基于基础隔震理念的转体斜拉桥抗震性能研究

为研究基础隔震体系对转体斜拉桥抗震性能的影响,以新建福厦客运专线太城溪特大桥为工程背景,建立全桥动力模型,进行非线性时程分析。选取7组地震波与5组曲面摩擦摆支座基础隔震方案,对比分析基础隔震转体斜拉桥的抗震性能。结果表明:采用基础隔震体系后,转体斜拉桥的自振周期增大,整体刚度与地震响应显著降低;曲面摩擦摆支座对结构变形的影响较小,但会使内力大幅降低,可作为该转体斜拉桥基础隔震体系的隔震支座;采用基础隔震体系后,主墩墩底弯矩减小44.83%~55.82%,剪力减小40.3%~63.09%,塔梁固结处产生最大位移65.53 mm。

骤然降温作用下混凝土箱形渡槽横向温度应力分析

阐述了箱形渡槽横向温度应力产生的原因,根据箱形渡槽的温度边界特点,给出了箱形渡槽骤然降温的温差分布形式,并将箱身横向温度应力分成板厚范围内非线性温差自约束应力和箱身横向框架约束应力两部分,按照温度自约束应力的平衡特点和等效线性化的原则,导出了横向自约束应力和非线性温差分布修正系数的计算公式。对深圳水库渡槽的计算表明:骤然降温作用下混凝土箱形渡槽槽身外表面将产生可观的横向温度应力,会导致槽身混凝土出现纵向裂缝,应通过施加横向预应力,提高其抗裂能力。

斜交桥壅水试验研究与理论探讨

通过水工模型试验,对于采用圆形桥墩、河槽没有路堤压缩的情况进行了模拟,分析了斜交桥的最大壅水值随斜交角度、跨度、墩径、宽深比的变化趋势,揭示了斜交桥壅水值变化的内在规律,通过回归分析给出了斜交桥壅水高度修正系数的计算公式。基于斜交桥的水流特点及尾流扩散理论,考虑上游桥墩尾流对下游水流的干扰,下游桥墩的壅水对上游水流的影响,给出桥前壅水的计算公式。

承台大体积混凝土温度场计算与温控防裂措施

根据三维热传导理论,用有限元程序ANSYS对兰州小西湖黄河大桥承台大体积混凝土的浇筑温度场进行仿真分析,计算表明:大体积混凝土施工时,由于水泥水化热的作用,造成混凝土表面与中心产生较大的温差,将导致混凝土表面产生裂缝。施工时应采取温控防裂措施,减小混凝土的水化热和内外温差。

水体晃荡作用对渡槽横向抗震影响的研究

本文建立考虑槽内水体与渡槽槽身流固耦合的横向地震响应计算模型,分析槽内水体晃荡对渡槽结构横向抗震的影响,并对某大型渡槽进行多工况地震时程响应计算。计算结果表明:在地震作用下,渡槽槽内大质量水体对渡槽的横向地震响应有较大的影响,但水体的晃荡作用减小水体自身的地震反应,若将水体视为刚体,质量全部附加到槽体上,将严重地夸大水的地震惯性力作用;在渡槽槽身断面选择时应考虑槽身分厢对墩身抗震的影响,以减小地震力。

预应力混凝土箱形渡槽日照温度应力分析

阐述了箱形渡槽温度应力产生的原因,根据箱形渡槽的温度边界特点,给出了箱形渡槽日照温差分布形式;并将箱身温度应力分成非线性温差自约束应力和约束应力两部分.通过对某渡槽的计算表明:日照作用下混凝土箱形渡槽槽身外表面将产生可观的温度应力,会导致槽身混凝土出现裂缝,在设计中应配置适当的温度钢筋.

考虑流-固耦合梁式矩形渡槽横向地震响应研究

根据豪斯纳尔(Housner)理论,建立了考虑槽内水体与渡槽槽身流-固耦合的横向地震响应计算模型,分析了槽身断面深宽比变化对渡槽结构抗震的影响,并对某大型渡槽进行了多工况地震时程响应计算.结果表明,在地震波作用下,渡槽槽内大质量水体对渡槽的横向地震响应有较大的影响,但水体的晃荡作用有明显的TLD效应.若将水体视为刚体,质量全部附加到槽体上,将严重地夸大水的地震惯性力作用,且在渡槽槽身断面选择时应考虑深宽比对墩身地震响应的影响,以减小地震力.

