水电站垫层蜗壳配筋计算

为研究"Γ"形框架简化、平面简化和接触摩擦对垫层蜗壳配筋计算的影响,分别采用结构力学法和有限元法对某垫层蜗壳进行计算.结构力学法对蜗壳进口断面进行等截面简化,将其作为深受弯构件进行配筋计算;有限元计算采用ABAQUS软件,建立完整标准机组段蜗壳结构模型及蜗壳进口断面平面轴对称模型,在钢蜗壳和混凝土及垫层之间创建接触对,模拟接触摩擦关系,将计算得到的弹性应力图形作为配筋依据.计算结果表明,采用平面"Γ"形框架法可能造成计算配筋面积偏小;在考虑接触摩擦的前提下,将蜗壳结构简化为轴对称结构进行初步配筋计算是可行的;对垫层蜗壳结构进行有限元分析时有必要考虑接触摩擦,摩擦系数f应慎重取值.

基于损伤理论的金属蜗壳埋设方式比较

为研究不同埋设方式蜗壳结构的受力特点,明确它们在大型水电站厂房中的应用可行性,选取ABAQUS中的损伤塑性模型描绘混凝土材料的力学性能.结合某工程实例,对垫层蜗壳和直埋蜗壳进行了三维非线性有限元计算,重点从蜗壳外围混凝土裂缝的开展宽度和范围及机墩结构的不均匀上抬位移两方面,对两种埋设方式蜗壳结构进行了比较.计算结果表明:两种埋设方式蜗壳都可以满足结构强度要求,但从限裂和变形两方面讲,垫层蜗壳略优于直埋蜗壳.

路堤挡墙与预应力管桩连接方法现场试验研究

采用预应力管桩(PHC)作为路基挡土墙基础,可发挥PHC桩质量保证率高、抗压性能好的优势,挡土墙承担水平荷载的要求也给PHC桩基础与基底的连接模式提出了问题。依托广东广清高速公路扩建工程进行现场试验,研究PHC桩基础分别采用有盖板的垫层式和无盖板的嵌入式承连挡土墙基底模式的作用机制。研究表明:垫层式与嵌入式连接的PHC基础桩间土均承担主要荷载,嵌入式连接外桩与桩间土应力比更大,是垫层式两倍左右,嵌入式内、外桩承载力发挥率差别更加明显;垫层式连接基础不能阻止墙体发生偏转,嵌入式连接通过桩体的约束作用控制墙体保持位置状态稳定;垫层式与嵌入式连接的挡墙受力主要表现为底板底面沿路基方向承受拉应力,在垂直路基方向底板底面未出现零压力区;两种连接模式墙体水平位移差别不大,桩间土是承担水平荷载的主体。

巨型水轮机蜗壳不同埋设方式的结构非线性分析

巨型水轮机蜗壳埋设方式的选择对机组安全运行有重要影响。基于MARC软件对向家坝水电站地下厂房蜗壳结构的不同埋设方式进行三维非线性有限元分析,比较了不同埋设方式下混凝土的裂缝分布、钢材应力、结构位移。结果表明,直埋垫层组合埋设方式具有明显优势,既能充分发挥混凝土的联合承载作用,又能满足结构强度、刚度、限裂、上抬位移等控制标准,是适应于该电站巨型蜗壳的最优埋设方式。

巨型水轮机蜗壳垫层埋设方式和监测设计研究

溪洛渡水电站单机容量770 MW,最大水头226 m,蜗壳尺寸大、承受的内水压力高。为设计蜗壳合理的垫层方案,从改善蜗壳结构的受力状况出发,通过建立蜗壳三维有限元模型,进行线弹性计算和非线性有限元计算,对垫层厚度、包角和平面铺设范围以及蜗壳应力、钢筋应力、混凝土裂缝开展与宽度等物理力学指标进行分析,从而确定合理的垫层方案。在结构计算结果的基础上进行蜗壳安全监测设计。针对蜗壳不同结构形状、不同垫层方案选择监测断面;选用多种监测仪器对钢衬及外围混凝土应力、应变进行全面监测,以分析机组运行性态和评价机组运行安全情况。

