某改建船闸工程上闸首结构性态研究

江苏省某船闸工程虽经三次维修,仍存在较多问题,如船闸通过能力不足,制约经济发展等,为满足该区域航运安全畅通的需求,开展了船闸改建设计。为研究改建船闸上闸首结构的合理性,根据相关地勘及设计资料,建立了该船闸上闸首结构的三维有限元模型,计算分析了该上闸首的结构性态,研究了上闸首结构在不同工况下的应力及内力分布规律,开展了边荷载作用对闸首结构内力影响的敏感性分析,为上闸首结构的配筋提供理论依据,同时可为类似船闸闸首工程的设计提供借鉴。     

有限元法在船闸闸首结构设计中的应用

规范算法在应用于船闸闸首的结构分析中,因未考虑地基材料非线性及三维结构的整体性对结构计算的影响,不能较真实地模拟闸首地基整体受力变形情况,进而影响到船闸结构设计。针对这些问题,本文以某大型船闸下闸首为例,建立闸首-地基三维有限元模型,考虑地基的材料非线性,地基模型采用邓肯-张的E-B模型,使用ABAQUS软件分析运行工况下闸首的应力分布规律及变形特点。结果表明,规范算法在船闸设计中总体安全富余度较大,但在闸门附近的边墩截面和边墩与底板交角处是偏不安全的。     

某扩容改造船闸工程闸位平面布置

狭窄空间内船闸扩容改造受诸多因素的影响,其闸位平面布置方案的合理性尤为重要。以某扩容改造船闸工程为例,综合考虑选址、共用引航道宽度、施工过程对二线船闸主体结构及隔流堤安全的影响、施工围堰布置及防洪要求,进行方案比选研究。最终确定闸位布置方案为:两船闸中心线间距为80 m,改扩建一线船闸下闸首上游面与二线船闸下闸首上游面顺水流方向距离为4.4 m。同时,对后期工程设计提出建议。     

三维有限单元法在大型船闸闸首设计中的应用

合理确定闸首结构的内力是保证船闸结构系统稳定和安全的关键,也是闸首混凝土配筋设计的重要依据。使用ABAQUS有限元分析软件,建立某大型船闸下闸首三维有限元计算模型,分析了不同工况下闸首的应力分布规律及变形特点。编制了由应力反求内力的计算程序,得到各控制点的内力分布情况,并与规范算法结果进行对比,结果表明:规范算法偏于安全,有限单元法充分考虑了位移的协调和结构变形的整体性,计算出的内力更加符合大型船闸闸首实际受力情况。     

土基上坞式闸首底板受力分析

结合3个船闸工程,利用有限元软件ADINA对土基上不同墙高的闸首底板内力及变形进行分析,总结了不同墙高下的闸首底板内力及变形规律,供类似船闸工程在计算和设计时参考.     

非对称工况下双线船闸不同施工工艺对结构的影响

随着水运事业的发展,双线船闸已越来越多的使用在内河航道中,不同的施工过程对船闸应力产生不同的影响,而合理确定船闸结构应力是保证船闸系统稳定和安全的关键。本文使用有限元分析软件,依托于海安船闸建立了非对称工况下双线船闸有限元计算模型,分析不同施工顺序下闸首和闸室的应力分布规律及变形特性。结果表明:不同施工顺序闸首和闸室应力存在空间上的差异性,表现为靠近船闸中心线差异明显,向两侧逐渐消弱。     

船闸闸首有限元模型土体指标取值的离心模型试验

以南水北调东线工程京杭运河八里湾船闸上闸首为原型,通过离心模型试验研究得到闸首结构在完建期工况下的结构变形以及地基反力,并依据离心试验的缩尺模型建立闸首有限元分析模型,采用参数反分析的方法拟定土体的弹性模量并进行有限元分析。将计算结果与离心模型试验值进行对比分析后得到土体指标在有限元软件中的最合理取值,可为类似地质条件的工程设计提供理论参考。     

船闸底板施工期应力仿真探讨

船闸闸首底板的应力分布、应力大小与闸首结构型式有关,也受结构施工过程的影响。本文利用非线性有限元分析方法对各种材料之间的接触作用进行分析,对各种施工过程中船闸闸首底板应力的分布及应力大小进行仿真模拟,以期为类似工程提供参考和借鉴。     

船闸闸首非线性有限元计算分析

在船闸下闸首工程的结构计算分析中,考虑地基土体材料的非线性特性,采用非线性有限单元法,对嘉陵江新政船闸下闸首进行了计算分析研究。运用ANSYS10.0通用计算软件,建立了三维非线性弹塑性有限元模型,采用D-P准则对闸首的回填土和地基土体进行计算,经对嘉陵江新政船闸闸首在不同工况下的应力和应变分布特征进行分析比较,验证了模型的正确性和实用性。     

适用于水上施工的船闸闸首结构与施工方法

结合舟山某船闸工程,研究了适用于水上施工条件的新型闸首结构形式,提出了相应的施工方法和止水措施,介绍了地基处理方式和防渗措施.与干法施工条件下闸首整体对接结构不同,闸首采用预制钢筋混凝土沉箱与现浇混凝土相结合的结构形式,利用沉箱作围堰,安放到位后,通过布置临时止水和永久止水,使闸首沉箱和闸室沉箱结合成整体,形成干地施工条件.对岩基,采用爆破炸礁与水下升浆混凝土相结合的地基处理方式,保证了高潮位时沉箱的稳定性.对于水上施工船闸,该闸首结构形式及施工方法节约了工程造价,缩短了施工周期,为类似船闸工程的设计与施工提供借鉴.     

