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。     

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。     

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。     

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。     

桂平二线船闸输水系统与闸室墙结构方案研究

桂平航运枢纽二线船闸设计水头为10.5m,输水系统类型为侧墙长廊道短支孔分散输水系统。船闸区上覆地层为第四系冲积的粘土,闸首闸室基础均置于石灰岩地基上,岩石完整性相对较好,因此具备采用衡重式或混合衬砌式闸室墙结构的条件。经充分比较,采用闸底长廊道输水系统、混合衬砌式闸室墙结构的方案,船闸充、泄水时间均可控制在10min以内,闸室内泊稳条件良好,达到了优化方案节省开挖量和混凝土工程量的目的。     

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。     

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.     

株洲航电枢纽船闸混凝土施工模板工艺

介绍株洲航电枢纽千吨级船闸工程闸首、闸室墙混凝土施工采用的多卡悬臂式大模板、空箱混凝土施工采用的液压滑动式模板、廊道混凝土施工采用的组合式整体钢模板的制作、安装、质量控制,总结株洲船闸混凝土施工在模板方面的成功经验.     

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。     

犍为船闸安全监测与施工

针对大口门船闸施工期安全问题，依托岷江犍为船闸，对船闸上下引航道、上下闸首及闸室各部位的沉降和位移、墙后土压力、基底压力、墙底渗透压力、关键部位的混凝土和钢筋应力、应变进行监测。结果表明，船闸土压力测值变化主要受上部混凝土浇筑及墙后回填土压力影响，应变计组的各测点测值初期主要受混凝土水化热影响，后期主要受周围混凝土浇筑影响，钢筋计的各测点测值主要受上部混凝土施工应力变化影响。船闸施工过程中应合理安排混凝土浇筑时间，控制混凝土水化热。     

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。     

犍为船闸重力式闸墙施工期挡水工程措施

岷江犍为航电枢纽施工任务重、时间紧。为缩短施工工期、节省围堰的施工投资、满足枢纽工程整体进度计划及施工期通航要求,需拆除二期二段围堰,并在汛期利用船闸外侧重力式闸墙挡水继续施工。针对汛期利用船闸外闸墙挡水时结构的安全稳定问题,通过对不同挡水部位结构进行复核计算,提出相应的工程措施,满足结构安全稳定要求,确保犍为船闸施工工期并节省工程投资。     

过闸船舶撞击力研究

通过现场试验对过闸船舶的撞击力开展研究.研究结果表明,过闸船舶撞击力峰值与撞击速度成正比;根据JTJ 307-2001<船闸水工建筑物设计规范>公式得到的船舶撞击力,远小于船舶对闸墙碰撞过程产生的动力峰值,以此设计的墙身混凝土强度往往不能满足碰撞抗裂要求.     

船闸闸墙长廊道侧支孔水动力研究

闸墙长廊道侧支孔输水系统广泛应用于中水头船闸,研究支孔出流特性对改善闸室水流条件具有重要意义。建立了船闸闸墙长廊道侧支孔整体输水系统三维紊流数学模型,采用动网格技术及用户自定义二次开发(UDF)模拟平面输水阀门开启过程,利用物模实测的闸室水位、输水流量验证数学模型,分析船闸灌水过程中侧支孔流态、流速及流量分配随输水时间的动态变化规律。研究表明:侧支孔的流速、流量、射流长度随输水时间呈先增大后减小的趋势,上下游支孔间的流速差异呈现先减小后增大的趋势。     

进水口形式对闸墙长廊道船闸输水系统影响的数值模拟

船闸进水口水流条件关系到输水系统的输水效率、船舶停泊安全,因此进水口的形式布置是船闸水力设计和模型试验的重要内容之一。针对两种常见的进水口布置形式,结合某船闸输水系统的具体条件,采用数值模拟的方法,从输水水力特性、水流流态方面对比分析了这两种进水口布置形式对于输水系统的影响,研究结果表明：对于闸墙长廊道船闸输水系统,相对于进水口外侧导墙拉直,进水口外侧导墙斜拉的工程措施在控制惯性超高和闸室水面最大上升速度、增强进水支孔流量过程稳定性、改善进水口水流流态方面更具优势。研究成果可为船闸输水系统进水口布置提供技术参考。     

在役船闸增设导航墙结构及施工方案

针对在役船闸因采用同步移泊方式提升运行效率而需要增加或延长导航墙的问题,介绍在役船闸增设2种导航墙结构与其施工方案。以葛洲坝2#船闸和三峡船闸为例,对在役船闸增设2种导航墙结构及其施工流程进行详细阐述。结果表明,对比于传统导航墙结构与施工方式,这2种导航墙结构与其施工方案能够满足运行需求,同时有效减少工期且不影响施工期船舶通航,为大多数在役船闸增设导航墙提供对自身运行影响更小的结构。     

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。     

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。     

船闸引航道隔流墙物理模型试验优化研究

引航道通航水流条件是航运安全的关键,为研究不同形式隔流墙整流效果,依托浯溪枢纽二线船闸工程,建立定床物理模型通过测量表面流速分布评价船闸通航水流条件,系统地对比研究全实体形式隔流墙、实体与多型透空隔流墙组合、排桩整流等方案的整流效果,并提出排桩与桩基插板隔流墙组合方案。结果表明：延长隔流墙长度可以降低横、纵向流速,有效改善引航道水流条件;合理布置浮式隔流结构可以满足引航道水流条件,整流效果优于全实体隔流墙;排桩方案的整流效果较佳;排桩与桩基插板隔流墙组合方案综合浮式隔流结构、排桩整流技术的优势,在保障整流效果的同时降低了工程造价。     

闸墙长廊道侧支孔船闸阀门运行方式优化试验研究

船闸阀门开启时间对闸室通航效率、输水廊道压力和闸室停泊条件等产生影响,针对阀门运行方式优化问题,采用物理模型试验对船闸进水口水位、阀门段输水廊道压力特性、闸室和下引航道内船舶系缆力等水力特性进行分析,结果表明：闸室和下引航道内前横、后横和纵向3个方向的船舶系缆力均随阀门开启时间增大而减小,且纵向船舶系缆力大于横向船舶系缆力。随着阀门开启时间增加,充水时阀门段输水廊道压力先减小后增大,泄水时则逐渐增大。综合考虑当阀门开启时间为6 min时船闸整体运行效果较好,该成果可为实际船闸运行提供技术支撑。