寒冷地区坝内垫层管运行期温度效应及保温措施研究

为研究寒冷地区温度变化及保温措施对坝内垫层管外包混凝土开裂状况的影响,基于混凝土塑性损伤模型,考虑运行期的温度作用,对某水电站坝内垫层管进行非线性有限元分析。结果表明:由于垫层的铺设,正常运行工况下管道混凝土几乎无损伤,管道表面不会出现宏观裂缝;但在温降工况下管道顶部混凝土损伤较严重,而在温升工况下管道底部混凝土损伤更明显,相应损伤区域的钢筋应力也明显增加;坝面保温板的铺设能够有效降低结构所承担的温度荷载,改善混凝土损伤状况,降低钢筋应力,且随着保温板厚度的增加其作用效果逐渐显著,但当增加到一定程度后,其作用效果趋于稳定,同时考虑投资等工程实际情况,不宜过度增加保温板厚度,建议保温板厚度由裂缝宽度控制。

重力坝坝身管道布置形式对其抗震性能的影响

为研究重力坝坝身管道布置形式对管道抗震性能的影响,对浅埋式背管、联合承载坝内埋管和设垫层坝内埋管3种布置形式分别建立了管道与大坝整体三维有限元模型,采用时程分析法进行地震响应分析。研究表明:3种布置下钢管的动应力均较小,管道布置形式对其影响不大;管道混凝土腰部和顶部的动应力均较大,属于结构抗震薄弱环节;当管道部分露于坝体之外时,管道上弯段和斜直段动应力较大,特别是上弯段是抗震最不利之处;将管道全部埋入坝体能有效减小上述管段应力,抗震优势明显,钢管外是否设垫层影响很小。

基于AVR的防褥疮气垫控制器设计

目的针对防褥疮气垫工作模式单一、故障报警措施缺乏、操作界面呆板等不足,本文提出基于AVR单片机的防褥疮气垫微控制器设计方案。方法该微控制器以Atmega16为核心,外设电路包括压力传感器、气压检测电路、液晶显示电路、气泵驱动电路等,可根据体重、周期、工作时间参数设置不同,控制气泵使气垫产生幅度、周期、时间可调的波动式翻滚达到防治褥疮的作用。连接气泵对气垫充气测试,设置不同的工作参数,观察并比较测试结果。结果控制器运行稳定,可使气垫产生规律的波动式翻滚,符合防治褥疮的要求。结论基于该微控制器的防褥疮气垫操作界面友好,工作模式多样,并且工作安全可靠,成本低廉。

基于AVR的防褥疮气垫控制器设计

目的针对防褥疮气垫工作模式单一、故障报警措施缺乏、操作界面呆板等不足,本文提出基于AVR单片机的防褥疮气垫微控制器设计方案。方法该微控制器以Atmega16为核心,外设电路包括压力传感器、气压检测电路、液晶显示电路、气泵驱动电路等,可根据体重、周期、工作时间参数设置不同,控制气泵使气垫产生幅度、周期、时间可调的波动式翻滚达到防治褥疮的作用。连接气泵对气垫充气测试,设置不同的工作参数,观察并比较测试结果。结果测试结果表明控制器运行稳定,可使气垫产生规律的波动式翻滚,符合防治褥疮的要求。结论基于该微控制器的防褥疮气垫操作界面友好,工作模式多样,并且工作安全可靠,成本低廉。

垫层埋入法蜗壳结构设计的统计分析与研究

为了进一步对垫层埋入法蜗壳结构埋设方式进行总结提炼,对国内采用垫层埋入法的水电站进行了统计和分析,系统阐明了垫层埋入法的应用发展,指出了在高水头、大尺寸蜗壳结构上垫层埋入法的普遍适用性,总结了具有广泛应用性的垫层参数取值范围,即垫层厚度取20~30 mm,垫层弹性模量取1.5~3.6 MPa,垫层平面布置从蜗壳进口起始铺至转角270°,垫层立面布置上至机坑里衬1.25~2.50 m、下至腰线以下10°~30°。

关于水电工程引水系统埋管状态下钢衬环向应力计算方法的探讨

已有工程监测成果表明水电工程引水系统埋管状态下,当围岩单位抗力系数(K_0)较大时,K_0变化对钢衬环向拉应力σθ影响不明显;但现行规范NB/T 35056—2015推荐的计算公式中,σ_θ值和K_0有直接关系。本文结合实测资料,对比数值仿真和规范推荐公式,探讨埋管状态下σ_θ计算公式。结果表明,规范公式计算σ_θ时,直接采用K_0,忽略实际存在混凝土垫层,可能会导致σ_θ计算结果出现偏差。上述认识对类似工程设计具有一定的参考价值。

