架施工方法

常规电站尾水出口启闭机排架与尾水中心线垂直,可直接利用尾水闸墩顶部做施工平台,岩滩水电站扩建工程尾水出口闸墩在平面上是错开式布置,与洞轴线斜交34.42°,排架现浇混凝土的承重支撑难度大,工期紧。结合现场施工环境,从闸墩顶部开始,先施工排架框架柱混凝土到轨道梁底部,架设桁架梁施工排架轨道梁,再利用桁架反吊模板施工下两层联系梁。该施工方法为桥机安装调试争取了充裕时间,为工程首台机组按期发电创造了条件。     

新型地锚张弦梁式泥石流格栅坝构件受力的简化计算方法

针对常见泥石流防治结构被冲击破坏的问题，基于“柔性消能”理念，结合张弦梁结构和竖向预应力锚杆技术，提出一种既能改善结构受力性能、增加结构整体抗冲击能力、保证结构安全可靠，又能减小结构构件截面尺寸、节约成本、便于现场施工组装和后期运营维护的新型地锚张弦梁式泥石流格栅坝，并阐述其技术原理。根据泥石流荷载分布和新型地锚张弦梁式泥石流格栅坝的受力特征，给出其简化的内力计算方法；并利用SAP2000建立新结构有限元模型，分析了结构的整体受力，验证了构件简化计算方法的合理性；结合Python语言和Qt De? signer软件开发了相应的设计计算软件，对新型地锚张弦梁式泥石流格栅坝的内力进行求解。结果表明：提出的新结构抗冲击性能好，构件受力均匀；以后设计中应关注竖杆的剪切脆性破坏和立柱偏心受力情况，保证结构安全；变形协调仅使底层张弦梁与竖杆内力偏大，实际工程应用时，应着重验算底层构件，防止其破坏；文中提出的简化计算方法能较准确的反映结构的受力特性，具有一定的合理性，研究可为新型地锚张弦梁式泥石流格栅坝的设计计算和推广应用提供理论依据和技术支持。