考虑突发事件的三峡闸室编排多阶段动态优化调度

文中以平均船闸闸室浪费率、船舶平均待闸时间和鲁棒性最小为目标函数,建立了突发事件下的三峡闸室编排多阶段动态优化调度模型和算法.结果表明:本研究提升了对突发事件的智能响应,减少了人工干预,提高了船舶过闸效率.

完全预约模式下船闸通航调度方法分析

针对现有部分船闸通航效率不高,通航拥堵严重等问题,以完全预约模式下船闸通航调度方法为研究对象,考虑闸室有效面积利用率最大和平均预约延误时间最小,在BL算法的基础上,建立了基于人工蜂群算法的船闸通航调度模型。选取三峡双线五级船闸的过闸船舶数据,通过与原始人工编排、BL算法编排结果进行比较,发现人工蜂群算法性能稳定,能显著提高闸室面积利用率,且平均利用率大于80%。此外,在平均预约延误时间方面有明显的降低效果。

检修期三峡-葛洲坝枢纽船舶过闸调度建模与优化

为解决三峡-葛洲坝枢纽船闸检修期船舶待闸时间过长、通过效率低等问题,根据检修期三峡-葛洲坝枢纽调度要求,建立船闸检修期三峡-葛洲坝枢纽船舶过闸调度模型,将船舶过闸调度问题分解为闸室编排、船闸分配、时间表优化3个子问题。根据模型特性,分别构建Bottom-Left算法、考虑通航均衡的闸次分配算法和基于自适应秃鹰搜索的时间表优化算法对子问题依次进行求解。在检修期船舶过闸调度问题中,根据待闸船舶拥堵情况分为动态调度与静态调度两类场景进行分析。最后,以三峡-葛洲坝梯级枢纽通航的实际历史数据为例,将改进前后秃鹰搜索算法的优化结果进行比较。结果显示,一个调度周期内,船舶平均待闸时间可减少3 h左右,平均闸室面积利用率可达75%以上,船舶通过量可提升6艘。

引江济淮东淝河船闸施工技术

针对引江济淮东淝河船闸四面临水、建设条件复杂、船闸闸室墙一次成型等问题,进行水文与地质情况分析,并进行降水井的试验井对比试验,确定了深基坑降水方案与监测方法。结合已有船闸闸室墙钢筋安装和人字门安装方法,分析其存在的问题,提出船闸闸室墙钢筋整体预制与安装、人字门精细制作与精确定位等施工技术。研究成果保证东淝河复线船闸得以顺利建成,提升了船闸建设安全与质量,闸室墙钢筋预制安装工艺在船闸闸室墙工程的应用进一步丰富和提升了改扩建船闸施工的方法和品质。

基于修正摩尔库仑本构预留宽缝对闸室底板内力影响的研究

随着船舶大型化和标准化,适应水头大、闸墙高的整体式闸室得到广泛应用。基于修正摩尔库仑本构探究预留宽缝对整体式闸室底板内力的影响,以关桥船闸为例,利用Midas GTS NX对闸室内力进行有限元分析。计算结果表明:1)修正摩尔库仑本构较Drucker-Prager本构在描述土体变形方面更具有优势;2)较无宽缝,预留宽缝可明显降低底板跨中负弯矩;3)合缝时间越晚,底板的最大负弯矩越小;4)综合考虑底板内力和闸墙稳定性,当墙后回填至高程35.5 m时,关桥船闸闸室底板应进行宽缝合缝;5)完建期和运行期,预留宽缝的闸室底板最大正、负弯矩分别发生在完建工况和检修工况,基底最大、最小应力分别发生在高水运用工况和检修工况。

船闸输水系统研究及闸室消能工优化的三维数值模拟

针对木京34 m宽船闸原方案下闸室泊稳条件较差的问题,采用数值模拟的方法,进行船闸输水系统灌水的数学模型试验,研究闸室不同消能工布置形式下的水流条件和停泊条件,揭示此类输水系统闸室输水特性。结果表明,在整个输水过程内,相较于采用1道消力槛消能工形式布置的原方案,采用“明沟+消力槛”的优化方案能够使闸室内水流流速更缓、水体表面紊动强度更弱、水面最大纵比降也更小,闸室泊稳条件得以改善。

