大跨度U形渡槽预应力钢绞线张拉顺序数值模拟及方案比选

为探究大跨度U形渡槽预应力钢绞线张拉过程中拆模时机对渡槽槽身结构受力状态的影响,以国内某大跨度U形预槽为例,考虑温度荷载,基于单弹簧联结单元法模拟预应力钢绞线与混凝土的相互作用,通过数值模拟方法研究预应力钢绞线张拉过程中的拆模时机对渡槽槽身结构应力响应的影响,进而基于渡槽槽身的应力控制标准及预应力钢绞线张拉过程对渡槽预制台座的占用时间,提出了最优的预应力钢绞线张拉方案。结果表明:拆模前施加部分纵向、环向预应力不仅能满足张拉过程中槽身内壁面不出现拉应力的要求,同时能减少对渡槽预制台座的占用时间。

U形渡槽预制模板自行行走系统技术改进

针对U形薄壁渡槽预制施工中槽身预制模板施工效率低、拼装工作繁杂及安全隐患大等问题,以施工集约化、机械化、自动化为目标,利用DA控制液压系统、伸缩套杆和电力驱动系统的有效组合,研制由外模总成、内模总成、端模总成、自行吊架等组成的槽身模板自行行走系统,并采用防错台高效模板夹安装槽身拉杆小体型模板。经在海南省某工程项目进行实践应用,实现了模板安装和拆卸简便、细部结构外观整体质量高,并有效降低了施工成本。

某U形渡槽碳纤维布加固效果有限元分析

以某座简支U形渡槽为工程背景,采用Midas FEA建立三维有限元模型,考虑混凝土的材料非线性,对比分析了渡槽采用碳纤维布加固前后的受力性能,同时研究了碳纤维布的粘贴范围对渡槽加固效果的影响。研究结果表明:采用碳纤维布加固后渡槽的挠度最大值、裂缝宽度最大值均有一定程度的下降;顺桥向碳纤维布的粘贴范围对渡槽的挠度、裂缝宽度和裂缝分布存在一定的影响;仅在跨中截面附近粘贴碳纤维布,对渡槽的裂缝宽度和裂缝分布有较大影响,而对渡槽的挠度影响不大。

U形渡槽水体大幅晃动的ALE有限元模拟

应用任意拉格朗日—欧拉有限元方法分析大型U形渡槽结构中流体的大幅晃动问题 ;针对不同的水位 ,研究渡槽结构在谐波激励和地震作用下的振动反应 .数值分析表明 ,渡槽结构中水体的晃动具有明显的非线性特征 ,且随着水位的增高 ,水体晃动的非线性增强 ;同时存在某一水位使得水体的晃动幅度产生突变增大 .

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 .

U形渡槽三维流固耦合体风振响应分析

以排架U形渡槽为研究对象,建立三维流固耦合模型,通过自回归滑动平均(ARMA)模型模拟的脉动风,采用任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法分析了U形渡槽风振动力响应.结果表明:在风荷载作用下,水体与槽壁的动力相互作用是一种复杂的非线性过程;槽内水体晃动产生的动水压力很小,但水体的存在增大了槽体的横向位移;由于水体和槽壁间的耦合动力作用,槽身内壁两侧的主应力较大;随着水深的增大,处于不同高度位置的槽壁,其主应力的增减趋势不同.

简支等厚钢筋混凝土U形渡槽截面优化的研究

根据作者多年的研究成果,利用近代发展起来的结构优化理论,对简支等厚钢筋混凝土U形渡槽,在过槽流量模数K和渡槽计算跨度L的各种组合情况下,进行了一系列优化计算,得到U形截面最优几何参数R_y(计算半径)、t_y,(槽壁厚度)、f_y(垂直段高)、δ_y(横杆截面高度)和ΔF_y(侧梁截面面积)等随K和L的变化规律。据此绘成各种K值下的R_y—L、t_y—L、f_y—L、δ_y—L和ΔF_(oy)—L等关系曲线。设计时,只要已知K、L,即可利用这些曲线立即查到U形截面的各种最优几何参数,拟定出经济合理的最优截面。经大量对比计算得知,利用本法确定的截面,比用常规方法一般可节省25％～35％的造价。

基于三维有限元法的U形渡槽横向内力计算

U形渡槽是灌区工程中应用最广泛的交叉建筑物型式,但目前横向内力普遍按超静定的平面曲梁进行计算难以满足大型渡槽设计精度要求。基于四川省亭子口灌区一期工程渡槽设计实践,利用APDL编制了三维有限元U形渡槽内力提取程序,并将有限元计算成果与结构力学法计算成果进行了对比。结果显示采用结构力学法30°-60°范围弯矩方向有误,弯矩和轴力最大值分别为有限元法的1.5倍和0.5倍左右,失真较为严重。利用面映射法提取三维实体单元的内力再进行结构配筋设计能满足有限元法与规范兼容性需求,可以在大型渡槽设计中进行推广。

U形渡槽内水体液面晃动对流作用试验研究

大型U形渡槽多为薄壁结构,柔性结构与水体间的动力相互作用与刚性壁假定存在明显的不同,渡槽类结构刚度对两类等效质量的影响尚需深入研究。本研究采用几何比尺1/10的大型薄壁U形渡槽物理模型,通过振动台试验研究U形渡槽与水体的动力相互作用。通过深入分析稳态白噪声激励下渡槽结构的动态响应及槽内水体液面自由晃动结构响应,确定U形渡槽中水体液面晃动的自振频率及阻尼比,并通过深入分析试验记录的液面晃动波高幅值与渡槽支座力、弯矩幅值,定量给出了试验对象U形渡槽结构槽内水体对流作用的等效质量及作用位置。可为实际U形渡槽工程抗震设计准确分析及安全性评价提供可靠依据。

