整体式闸室结构内力分析与优化设计

针对整体式闸室结构内力及位移受闸室高度影响较大的问题,采用有限元分析方法,研究了大高宽比整体式闸室结构内力及位移。得出以下结论：1）当高宽比超过某一数值时,整体式闸室底板边墩根部正弯矩值大于底板跨中负弯矩值,底板厚度由正弯矩决定。2）当高宽比小于某一数值时,趋势正好相反。3）对大高宽比闸室结构,在闸墙后方设置踵板或卸荷板均能减小底板边墩根部正弯矩值、增大跨中负弯矩值、减小闸墙位移。这样底板受力更均衡,从而减小底板厚度,以期优化设计、节约造价。     

铁罗坪特大桥主塔锚固区U形预应力试验及施工研究

铁罗坪特大桥索塔上塔柱锚固区采用U形预应力设计。为确保锚固区预应力的施工质量,在U形预应力工程施工前,按照设计要求进行了现场试验,通过试验对设计的各种参数进行了验证,结果均达到设计要求。文中介绍了斜拉桥索塔锚固区U形预应力试验及施工技术。     

高水头省水船闸闸室顶拉预应力钢索效果分析

穿黄工程隧洞方案的高水头省水船闸,可在深基坑两侧边坡上交错布置分散式省水池,闸室墙后回填土低、临空高度大。针对高水期闸室底板负弯矩过大的问题,提出一种带顶拉高强钢索的整体式结构。利用ABAQUS软件建立平面有限元模型,分析钢索在完建期、高水位期、低水位期和检修期4种工况下的作用,研究钢索直径影响和预应力的效果,基于单位索力效用指标提出一种预拉力估算方法。结果表明,钢索主要在高水位期发挥作用,直径越大效果越明显;通过施加预应力可进一步提升钢索效果;提出的预拉力估算公式是合理可行的。     

岩基上键槽式闸室结构与整体式闸室结构受力特性比较

以岩基上某闸室结构为例,开展设置键槽缝底板和整体式底板闸室结构的受力特性研究。应用Ansys中面面接触单元Targe170 和Conta173模拟键槽的非线性接触,分析检修、低水、完建和高水4种工况下键槽闸室结构的应力、底板弯矩和地基反力分布规律,并与整体式闸室结构进行对比分析。研究结果表明：检修工况和低水工况两模型的应力、弯矩以及地基反力分布规律相似,其值均较小,检修工况底板中心产生较大的负弯矩;完建工况两模型底板正弯矩取得4种工况中最大值,分别为18 016和31 163 kN?m,整体式结构底板弯矩较大,表明键槽缝的存在可有效减小闸室底板的正弯矩,该工况下地基反力最大;高水工况在底板顶部中心两侧产生最大拉应力,两模型数值相近,此时键槽闸室底板跨中弯矩值较小。     

预应力坞式闸室设计

为推广预应力技术在船闸工程中的运用,结合颍上船闸工程的具体应用,采用三维数值仿真分析方法,分析预应力坞式闸室结构的抗裂性能,论述相对于钢筋混凝土闸室结构在经济技术上的优劣性,并提出相应的改进方案。分析结果表明,预应力坞式闸室结构在结构的受力性能、耐久性及经济性等方面均具有一定的优越性。     

坞式闸室预应力筋布置形式优化

预应力坞式闸室预应力筋可以采用多种布置形式。为使闸室达到较优的受力状态,结合一具体工程实例,依据预应力钢筋的布置原则和等效荷载原理,提出了两种坞式闸室预应力筋的合理布置形式。通过ANSYS有限元软件模拟两种布筋方案可知,不同的布筋形式下闸室结构的受力是有差异的,而合理的布置形式能有效减小闸室拉应力和变形。     

峡江枢纽船闸平面布置及闸室结构优化

峡江枢纽位于赣江中游峡江县巴邱镇上游,船闸位于左岸。船闸布置区域为微弯河道,不利于船闸引航道布置,分水墙的设置、现场地形条件等因素直接影响引航道及口门区流速;船闸闸室原设计采用常规的分离式结构,施工覆盖层揭露后,发现地质条件变化较大,存在较大范围断层,分离式闸室结构已不适应该地质条件。通过研究引航道布置对通航水流条件的影响,提出解决措施;通过有限元分析,将部分闸室优化为非常规的整体式结构。     

基于低碳理念的船闸闸室结构选型

针对船闸闸室结构形式对碳排放的影响问题,建立船闸建设期的碳排放计算模型,计算并分析其在建筑材料生产、运输和施工3个阶段的碳排放量。得出结论：闸室结构选型时宜优选钢筋混凝土结构,墙体较高且两侧均有回填时优选整体式结构并优选低碳混凝土材料。     

预应力技术在洪蓝船闸闸室底板整体浇筑中的应用

软基上坞式闸室为避免在底板中部上表面的拉应力超标所产生的混凝土裂缝,多采用"墩底分浇、预留宽缝、后期封合"的结构措施,这种措施若新老混凝土接触面处理不好会产生人为裂缝,另外会增加施工处理程序,影响施工速度。本文提出应用预应力技术减小拉应力、防止闸室底板裂缝,采用瞬变温度场理论和徐变应力理论对洪蓝船闸闸室施工过程进行仿真分析,设计预应力参数,工程应用实践取得了满意的研究成果。     