某大型水电站导流洞进口闸室结构三维有限元分析

某大型水电站导流洞进口闸室结构为一个典型的三维受力结构,特别是封堵期作用于闸门上的最大水头达到120m,水推力大。为了保证导流洞进水口闸室结构在复杂受力情况下的安全可靠性,建立闸室整体有限元模型,并参考类似工程相关计算,主要对该导流洞进口闸室结构在完建期、运行期和封堵期3种工况进行三维计算分析。

基于ABAQUS的水闸闸室结构三维有限元分析

为研究某水闸运行多年后的实际状态,采用ABAQUS分析软件建立了由闸底板、闸墩及桩基础等部分组成的水闸闸室三维有限元计算模型,并对水闸闸室不同工况下的应力及变形进行了计算分析。研究表明:在不同工况荷载作用下,水闸底板和闸墩的应力均小于混凝土设计标准值,中墩变形量大于边墩,但各向位移均小于3cm;桩基础顶水平位移大于两侧边墩,最大值为0.414mm,两项结果均能满足规范及设计要求。本案例分析为确定类似水闸闸室结构的安全分析提供了新的方法。

基于航道-船闸系统模型的内河多线船闸调度优化仿真

为了缓解船舶过闸需求和船闸服务能力之间的矛盾,以内河多线船闸为研究对象,利用元胞自动机原理建立了包括顺直段和弯曲段的航道船舶交通流模型,在考虑闸室分配规则、BL排样算法和多闸室并行调度规则的基础上建立了多线船闸调度优化仿真模型,并利用内河航运系统船舶交通组织方法,将船闸与航道两个子模型看成系统模型中的节点和通道,建立了船闸-航道一体的多线船闸系统调度优化模型。以长洲水利枢纽四线船闸为研究对象,根据建立的船舶交通流模型和多线船闸系统调度优化仿真模型对航道船舶交通流时空分布特性、船闸调度优化指标等进行了仿真分析。试验结果表明:船舶上下行平均延误较实际分别降低了10.3%、8.8%,上下行闸室利用率分别提高了7.4%、7.1%。

带卸荷板的整体式闸室结构抗浮稳定性研究

带卸荷板的整体式闸室作为一种新型水工结构,其检修期抗浮稳定性是结构设计的关键问题。依托工程实例,基于加载系数法,建立不带卸荷板的整体式闸室结构抗浮稳定性数值分析模型,与依据规范计算的结果进行对比,验证其可靠性;将该方法用于带卸荷板的整体式闸室结构抗浮稳定性分析,结果表明卸荷板设置在墙后排水管安装高程附近对提高结构抗浮稳定性有显著效果;根据分析结果,提出了适用于该结构的抗浮稳定安全系数计算方法,并论证了方法的可行性。

闸室墙移动模架低坍落度混凝土整体现浇施工工艺

结合京杭运河杭州八堡船闸闸室墙施工的特点,研制了闸室墙整体浇筑移动模架及皮带机输料系统。高大闸室墙通过移动模架整体支立定型钢模板,结合皮带机输料系统浇筑低坍落度混凝土工艺,实现一次性整体浇筑,避免了分层缝渗水、错台等缺陷,有效地解决了大体积混凝土采用常规泵送工艺坍落度大易形成裂缝的问题,提高了施工工效及闸室墙内在和外观质量。

基于水力计算和闸室结构分析的水闸除险加固研究

以惠济河上游群力闸节制闸为例,对水闸现状进行分析,提出初步的除险加固方案;基于水力计算、闸室结构、受力分析,研究除险加固的具体设计细节;利用Ansys Workbench软件,对除险加固后的水闸进行分析,验证除险加固方案的有效性,提升水闸安全性。研究成果可为水闸的除险加固提供思路和指导,对水利枢纽的安全运行具有积极意义。

