GENERAL SOLUTION FOR U-SHAPED BELLOWS OVERALL-BENDING PROBLEMS

The formulae for stresses and angular displacements of U-shaped bellows overall bending in a meridian plane under pure bending moments are presented based on the general solution for slender ring shells proposed by Zhu Weiping, et al. and the solution for ring plates. The results evaluated in this paper are compared with those on EJMA (standards of the expansion joint manufacturers association) and of the experiment given by Li Tingxilz, et al.

青州市张庄渡槽壳槽橡胶坝袋防渗加固研究

为确保文物渡槽壳槽在加固施工中的完整性,提升壳槽的抗渗性能,提出新的渡槽壳槽橡胶坝袋防渗加固结构及施工工艺。结合青州市张庄渡槽实际工程应用,该方法解决了现有技术中橡胶坝袋固定困难、使用效果差、难以适应渡槽防渗的技术难题,提升了施工效率和施工质量,效果显著。

大型双槽渡槽结构振动特性分析

根据大型双槽渡槽的结构特点，应用薄壁梁段有限元法，考虑了渡槽横向弯扭耦合振动、约束扭转变形和盆式橡胶支座等对渡槽结构动力作用的影响；对实际工程中某大型渡槽进行了振动特性分析，研究了该渡槽设计水位变化对大型渡槽模态的影响，探讨了该大型渡槽在几种工况下的模态变化范围，所得结果可为该大型渡槽的抗震设计提供依据。

大型渡槽结构模态分析

大型渡槽在南水北调水利工程中起着重要作用．本文根据大型渡槽的结构特点，考虑渡槽横向弯扭耦合振动、约束扭转变形、渡槽支架变形和盆式橡胶支座等对渡槽动力作用的影响，应用梁段有限元方法，对某大型渡槽的模态进行分析，研究了该渡槽设计水位、渡槽支架高度、渡槽支架截面尺寸、渡槽盆式橡胶支座刚度变化等对大型渡槽模态的影响，探讨了该大型渡槽在上述４种工况下的模态变化范围，所得结果可为大型渡槽的抗震设计提供依据。

预应力U型薄壳渡槽结构静动力分析

采用壳体单元和三维等参单元,对大型预应力U型薄壳渡槽静动力特性进行了三维有限元分析,给出了静力分析结果,并与模型试验作了对比。结果表明:结构最大压应力和最大拉应力均满足强度要求,最大位移也满足刚度要求,同时进行了结构的动力特性的计算分析,为渡槽的抗震设计提供依据。

大型梁式U形渡槽槽身结构动内力分析

采用有限元方法对变长度的大型梁式U形渡槽进行了模态分析和动力时程分析 ,得出了中长壳与长壳的槽身结构在横向及竖向地震作用下所产生的附加动内力的变化规律 .在静力分析时 ,有限元解仅为传统方法解的 1/3;在动力分析时 ,横向地震作用下的横向附加动弯矩值是有限元静力解的 5 0 %以上 .因此当考虑了地震荷载时 ,采用传统方法所得到的内力结果是偏安全的 ,且安全系数至少为 2 .

简支预应力U型薄壳渡槽槽身整体结构优化

给出了简支预应力 U型薄壳渡槽槽身整体结构优化设计的数学模型 ,推导了位移灵敏度和应力灵敏度的表达式。编制了以有限元程序 ADINA为结构分析求解器的结构优化设计通用程序 ,并对简支预应力 U型薄壳渡槽进行了槽身整体结构优化设计。结果显示本文方法是有效的。

柱壳有限条元法在预应力U型薄壳渡槽稳定性分析中的应用

本文采用半解析有限元法建立了用于U型薄壳渡槽稳定性分析的柱壳有限条元模型,推导出了稳定性问题的特征方程,确定了渡槽结构失稳的临界应力,编制了相应的计算程序。通过与简支的单向受压板和四边简支单向纯弯板的稳定性问题的理论解的对比,验证了模型的合理性和精确性。计算结果说明,以结构的最大压应力小于失稳临界应力为准则,可对预应力U型薄壳渡槽稳定性进行判断。

基于非协调强化假定应变单元的U形薄壳渡槽槽身受力分析

引入安得费格(Andelfinger)提出的三维非协调强化假定应变等参单元用于求解U形薄壳渡槽槽身的应力变形,提出了根据单元应力及内力平衡条件直接求解U形薄壳渡槽槽身指定截面上的约束内力,并进而求解相应截面上的弯矩、轴力、剪力等的有效分析方法,探讨了强化假定应变单元(EAS)应变模式的取项多少对计算结果的影响。算例分析结果表明常规的等参单元和只考虑正应变在相应坐标轴上线性变化的威尔逊非协调单元得出的支座附近截面上的横向内力误差较大,而同时考虑正应变及剪应变在相应坐标轴上线性变化的安得费格非协调强化假定应变单元可得出合理的结果。

半椭圆形薄壳渡槽横向内力分析

普通U形薄壳渡槽底部槽身内壁拉应力过大 ,渡槽的抗裂防渗难于满足。而且一般需要设横向拉杆 ,给特大型渡槽设计带来不便。为此 ,提出一种不设横向联系杆的半椭圆形薄壳渡槽结构 ,其槽身拉应力可人为调节 ,可供有关工程设计参考。

多厢矩形渡槽槽身弹性稳定分析的梁壳复合有限条法

应用梁壳复合有限条法建立了多厢矩形渡槽槽身弹性稳定分析的计算模型,模型中计入了槽身内横向加劲肋及横向连系拉杆的影响,基于最小势能原理推导出弹性稳定问题的特征值方程,并编写了相应的计算程序.通过与矩形加肋板稳定性问题的理论解及工程实例数值解的比较表明,应用梁壳复合有限条法时单元划分数目少、数据处理简单,具有良好的求解精度和效率.工程实例计算结果表明,随着水位的增加,槽身弹性稳定系数降低,屈曲模态未改变;预应力荷载不仅对稳定系数影响显著,而且改变了槽身的屈曲模态.