考虑水体晃动的多槽式渡槽结构地震反应研究

为分析水体晃动对多槽式渡槽结构动力特性的影响,基于流固耦合理论,以南水北调中线工程某双槽式渡槽为例进行研究。应用Westerguard水体附加质量法模拟水体与结构的动力相互作用,采用MIDAS/CIVIL计算软件对该双槽式渡槽的自振特性和地震反应进行有限元计算,分析水体对渡槽动力特性的影响。并选用具有隔震和耗能双重功能的摩擦摆支座对大型渡槽结构进行隔震研究。计算结果表明,摩擦摆支座纵横向隔震能够大幅减小墩顶位移和墩底内力,从而满足结构的抗震需求。

水体质量对大型梁式渡槽横向抗震性能影响研究

通过对流固耦合动力作用简化方法的研究,用等效的弹簧-质量系统来模拟流体与渡槽结构的动力相互作用,并对某渡槽进行了多种地震波作用下的抗震性能分析,得到了大型梁式渡槽结构的自振特性、地震响应。结果表明:槽内大质量水体对渡槽的横向地震响应有较大的影响,若不考虑槽内的水体将低估渡槽的地震反应;但因水体的晃荡作用减小了水体自身的地震反应,若将水体视为刚体附加到槽体上将严重地夸大水的地震惯性力作用。

大型多纵梁矩形渡槽受力分析与结构形式选择

本文根据大型多纵梁矩形渡槽槽身结构及其受力特点,提出实用空间分析法,使复杂的空间结构计算分离成相互联系的两个平面问题。横向计算中,底部弹性支承在各纵梁上,可求得结构的横向受力与弹性支承反力;然后将弹性反力作为荷载,反向作用于纵梁上,进行纵梁的受力计算。通过结构形式的比较,指出具有大边梁的多纵梁矩形渡槽其侧墙兼做纵梁用,充分利用侧墙刚度大的特点,使横向挡水和纵向承重结合在一起,可以有效地减小水荷载对中纵梁的作用,从而增加渡槽的跨越能力,在大型渡槽的设计中应优先采用。

基于朴素贝叶斯机器学习的水电工程安全事故分类研究

模块化理论和方法在制造业领域的生产组织方面得到较为广泛的应用,而水利水电工程中应用较少。本文将模块化思想引入工程事故中,运用朴素贝叶斯分类法与拉普拉斯修正法,重点研究工程事故属性库,从而提出事故属性库的构建方法。通过识别工程事故的属性,利用朴素贝叶斯分类法,计算通过Python 3.6编程实现,确定特征属性类别,做数据清洗,对各个类别的特征向量进行统计,从而生成工程事故属性库。最后结合水利水电工程事故案例,运用本文提出的构建方法,构建水利水电工程事故属性库。

大型多纵梁矩形渡槽槽身横向结构计算

根据大型多纵梁矩形渡槽槽身结构及其横向受力特点,提出了"弹性支承连续梁"法进行横向受力计算,使复杂的空间结构计算得以简化.计算时,底部弹性支承在各纵梁上,可求得结构的横向受力与弹性支承反力.并根据力法位移协调方程,给出了三梁式和四梁式渡槽横向结构弹性支承反力的计算公式.通过南水北调工程中某大型渡槽的计算分析,表明此方法方便、合理,有很大的实用价值.

大型多纵梁矩形渡槽结构静力计算方法研究

根据大型多纵梁矩形渡槽槽身结构及其受力特点,研究了其结构静力计算的方法,并对梁格法、三维实体单元有限元法和实用空间分析法进行了对比。作者提出的实用空间分析法,简单实用又便于配筋,计算结果的精度能满足工程设计的要求。结构设计时可采用作者提出的实用空间法计算内力并进行配筋设计,用三维实体有限元方法校核主要受力断面的应力状态。

