键槽形式对船闸闸室结构的受力影响

针对长江上游某船闸工程,运用ANSYS软件分别模拟带键槽缝和带平缝的分离式闸室结构。缝的切向接触采用库伦摩擦模型,法向接触具有传压不传拉的特性。探讨了接缝开度、结构的竖向位移及结构的应力状态等方面的规律,综合分析了键槽缝对结构的影响。研究表明:与平缝相比,梯形键槽闸室结构接缝处的开度小、整体性好,接缝两侧闸墙和底板位移连续,地基应力分布较均匀。增大键槽角度有助于减小接缝开度,使地基应力分布更趋均匀。     

考虑施工过程的闸室底板内力计算分析

船闸底板采用分缝施工时,封缝前后结构体系发生变化,为研究此时底板内力计算方法,以某船闸闸室为例,采取不同计算方案,使用分层地基模型链杆法计算其施工期、完建期和检修期闸室底板弯矩和地基反力,并与数值模拟结果对比。结果表明采用增量法计算闸室底板内力正确;基岩上船闸中底板自重应在施工期计算,其后不需考虑;设计时还需考虑施工宽缝位置的影响,施工宽缝离船闸中轴线越远则底板负弯矩越大,可将宽缝设置在船闸中轴线处。     

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。     

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。     

船闸闸室结构刚性桩加固地基承载特性分析

结合东部沿海地区某刚性桩加固地基船闸工程,运用ANSYS软件分别模拟一体式和分开式桩基加固地基船闸闸室结构,接触面均采用库伦摩擦模型,对两种桩基加固地基闸室结构分别进行闸室底板沉降与地基沉降、桩身竖向应力、桩身水平位移以及桩土荷载承担比共4个方面的对比分析。研究表明:一体式桩基加固闸室结构在一定程度上有利于减小闸室整体沉降和地基沉降,素混凝土垫层起到一定的调节作用;一体式桩基加固闸室结构桩基承担的竖向荷载大于分开式,土承担的荷载比例小于分开式;两种结构桩身水平位移沿桩基入土深度的变化趋势一样;分开式桩基加固闸室结构在一定程度上有利于减小闸室底板弯矩。     

卸荷板对整体式闸室底板内力的影响分析

针对整体式闸室底板弯矩较大的问题，研究闸墙上设置卸荷板对闸室底板内力的影响。采用三维非线性有限元分析方法，得出结论：1)闸墙设置卸荷板将使得边墩处底板上表面压应力、下表面拉应力减小，跨中处上表面拉应力增加，边墩处底板沉降增加。2)相对于卸荷板相对高度，卸荷板悬臂长度对底板弯矩将产生更大的影响。3)在工程设计时将卸荷板设置在1/3～1/2闸室墙高，且位于排水管水位以下、卸荷板悬臂长度设置在0.10～0.15倍闸室墙高度时，底板受力状况较好。本卸荷板设计的闸室底板受力情况较佳，可为类似工程的闸室高宽比及地基土质提供参考。     

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。     

U形预应力工艺在整体式闸室中的应用

应用ANSYS有限元软件,建立U形预应力整体式闸室结构的三维模型,对整体式闸室结构在不同工况下的应力、变形情况进行模拟计算,计算结果表明将U形预应力工艺应用于整体式闸室结构中是可行的,可以较好地解决采用普通钢筋混凝土设计整体式闸室结构时存在的截面尺寸大、配筋量大及裂缝开展宽度不易满足的问题,从而为设计整体式闸室结构提供参考.     

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。     

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。     

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。     

高大船闸闸室墙体快速施工技术

结合船闸工程实例,针对闸室墙体高大、支模困难、混凝土难入仓的问题,进行了混凝土结构质量控制、模板支立、混凝土入仓方式的研究。采用墙体混凝土结构分层浇注、移动式架体模板支撑架支立模板、混凝土经转向管入仓等方法,在安全、可靠、快速施工的同时,提高混凝土结构工程质量、缩短工期、降低成本,提高工程效益。为高大混凝土墙体结构施工和质量控制提供参考。     

裕溪船闸复线工程闸室施工技术

深软土基上闸室工程施工,不仅影响工程的工期、造价,而且还直接影响到工程质量与后期维护。结合裕溪船闸复线工程深软地基闸室施工经验,对闸室基础处理、闸室墙底节模板及支护、垂直度控制等施工过程进行详细阐述。指出合理组织、严格执行以及及时监测、科学分析与决策是复杂地基闸室施工前提条件。     

湘江船闸的过闸调度算法研究

船闸调度主要任务是确定排哪些船舶及其各自在船闸中相对位置,是一个多目标非线性规划问题。为解决此问题,首先建立调度数学模型,通过研究调度算法进行求解,试验证明船闸面积利用率比前期提高,工作效率得到改善。     

船闸闸门增设浮箱问题的探讨

叙述了船闸大修时闸门增设浮箱的缘由 ,对不同类型闸门受力部件的影响 ,需要注意的事项等方面进行了阐述 ,同时对浮箱的增设提出了一些建议     

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。     

精确定位及计算机视觉技术在三峡、葛洲坝船闸智能引泊上的应用

针对目前三峡船闸、葛洲坝船闸运行管理所采用的远程图像监控和人工监护引泊的现状,进行基于船舶在闸室内精确定位和计算机视觉技术应用的研究,包括闸室水工建筑对定位的影响、闸墙槽内系船柱的运行检测、智能引泊系统的架构等。结果表明:通过上述技术的应用可基本实现船舶在整个过闸过程中的位置和轨迹近实时的、连续的跟踪显示,对船舶的系缆情况、靠泊位置进行有效的检测和判断,通过管理终端的仿真界面、信息推送等功能基本实现船舶过闸的智能监管,对提高船闸运行的管理水平、提高过闸效率具有重要的意义。     

贵港二线船闸闸室消能工优化试验研究

依托贵港二线船闸,建立130比尺的物理模型,对闸室不同消力梁布置型式下的水流条件和船舶停泊条件进行研究。结果表明:底槛高0.9 m、透水孔口高度0.4 m的布置方案,闸室内水流较均匀,未观测到明显的横向水面比降,水面无局部紊动,船舶停泊条件较好。     

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.