3项关键性技术在U型薄壳渡槽施工中的应用

跨流域调水工程中,巨型渡槽的施工技术是困扰渡槽建设的一个难题.针对实际工程,对预应力U型薄壳渡槽施工过程中的3项关键工艺:移动式造槽机的应用、高性能混凝土的施工技术、预应力钢绞线的张拉的施工经验进行了总结,给出了高性能混凝土的优化配制及浇筑技术和预应力钢绞线的张拉顺序,为预应力U型渡槽的建设提供了安全保障;移动式造槽机应用于U型薄壳渡槽建设的模板工程中,提高了施工速度和工程质量,解决了跨河施工的难题,可为同类工程的建设参考.

大型预应力梁式薄壳渡槽整体稳定性分析

采用伽辽金法建立了U形和矩形截面薄壳渡槽整体侧扭稳定性分析的平衡方程,推导了临界荷载的计算公式,并通过实例计算分析了公式的正确性,探讨了渡槽侧扭稳定特性,可供大型薄壳渡槽的整体稳定性设计参考。

U形预应力薄壳渡槽侧扭稳定性分析

文章分别采用伽辽金法和瑞利—里兹法建立了U形预应力薄壳渡槽侧扭稳定性分析的平衡方程,推导了临界荷载的计算公式。为大跨度、大高宽比U形薄壳渡槽的整体稳定性设计和分析提供了可靠的理论依据。

冲击弹性波法在薄壳渡槽混凝土质量检测中的研究和应用

渡槽作为一种重要的输水建筑物,具有典型的薄壳混凝土结构。文中在介绍水工建筑物混凝土质量检测常规方法优缺点的基础上,介绍了冲击弹性波法检测混凝土质量的原理与方法,同时结合回弹法建立相关关系,综合判断渡槽槽壳混凝土强度的真实状态,为科学、准确评估整个渡槽的安全状态提供依据。通过西部某灌区实际工程应用证明,冲击弹性波法非常适合渡槽类薄壁混凝土结构的缺陷和质量检测,检测可操作性强、准确度高,可为其他类似工程提供经验。

U型薄壳渡槽短壳槽身应力的三维模型光弹性试验研究

通过三维模型光弹性试验,研究了短壳槽身的应力状态。得到了分别在自重、半槽水、设计水、满槽水荷载及在自重与上述几种荷载共同作用下槽壳、端肋、横杆上的表面应力以及在设计水荷载下端肋的主拉应力轨迹线和在设计水与自重共同作用下槽壳表面的主拉应力等值线图详细结果。

80m跨拱式高架U型薄壳渡槽施工技术

采用"钢管柱+贝雷桁架+扣件式钢管"组合结构作拱肋及槽身施工承重架,保证了高支架安全、稳定;大跨度拱肋设后浇带分段、对称、均衡浇筑,避免了混凝土裂缝的产生;槽身模板采用组合钢桁架及螺杆千斤顶加固,解决了槽身模板定位及调校、内模上浮等问题,采用铰接式分层现装内模,克服了薄壳槽身混凝土振捣难题。在中小型大跨拱式U形薄壳渡槽上具有推广应用价值。

折板式薄壳渡槽简介

分析了目前在输水工程中较为广泛地采用的钢筋混凝土U型薄壳渡槽的主要优点及缺点.指出U型薄壳渡槽在施工中圆弧型的钢筋、模板制作不便、工作量大,及圆弧段的混凝土不便浇筑和插捣等.提出了一种新型的折板式钢筋混凝土薄壳渡槽结构,它保留了U型薄壳渡槽的基本优点,避免了其主要缺点.介绍了折板式薄壳渡槽的设计计算方法.并通过U型、折板型和矩型等三种断面型式的渡槽在相似工况下的横向应力分析的算例,表明折板式薄壳渡槽结构的合理性.此外,还介绍了封闭式折板断面作为桥、渡结合的箱型结构的合理性及可行性.

某渡槽槽身结构复核评价分析

某渡槽于1966年建成,设计流量16.7 m^(3)/s,其槽身采用钢筋混凝土U形薄壳结构,设计跨度14 m。经现场安全检测,槽身存在混凝土碳化强度不足、局部保护层脱落和钢筋外露锈蚀等病害。由于该渡槽使用时间已超过设计使用年限50年,为保证后期运行安全,需对该渡槽进行安全评价,其槽身的结构安全是整个渡槽安全评价的关键点之一,该文采用有限元方法对槽身进行复核分析,为渡槽安全评价提供依据。

U型断面薄壳渡槽应力分析的简化计算方法

本文对Ｕ型断面薄壳渡槽的内力计算建议了一种简化计算方法，与有限元方法计算结果对比，有足够的精度，且学过结构力学的工程技术人员均可掌握，对从事渡槽等的设计人员有参考价值。