混凝土箱形渡槽日照高温下结构安全研究

在分析箱形渡槽产生日照温差及温度应力的基础,利用ANSYS有限元软件对某渡槽日照温差及温度应力进行了有效的仿真模拟,结果表明:日照温差作用下,在混凝土箱形渡槽槽身内表面无论沿纵向和横向都将产生可观的温度应力,其值均已超过混凝土的抗拉设计强度。所以,在箱形渡槽槽身结构设计中对日照温差作用产生的温度应力必须予以重视,在设计中应配置适当的温度钢筋。

大跨径铁路钢管混凝土系杆拱桥稳定性分析

以现有拱桥稳定计算理论为指导,建立了格丑沟特大桥主桥136 m跨度铁路钢管混凝土系杆拱桥的空间有限元模型,给出了该桥在特定的荷载工况下的稳定系数及失稳模态,结果表明:结构的失稳主要表现在拱肋的面外失稳,弹性屈曲系数均大于一般要求(4～5),弹性稳定满足要求。考虑了非线性影响,对拱肋进行了逐级加载,得到了拱肋的极限荷载,并给出了拱肋达到极限荷载时各控制截面的竖向位移和横向位移,通过比较得出材料非线性对本桥稳定的影响大于几何非线性的影响。并以大量计算结果为依据,揭示了横撑布置形式、拱肋内倾角、矢跨比对该桥稳定性的影响。

大型多槽式矩形渡槽结构静力分析

根据大型多槽式矩型渡槽槽身结构及其受力特点,采用结构力学法使复杂的空间结构分离成相互联系的两个平面问题:横向计算时,横梁底部弹性支承在各纵梁上,根据力法位移协调理论,给出了双槽式和三槽式渡槽横向结构弹性支承反力的计算公式,并依此求得结构的横向受力与弹性支承反力;以弹性反力作为荷载,反向作用于纵梁上,从而进行纵向梁的受力分析。通过三维实体有限元软件(MIDAS)对某大型三槽式渡槽单跨槽身整体进行了建模分析,并将结构力学法和有限元法计算所得结果进行了比较分析,验证了方法的合理性和公式的准确性。利用其进行渡槽结构计算,能满足工程设计的精度要求。

混凝土箱形渡槽日照温度场仿真分析

分析了箱形渡槽产生日照温差的原因,并根据混凝土箱形渡槽的温度边界特点,将某天的日平均气温作为渡槽温度场的初始条件,渡槽表面与大气之间的热交换可视为第3类边界条件,与箱内水体之间的热交换可视为第1类边界条件.通过借助有限元软件ANSYS对某输水渡槽日照温差进行有效的仿真模拟指出:箱形渡槽的日照温度分布比较复杂,只有通过有限元仿真模拟,给出正确的温度场分布,才能为日照温度应力的计算提供合理的依据.

简支梁式斜交矩形渡槽槽身结构受力分析

分析了简支梁式斜交矩形渡槽的结构特性,推导出了其内力及支反力的计算公式,并与正交渡槽的受力特性进行了比较。结果表明,斜交渡槽槽身正弯矩较同等跨径的正交渡槽要小,在斜支承处还会产生负弯矩,且反力分布不均匀,钝角处反力大于锐角处反力;随着斜度增大,正弯矩在减小,而扭矩却在增大,具有弯扭耦合作用的特性,建议其截面型式以抗扭能力大的箱形截面为佳。

多线大角度斜交桥渡模型试验研究与工程实践

针对多线斜交桥渡在斜交角度较大的情况下,目前尚缺少理论及经验计算方法的特点,对某多线大角度斜交桥渡进行了水工模型试验.通过模型试验表明:在相同孔跨条件下,壅水值随斜交角的变化比较平缓,设计方案是可行的.实践证明顺水流方向布置桥墩是解决多线斜交桥墩台阻水问题的有效途径之一.

混凝土箱形渡槽日照温度场及纵向温度应力研究

根据混凝土箱形渡槽的温度边界特点,给出了箱形渡槽日照温差二次曲线分布形式;针对该日照温度梯度模式,按照温度自约束应力的平衡特点和等效线性化的原则,导出了混凝土箱形渡槽的温度应力的计算公式.对某渡槽的计算表明:日照作用下混凝土连续梁箱形渡槽沿槽身高度方向会产生较大的温差,在非线性温度梯度作用下中跨截面下缘和腹板区域将产生较大的拉应力,会降低截面抗裂性,应加强纵向预应力钢筋,提高其抗裂能力.