船闸闸首结构的三维有限元计算分析

采用三维结构有限元方法,建立船闸闸首结构的仿真力学模型,利用有限元分析软件对力学模型进行计算,得到不同工况下闸首的位移、内力等指标,分析船闸闸首在各工况下的变形和应力规律,为船闸闸首的优化设计和安全评价提供依据。     

基于有限元船闸结构应力分析研究

针对沭新河北船闸的工程实例,借助三维有限元分析软件MSC.MARC对船闸上下闸首及闸室建立有限元模型,考虑船闸在运行期中的各种工况,对船闸结构应力进行分析,得出船闸上、下闸首及闸室结构的应力分布情况,并对部分结构进行承载能力分析,从而对船闸的工作性态进行评价。实例分析表明,运用三维有限元分析能适应该船闸的复杂结构和受力特点,相对传统计算而言提高对该工程的计算效率和计算精度,且分析结果能较直观、精确反映该建筑物整体强度状况。     

葛洲坝2号船闸安全监控模型研究

葛洲坝２号船闸担负大部分货运和部分客运过坝任务，下闸道的运行性状直接影响２号船闸整体安全和正常工作，因面在建立数学模型和相应的监控指标时，选择２号船闸下闸首作为整体作用效应，采用三维有限元计算模型，用有限元水平变形为控制量，为更准确地反映闸首的整体作用效应，采用三维有限元元计算模型，用有限元分别计算出各主要影响因素的效应量，然后进行叠加，建模中的主要技术问题是坝基物性参取值问题，其取值是与计算分析     

五河船闸下闸首结构三维有限元分析

坞式闸首结构因具有足够的整体刚度,能适应闸首边墩不均匀沉降变形,故在船坞、船闸工程中得以广泛应用。闸首的空间性和荷载复杂性,决定着闸首内力计算都需采用空间结构的应力分析,基于三维有限元(ansys)能较好的完成复杂空间的应力计算,本文采用有限元软件ansys对五河船闸下闸首底板内力进行分析计算,得出底板内力和变形形态,为工程结构设计提供可靠依据。     

船闸闸首预留宽缝施工仿真分析

规模较大的船闸闸首,若按全底板浇筑的施工方法进行施工,由于底板较厚,荷载分布不均匀等因素,在施工过程中底板易出现裂缝。结合工程实例,利用大型通用有限元软件ANSYS对某工程船闸下闸首分别按全底板施工方法和预留宽缝施工方法进行了三维仿真设计分析。结果表明,预留宽缝的施工方法可大大降低船闸闸首底板的弯矩和应力,改善闸首底板受力状态。     

三峡工程船闸中闸首光弹性试验应力分析

本文根据三峡船闸地质实测资料和设计条件,用光弹模型研究船闸中闸首水平截面,在闸门推力作用下闸首和基岩联合承载时的应力分布,并且与有限元计算成果作了比较。还对船闸空间应力的分布和危险区域作出估计,可为三峡船闸的设计提供参考。 试验采用相同弹性模量模型、组合模型、变厚度模型,模拟基岩与混凝土建筑物不同弹性模量,这不仅可以了解基岩弹性模量变化对结构应力的影响,而且有助于在解决变弹性模量问题时选取合理的试验方法。     

船闸闸首施工期混凝土浇筑热分析

本文以长洲水利枢纽1#船闸上闸首为例,运用有限元软件,建立三维有限元模型,对闸首施工期混凝土浇筑过程进行模拟,通过考虑水化热、外界气温、浇筑层厚度等因素,分析了闸首混凝土浇筑过程中温度场的变化规律,并提出了温度控制措施,可为实际工程提供参考。     

三峡阶段蓄水船闸闸首渗流分析

一闸首及其基础是三峡船闸渗流监测的关键部位.通过对三峡3个蓄水阶段中得到的永久船闸基础廊道内渗流监测资料进行分析,了解一闸首及其基础的渗流特性;分析并发现影响基础地下水位及渗流量的主要因素,建立典型测压管水位和渗流量统计模型.     

施工宽缝对整体式闸首底板的受力影响研究

鉴于整体式闸首底板在顺水流方向易出现裂缝,严重危害船闸的使用安全。本文提出的设置施工宽缝的施工方案可以有效改善整体式闸首底板开裂问题。首先运用ANSYS软件建立模型,对闸首结构进行有限元分析,进一步探索出施工宽缝对整体式闸首底板的应力与变形的影响,将应力计算结果转换成内力,最终研究出满足工程要求的最优合缝时间和设缝位置,从而为整体式船闸的施工提供参考。     

奔牛枢纽上闸首结构有限元分析

针对奔牛枢纽船闸上闸首结构及受力复杂问题,采用三维有限元ABAQUS软件,分析研究闸首结构在不同的工况下的位移场及应力场。计算结果表明,奔牛枢纽船闸上闸首各部件的水平位移和垂直位移均满足规范要求,各工况下的结构底板拉应力超过混凝土允许拉应力。三维有限元分析结果能较直观、准确反映建筑物整体强度与位移状况,可以为评价结构安全性态提供依据。     

长江三峡水利枢纽通航建筑物设计

长江是中国最大的通航河流,发展航运是兴建三峡工程主要综合效益之一.三峡通航建筑物由目前世界上设计总水头和阀门工作水头最高的双线五级大型船闸、世界上提升高度和提升重量最大的一线大型垂直升船机和施工期一线临时通航船闸3个工程组成.扼要介绍了三峡通航建筑物设计的主要技术难点,通航建筑物在枢纽中的布置,双线五级船闸的建筑物、机电设备及输水系统布置,闸首、闸室结构和高边坡设计,垂直升船机和临时船闸主要建筑物、金属结构、机电设备的布置,主要结构和设备的设计.     

