南流江预应力连续梁式渡槽抗震性能

预应力连续梁式渡槽具有整体受力条件好、施工工艺成熟且方便的优势,在实际工程中运用广泛,其具有良好的抗震性能是保证工程安全运行的关键。以采用预应力连续梁式渡槽形式的南流江大渡槽为例,通过Midas-civil分析软件建立有限元模型并施加拟合生成的地震波,对渡槽的抗震性能进行研究。结果表明,在拟合生成的地震波与场地类别、分区特征周期相近的人工地震波E1、E2作用下,南流江大渡槽的顺桥向及横桥向的桥墩强度验算和变形均满足要求,具有安全可靠的抗震性能。

双槽渡槽结构剩余抗震性能拟静力试验研究

为评估大型钢筋混凝土渡槽结构在主震后的剩余抗震性能,以南水北调中线工程某双槽渡槽为原型先进行1/6缩尺振动台试验后,再对渡槽槽身和支架构件分别进行静力和拟静力试验。研究了各构件的破坏模式和剩余抗震能力,同时建立损伤后的有限元模型进行对比验证,并采用能力谱法对渡槽支架结构的剩余抗震性能给予了评估。研究结果表明:主震后槽身试件的破坏模式与以往研究中略有不同;尽管支架试件在主震中产生不同等级震害损伤,在拟静力试验中构件滞回性能、延性系数、承载力衰减、抗侧刚度和耗能性能等参数虽有所差异,但其下降幅度不大且二者损伤发展情况相似;数值模拟结果与试验曲线较为吻合;最后通过能力谱法对渡槽构件的评估说明结构仍具有较好的剩余抗震能力。

渡槽结构运行健康诊断及病损修复关键技术

1研究背景。渡槽工程作为农业灌溉、城乡供水、跨流域调水的关键性水利工程,具有线路长、建设标准低、运行周期长、跨越地区地质情况复杂等特点,在我国供水保障、农业灌溉等方面发挥了重要作用,也是解决我国水资源时空分布不均问题的关键举措。

基于多目标优化的箱梁渡槽结构设计研究

针对箱梁渡槽所受水荷载远大于同等跨径箱梁桥所受汽车荷载导致槽身纵向受力突出的问题,在渡槽结构设计中统筹考虑箱梁纵向应力储备和造价,构建了以截面尺寸、钢筋用量等6个参数为设计变量,以渡槽边缘正应力和造价为目标函数,以槽身挠度、法向应力等9个验算指标为约束条件的多目标优化模型,并基于支持向量机近似模型和NSGA2遗传算法求解多目标优化模型的Pareto最优解集,然后综合专家打分、COWA算子、博弈论综合赋权与TOPSIS法从Pareto最优解集中选出最佳方案。结果表明:与初始方案相比,最佳方案的渡槽边缘正应力储备提高了17.55%,渡槽上部结构总造价降低8.84%;与有限元分析相比,该方法在保持较高计算精度的同时节省了65.42%的计算时间成本。

基于PE-HMM的渡槽结构运行状态评价

随着远距离、高流量、大跨度渡槽工程的不断发展,渡槽运行状态监测与评价日益重要。以广东省罗定市长岗坡渡槽工程为例,基于渡槽泄流振动位移数据,提出一种基于排列熵算法(PE)和隐马尔可夫模型(HMM)的渡槽运行状态评价方法。首先,运用排列熵算法和K-means法提取振动位移数据基本特征,形成HMM模型的观测状态序列。其次,运用HMM算法训练模型参数,以平均误差百分比为指标,筛选出最佳模型参数,并以该参数为初值再次训练得到渡槽运行期隐状态的概率分布。最后,结合渡槽运行期隐状态对应的分值等级及概率值,求得渡槽运行状态期望值,从而量化评价渡槽运行状态。结果表明,基于PE-HMM法的渡槽运行状态评价结果与实地勘察结论一致,可见PE-HMM法能够从渡槽振动位移数据角度出发,真实反映渡槽结构运行状态,具有较高的评判精度与工程指导意义。

胡家湾渡槽拱圈脚手架支撑结构设计

胡家湾渡槽为原址拆除重建工程,槽身采用6跨连拱结构,拱圈支架采用盘扣式钢管脚手架与贝雷梁钢管支架的施工方案。为确保渡槽拱圈脚手架支撑结构设计合理,应对拱圈脚手架稳固性进行计算,基于此,文章对拱圈脚手架稳固性计算的内容、依据、参数,荷载的分类、取值及组合等进行了分析;对盘扣式钢管脚手架、钢管贝雷梁支架、墩身受力等进行了计算。结果证明:设计成果完全符合胡家湾渡槽工程的实际情况,为工程建设的顺利完成并投入运行,起到了有效的保障作用。