沙河U形渡槽预应力张拉试验研究

南水北调中线工程沙河渡槽为预应力渡槽。为了掌握预应力渡槽施加预应力后应力损失情况,于渡槽正式架设前,在施工现场建造了预应力锚索张拉试验台,对渡槽纵横向预应力锚固情况进行了测验与分析。介绍了张拉台的设计方案、测验过程及改进测试精度的措施。通过试验,获得了锚索孔道摩阻系数、锚固回缩损失、锚圈口锚力损失等重要参数,为设计和施工提供了依据。

大跨度薄壁U形渡槽造槽机运行操作综述

南水北调中线湍河渡槽大跨度薄壁U型渡槽通过现场实践验证和不断优化,工程运用DZ40/1600型渡槽造槽机操作工艺合理、简便,满足工程设计要求;浇筑完成的槽身,经检测其结构尺寸和施工质量均满足设计要求,为大型渡槽造槽机施工积累了宝贵的经验。

世界最大U形渡槽通过技术验收

5月23日，世界最大U形渡槽——南水北调湍河渡槽工程，顺利通过南水北调中线一期工程通水技术验收。

关于适应《水工混凝土结构设计规范》的U形渡槽支座内力计算公式

根据概率极限状态设计原则提出了适应《水工混凝土结构设计规范(SL/T191-96)》的U形渡槽支座内力标准值计算公式,并给出承载能力极限状态计算时的内力设计值以及正常使用极限状态验算时的内力计算公式。

石洞江U形渡槽现场承载力试验研究

U形渡槽作为一种水利设施,为我国的农村引水灌溉发挥了重要的作用,但一些U形薄壁渡槽年代久远,其安全性越来越受到人们的关心.文章通过对石洞江一座U形渡槽进行现场检测,完成了混凝土碳化深度试验、混凝土强度检测以及现场承载力试验.最终结果表明:U形渡槽的槽身材料虽然有一定的退化,但是渡槽的整体强度较好,在加载过程中仍然处于弹性工作阶段,且槽身承载力足够,可以安全使用.对既有渡槽的改造决策与处置提供了合理的参考依据.

钢筋混凝土U形渡槽搭架立模现浇施工技术

在渝怀铁路两座渡槽工程中 ,介绍了对槽身采用搭架立模现浇法施工。论述了该方案的选择、设计、实施工艺和使用效果。指出此方法节约了吊装费用 ,提高了工效 ,具有推广价值。

U形薄壁渡槽水化热仿真分析及寒潮对其影响研究

以某U形薄壁渡槽为例,采用Midas FEA建立三维实体有限元模型,以正弦函数模拟昼夜温差变化,通过计算分析,得到了U形薄壁渡槽在养生期的温度和应力变化,同时通过改变环境温度函数,对比分析了遭遇寒潮后对U形薄壁渡槽温度和应力变化的影响.结果表明,U形薄壁渡槽在养生期内的温度应力均在混凝土的允许抗拉强度范围之内,且各龄期的混凝土抗裂系数均大于混凝土抗裂安全系数,混凝土出现开裂的风险不大;遭遇寒潮后,U形薄壁渡槽在养生期的温度下降,温度应力升高,混凝土抗裂系数进一步下降,渡槽混凝土开裂的风险显著升高;U形薄壁渡槽在养生期遭遇寒潮后,应当进一步加强温度和应力监测.

大型U形薄壳渡槽动力分析

针对大型U形渡槽的动力特性和动力响应问题,建立了适于U形渡槽流固耦合(FSI)系统的位移压力(u_i,p)有限元格式,给出流固耦合系统的动力特性方程,并基于FSI系统的(u_i,p)格式建立渡槽槽体—水体—槽墩—基础—地基系统的力学模型,采用非对称模态提取法求解了4种水深下渡槽的动力特性,并用隐式—显式积分算法计算了4种水深、2种强震作用下大型渡槽的动力响应。计算结果表明,基于FSI的(u_i,p)格式,考虑到槽体与水体的相互作用,简化了计算模型,提高了计算精度,同时也得出不同水深、不同激励下渡槽结构动力特性和动力响应的变化规律等结论,可为大型渡槽及同类工程动力设计提供参考。

温度荷载对大型U形预应力渡槽的影响研究

U型渡槽由于自重较轻,在施工上相对于矩形渡槽有较大的优势,因此在南水北调工程中具有较大的运用前景,而温度荷载是大型渡槽的重要荷载之一,由于其计算较为复杂,目前对大型渡槽的研究较少。采用三维有限元方法分析了重力荷载作用下的大型U形渡槽的受力特点,给出了相应的预应力钢筋布置方案,并通过瞬态有限元方法计算了夏季日照与冬季寒潮两种最不利工况下的渡槽应力值,并分析了温度荷载对大型U形预应力渡槽的影响。

某大型预应力U形薄壁梁式渡槽结构受力分析

采用通用的有限单元计算软件,对沙河预应力U形薄壁梁式渡槽进行了受力分析。结果表明:U形截面渡槽由于槽身光滑、平顺,因此槽身应力分布均匀,拉应力值较低;人行荷载和风载对渡槽的位移和应力影响很小,在设计水位作用下,槽身结构的竖向位移比空槽大近1倍,说明水荷载对渡槽有巨大影响。