三维有限单元法在某分离式大型船闸闸室结构分析中的应用

结合ABAQUS大型有限元分析软件,以某分离式船闸的标准段闸室为基本计算结构,并拟定地基模拟范围,建立了闸室的三维有限元计算模型,分析了在不同工况下的应力分布规律和变形特点。并根据三维有限元内力计算原理及方法计算出闸室段各部位控制点的内力,为设计人员进行配筋设计提供了便利条件。     

大型超高水头船闸输水系统型式研究与展望

高水头船闸输水水流携带巨大能量,可能对船闸输水系统运行安全及闸室内船舶停泊安全产生危害,选择合理的输水系统型式对保障工程安全至关重要。随着大型超高水头单级船闸——大藤峡船闸的开工建设,研究发现目前已成功运行的输水系统型式不能满足该工程需要,亟需消能效果更好的输水系统。结合大藤峡船闸工程相关研究,参考国内外已建高水头船闸输水系统布置的成功经验,总结了高水头船闸不同输水系统型式与船闸运行水头和闸室尺度规模的匹配关系,介绍了适应大藤峡船闸工程特点的自分流全闸室出水4区段等惯性输水系统型式,提出了消能效果更好的带内消能工的输水系统新体型,可供类似超高水头大型船闸的设计和研究借鉴。     

三峡永久船闸人字门启闭机设计

三峡永久船闸人字门具有运行边界条件复杂，运行水头和淹没水深巨大的特点。在我国大型船闸上采用液压机构操作人字闸门尚属首次。通过分析人字门运行动水阻力矩的大小和变化规律，研究人字门液压启闭机构的运行方式及整体稳定等关键技术，对永久船闸人字六门启闭机构设备进行了一系列的设计优化。对船闸的安全运行和经济效益有着重要意义，亦对今后我国高水头船闸启闭设备的设计和应用提供参考。     

兴隆船闸关键水力学问题研究

兴隆船闸采用短廊道输水系统,属集中输水系统布置中的中高水头船闸.船闸规模及一次充泄水水体大,输水时间短,水力指标要求高.对于输水系统出口设置在闸首的船闸,其充、泄水系统出口布置型式以及输水阀门的运行方式直接影响过闸船舶安全.通过1∶30兴隆船闸整体模型,对过闸船舶停泊条件等关键水力学问题进行了专题研究.通过研究提出了能够满足充泄水时间和停泊条件要求的输水阀门运行方式及输水系统布置型式,为兴隆船闸设计提供了科学依据,并可作为其他短廊道输水系统船闸设计参考.     

高港枢纽二线船闸地连墙板桩结构整体数值模拟

针对建设中的泰州引江河高港枢纽二线船闸工程,基于ABAQUS平台建立了船闸地连墙板桩结构整体分析的有限元模型,预测锚碇桩、地连墙的变形性态以及拉杆在施工期不同阶段的内力状态。利用ABAQUS的用户子程序功能开发了相应的邓肯-张材料本构模型模拟土体填筑和开挖过程中的应力-应变特性,采用指数型的接触本构关系模拟地连墙与土体之间的相互作用。有限元分析计算结果与现场实测结果对比表明,所建立的整体分析模型能够准确地预测施工期不同阶段锚碇桩、地连墙的变位情况以及拉杆的内力情况。     

汉江兴隆船闸建设主要技术问题设计研究

汉江兴隆船闸为单线一级船闸,线路总长1 400 m,闸室有效尺寸180 m×23 m×3.5 m。船闸设计水头8.1 m,属短廊道输水系统中的高水头船闸。模型试验表明,船闸运行时,闸室船队系缆力超标且产生立轴吸气漩涡等问题;通过研究设置消涡板、调整下闸首进水口型式等措施可以使问题得到解决。船闸上、下闸首采用整体式结构,底板面积大,为降低温控要求和改善底板结构受力状态,研究提出了“左右分块浇筑、中间预留宽槽、中期适时并缝”的解决方案。但在实施过程中,由于进度滞后错过了宽槽并缝的时机,为不耽误后续施工,又研究提出了闸墩内设空腔和底板堆载解决方案。兴隆船闸主要技术问题的解决方案可供类似工程参考。      

基于RVM-CS的工程区地层渗透系数反演分析

为了准确确定工程区各地层渗透系数,基于相关向量机(RVM)与布谷鸟算法(CS)建立反演分析模型,对研究区域内各地层的渗透系数进行反演分析。首先,基于均匀设计法构造渗透系数组合,利用有限元计算测点水位值并生成RVM学习样本;随后,通过训练RVM构建渗透系数与水头之间的映射关系,使其能够代替有限元方法快速地完成渗流计算;最后,根据工程区钻孔的实测水位值,利用CS算法搜索确定区域内各地层的渗透系数。将建立的渗流反演模型应用于某大型抽水蓄能电站工程区的初始渗流场中,结果表明:所建立的渗流反演模型能够考虑多地层渗透系数和钻孔水头间的非线性,RVM能代替有限元模型,可快速、精确地确定渗透系数;此渗流反演模型在大型抽水蓄能电站工程区反演结果合理,精度满足工程要求。     

红水河桥巩水电站船闸设计

红水河桥巩水电站船闸设计水头为24.6 m,属高水头船闸,船闸输水廊道工作阀门采用平板门,突破了平面阀门在船闸的应用范围。重点介绍了桥巩船闸的主要技术特征、船闸建筑物总体布置、输水系统等方面的设计,并对船闸输水系统的主要技术特点进行了概括和总结,为高水头船闸的设计提供参考。