宽浅式渡槽预应力混凝土多纵梁叠合结构设计

结合南水北调中线左岸排水工程宽浅过水断面的预应力混凝土多纵梁渡槽结构设计,拟定了预制纵梁与现浇槽体形成整体的叠合结构方案。采用三维有限元数值计算方法,以全现浇结构为比较对象,分析了叠合结构在正常使用荷载工况下的截面应力和变形状况。结果表明:在自重作用下,叠合结构的纵梁反拱变形较小,底板基本处于无应力状态,利于长期空槽运行;在水荷载作用下,叠合结构与全现浇结构的受力性能基本相当,底板受力性能优于全现浇结构。研究成果可为同类工程设计提供参考。     

考虑结构与加锚岩体联合受力的船闸闸首抗震性能研究

为研究地震作用下结构与加锚岩体的非线性接触对闸首抗震性能的影响,以某双线五级船闸的第一级闸首为例,在ADINA有限元软件中建立库水-结构-锚杆-基岩动力相互作用的整体三维有限元模型,基于约束函数的非线性接触单元模拟了闸首结构中的各类接触问题,采用动力时程分析方法模拟了地震作用下闸首结构的动力响应、锚杆受力的分布规律以及不同接触面的接触状态。结果表明:设计地震作用下闸首各边墩均向航槽侧变形,位移沿高度方向递增；锚杆轴向拉应力的最大值小于其抗拉强度；不同介质间的接触面上部有往复开合的现象,接触面最大张开度沿高度方向递增,地震结束时接触面恢复到震前的紧贴状态；设计地震作用下该船闸闸首的结构变形、结构应力、锚杆受力情况及接触面接触状态均满足规范要求,具有良好的抗震性能。     

有压隧洞预应力混凝土衬砌厚度变化对结构受力的影响分析

文中运用有限元计算方法,对有压隧洞均匀与非均匀壁厚预应力衬砌在荷载作用下受力性能的影响进行了分析。研究结果表明,局部加大衬砌壁厚对结构的受力是不利的,建议隧洞在有压隧洞衬砌混凝土施工时,尽量保持管壁厚度的均匀性。     

某泄洪排沙闸预应力边墩有限元计算分析

采用三维有限元方法,在不同荷载组合下,计算分析了预应力边墩在不对称荷载作用下闸墩颈部、锚块等关键部位的应力分布规律.结果显示:施加预应力可以解决承受大吨位弧门推力边墩的高拉应力状态;锚块受力基本合理,只在空腔前后出现较大拉应力,应根据结构受力状态进行配筋;闸墩的高拉应力区主要分布于闸墩颈部,但拉应力较小,能够满足预应力混凝土结构对拉应力的要求,闸墩结构安全.     

地质变化对大型预应力混凝土倒虹吸结构受力影响的分析

 结合南水北调中线工程河北段南沙河预应力混凝土倒虹吸结构的设计,采用有限元分析方法,研究了各种设计工况下地基条件变化对倒虹吸结构的受力性能影响规律。结果表明：地基不均匀对倒虹吸结构整体在正常使用阶段的受力状态具有较大影响,采用换填土方式改善地基均匀性对改善倒虹吸结构整体受力性能特别是底板受力状态具有显著作用。     

预应力钢骨超高强混凝土梁抗弯性能非线性分析

为全面了解预应力钢骨超高强混凝土梁的受力性能,采用ANSYS对预应力钢骨超高强混凝土梁在静力荷载作用下的抗弯受力过程进行数值模拟分析,并与试验结果进行比较。结果表明,该模型所得的开裂荷载、极限荷载、钢筋屈服荷载以及荷载位移曲线与试验结果接近,验证了有限元模型的正确性。模型为预应力钢骨混凝土结构的非线性分析提供了一种较为准确的数值模拟方法。     

白莲崖拱坝整体三维静动力有限元分析

本文采用三维有限元方法,对白莲崖拱坝进行了整体空间应力应变分析;建立了拱坝整体动力分析模型,利用ANSYS提供的用户子程序,成功地开发了4节点单自由度质量单元,较好地模拟了动水压力与大坝的相互作用,完成了拱坝整体动力特性分析,并采用振型分解反应谱法对结构进行抗震计算分析。文章将地震作用下的动力反应与相应的静力工况计算结果进行了叠加,评价了结构的整体抗震性能。     

