船闸闸室结构三维有限元仿真分析

以四川省嘉陵江凤仪场船闸工程为例,采用空间三维实体有限元法,建立了船闸闸室结构的仿真力学模型,可以全面计算、分析闸室结构内力、位移以及稳定性、安全性等各项技术指标,为船闸结构设计提供了技术支持.同时,通过不同工况下的结构计算,不仅可对闸室结构进行优化设计,还可分析得到影响结构安全性、稳定性的关键因子.     

黏弹性人工边界在坞式闸室结构动力计算中的应用

应用ANSYS通用有限元软件编制黏弹性人工边界的计算程序,通过算例验证该计算方法的可行性。建立基于黏弹性人工边界的坞式闸室结构的动力计算模型,对坞式闸室结构进行固定边界和黏弹性边界下不同边界范围的动力计算分析。计算结果表明:与固定边界相比,黏弹性人工边界有更高的可靠性。在地震动力作用下,闸墙顶部的动力加速度响应最为明显,在闸墙底部拉应力响应最大;闸室底板下部受拉,最大拉应力值大于闸墙的最大应力;地基深度范围取值在2~3倍以上结构底宽时,结构响应已趋于稳定。     

基于D-P准则的闸首底板非线性有限元分析与比较

底板是闸首结构受力最复杂的部位,属于典型的空间受力结构,目前船闸规范中仍将弹性基础梁法作为闸首底板内力计算的主要方法,该方法系平面计算理论,且采用弹性模型代替弹塑性模型,存在优化的可能。结合土基上某船闸工程实例,利用有限元软件ANSYS,通过D-P屈服准则进行三维非线性有限元分析,研究弹塑性模型下闸首底板的内力与变化规律,并与弹性基础梁法、三维有限元弹性法进行分析比较,提出了各种方法的适用条件,以供类似工程借鉴参考。     

基于多种排挡策略的船闸通过能力仿真研究

传统船闸通过能力的计算基于简单手工排挡得到的主观结果,不能反映船舶随机到闸的动态过程,也未体现出船闸的服务水平。为了全面反映并合理评估船舶随机到闸和船闸运行调度对通过能力的影响,开展船闸通过能力仿真研究。根据航道内船型的比例自动生成船舶随机到达过程,采用最优配比排挡策略和顺序服务排挡策略进行调度,运用两个经典的运筹学模型(二维装箱问题和背包问题)进行过闸船舶的组合和一次过闸总吨位的计算。以此理论为支撑开发了船闸通过能力仿真计算软件,可较好地弥补现有计算方法的不足。     

布置输水廊道的船闸闸室底板受力分析及有限元计算

布置输水廊道和消能设施的船闸闸室底板结构具有明显的三维特性。按《船闸水工建筑物设计规范》中的弹性地基上的框架或均布地基反力的框架进行受力计算时,难以确定底板框架的刚度,且无法模拟底板的三维受力特性。通过分析某船闸布置廊道的闸室底板受力情况,采用有限元计算软件建立其三维有限元模型,计算分析闸室底板的内力和变位。     

船闸门槛水深研究进展

船闸门槛水深是船闸规模确定的重要参数之一。文章介绍了国内外对于船闸(升船机)门槛水深的相关规定,总结了国内外船闸(升船机)允许通过船舶最大吃水的相关研究,分析了船闸门槛水深的构成,提出了船闸门槛水深确定的建议和计算方法。     

浅析预应力技术在船闸混凝土裂缝控制中的应用

预应力是近年来在国内发展较快的混凝土结构加固技术,通过预应力施加提高混凝土受拉性能,广泛地应用于国内桥梁、铁路等工程建设。目前,预应力在水运船闸结构中的应用相对较少,缺少系统的设计分析方法。本文针对横拉门闸首门库混凝土裂缝问题,采用结构仿真计算方法的技术手段,对预应力参数设计方法体系进行了研究、并直接应用于船闸工程设计。     

船闸通过能力研究综述

对国内外学者关于船闸通过能力相关的研究内容进行分类和总结,主要包括采用单位船型法的通过能力计算,基于排队论的待闸时间计算,船闸服务水平评价方法和标准的确定,基于仿真建模方法的闸室排挡、多线船闸调度、内河航运体系能力确定等内容,以及采用优化算法的复杂系统问题求解。在未来,通用的单线船闸通过能力设计理论和方法、针对特定工程的多线船闸通过能力确定和多级船闸综合通过能力确定将成为研究热点。     

船闸大体积混凝土温度及裂缝控制技术

依托富春江船闸扩建改造工程,采用有限元仿真计算方法模拟不同结构的温度应力变化,提出本工程的温控标准和温控措施。在施工阶段通过对混凝土温度的现场监控,验证了船闸大体积混凝土施工温控措施如浇注温度控制、表面及上表面保温、内部通水冷却等的可行性及控制效果。     

船闸大体积混凝土水化热温度监控及有限元仿真分析

为研究大体积混凝土水化热的温度变化规律及其对温度裂缝产生的影响,对在建船闸进行有限元仿真分析并对埋设温度计进行监控.通过对比分析有限元计算结果和实测温度结果,得到两者存在差异的可能原因.通过对放热函数及强度调整函数的参数设置调整,使计算结果更接近工程实际情况.在有限元分析结果的基础上,通过裂缝指数来评价船闸主体结构温度裂缝产生的可能性,在对放热函数及强度调整函数进行调整后,计算结果表明结构出现温度裂缝的可能性在5%以下,与主体结构外观情况相符.对比分析不同规范对温度应力计算规定的异同,以期为相关计算选择适用规范及互通有无提供参考依据.