Construction monitoring of lock head base plate using distributed optical fibre sensing technique

The concrete hydration heat release process of the base plate is monitored using Roman optical time domain reflectometry（ROTDR） sensing sensors. The monitoring data shows that the internal maximum temperature of the base plate is about 54 ℃ after the concrete was cured for 120 h. The fiber Bragg grating （FBG） temperature sensors are adopted to measure the surface temperature of the concrete and the temperature results are used to compensate the data measured by the pulse-prepump Brillouin optical time-domain analyzer （PPP-BOTDA） to obtain the real concrete surface strain of the base plate. The monitoring data is analyzed to obtain a clear understanding of the strain state of the base plate under the effect of concrete hydration heat release. The monitoring results demonstrate the potential of distributed optical fibre sensing techniques as a powerful tool in real-time construction monitoring, and also provide an important insight into the design, construction and maintenance of large hydraulic structures.

国内某高水头船闸人字门运行近20年后腐蚀状况评价及原因分析

在国内某高水头船闸停航检修期间,对其人字门的腐蚀状况进行全面检测。按涂层所处闸门位置不同,划分为大气区、水位变动区和水下区,分别进行腐蚀评估、涂层起泡破坏及门体腐蚀的原因分析。结果表明:随着接近涂层设计使用年限,船闸人字门普遍存在大面积涂层起泡问题,起泡层下门体腐蚀问题逐渐凸显,涂层损伤总面积占门体面积的6.5%~12.7%。总体上,人字门防护涂层损伤失效过程分为有机涂层起泡、热喷铝层腐蚀发展、热喷铝层作为牺牲阳极抑制钢基体局部腐蚀3个阶段。此外,指出零星涂层修复难以达到长效防腐的效果,针对人字门防腐蚀提出整体维修涂层和施加阴极保护的延寿建议。

考虑结构与加锚岩体联合受力的船闸闸首抗震性能研究

为研究地震作用下结构与加锚岩体的非线性接触对闸首抗震性能的影响,以某双线五级船闸的第一级闸首为例,在ADINA有限元软件中建立库水-结构-锚杆-基岩动力相互作用的整体三维有限元模型,基于约束函数的非线性接触单元模拟了闸首结构中的各类接触问题,采用动力时程分析方法模拟了地震作用下闸首结构的动力响应、锚杆受力的分布规律以及不同接触面的接触状态。结果表明:设计地震作用下闸首各边墩均向航槽侧变形,位移沿高度方向递增;锚杆轴向拉应力的最大值小于其抗拉强度;不同介质间的接触面上部有往复开合的现象,接触面最大张开度沿高度方向递增,地震结束时接触面恢复到震前的紧贴状态;设计地震作用下该船闸闸首的结构变形、结构应力、锚杆受力情况及接触面接触状态均满足规范要求,具有良好的抗震性能。

引江济淮船闸闸首施工期开裂风险与防裂分析

与混凝土坝相比,船闸闸首、泵站类薄壁大体积混凝土结构体型相对较小,但结构型式与受力复杂、约束明显且采用泵送高性能混凝土浇筑,早期混凝土放热量较常态混凝土大且发热快,施工期比大坝更易产生温度裂缝,其防裂设计成为施工质量控制的难点之一。结合在建的引江济淮枞阳船闸上闸首工程,采用三维有限元法仿真分析手段,模拟真实环境、材料、结构、温控措施的影响,分析结构施工期温度场、应力场以及开裂风险,并提出针对性的防裂措施。研究表明,输水廊道、墩墙、空箱及启闭机房周边大体积混凝土等功能性部位为高风险开裂部位,实现控温浇筑、通水冷却以及表面保温的多措并举且差异化控制,能够大大降低其开裂风险,可为引江济淮工程薄壁结构防裂设计提供参考。

整体式闸首底板施工宽缝位置及合缝时间对底板的受力影响

针对我国船闸规范中未对闸首底板设置施工宽缝的相关理论进行规定的问题,本文通过对浙江某船闸工程的案例进行研究,采用ANSYS有限元软件,对设置施工宽缝和未设置施工宽缝两种结构模型进行数值分析,研究施工宽缝的位置及合缝时间对底板受力的影响。研究结果表明:底板的负弯矩随宽缝位置由底板两侧向中间变化而减小,底板的负弯矩随合缝时间的推迟而减小,在设计中应在考虑施工便利等相关因素前提下,尽量使宽缝靠近底板中间轴线,并选择在边墩完成总沉降的60%~80%时进行合缝,以降低弯矩,实现最大的综合效益。为施工宽缝的底板理论研究提供有益的参考,有助于规范设计和施工实践。