坞式闸室混凝土裂缝控制措施

坞式闸室在以往的工程中经常会在闸室底板和倒角产生混凝土裂缝,底板裂缝通过后浇带设计加以解决,后浇带处理不当会产生人为裂缝、同时也会带来施工不便。探讨坞式闸室底板整体浇筑的可行性,研究采用三维有限单元法模拟船闸坞式闸室的施工过程,分析指出闸室底板和倒角可能产生裂缝的成因,提出应用预应力加固技术防治混凝土裂缝,同时提出了预应力布置参数。计算结果表明,施加预应力后可有效降低底板和倒角处的拉应力,使其低于混凝土应力控制标准,达到了防治裂缝的目的。     

高边墩预应力钢筋混凝土坞式闸室三维数值仿真分析

为分析研究高边墩预应力钢筋混凝土坞式闸室结构的受力性能和计算方法,以安徽省颍上船闸工程为例,采用三维空间有限元模型,模拟墙后回填施工过程,计算作用于闸墙后的土压力荷载。由此进一步分析结构的变形和应力分布。对比分析有限元计算结果与实测值可以得出,计算值与实测值接近且趋势吻合。研究表明,当合理考虑土体和闸室的相互作用,并精确模拟回填施工过程,通过三维空间有限元可有效分析预应力闸室结构的受力性能。     

衬砌船闸闸室接触有限元分析

基于有限元计算方法,以某航电枢纽工程为依托,采用非线性理论建立二维闸室结构仿真模型,分别在检修和低水运行工况下对高衬砌倒梯形闸室结构与岩基进行接触分析和计算。通过对接触状态及接触部位的应力分布研究,得到倒梯形衬砌式闸墙结构薄弱面可能在台阶处的主要结论。     

有限元分析及应力配筋法在大型复杂混合式船闸结构设计中的应用

通过有限元方法分析了复杂地质条件下的混合式船闸,主要模拟了在正常使用工况和检修工况下,地基、闸室结构、闸墙后回填相互作用系统的受力特征和变形特征。再根据有限元分析结果,用应力配筋法对复杂的闸室结构进行配筋分析。阐述了应力配筋法的理论依据以及与有限元方法组合应用的具体步骤和分析实例。     

底板厚度对双铰底板式闸室结构工作特性的影响

以工程实例为依托,基于大型有限元软件ANSYS,考虑闸室的三维结构体系和复杂荷载工况,对双铰底板式闸室结构进行数值模拟,并对底板厚度对双铰式闸室结构工作特性的影响进行分析,力图找到影响双铰式闸室结构的关键因子,为船闸结构选型和设计优化提供科学依据。     

基于混凝土损伤塑性模型的软基上船闸闸室设计

利用有限元计算软件ABAQUS,考虑混凝土的塑性变化,以某软基上的船闸闸室为基本计算结构,分析了不同工况下弹性模型和弹塑性模型的应力应变分布规律。通过对比可以发现,弹塑性模型得出的结果更符合实际受力情况,可为设计人员配筋设计提供参考。     

不对称闸墙双铰底板式闸室结构仿真分析

以四川省青居船闸工程为背景,分别采用平面简化法和有限元法对闸室结构进行内力计算,并同原型观测数据进行对比分析,结果显示：简化法较难满足不对称闸墙双铰底板式船闸结构计算的需要,而基于非线性有限元法的计算成果与结构的真实受力状态吻合较好,能反映船闸结构内部最不利的位置、受力状态及其变化规律。     

设置基坑支护结构的船闸坞式闸室底板有限元分析

闸室外部因没有足够的放坡空间,需设置支护减小开挖。目前国内外关于设有支护的复杂闸室结构计算甚少。因此,基于实际工程,分别使用弹性地基梁法和有限元法对2种闸室结构进行计算分析,研究支护对闸室底板内力的影响。计算结果表明:船闸闸室底板最大正、负弯矩分别发生在高水位期和检修期,支护的设置可减小闸室底板受力,提高结构安全性,达到优化大体积混凝土底板施工方法;不同材料的支护对闸室底板内力影响效果不同,地连墙支护对闸室底板内力影响效果高于钢板桩支护。     

应用ANSYS软件二次开发进行坞式船闸施工期温度及温度应力仿真分析

针对船闸水工结构中大体积混凝土施工期温度及温度应力问题,通过对有限元软件ANSYS进行二次开发,利用VB语言设计出方便的图形化参数输入界面,结合软件自带的APDL语言,自动完成分析全过程,使得复杂的全过程仿真分析趋于简洁化、高效化、实用化、能更好地应用于工程实践,解决实际工程问题。对一典型坞式闸室的温度及温度应力进行了计算分析,为工程技术人员提供参考。     

大体积混凝土浇筑温度场的仿真分析

以重庆市嘉陵江航运开发草街航电枢纽船闸工程为背景,在有限元程序ANSYS平台上,利用参数化设计语言(APDL)编制命令来对闸室结构的混凝土分层浇筑过程的温度场进行仿真分析,得到了闸室内各断面处的温度变化曲线及闸墙的温度场随时间的变化规律;提出了一些控制大体积混凝土温度的施工措施,并且在该工程中取得了较好的效果。结果表明所建立的有限元分析模型可以较真实地模拟大体积混凝土的浇筑温度场。