自莲崖拱坝整体三维静动力有限元分析

本文采用三维有限元方法,对白莲崖拱坝进行了整体空间应力应变分析;建立了拱坝整体动力分析模型,利用ANSYS提供的用户子程序,成功地开发了4节点单自由度质量单元,较好地模拟了动水压力与大坝的相互作用,完成了拱坝整体动力特性分析,并采用振型分解反应谱法对结构进行抗震计算分析.文章将地震作用下的动力反应与相应的静力工况计算结果进行了叠加,评价了结构的整体抗震性能.     

斜拉桥预应力混凝土索塔锚固结构受力性能分析

为了研究U形与直线预应力束混合布置索塔锚固结构的受力特性,以国内某姊妹塔斜拉桥的菱形桥塔为例,采用通用有限元程序建立索塔锚固结构的节段有限元模型,分析索塔锚固结构在预应力荷载与斜拉索水平力共同作用下的受力情况。结果表明:在索塔锚固结构中采用U形与直线预应力束混合布置能较好的满足设计要求,使锚固区整体处于较为合理的压力状态之下,除局部的应力集中外,基本消除了斜拉索作用下顺桥向塔柱的拉应力;在齿块与塔柱内壁的结合处存在应力集中现象,应当引起足够的重视,施工时应严格控制施工质量。     

大型倒虹吸结构温度应力仿真分析

采用有限元方法模拟分析了南水北调中线工程南沙河倒虹吸在运行期温度变化引起的混凝土温度应力,研究了倒虹吸结构不考虑温度效应、考虑四季更替导致结构温升温降时截面的正应力变化规律。结果表明温升对倒虹吸结构内侧面受力状态具有改善作用,但使外侧面受力状态变差,温降则刚好相反。根据拉应力变化特点,建议倒虹吸底板、顶板和边墙采用曲线预应力筋设置方案。     

高拱坝深孔预应力闸墩锚固形式研究

基于大型有限元程序ANSYS的子模型技术对某高拱坝预应力闸墩进行三维有限元计算,研究预应力闸墩锚固形式。对比分析闸墩上游预留竖井式、胶结式内锚头和U形锚固三种锚固形式的应力分布规律;并综合比较,推荐最终采用的锚固形式——U型锚固,为闸墩结构设计提供依据,对工程设计和施工具有参考价值。     

PCCP受载响应全过程有限元分析

基于陕西杨凌供水工程,建立预应力钢筒混凝土管(PCCP)的三维非线性有限元模型,研究了PCCP在全寿命各个阶段的受力特性和结构性能,得到PCCP各阶段应力状态和裂缝开展的规律。分析结果表明:(1)缠丝后由于管芯在预应力作用下的收缩变形,钢丝可能发生4%的预应力损失;(2)在预应力作用下管芯混凝土全截面受压,最大压应力在管道内侧,且由内到外线性递减;(3)在土荷载和管道自重作用下,砂浆层出现裂纹,管道发生椭圆形变形,在内水压力作用下,管道有外扩的趋势。     

输水隧洞灌浆式预应力衬砌结构承载机理研究

输水隧洞双层混凝土衬砌之间采用预应力灌浆可以提高结构的承载能力,但此类灌浆式预应力衬砌结构的承载机理尚未得到系统阐释。基于弹性理论,采用荷载结构法,建立了考虑变形协调关系的灌浆式预应力衬砌力学分析模型。通过对衬砌结构的受力分析,揭示了预应力灌浆提高衬砌结构承载力的机理,推演了衬砌结构环向拉应力判定式,以及环向抗拉强度与灌浆预应力的关系式。利用有限元数值模拟验证了理论方法的合理性,针对工程案例分析了灌浆预应力对衬砌结构的定量影响规律。结果表明:结构能承担的最大内水压力与灌浆预应力及外部水土压力,均近似呈线性正相关,内衬结构的径向变形和环向应力随灌浆预应力的增大而减小,外衬结构的径向变形和环向应力随灌浆预应力增大而显著增大。这种考虑临界情况的分析和计算方法,揭示了灌浆式预应力衬砌结构的承载机理,可为该类型输水隧洞的力学分析和结构设计提供理论依据。     