地震波斜入射时不同水深超高水头船闸地震反应分析

基于黏弹性边界的地震动斜入射方法模拟平面SV波和P波不同角度入射情况,采用声固耦合法模拟闸室内动水压力,研究超高水头船闸闸室在不同水深下闸顶位移、加速度和塑性损伤等地震反应。研究表明:地震波斜入射时,超高水头船闸的地震反应随水深变化的规律较垂直入射时明显不同,地震反应的程度一般较垂直入射时更大;相同水深条件下,闸顶水平相对位移峰值、水平加速度峰值多数情况下随入射角增大而增大。超高水头船闸闸室结构地震反应结果受水深变幅影响显著。一般闸墙相对高度为0.2附近的区域更易出现严重受拉损伤,相对水深为0.97时,闸墙临水侧达到严重破坏程度的受拉损伤范围最大。对综合考虑斜入射地震波和闸室内不同水深共同作用有一定的影响。

高水头船闸大型船舶导航墙停泊条件研究

高水头船闸导航墙水流条件复杂,大型船舶在导航墙待闸存在船舶靠泊和系缆设施安全等问题。以葛洲坝二号船闸导航墙停泊条件研究为例,通过模型试验、系缆力测试等技术方法,分析不同工作水头下船闸充泄水、船闸人字门启闭过程中上、下游导航墙不同停泊位置的船舶停泊条件及其变化规律,提出船舶系缆力超过设计值的对策措施。研究表明:上游导航墙停泊条件良好,船舶系缆力较低;下游导航墙受船闸泄水影响大,且与船闸工作水头密切相关,停泊条件较差,采取优化船闸阀门运行及泄水工艺、避开船闸泄水影响范围、增加船舶系缆数量等措施,可起到降低单个系船柱船舶系缆力的作用,下游导航墙系缆设施及船舶停泊条件预期满足要求。

SV波斜入射时不同水体模拟方法下超高水头船闸地震反应分析

基于黏弹性人工边界的地震动斜入射方法模拟平面SV波不同角度入射情况,分别采用声固耦合法和附加质量法模拟闸室内水体,研究超高水头船闸闸室位移、应力和塑性损伤等地震反应,对比两种水体模拟方法计算结果的异同。结果表明:(1)整体上,两种方法计算得出的左、右闸墙地震反应结果随入射角度变化的规律基本一致;左闸墙受拉损伤的最大值均出现在入射角15°时,右闸墙受拉损伤的最大值均出现在入射角35°时;地震波入射角度对超高水头船闸动力响应影响较大,设计时应考虑地震波斜入射的影响。(2)当入射角较大时,采用声固耦合法计算的闸墙相对位移极值、主应力极值和受拉损伤结果偏保守的概率更大,对超高水头船闸结构设计来说更为安全。(3)建议两种计算方法相互参考和校核,推荐采用偏安全的结果进行超高水头船闸结构设计。

肱骨近端锁定内固定系统钢板治疗肱骨近端骨折肱骨头螺钉的分布特点

背景:肱骨近端锁定内固定系统钢板是肱骨近端骨折最常用的固定方式,但临床上其失败率仍较高,螺钉的合理置入是影响内固定稳定性的重要因素。目的:探讨在肱骨近端锁定内固定系统钢板治疗肱骨近端骨折中肱骨头螺钉的分布特点及对内固定失效的影响。方法:对2017年1月至2021年12月在广州中医药大学第三附属医院收治的采用肱骨近端锁定内固定系统钢板内固定治疗的老年肱骨近端骨折患者进行回顾性分析,共纳入124例,其中男16例,女108例,年龄≥60岁,根据其术后是否出现内固定失效分为正常组(101例)和内固定失效组(23例)。收集患者年龄、性别、骨折类型、内侧柱完整性、钢板高度、颈干角、是否置入肱骨距螺钉、肱骨头螺钉数量,并根据术后数字X射线摄影正位片将肱骨头分为8个区,收集患者肱骨头螺钉在各区螺钉分布特点,绘制螺钉分布热力图。结果与结论:①两组患者在年龄、性别、骨折类型、内侧柱完整性、钢板高度、颈干角、是否置入肱骨距螺钉、肱骨头螺钉数量方面均无统计学差异(P>0.05);②但热力图显示,在正常组中肱骨头螺钉分布均匀,主要分散在4,6,7区;而内固定失效组的螺钉分布不均匀,主要集中在4,6区;此外,在肱骨距螺钉理想区域(7/8区)中,正常组螺钉明显多于内固定失效组;③提示在肱骨近端锁定内固定系统钢板治疗肱骨近端骨折过程中,肱骨头螺钉均匀分布是保证内固定效果的关键,合理的肱骨头螺钉分布有助于提高治疗效果和内固定成功率。