安谷船闸坞式结构三维有限元分析

针对山区河流上高水头船闸坞式结构形式,对多种荷载组合下的结构响应做了数值分析,研究了完建、检修、运行及地震工况条件下闸室段的结构变位与应力分布规律,揭示了结构的不均匀沉陷程度,以及拉、压应力的分布范围和特征值,为结构配筋和地基处理提供了依据.同时,探讨了墙后回填、基岩变形模量等敏感性因素的变化对闸室、闸基工作性态的影响.     

在役船闸工程安全性分析研究——以广东省架桥石枢纽工程为例

在役的水工建筑物长期受到内外因素的影响,建筑物的形态及内部结构等受到一定的影响,故应对水工建筑物定期开展安全性检测及评价,以指导工程的除险加固。结合广东省架桥石枢纽工程实例,开展船闸的安全性评价,对上闸首、闸室及下闸首的渗流和结构安全进行了系统地分析研究,通过现场检测以及比照相关规范将架桥石枢纽船闸安全性评价为四类闸,并给出了相应的船闸安全改进措施及建议,可为今后船闸安全性评价分析提供了参考依据。     

船闸坞式结构的尺寸和分缝对温度应力的影响

文章以长沙综合枢纽坞式船闸为例,采用数值分析方法,对坞式船闸闸室的温度应力进行了计算分析。结果表明:岩基上的坞式船闸在施工过程中,船闸的温度应力相对于恒载对结构的影响更大,工程中应给予充分考虑。为减小温度应力对混凝土结构造成的不良影响,文中提出减小闸室底板以及闸首底板厚度,并在闸首底板设置横向结构缝等优化措施,通过优化前后的应力对比,证实以上措施减小了温度应力及恒载应力,效果良好。     

大源渡二线船闸人字门静动力数值计算

针对大源渡二线船闸下闸首人字门背拉杆施加预应力与振动问题,进行三维有限元静、动力计算,给出优化模型的多组解,得到背拉杆最优预应力值,同时得到闸门自振频率。分析结果表明,各结构应力均小于材料允许值,门体的斜接柱下角点横向、竖向变形及门轴柱中点横向变形满足要求,为解决船闸人字门背拉杆预应力施工及运行过程中经常产生的人字门振动问题提供了技术支持。     

体外预应力技术在船闸闸首结构中的应用

文中以土基上典型船闸闸首结构为例,结合有限元法分析了体外预应力技术在闸首底板设计及闸首温度裂缝控制中应用的可行性;并综合地基弹模、外荷载、温度等因素的影响,对预应力方案的处理效果进行对比分析。     

芒稻扩容改造船闸横拉闸门设计与研究

本文结合芒稻船闸扩容改造工程横拉闸门的设计,分析了横拉闸门设计的要点,并以实际工程为例给出了具体的解决方案,同时从横拉闸门运行与维护角度出发,对设计中创新点进行了阐述。     

株洲航电枢纽船闸闸首设计

介绍株洲航电枢纽船闸上下闸首的设计概况和特点、软弱岩石地基和不均匀岩石地基上闸首仿真研究的内容和效果。该船闸闸首采用地下式启闭机房和底板预留宽缝后期施工,且在施工过程进行了计算机模拟仿真研究,所有这些方面均取得了较好的效果,可供具有类似条件的船闸设计时参考。     

高水头船闸闸首大体积混凝土综合施工技术

针对高水头船闸闸首混凝土体积大,且布置有多种结构埋件、孔洞、廊道等,温度应力及结构断面变化易造成混凝土开裂等问题,结合株洲二线船闸闸首施工实例,对高掺低胶混凝土配合比设计、温控措施、缓凝砂浆及大体积混凝土浇筑等关键技术进行研究。采取三掺配比和层间铺筑缓凝砂浆的方法,并结合适当的温控措施,船闸闸首未出现温度裂缝及层间渗水现象。通过本工程的实施,总结提炼了整套闸首大体积混凝土施工防止温度裂缝及层间裂缝的技术成果,可为同类船闸工程施工提供借鉴。     

闸墙碰撞分析及其混凝土性能指标研究*

针对Ⅲ级船闸,采用有限元方法分析闸室墙面遭受设计最大吨级船舶以最大碰撞角度和规范规定的最大航速碰撞闸墙时的内部应力分布情况,发现闸室混凝土结构采用常规的C25强度等级不足以保证闸墙表面承受碰撞时引起的压应力和拉应力.同时,依据有限元分析结果得到闸墙混凝土需要满足的各项强度指标,并且通过实际工程的现场试验研究验证了新老混凝土粘结强度指标的可靠性,为船闸工程设计和结构修复提供可靠依据.     

船闸工程中闸首混凝土底板的温度裂缝控制

结合江苏省京杭运河上近几年的几座船闸施工情况,分析船闸闸首底板这类大体积砼浇注时的温度应力,从降低温度应力、提高闸首底板砼本身的抗拉性能以及加强砼早期养护等方面提出温度裂缝控制的施工技术措施。