某渡槽结构检测及维修处理方案

基于甘肃某引水工程维修处理项目,借助有限元分析软件,对于可能存在偏心的建筑物进行结构安全性复核。通过检测分析的手段明确渡槽病害部位及缺陷等级并提出修补方案。所涉及的缺陷分析、结构验算、方案设计流程,对既有渡槽老化病害的维修处理具有一定的参考价值。

大型多纵梁式钢筋混凝土渡槽结构受力试验研究

本文介绍了南水北调中线工程河南段双洎河钢筋混凝土多纵梁渡槽结构的仿真模型试验研究情况，对钢筋混凝土渡槽结构仿真模型试验中材料性能的模拟、结构自重的模拟、支座性能的模拟及水荷载施加方法等关键技术问题以及渡槽超载试验方法进行了分析讨论，给出了主要试验结果，提出了需要进一步改进的结构设计建议。

大型钢筋混凝土多纵梁渡槽结构设计方法的研究

本文结合南水北调河南段双洎河钢筋混凝土多纵梁渡槽结构设计，提出了采用改进的空间刚架结构方法计算结构设计控制截面的内力进行结构极限承载力配筋设计，采用三维混凝土有限元分析验算结构正常使用状态下截面应力状态的结构设计方法．利用１：５钢筋混凝土仿真试验模型实测数据对比验证结果表明，上述设计方法是可行的．

界河大型预应力拉杆拱渡槽设计与研究

界河渡槽是南水北调东线工程胶东地区调水工程中一大型关键性输水工程,渡槽采用了一种新型的渡槽结构形式上承式预应力混凝土拉杆拱结构。其鲜明的结构特性是:①肋拱和预应力混凝土拉杆组合形成自平衡受力体系,对槽墩不产生水平推力;②整体结构紧凑,支撑高度比下承式拉杆拱渡槽低;③不产生一般拱式渡槽的连拱效应,节省加强墩;④槽墩轻巧、施工方便、安全可靠,工程造价低。简要介绍了上承式预应力拉杆拱渡槽支承结构的设计和相关结论。

南水北调漳河涵洞式渡槽结构试验研究

漳河渡槽是南水北调中线工程主要跨河建筑物之一,为确保工程的安全和结构的优化设计,特进行1∶6的钢筋混凝土仿真模型试验。对钢筋混凝土渡槽结构仿真模型试验中材料性能、模型的设计制作、结构自重的模拟及水荷载施加方法等关键技术进行了分析讨论。重点阐述试验过程中结构和加载方式的模拟。给出在4种工况下渡槽关键部位的应变和变形,并作了比较,为渡槽提供了需要改进的结构设计建议。

寒冷地区某渡槽裂缝成因及钢筋锈蚀对耐久性影响

北方寒冷地区某大型调水渡槽,采用大跨度三向预应力钢筋混凝土结构。在其施工建设期间,检查已建渡槽槽墙表面有竖向长裂缝、流白膏、碱蚀渗水的现象,敲击墙面内部有空鼓声音。为了研究上述问题,采用理论分析、数值计算方法,从预应力张拉、积水冻胀、环境温度等方面考虑,分析表明槽墙表面裂缝和内部空鼓缝是积水冻胀造成的。非线性有限元精细模型计算和钢筋锈蚀耐久性分析结果表明:(1)冻胀量达到0.4%时,管周边出现纵向拉裂缝,当冻胀量达到1%时,表面开始出现竖向裂缝,冻胀量达到3%时,表面形成长裂缝,内部空鼓缝贯通;(2)灌浆孔道有空气和积水恶劣工况下,预应力钢筋发生锈蚀,速率达到0.102 mm/a;空鼓缝深度8 cm且管内破裂进水,其锈蚀速率为0.024 mm/a,15 a后其重量损失率即可达6%;当空鼓缝深小于8 cm时,10 a后竖向普通钢筋的锈蚀将致槽墙生成新的锈胀裂缝。建议对渡槽进行二次灌浆并控制好灌浆质量及做好保温和防水措施,防范渡槽产生新裂缝。

某在役钢筋混凝土空腹桁架拱渡槽的耐久性评定

对某在役渡槽—钢筋混凝土空腹桁架拱进行了包括外观、裂缝、强度、锈蚀、碳化及应变、挠度等在内的综合检测,并对其初始设计状态、目前的现役状态及目标使用年限后的预估状态进行了较为精细的有限元分析;利用检测及有限元分析结果对该桁架拱结构进行了耐久性专项评定;最后在评定结果的基础上提出了加固处理意见。