三枚交叉桥架埋头钉与锁定接骨板固定MasonⅢ型桡骨头骨折稳定性的有限元分析

目的:利用有限元方法比较3枚交叉桥架埋头钉和锁定接骨板(锁定钢板)固定MasonⅢ型挠骨头骨折的生物力学稳定性。方法:利用逆向建模技术,将1例25岁健康男性青年挠骨CT数据及内固定数据导入相关软件,分别建立MasonⅢ型挠骨头骨折的3枚交叉桥架构型埋头钉与锁定钢板的三维有限元模型,对挠骨头进行100 N轴向加载,比较两组模型最大位移、内固定上最大Von Mises应力及应力分布等指标。结果:3枚交叉桥架埋头钉组和锁定钢板组最大位移分别为0.069 mm和0.087 mm,内固定上Von Mises应力峰值分别为18.59 MPa和31.85 MPa,3枚交叉桥架埋头钉组应力分布更加均匀。结论:两种内固定方式均能提供良好的固定强度,3枚交叉桥架埋头钉较锁定钢板固定方式更具稳定性,应力分布更均匀。

桃源水电站船闸输水门高水头不能开启分析及处理

船闸输水廊道工作闸门是完成闸室充泄水的重要金结设备设施,其在船闸通航过程中对闸室进行充泄水从而满足通航需要,它直接关系到船闸正常运行。以桃源水电站船闸输水廊道工作高水头不能开启问题为研究对象,分析不能开启的原因,提出改进建议和措施。

三峡升船机下闸首工作大门设计中的创新技术

三峡升船机是全球规模最大技术难度最高的升船机,其下游水位变幅变率均居国内外升船机之首。为满足船厢与下闸首对接要求,下闸首工作大门采用易于调整门位、带卧倒小门的下沉式双扉平板门。该闸门具有跨度大、运行条件复杂、运行频繁且要求高等特点,设计中采用了充压止水、摆臂式锁定、卧倒门同步变速控制等多项创新技术。三峡升船机运行实践经验表明,下闸首工作大门的工作性能完全满足工程要求,以上创新技术应用效果良好,具有很好的工程应用性和实践指导意义。

肱骨近端锁定钢板结合同种异体股骨头结构植骨治疗肱骨近端骨折

目的探讨肱骨近端锁定钢板结合同种异体股骨头结构植骨治疗肱骨近端骨折(PHF)的临床疗效。方法回顾性分析我院收治的80例PHF患者的临床资料。所有患者均采用肱骨近端锁定钢板结合同种异体股骨头结构植骨治疗。术后采用肩关节功能评分标准进行评价,随访评估患者骨折愈合情况。结果患者术后随访12~24个月,平均16个月。患者术后均未出现感染、肱骨头坏死、内固定松动、骨不愈合等并发症。骨折临床愈合时间8~24周,平均15周。按肩关节功能评分标准:优60例,良15例,差5例。80例患者术后疼痛、肩关节活动范围、肌力、日常生活活动能力评分均高于术前(P<0.05)。结论肱骨近端锁定钢板结合同种异体股骨头结构植骨治疗PHF效果显著,且无相关并发症发生。

中低水头船闸人字门浮箱及背拉杆抗扭能力研究

浮箱和背拉杆是中低水头船闸人字门提高抗扭能力的有效措施,但是考虑二者共同预应力的研究工作较少。基于江苏某在建船闸人字门,建立人字门空间薄壁结构有限元模型,对比设置不同浮箱的人字门抗扭能力,提出了较为合理的浮箱设置方案。在此基础上,研究不同背拉杆布置方式下人字门的抗扭能力,提出一种背拉杆预应力的改进优化模型,使施加预应力后闸门的整体抗扭能力得到更大提高。研究结果表明:采用U形浮箱及预应力背拉杆进行人字门组合抗扭的方案,可有效提高闸门的整体抗扭能力。研究方法和研究成果可为中低水头船闸人字门的设计提供参考。