埋置式承台分离式柔性止水结构设计与施工

海中埋置式承台安装对止水要求很高,若止水效果不佳,会直接影响浇筑混凝土的质量和耐久性。为解决止水问题,采用分离式柔性止水结构,经现场反复试验,实测结果表明,这种止水方式可有效满足承台施工质量要求,并以港珠澳大桥分离式柔性止水方案成功安装为例进行分析,供同类工程参考。

拟梁等参单元和坝内垫层钢管的应力分析

坝内垫层钢管的应力分析,由于钢管和垫层的厚度相对很小,垫层端部应力梯度较大,使用常规有限单元很难得出满意的结果,特别不能正确求出垫层端部的局部应力。作者提出一种拟梁等参单元,这种单元描述位移和应力变化的能力在一个方向很强,而在与之正交的方向相对较弱。它很适合用于坝内垫层钢管的应力分析。本文采用拟梁等参单元对三峡工程坝内钢管的设计比较方案等进行了计算,计算结果与试验结果吻合较好。计算结果表明:钢管应力,有垫层段远大于无垫层段,在垫层端部存在较大的局部应力;垫层弹模值的大小对钢管应力影响较大。垫层弹模值越小,传递到混凝土的荷载也越小,越靠近垫层端部这种影响越显著。三峡工程的钢管,当管壁厚度为4.6cm时,垫层弹模值以略大1.0MPa为宜。

港珠澳大桥钢管桩施工定位测量技术应用

海上钢管桩施工定位及其精度监测是港珠澳大桥埋置式承台足尺模型工艺试验研究关键及施测困难的工序之一。通过自行研制的工具式导向架沉桩系统,对钢管桩振沉过程施以约束来提高钢管桩定位精度,满足钢管桩平面定位±5 cm、垂直度1/400的精度要求。根据工程实践,提出影响定位精度的误差来源并给出减小误差的建议。

隔震结构施工技术

结合福建省防震减灾指挥中心大楼施工,介绍了隔震垫的构造及连接方式、安装工艺流程,阐述了隔震垫的施工、竣工观测方法,提出了隔震垫的其他施工要点,施工结果显示,其效益显著。

冷却水管在承台大体积混凝土施工中的应用

通过引用项目预建实例,讲述了大体积承台超厚混凝土施工过程中,利用预埋冷却水管减少升温阶段内外温差等一系列技术措施,以避免混凝土因温度产生裂缝。

刚性桩复合地基桩顶埋入式垫层机理分析

基于Meyerhof理论,提出了改进的桩顶埋入式垫层,推导出垫层极限桩土应力比的计算公式,并对桩顶埋入式垫层的作用机理进行了分析。研究发现:桩顶埋入式垫层可减少桩顶向上刺入量和地基沉降量,极限桩土应力比随刺入量的增加和垫层内摩擦角的增大而增大。提出了考虑桩顶垫层厚度及桩距影响的极限桩土应力比修正计算方法,推导了相应的计算公式和计算曲线,可供实际工程应用时查询。研究表明:修正后的埋入式垫层极限桩土应力比随桩顶预埋深度与垫层厚度之比的增加而增大,随桩距的增加而减小。通过算例分析,认为桩顶埋入式垫层具有垫层厚度和预埋深度可双向调节的优点,可用于调节复合地基应力和控制差异沉降,并可作为高层建筑地基变刚度调平设计的手段。

全埋式钢衬钢筋混凝土管道与坝内垫层管比较分析

结合某坝后式水电站工程实例,对全埋式钢衬钢筋混凝土管道方案进行了平面非线性有限元分析,比较了不同管坝接缝面连接形式(垫层、冷缝、固结)对结构受力特性的影响.计算结果表明:垫层接缝方案可以有效地减少内水压力传至坝体,冷缝连接方案次之,固结方案最为不利,因此从坝体安全性角度考虑,建议在工程中使用垫层接缝方案.在坝址区域地震烈度较高或者对管、坝混凝土开裂有严格控制的工程中,建议使用坝内垫层管方案,这样不仅可以保证坝体及管道抗震安全,又能使钢管承担更多的内水压力,减少或避免管道及坝体混凝土开裂.