刁河板梁式渡槽仿真模型试验研究

南水北调中线刁河渡槽工程规模大,结构受力复杂,为确保工程安全及优化结构设计,特进行1∶6的钢筋混凝土仿真模型试验,重点研究其结构的受力状态,并分析、论证设计方案的可行性。同时介绍了该渡槽仿真结构模型试验技术,包括模型材料的选择、加载方法和测量方法等,着重分析了水压条件下的试验成果,并根据分析结果对结构设计提出了改进意见。

在役钢筋混凝土渡槽时变模糊可靠度分析

为了更合理地评价渡槽结构在使用过程中安全性能随时间变化的情况,基于在役钢筋混凝土渡槽结构,考虑时间因素,并考虑混凝土碳化引起结构耐久性下降因素的随机性与模糊性,以渡槽结构混凝土碳化深度为基本控制参数,利用一次二阶矩法,建立了混凝土碳化深度随时间变化的时变模糊可靠度模型,运用MATLAB编制相应的程序,针对工程实例进行计算分析。计算结果表明:考虑时间因素,可以较好地反映渡槽结构随时间变化的动态可靠性指标,便于更加准确地掌握渡槽的检修时间;在以时间为因素的基础上,考虑变量的随机性与模糊性所得到的解比经典可靠度解偏小,这与实际工程相符,更加接近于工程真实情况,可为工程设计和后期维修提供更多的参考信息。

钢筋混凝土渡槽结构地震反应数值分析

首先介绍了钢筋混凝土渡槽结构在地震荷载作用下的分析理论,根据这些理论建立了渡槽结构的动力有限元分析模型,分别采用干模态法、附加质量法和ALE法考虑渡槽结构液固耦合作用,通过具体的工程算例,对钢筋混凝土渡槽结构进行了不同工况下的数值模拟研究,包括混凝土非线性材料分析、渡槽结构静水与动水响应分析、渡槽结构自振特性分析和槽墩的能力曲线分析。研究表明,考虑固液耦合作用的渡槽实体有限元模型能较好地模拟渡槽结构地震反应,并得到相应的渡槽结构地震反应规律。

宽浅式渡槽预应力混凝土多纵梁叠合结构设计

结合南水北调中线左岸排水工程宽浅过水断面的预应力混凝土多纵梁渡槽结构设计,拟定了预制纵梁与现浇槽体形成整体的叠合结构方案。采用三维有限元数值计算方法,以全现浇结构为比较对象,分析了叠合结构在正常使用荷载工况下的截面应力和变形状况。结果表明:在自重作用下,叠合结构的纵梁反拱变形较小,底板基本处于无应力状态,利于长期空槽运行;在水荷载作用下,叠合结构与全现浇结构的受力性能基本相当,底板受力性能优于全现浇结构。研究成果可为同类工程设计提供参考。

在役钢筋混凝土渡槽非概率时变可靠度分析

针对渡槽碳化概率可靠度分析需要大尺度的样本空间及统计变量特征难以获取等问题,基于区间模型非概率可靠度理论与混凝土碳化理论,提出了在役钢筋混凝土渡槽碳化的非概率时变可靠度计算方法,通过实例分析并与规范做比较,验证了计算模型的正确性。分别采用所提计算方法和Monte-Carlo概率可靠度法对既有渡槽结构进行可靠度计算。结果表明,非概率可靠度指标计算值较概率可靠度指标计算值小,该方法会使渡槽结构留有一定的冗余度;所提计算模型能简便有效地对渡槽结构做出碳化耐久性分析,弥补了概率可靠度分析的不足,研究结果对工程实践具有一定的指导意义。

基于一次二阶矩法渡槽系统模糊可靠度分析

为了更合理地评价钢筋混凝土渡槽结构在正常使用极限状态下的安全可靠性,针对在役钢筋混凝土渡槽结构,考虑影响其结构稳定性因素的随机性及模糊性,基于一次二阶矩法建立了渡槽结构底板与侧墙抗裂随机模糊可靠度模型,编制了相应的程序,并利用PNET法针对某工程实例进行了系统模糊可靠度分析。结果表明:在相同条件下,中心点法和验算点法可靠性指标计算结果与建立的模糊可靠度方法基本一致,验证了模糊可靠度方法的正确性;在不同条件下,渡槽系统可靠性指标随着考虑相关变量因素的增多而减小,这与实际情况相符,即考虑变量的随机性与模糊性更接近于结构真实情况,所得解更为合理;传统可靠度计算方法所得抗裂能力可靠性指标结果偏大,高估了渡槽结构整体的可靠性,采用传统方法得到的极限状态设计值偏于不安全,实际工程中应考虑影响因素的随机模糊性。