U型薄壳渡槽施工及运营阶段受力仿真分析

对某渡槽在施工及正常运营阶段采用了单元生和死的技术及“时程”分析的方法进行了动态跟踪分析,得出了预应力U型薄壳渡槽在张拉纵、环向预应力锚索、装配横杆、造槽机移位过跨、载水运营以及在运营过程中遇到偶然荷载这一系列受载过程中,槽身混凝土的力学行为变化规律以及预应力钢绞线和混凝土这两种主要材料在不同受力阶段的力学行为变化的相互规律,为类似渡槽的设计和施工提供了理论依据。     

地理信息系统和遥感在水文上的应用

地理信息系统和遥感在水文上的应用［德］Ｇ．Ａ舒尔兹１水文中的遥感采集遥感资料的探测器必须安装在进行测验的平台上。这些平台可以是：（１）地面观测平台（杆、塔、机动车）；（２）气球；（３）飞机和遥控飞行器；（４）火箭；（５）卫星。极轨卫星绕椭圆形轨道运行...     

考虑不均匀沉降影响的多厢互联预应力渡槽安全评估研究

多厢互联式渡槽是针对南水北调输水量大而专门提出的一种新型渡槽结构型式,与传统单厢渡槽相比,这种新型渡槽纵向与横向尺寸相差不大,并采用三向预应力设计,导致其横向刚度与纵向刚度相差不大,承载以后的受力表现更像板而不是梁,这种结构挠度变形很小,但对不均匀沉降变形异常敏感。为此,以某三厢互联预应力渡槽为例,通过对现有沉降变形监测资料进行分析,提出了两种不同类型不均匀沉降变形模式,即"一头倒"和"扭麻花"沉降变形模式,并指出实际不均匀沉降是上述两种的复合模式。同时,当不均匀沉降发生时,将会改变槽身受力状态,对渡槽安全运行产生不利影响;随着不均匀沉降变形增大,槽身内壁及外壁应力状态逐渐恶化,内壁受拉区范围逐渐增大,最大拉应力值也逐渐增大;该不均匀沉降变形达到当前状态的1.5倍时,槽身内壁环向正应力将超过1.70 MPa,内壁存在很大的开裂风险。     

碾压混凝土拱坝的封拱温度与真实温度荷载研究

本文在对RCC混凝土拱坝封拱温度与温度荷载特点分析的基础上，用四座不同坝高的RCC拱坝分别以坝体多年平均温度和由仿真分析计算得到的蓄水时的实际温度作为温度荷载的计算起点，用有限元等效应力法计算不同坝高的坝体应力，根据计算结果讨论不同坝高时RCC大坝的封拱温度与温度荷载。本文主要得出以下结论：1）以多年平均温度作为封拱温度计算温度荷载与仿真方法计算的温度荷载的差距随着坝高的增大而增大。对于100米以上的拱坝应该用仿真分析的方法研究温度荷载，以确定真实的封拱温度。2）不进行二期水冷和封拱灌浆时，对于100m以上的高拱坝，要进行充分论证，一般坝踵可能会出现较大拉应力而引起坝踵开裂。3）对于RCC高拱坝应采用冷却水管和分缝相结合的方式，在蓄水前通过二期水冷使坝体温度下降到设计封拱温度后进行封拱灌浆，以减小运行期的温度荷载。     

钢衬预应力混凝土压力管道设计方法

根据环形预应力作用机理，结合弹性地基粱理论，提出了钢衬预应力混凝土压力管道在结构施工阶段的验算方法，给出了预应力筋束的最大间距，确定了预应力筋束分步张拉施工与荷载控制的方法，结合多层圆筒轴对称平面形变计算理论，提出了钢衬预应力混凝土压力管道运行阶段抗裂性能的验算方法，同时给出了钢衬预应力混凝土压力管道极限承载能力计算公式，     

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。