卸荷板对整体式闸室底板内力的影响分析

针对整体式闸室底板弯矩较大的问题,研究闸墙上设置卸荷板对闸室底板内力的影响。采用三维非线性有限元分析方法,得出结论:1)闸墙设置卸荷板将使得边墩处底板上表面压应力、下表面拉应力减小,跨中处上表面拉应力增加,边墩处底板沉降增加。2)相对于卸荷板相对高度,卸荷板悬臂长度对底板弯矩将产生更大的影响。3)在工程设计时将卸荷板设置在1/3~1/2闸室墙高,且位于排水管水位以下、卸荷板悬臂长度设置在0.10~0.15倍闸室墙高度时,底板受力状况较好。本卸荷板设计的闸室底板受力情况较佳,可为类似工程的闸室高宽比及地基土质提供参考。

基于低碳理念的船闸闸室结构选型

针对船闸闸室结构形式对碳排放的影响问题,建立船闸建设期的碳排放计算模型,计算并分析其在建筑材料生产、运输和施工3个阶段的碳排放量。得出结论:闸室结构选型时宜优选钢筋混凝土结构,墙体较高且两侧均有回填时优选整体式结构并优选低碳混凝土材料。

地基建模深度对闸室稳定评价结果的影响

闸室是水闸工程的主体,对闸室稳定性进行科学评价是发挥水闸功能和效益的重要保障。文中以具体工程为依托,探讨了利用有限元法进行闸室安全稳定评价计算过程中地基建模深度对闸室稳定评价结果的影响,以便为相关研究和工程计算提供有益的借鉴和参考。

船闸通过能力主要影响因素

分析了苏北运河部分船闸的通过能力及其主要影响因素,结果发现2001年施桥船闸单驳和单船的平均吨位分别为228t和168t,主要分别集中于100～300t和50～300t,而船队和单船的闸室有效面积利用率主要分别集中于0 4～0 7和0 6～0 7,这说明船型、吨位以及闸室有效面积利用率确定的一次过闸吨位对于船闸通过能力的影响最大。

考虑船闸闸室宽度影响的横向渗流阻力系数法

为在船闸闸室的二维横向渗流计算中考虑闸室宽度的影响,基于改进阻力系数法,建立了考虑出流宽度的阻力系数局部计算模型。改变地基深度与防渗深度、出流宽度的比值,运用ABAQUS软件计算渗透量,确定流量系数、阻力系数及分配系数,绘制各系数图表。结果表明,闸室宽度越窄、防渗深度越深,对横向出流宽度的影响愈显著。对于等级较低、闸室宽度较小、水头较大的船闸,应充分考虑闸室宽度的影响,防止低估出口段坡降值而不利于渗流稳定性。

闸室船舶组合优化动态模型

基于心理学理论,对待闸船舶提出了极限等待时间的概念.提出将船舶按照特大型、大型、中型、小型设立排队队列,并基于0-1规划建立闸室船舶组合优化动态模型.以泰州船闸某一天上行过闸为例,应用闸室船舶组合优化动态模型对其进行优化调度.结果表明,优化后总闸次数、平均每闸吨位、船舶平均待闸时间、平均闸室利用率等指标比优化前均有了不同程度的改善.

蒙特卡罗法在水闸闸室可靠度分析中的应用

针对闸室可靠度分析采用蒙特卡罗法进行数值模拟,结果表明对于闸室抗滑稳定功能函数,不同变量的均值、变异系数、分布类型对其可靠度指标有不同的影响。

船闸闸室-地基相互作用体系地震动力特性三维数值分析

目的研究船闸闸室体系动力受力变形特性,分析其地震作用下船闸闸室结构-地基相互作用体系的动力响应特性,评价其抗震性能.方法采用子空间迭代法提取船闸闸室体系自然频率与振型,采用考虑几何非线性的Newmark隐式积分法求解船闸闸室动力体系方程,针对横向和竖向地震力作用下船闸闸室相互作用体系分别进行振型分解反应谱和动力时程分析.结果 3组水平地震波作用下,船闸闸室体系闸墙横向水平位移最大幅值为42.5 mm,最大拉应力为1.39 MPa.结论船闸闸室体系弹性动力时程分析与地震反应谱计算结果幅值水平相近,地震反应谱分析结果及进一步动力时程分析,船闸结构满足抗震规范要求.