南水北调中线总干渠安阳河涵洞式渡槽的仿真模型试验研究

介绍了南水北调中线工程总干渠涵洞式渡槽仿真模型试验研究情况 。

大型钢筋混凝土多纵梁渡槽模型试验加载方法的研究

根据南水北调工程钢筋混凝土多纵梁渡槽结构受力性能大比例尺仿真模型试验的需要，结合三维有限元分析结果，研制了一套符合渡槽受力特点且便于实施的加载系统，其成功经验对类似结构试验加载方案的确定具有重要的参考价值．

带人行道的矩形混凝土渡槽三维有限元分析

利用有限元分析软件对带人行道的矩形混凝土渡槽进行了三维有限元分析,对比带人行道的矩形混凝土渡槽有无人群荷载在受力变形后的挠度和应力差别,分析其刚度和强度的特性,并根据其特性,有针对地对混凝土渡槽各部位进行配筋,以提高渡槽设计的科学性、合理性、经济安全性和稳定性。

在役钢筋混凝土渡槽安全评价与病害处理

针对大型灌区中输水渡槽普遍出现的病害现象,结合某大型钢筋混凝土渡槽工程,进行现场质量检测分析,运用有限元软件模拟了渡槽在各工况下静、动力状态,对钢筋混凝土渡槽局部与整体的安全稳定性进行多角度科学的评价与病害分析,并提出了针对性的加固方案,在工程中成功应用与推广。现场质量检测分析和三维数值模拟相结合的方法能够更加科学地评价渡槽结构整体的安全稳定性,同时也为老旧渡槽的安全评价与病害处理提供一种新思路。

基于ANSYS钢筋混凝土结构耦合分析

钢筋混凝土有限元模型可用于分析工程结构问题。以渡槽钢筋混凝土模型为例,采用ANSYS中耦合和约束方程法,其中耦合法用于考虑温度场和应力场耦合共同作用产生的应力应变,约束方程法用于将钢筋节点和混凝土节点用约束方程联系起来。对纯混凝土结构以及钢筋混凝土结构的计算结果对比表明:钢筋混凝土有限元模型可以模拟实际钢筋混凝土模型,能为工程安全监测提供可靠的理论依据。

在役钢筋混凝土渡槽多失效模式时变可靠度分析

传统渡槽可靠度分析大多只考虑失效模式的单一性,为此,基于混凝土碳化模型与钢筋锈蚀模型提出了在役钢筋混凝土渡槽多失效模式的时变可靠度计算方法。利用Monte-Carlo法建立了单一失效模式的时变可靠度与失效概率计算方法,在单一失效模式的基础上采用PNET算法给出了多失效模式时变可靠度模型,运用Matlab软件编写了程序,对某在役钢筋混凝土渡槽结构在单一失效模式与多失效模式下的时变可靠度与失效概率进行了计算分析,结果表明:考虑多失效模式的渡槽可靠度小于单一失效模式的可靠度,计算结果更加合理;考虑渡槽多失效模式的时变性,能更好地掌握结构可靠度随时间的变化情况,给渡槽结构的耐久性做出合理的评价;采用多失效模式时变可靠度对渡槽的可靠度进行计算,与单一失效模式计算结果相比更符合渡槽实际。

渡槽在复合随机作用下的输水功能可靠性研究

钢筋混凝土渡槽结构在各类随机因素影响下的可靠性对调水工程的安全运行至关重要。本文基于结构随机动力学与损伤破坏分析领域的最新成果,提出了渡槽结构的复合随机动力分析方法,能够将来自渡槽结构参数的随机性和地震激励的随机性进行合理统一考虑。进一步提出渡槽输水功能可靠性指标,建立其在复合随机作用下的输水功能可靠性计算方法。以运行中的关帝庙渡槽为例,系统开展了渡槽在考虑不同随机因素影响下的输水功能可靠性研究。结果表明,钢筋混凝土渡槽在复合随机作用下的随机动力响应与仅考虑地震激励随机性的计算结果相比具有更显著的变异性,同时钢筋混凝土渡槽可靠性水平分析结果也有所降低;地震激励随机性对渡槽结构响应和可靠性的影响明显大于材料参数随机性的相应影响;在计算渡槽结构输水功能可靠性时全面考虑以上两种随机因素的复合影响是十分必要的。