基于Revit二次开发的渡槽正向参数化智能建模方法

针对渡槽工程在前期设计阶段单纯依靠Revit软件进行三维翻模,难以与渡槽工程实际建造节奏相匹配的问题,对Revit软件进行定制化开发,提出渡槽正向参数化智能建模方法,包括渡槽正向设计智能管理平台、渡槽构件模型参数化创建和渡槽钢筋参数化建模三部分。该方法的建立实现了对渡槽水力参数、结构参数等的设计与分类管理,简化了繁琐的建模步骤,缩短了设计人员建模时间,提高了设计效率。结合具体渡槽工程实例,对渡槽正向参数化智能建模方法的准确性及实用性进行验证,前期设计阶段的工作效率得到显著提高,为BIM正向设计在水利工程领域进行推广应用提供了新的解决方案。

渡槽单节槽身一次性整体浇筑施工技术

为有效地解决渡槽槽身底板和侧墙分期浇筑而导致的施工缝处渗水以及错台等问题,本文通过研究单节槽身混凝土一次性整体浇筑中的整体模板施工、混凝土浇筑等施工技术,不仅缩短了工期、降低了施工成本,而且提高了槽身混凝土的整体质量,为今后类似结构渡槽工程的施工提供了参考和借鉴。

装配式矩形截面带栏杆整体预制渡槽关键技术研究

结合某项目实际,通过采取装配式矩形截面带栏杆整体预制渡槽结构优化和模具改进等措施,解决了预制渡槽质量大、生产困难等问题,形成装配式矩形截面带栏杆整体预制渡槽生产工艺标准,有效保证了构件质量和工程项目的顺利推进,为类似项目提供参考。

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。

某高架大跨梁式渡槽抗震及隔震分析

滇中引水工程场区具有地震频发、设防烈度高的特点,为保证其渡槽设施在地震下的安全性,以滇中引水工程某高架大跨梁式渡槽为研究对象,分析其抗震性能。通过大型通用有限元分析软件ABAQUS建立了考虑流固耦合作用的单跨渡槽模型,依据场区地质条件选取地震动,对盆式橡胶支座、铅芯橡胶支座及摩擦摆支座渡槽进行弹塑性动力时程分析。结果表明,隔震支座渡槽的槽身最大位移平均比盆式橡胶支座渡槽降低25.5%,最大墩底弯矩平均降低24.3%,隔震性能良好。盆式橡胶支座比隔震支座渡槽的损伤严重,槽身与槽墩的损伤部位分别为槽底支座处、槽壁变截面处及墩底。空槽工况下,铅芯橡胶支座渡槽的最大位移比满槽增加10.4%,最大墩底弯矩降低21.4%;摩擦摆支座最大位移及墩底最大弯矩分别降低20.9%及32.2%。铅芯橡胶支座的隔震周期受上部质量影响大,而摩擦摆支座的隔震周期与上部质量无关,因此摩擦摆支座更适用于渡槽结构。

大型渡槽后张双向预应力施工技术研究

当前渡槽后张双向预应力施工的灌浆方式一般为单向处理,灌浆效率较低,点位承载力不断下降,为此提出大型渡槽后张双向预应力施工技术的研究。本文根据当前的施工需求及标准的变化,先简述工程概况,辅助定位支架及钢绞线安装,计算出张拉应力及伸长量,以此为基础,采用多目标的方式,提升整体的灌浆效率,完成纵向预应力孔道多目标灌浆,最终通过锚头防腐、锚具槽封锚实现施工处理。实例分析结果表明:针对选定的5个测试点位,经过三个阶段的测试,最终得出的点位承载力均可以达到550 kN以上,说明此项技术的实际应用效果明显提升,针对性较强,具有实际的应用价值。

大型渡槽预应力张拉过程模拟与智能张拉方案设计

本文基于云南省滇中地区的董家村渡槽工程,结合该渡槽的结构特点和设计要求,通过采用ANSYS分析软件建立了三维有限元分析模型,遵循张拉准则,使用降温法对渡槽预应力张拉过程进行模拟分析,从而确定张拉方案;同时为了在施工期能够有效控制张拉方案,来提高渡槽的施工效率和工程质量,而对智能张拉方案进行了设计。研究成果可为后续类似大型渡槽在预应力张拉方案设计方面提供参考。

贝雷梁支撑体系在亭子口灌区工程渡槽施工中的应用

随着城市化进程的加快,农业灌溉和城乡生活及工业供水压力不断上升。在此背景下,渡槽成为水利工程中不可缺少的部分,它是一种跨越河流、深谷、道路、山谷等障碍的架空输水建筑物,主要由支撑结构及槽身构成,用于输送渠道水流,解决水资源分配问题,渡槽的设计和施工成果对水资源的开发利用具有重要意义。本文主要以亭子口灌区工程为例,旨在探讨贝雷梁支撑体系在水利工程渡槽施工中的应用,以此为行业人员提供参考。

