南宁五化灌区马兰渡槽设计方案变更分析

根据全国最新“三区三线”划定成果,对原南宁市五化灌区马兰渡槽设计方案进行了变更。通过将原马兰渡槽设计方案与最新“三区三线”划定成果进行比较,提出了原址倒虹吸、原址渡槽两个设计变更方案。随后,从工程占地、地质条件、结构布置、施工运维等方面分析了各设计变更方案的优缺点,综合比选确定原址倒虹吸方案为最优设计方案。

高雷诺数下倒虹吸闸墩绕流水力特性

为研究倒虹吸出口闸墩绕流特性,以南水北调某典型倒虹吸为例,基于Flow3D软件建立倒虹吸模型,根据现场原型实测水位、流速进行模型验证;利用该模型模拟了雷诺数6.17×10^(6)~9.38×10^(6)范围下闸墩绕流特性。结果表明,高雷诺数条件下,随着雷诺数的增加,闸墩绕流造成的液面波动幅度增加,中墩液面波动显著大于边墩;闸墩后的尾涡量持续增加,雷诺数对斯特劳哈尔数影响不大;边侧闸墩受力的非对称性明显,边墩闸室间特征流速偏流比存在先增大再减小的变化规律,偏流效应造成的离心距不断增加。本研究可针对性改善输水工程水流流态。

基于双向流固耦合的倒虹吸管道水击压力波与拱式桥架组合结构动力响应分析

在大跨度倒虹吸管道中有压闸阀关闭时通常伴随着水击现象,当水击发生时,流体与固体的耦合作用同时存在。为研究发生水击时,不同关阀时间下的压力波与考虑耦合作用时结构的动力响应情况,以大跨度倒虹吸管道与拱式桥架结构为研究对象,进行整体水力计算,基于流固耦合分析理论,将整体水力模型计算得到的水击压力波作为流体部分加载条件,在workbench平台上进行双向流固耦合分析求解桥架结构的位移、内力及应力动力响应结果。结果表明:不同关阀时间工况下,水击压力波曲线的变化趋势大致相同,结构各监测点的位移时程曲线同水击压力波曲线规律基本吻合;阀门匀速关闭时,增加闸阀的关闭时间可以作为降低倒虹吸管道水击压强的有效措施;水击力对桥架管道的影响最大,盖梁次之,拱圈最小,结构以发生顺桥向动力响应为主。

大流量倒虹吸水力特性研究

为保证大流量倒虹吸能够安全稳定的输水,采用流体动力学软件(CFD)对某工程三维数学模型进行数值模拟,并结合物理模型试验,分析了倒虹吸充水过程中水流变化特点和稳定后的水力特性。结果表明,倒虹吸水流流速最大位置位于管道下坡段,压强最大位置位于管道水平段;充水过程中,倒虹吸边部管道内水流流速较中部水流大8%左右;在水流稳定后倒虹吸下游闸室后存在卡门涡街现象,造成水流流态紊乱,导致下游水面震荡,需要对下游闸墩进行延长或进行墩头结构优化,以减轻涡街强度和水面震荡的影响。

管桥支承环结构型式有限元优化设计研究

某工程倒虹吸河床段为管桥,长212.4m,跨度20m,钢管内径3.5m。钢管自身承重,明管采用支承环结构将管道荷载传递至下部墩柱。为了确保支承环的应力满足规范要求、受力分布均匀以及管桥上、下部结构布置合理,运用有限元分析方法建立管桥整体模型,对支承环体型进行优化设计。通过对支承环厚度敏感性及局部调整体型的计算分析,明确控制工况下的应力分布规律。最终确定较优的支承环体型,为管桥的合理设计提供依据。

基于优选地震强度参数的地下倒虹吸结构易损性分析

对水工建筑进行地震易损性分析是研究其抗震性能的有效途径。相比渡槽、大坝等地上水工结构,地下倒虹吸结构的地震易损性研究相对较少。为此,以滇中引水下庄地下倒虹吸结构为研究对象,选取16个标量地震动强度参数,使用IDA法对地下倒虹吸结构开展了土体-结构动力非线性有限元分析。以有效性、实用性、效益性和相关性这4个参数作为评价指标,优选标量IM构建矢量IMs;利用遗传算法(Genetic algorithms,GA)优化多层前馈(Back propagation,BP)神经网络建立了GA-BP神经网络,以优选矢量IMs作为输入进行训练,通过训练后的神经网络建立了地下倒虹吸结构的易损性曲面。研究结果表明:优选构建的矢量IMs能够更好地反映地下倒虹吸结构的抗震性能,可以降低地震易损性分析70%的计算成本。

