基于船模的木京扩建船闸通航水流条件试验研究

针对木京枢纽扩建船闸通航条件较为复杂的问题,对其上、下游引航道推荐方案的通航安全性进行试验论证研究。在水工模型试验的基础上,利用自航小尺度船模技术,观测分析船闸上、下游引航道在不同流量下的舵角、航速等通航参数。结果表明,在Q≥3 900 m~3/s时,上、下游引航道均有通航参数超过相应限值,难以保障通航安全。上、下游引航道的航行难点分别在于横流较大的转弯段和导墙末端,且均表现为进闸难度大于出闸难度。综合试验成果进行定量和定性分析,提出船闸最高限制通航流量为3 000 m~3/s,为工程优化设计及后期运行提供了科学可靠的数据基础。     

螺栓连接结构接触面刚度仿真分析

螺栓连接结构中存在很多接触面,接触面的特性是影响结构整体特性的重要因素,因此对螺栓连接结构接触面进行研究具有重要意义。以探究螺栓连接结构接触面刚度为目标,通过建立带防松垫圈的螺栓连接结构,提取特殊接触面间的接触刚度;建立带有实际螺纹结构的螺栓连接结构有限元模型,通过对螺母施加不同的扭矩来模拟螺栓预紧力的变化;采用显式动力学方法对螺栓拧紧过程进行分析,通过预紧力与变形量之间的关系计算不同预紧力下防松垫圈与被连接件这种特殊接触面之间的接触刚度,结果表明接触刚度呈非线性变化。     

多资源约束下船闸施工网络计划的仿真与优化

船闸施工量庞大、涉及资源多、各工序交错复杂,仅凭人脑经验很难站在全局的角度制定科学、精确的施工计划。在多资源约束下,对船闸施工网络计划仿真建模和资源均衡优化方法进行研究。在分析典型船闸施工流程设计和施工空间划分的基础上,建立典型船闸工程施工网络计划仿真模型和多资源约束下船闸施工网络计划"工期固定-资源均衡优化"的数学模型,设计相应的遗传算法,并通过实际工程进行验证。结果表明,此模型和算法可行、有效,解决了多资源限制下的船闸施工网络计划资源均衡优化问题,为船闸施工进度、资源以及成本管理提供科学有力的依据。     

储水式挡水墙在葛洲坝船闸检修中的应用

为服务长江黄金水道、发挥通航效益,船闸须快速检修、缩短因船闸检修的停航时间。在分析葛洲坝船闸大修中黏土围堰挡水现状的基础上,提出一种适用于船闸检修、营造局部干区施工的挡水围堰的浅水域折叠储水式挡水墙。与传统黏土围堰相比,储水式挡水墙搭设效率提升20倍,具有快速简单、挡水效果好、能同时实现挡排水功能、对基础无破坏、运输方便、环保可回收利用等特点;能较好地适应船闸快速检修挡水的需求,提高船闸检修效率和质量,改善施工环境,进一步挖潜船闸通过能力。     

中高水头大型三角闸门实时在线监测技术

针对中高水头三角闸门在运行过程中受力和振动带来的安全性问题,依托引江济汉通航工程龙州垸船闸的三角闸门,采用有限元分析软件ANSYS对其静力特性进行研究,在相应受力最大的位置布置实时在线监测点,利用实时在线监测技术对三角闸门设备性能、运行特性和健康状态实施全过程跟踪和研究。结果表明:对三角闸门主要构件的工作应力、动态特性等开展实时在线监测,是解决闸门结构变形、磨损、振动、缺陷扩展等问题的有效手段,对提高闸门运行安全、保证其功能的正常发挥十分重要。     

基于层次分析法的船闸通过能力影响因素研究

船闸通过能力是船闸工程的重要经济指标,其影响因素非常复杂。基于层次分析法与德尔菲法相结合的综合评价方法,对船闸通过能力影响因素进行系统研究,确定各因素对船闸通过能力影响的权重值。结果表明,对船闸通过能力影响较大的因素有船闸运行水位、船闸级数和线数、闸室有效尺度、各类船舶的尺度、船舶装载系数。研究成果可为类似工程提供参考。     

中高水头枢纽船闸改扩建工程围堰设计技术

根据富春江船闸扩建改造工程,从设计角度对中高水头枢纽船闸改扩建工程围堰的导流标准、总体布置及结构设计进行重点研究。在兼顾防洪、发电、河道变化等需求前提下研究确定围堰枯水期防洪等级,结合船闸水工建筑物布置优化调整围堰总体布置方案,并根据坝下围堰不同区段提出不同结构形式的过水围堰,为类似的中高水头枢纽船闸改扩建工程围堰设计提出新设计理念和思路,为多样性的围堰工程增加新特点。     

新夏港双线船闸双排对拉板桩结构受力特性

为研究新夏港双线船闸闸室中隔墙双排对拉板桩结构的受力特性,利用ABAQUS有限元软件进行双闸室完整建模分析。采用修正剑桥模型模拟两侧闸室土体的同步开挖,对比分析施工期对拉板桩与单锚板桩的结构特性差异。运行期对双排板桩施加水压力,研究中隔墙整体变形特征、桩间土承载变形特性。结果表明:施工完建期,对拉板桩位移远小于单锚板桩,但两者变形相似,弯矩和土压力分布规律一致,且差值极小。运行期,宽矮的中隔墙在向低水侧闸室的侧向位移中,以剪切变形为主。板桩土压力增量与各自承受的净水压分布有关,还受上部连杆传力和低水侧横撑反力的影响。桩间土在传递、扩散侧向压力时,产生侧向压缩,并可分担中隔墙的大部分剪力。中隔墙弯矩主要由两道板桩分担。现有的双排板桩结构简化计算方法,尚无法反映桩间土抗剪的作用,值得进一步研究。     

基于ABAQUS的下闸首结构应力变形三维非线性有限元分析

针对东淝河船闸下闸首结构及受力复杂问题,采用三维非线性有限元ABAQUS软件,分析研究下闸首在不同工况下的位移及应力场。计算结果表明,针对复杂结构采用三维有限元分析软件较以往传统的二维平面计算分析方法更有优势,东淝河船闸下闸首的水平位移和垂直位移均满足规范要求。三维有限元分析结果能比较直观、准确反映下闸首整体强度和位移状况,为评价结构安全性态提供依据。     

绣江复航工程白马枢纽省水船闸三维水力特性数值模拟

建立白马枢纽省水船闸三维紊流数学模型,对船闸充水过程的正常运行工况进行数值模拟,分析水力特性以及船舶系缆力,并与相同水力边界条件下的普通单级方案进行对比分析。结果表明,省水方案较普通单级方案,按下一级阀门提前开启的方式,充水时间有所延长,增幅6.7%;3个流量峰值中,1峰和2峰值降幅分别为30.98%、31.6%,3峰值增幅为15.16%;船舶纵向最大系缆力和横向最大系缆力降幅分别为36.25%、44.18%。船闸的水力特性等各项参数均满足规范及设计要求。