高大渡槽双端圆弧渐变空心墩施工技术

亭子口灌区一期工程第Ⅲ标项目全渠线地貌起伏较大,坡陡谷深,共设置高大渡槽7座,其支撑体系为双端圆弧渐变空心墩。针对这一特点,笔者以高效模板系统与周转使用的施工技术为研究对象,利用标准段液压爬模系统匹配更换双端半圆模板实现渐变爬升,通过若干个相邻槽墩组合成有限单元,在各单元间组织先高后低周转使用液压爬模系统进行流水作业的过程。该施工技术在桐子坝渡槽槽墩施工中得到了成功的应用,取得了较好的效果。

基于模糊层次分析法的在役钢筋混凝土渡槽安全评价研究

在役钢筋混凝土渡槽建成后会受到多方面的影响,如氧化、气温、环境等方面的影响会导致结构老化,影响结构性能,使得结构的安全性达不到日常使用的标准,从而影响结构的正常运行。为确保结构的安全性能,采用模糊层次分析法构建渡槽安全模型,结合工程实际并根据专家的结论得到隶属度矩阵并确定各个指标的权重,最后经过计算得到渡槽的安全状态隶属度占比并进行综合评价,对在役钢筋混凝土渡槽的安全性进行评估。结果表明,渡槽的安全状态属C类,即不安全状态,此结果与专家的评价结果一致,由此可得模糊层次分析法在渡槽安全性能评价方面具有可行性。

亭子口灌区一期工程渡槽水力学试验

亭子口灌区一期工程总干渠共有渡槽21座,全长12.05 k m,设计流量41.2~76.2 m^(3)/s,槽宽5.9~7.5 m,其综合规模居国内前列。为验证渡槽过流能力、水头损失和水面衔接状态采用模型试验与数值模拟相结合的方法对粟家庙渡槽的水流运动特性进行了研究。结果表明:模型试验成果与数值模拟结果基本吻合,在设计流量48.35 m^(3)/s时,U形断面的垂线平均流速水工模型为2.01~2.07 m/s、数值模型为1.94~2.06 m/s与渡槽段设计断面平均流速2.01 m/s基本相当,渡槽过流能力满足要求。渡槽与明渠过渡段内,进口断面与出口断面的动能修正系数分别为1.063、1.048和1.066和1.059,过渡段水头损失系数分别为0.40和0.39,转弯段和出口连接段水流衔接良好,设计满足要求。

基于混凝土碳化与有限元的渡槽时变可靠度分析

提出一种基于有限元的渡槽碳化时变可靠度分析方法。首先,利用Midas Civil软件建立钢筋混凝土渡槽的三维有限元模型,结合混凝土碳化深度预测模型构建渡槽时变功能函数。接着,将点估计法与结构有限元分析相结合,求解考虑混凝土碳化功能函数随机变量的前4阶矩。然后,通过双幂变换和JarqueBera检验,将原有功能函数转化为近似正态分布,采用高阶无迹变换(HUT)估计转化后功能函数的前4阶矩,进而计算混凝土碳化的渡槽时变可靠指标。最后,将计算所得时变可靠指标结果与4阶矩法和Monte Carlo模拟(MCS)结果进行比较分析。研究结果表明:本文提出的方法能够有效解决4阶矩法在高可靠指标计算时误差较大的问题,并且与MCS结果相比,本文所提方法具有效率高、精度高等特点。

大型渡槽动水压力离心模型试验研究

以引江济淮工程淠河总干渠渡槽为参考研究对象,采用离心机振动台对刚性渡槽在简谐荷载激励下的动水压力进行了试验研究,并将试验结果与常用的简化模型的计算结果进行了对比分析。试验结果表明:动水压力与加速度幅值呈线性相关,与加载频率、水深呈非线性相关;离心模型试验可以准确的模拟动水压力及流固耦合作用,可以为水弹性问题的研究提供新的分析方法。

砂浆流失下长期服役砌石渡槽稳定性规律研究

以某砌石渡槽结构为对象,通过开展现场检测分析,揭示结构病害规律,针对砌石结构中的砌石离散的特点,提出以不连续块体理论开展砌石渡槽研究,揭示了砂浆流失对结构安全的影响。结果表明:(1)长期服下砌石渡槽的结构性主控致灾病害为拱圈砂浆流失;(2)砂浆流失位置和程度是关键参数,拱顶处砂浆流失致危程度最高,其次是拱肩和基础,砂浆集中流失比分散性流失更危险;(3)砂浆脱落造成的砌体结构失稳的物理机制,是由于砌石“物理性咬合度下降”影响,而非砂浆参数、砌石断裂或错动;(4)长期服役下砌石渡槽加固延寿措施应以阻断砂浆物理性流失和加强砌石咬合度为原则。研究成果对长期服役砌石渡槽的检测与安全鉴定、带病运行的砌石渡槽除险加固具有重要意义。