浅谈小清河复航工程倒虹吸施工工艺及控制要点

现如今大部分项目受征地拆迁影响,很难按照约定工期或制定的工艺进行施工,为了有效解决不利因素的影响,根据施工现场的实际情况,倒虹工程采用钢管桩围堰代替土石围堰截导流,不仅解决了征地问题,同时钢管桩也可重复利用。另外,节约施工成本的同时,也可大幅度地压缩工期。此方法的成功应用,可为类似项目提供提供科学的依据和可行的技术支持。

大型灌区渡槽选型及结构设计方案研究

李家岸灌区位于山东省德州市东部,是山东省第三大灌区,灌区不仅需向齐河、临邑、陵城、乐陵、庆云、宁津6个县提供灌溉、生活和工业用水,同时还有引黄济冀等跨流域供水任务。该灌区的渡槽选型、结构方案将会决定工程投资、工程安全。因此,在进行工程布置时,需结合实际情况对渡槽的型式和结构进行对比分析。基于此,文章对李家岸灌区渡槽工程结构型式进行了对比分析,计算了槽身断面尺寸、进出口渐变段长度、水头损失等水力参数,对槽身结构、盖梁、槽身止水等进行了设计,以期为大型渡槽工程选型及结构设计提供参考。

浅谈定向钻在倒虹吸非开挖施工中的应用

定向钻是一种常见的地下管道施工方式之一,在水利工程管道施工中采用定向钻非开挖施工技术代替了传统的土方开挖施工技术。其主要用于穿越道路、河流、建筑物等PE材质的供水管道施工。通过对倒虹吸的结构设计及地质情况进行分析,探讨了定向钻在倒虹吸大管径钢管材质黄土陡坡施工中的应用,并对其优缺点进行了分析。结果表明,定向钻在倒虹吸应用中可以提高施工效率和缩短施工工期,减少开挖带来的征地费用投资,同时还能够降低倒虹吸施工成本和避免原地貌植被破坏的效果。

浅析引洮工程倒虹吸管道管槽施工技术要点

管槽施工是倒虹吸工程中的基础,其施工质量影响整个工程质量。在施工过程中,既需保证其安全、稳定、高效,还需要综合考虑环保、排水等因素。结合引洮供水二期工程施工第63标段实际案例,根据其工程所包括的4座倒虹吸的各自地形和地质条件等因素,综合考虑倒虹吸管槽的开挖和基础处理施工工艺。结论是:在管槽施工过程中,应根据地形地貌、所在地的水文特征、地质情况、工程占地等施工条件,合理规划管槽开挖方案,重点做好原土翻夯和水泥土垫层施工,确保管槽基础处理质量。

宾川大型灌区现代化改造中地质问题渠段倒虹吸改造方案优化设计

宾川大型灌区经过多年的建设和发展,卡脖子节点工程改造的难点和痛点日益增加,修修补补已不能满足现代化灌区发展的需求,需要从思想上转变从而选择合适的改造方案方能达到一劳永逸的效果。针对宾海大沟骨干输水渠道地质问题渠段,对原渠线渠道改造和改线新建倒虹吸两种方案从多方面进行综合比较分析,并结合工程的地质条件,对倒虹吸进行优化设计,提供现代化改造卡脖子工程最适合的改造方案,可为类似工程提供借鉴。

浅埋式倒虹管河床段防护处理技术

渠系倒虹管目前在我国已经应用较为广泛,并取得了良好的运行效果。当受到地形、地质条件等限制情况,倒虹管跨越深覆盖层河床需采用地面浅埋形式时,倒虹管修建过程中对河床表面会造成不可避免的扰动,降低河床表面的抗冲刷能力,产生河道下切等问题。文章以红鱼洞水库及灌区工程白四倒虹管修建后河床段出现的水毁问题为例,结合现场实际情况,通过方案比选,采用了一种下游消力池及护坦结合上游防冲斜墙共同发挥消能防冲作用的防护结构设计,有效解决了浅埋式倒虹管河床段水毁及河道下切冲刷问题,为浅埋式倒虹管河床段防护处理提供了工程技术经验。

倒虹吸非线性有限元分析

结合南水北调中线工程河南段某大型倒虹吸结构,运用有限元软件ANSYS,采用整体式配筋模型,对结构管身几种不同特殊工况进行非线性有限元受力情况进行分析。分析结果表明:当压实回填后结构内无水和停水检修时对结构最不利,最不利位置发生在结构跨中内侧,在设计和施工中应采取有效措施。