大直径泥水岩石顶管栽头控制及抱死脱困技术

为解决泥水岩石顶管在施工软硬不均地层中遇填充型溶洞时易发生顶管机抱死、顶管机栽头等问题,通过拉结装置及时控制“栽头”现象,将顶管机机头与管节连接并对顶管管节开孔冲洗,成功解决管节顶进过程中的栽头及抱死问题,实现顺利脱困,从而恢复正常顶进。同时根据施工经验总结提出避免此类事件的建议,为存在类似现象的项目提供参考。

人工肱骨头置换治疗肱骨近端粉碎骨折的临床疗效

目的探究人工肱骨头置换治疗肱骨近端粉碎骨折的临床疗效。方法选取2019年6月至2020年6月本院收治的48例肱骨近端粉碎骨折患者作为研究对象,按照随机数字表法分为对照组和观察组,各24例。对照组行肱骨近端锁定钢板内固定(LPHP)治疗,观察组行人工肱骨头置换治疗,比较两组围手术期指标、临床疗效、Neer肩关节功能评分及并发症发生率。结果观察组手术时间长于对照组,术中出血量多于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);两组骨折愈合时间、住院时间比较差异无统计学意义。术后12个月,观察组优良率为83.33%,对照组优良率为79.17%,两组优良率比较差异无统计学意义。术后6个月,观察组疼痛评分、日常生活评分、活动范围评分、总分均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);术后12个月,两组疼痛评分、日常生活评分、活动范围评分及总分均高于术后6个月,但组间比较差异无统计学意义。两组并发症发生率比较差异无统计学意义。结论LPHP与人工肱骨头置换均为治疗肱骨近端粉碎骨折的有效术式,LPHP可减少骨折愈合时间,人工肱骨头置换有利于患者术后早期肩关节功能恢复,应结合患者实际情况选取适宜术式。

出口用Tram-Train有轨电车全自动折叠车钩车端折叠锁定系统技术研究

Tram-Train有轨电车是一种混合运营的交通车辆,在欧洲广泛应用、保有量大,列车使用的全自动折叠车钩车端折叠锁定系统存在操作力大、车钩低头适应性差等痛点,影响列车的日常运营。本文研发了新型车端折叠锁定系统,对结构及功能进行了介绍。依据欧标及项目输入,基于有限元仿真软件HyperWorks,对振动、制动工况进行了强度仿真,仿真结果满足要求。对首列全自动折叠车钩进行了功能试验,折叠、锁定、解锁功能正常,操作力适中,对车钩低头具有良好的适应性,可批量应用于Bombardier Flexity系列列车,同时对行业内其他系列车型的设计具有借鉴意义。

电磁式平衡头动环自锁特性分析与实验研究

针对电磁式平衡头动环结构整体设计过程中存在的自锁磁场与自锁力矩问题,对电磁式平衡头动环自锁特性进行了有限元仿真分析与实验研究。首先,根据磁路自锁原理,建立了由磁性齿盘、永磁体、配重盘3个零件构成的三维模型;然后,利用Ansoft-Maxwell平台,通过控制单一变量的方式,分析了永磁体对数对气隙磁密和自锁力矩大小的影响,研究了气隙对自锁力矩的影响;最后,基于扭矩传感器及LabVIEW软、硬件搭建了实验平台,通过增减垫片数量的方式,进行了自锁力矩气隙实验。研究结果表明:永磁体对数从8对增加到18对时,有效工作区最小磁通密度增加了103%;有限元分析结果与实验结果的差值在15%以内,且实验数值与有限元分析数值整体趋势一致,自锁力矩随气隙的增大逐渐减小;该实验结果证实了仿真结果的可靠性,为电磁平衡装置的整体分析与优化提供了依据。

新城船闸下闸首裂缝处理

分析了新城船闸下闸首底板裂缝产生的原因 ,阐述了裂缝处理的工艺特点 ,灌后压水试验和取芯检查都说明裂缝处理是成功的。

三维有限单元法在大型船闸闸首设计中的应用

合理确定闸首结构的内力是保证船闸结构系统稳定和安全的关键,也是闸首混凝土配筋设计的重要依据。使用ABAQUS有限元分析软件,建立某大型船闸下闸首三维有限元计算模型,分析了不同工况下闸首的应力分布规律及变形特点。编制了由应力反求内力的计算程序,得到各控制点的内力分布情况,并与规范算法结果进行对比,结果表明:规范算法偏于安全,有限单元法充分考虑了位移的协调和结构变形的整体性,计算出的内力更加符合大型船闸闸首实际受力情况。