倒虹吸水力特性研究进展

倒虹吸是一种工程量小、施工方便、造价成本低的交叉输水建筑物,在我国输水工程中有广泛的应用。通过查阅国内外倒虹吸水力特性研究资料,介绍了倒虹吸的基本构造和布置形式,同时分析了倒虹吸水力特性的研究意义,并根据倒虹吸水力特性的不同研究方法对国内外学者的研究成果展开了分析。大量研究表明:倒虹吸的基本水流流态和水头损失的计算方法在大型倒虹吸研究中存在部分局限性,复杂条件下倒虹吸的水力特性仍需要深入研究;现有研究中大流量倒虹吸水力特性成果十分有限,未来该方面的研究将会是重点;目前多研究方法互相验证是研究倒虹吸复杂条件下水力特性的主要手段之一;已建成倒虹吸的维护与修缮技术也需要关注。在满足工程实况需求与学科发展需要的前提下,可以认为未来倒虹吸的研究将主要集中于复杂条件下大流量倒虹吸研究和倒虹吸与计算机多学科交叉研究,以期为后续倒虹吸水力特性的研究提供一定的借鉴。

驮英灌区东干渠输水工程PCCP水压试验的方法

在长距离倒虹吸工程预应力钢筒混凝土管安装施工完成后,需对管道进行水压试验,以检验施工安装质量,确保满足管道在后续运行中的使用功能。笔者以广西驮英灌区东干渠输水工程东门倒虹吸为例,对长距离大口径预应力钢筒混凝土管水压试验段划分、分段处堵板和后背设计以及试验压力确定进行论述,详细阐述分段水压试验方法和步骤。试验结果满足规范及设计要求,并有效地检验管道安装质量,为以后类似工程积累经验,具有一定的参考价值。

浅谈倒虹吸管线中球墨铸铁管的应用

当管线必须跨越河流、山涧、建筑物、公路、铁道等障碍物时,通常采用倒虹吸的方式。大孔径球墨铸铁管由于其质量相对较轻,安装简单、使用寿命长等优点,越来越广泛地运用于倒虹管中。文章从倒虹吸管材选用的设计使用要点、球墨铸铁管应用优势、后期施工安装的注意事项等方面简单介绍了球墨铸铁管应用于倒虹吸管线中的设计使用事项,供相关类似工程管材选用参考。

大跨度大断面拱式倒虹吸桥架的地震响应分析

倒虹吸桥架由于倒虹吸管道内水体质量的影响,而有“头重脚轻”的受力特点,同时多管式倒虹吸桥架也会出现水体偏载的运营工况,在地震荷载作用下,从而导致桥架结构在地震波加速度的影响下会产生较大的位移,对结构受力非常不利,严重时会导致混凝土结构开裂、破坏,因此分析其在地震作用下的动力响应至关重要。本文以滇中引水工程中的小鱼坝倒虹吸桥架为例,使用Ansys软件建立通过Westergard附加质量法考虑流固耦合的有限元模型,研究其地震作用下的动力特性。结果表明,倒虹吸桥架结构由于跨径较大,其横向刚度和顺桥向的扭转刚度较小,地震作用时桥架结构跨中横向和竖向动力响应均较大,不利于抗震,并得出拱脚、1/4截面、排架底部等下部支承结构受力最不利。对于多管倒虹吸桥架结构的抗震计算,可直接采用最大设计流量工况,而不用考虑水体偏载时的工况,地震作用下的动力响应还由管内水体总质量占主导,水体偏载效应是影响桥架结构地震动响应的次要因素。

倒虹吸暗挖施工引起地下管线沉降的数值模拟分析

倒虹吸暗挖施工会引起地下管线沉降,过大的沉降会对周围的建筑、道路、行人及工程本身造成危害。为了预估暗挖施工引起地下管线沉降量、保证开挖时地下管线及工程的安全,文章采用有限元数值模拟分析软件(Midas/GTS)建立倒虹吸暗挖施工对管线影响的数值模型,得到了不同土层、采用不同支护形式下的地下管线沉降量。分析结果可为实际工作中类似工程提供参考。

倒虹吸施工期温控防裂问题探讨

为探索倒虹吸水工建筑物大体积混凝土温度应力变化趋势及温控防裂措施的有效性,以上饶市城市防洪三江导托渠改扩建渠道穿渠倒虹吸工程为例,以双孔单联直管段为计算模型,并确定出倒虹吸结构模型特征位置,拟定出两种工况,分别对混凝土入仓温度、表面保温措施、浇筑季节等因素影响混凝土内部应力分布问题展开模拟分析。结果表明,大体积水工混凝土浇筑后硬化期间会释放大量水化热,内部温升加速,并在表面引起拉应力;分析温度应力、温控防裂措施是保证倒虹吸水工结构物施工安全及质量控制效果的关键。

倒虹吸工程钢管制作安装施工技术分析

倒虹吸工程所用的钢管是通过焊接钢板得到的,具有强度大、糙率小、不透水性好、水头损失小等优势。但是倒虹吸钢管也有很多的缺点,例如刚度小、耐久性差、防锈费用高,并且,倒虹吸钢管对制造技术的要求特别高。基于此,为了保证倒虹吸工程中钢管的良好使用,文章以某倒虹吸工程为例,对倒虹吸工程中钢管的制作和安装施工技术进行了分析。