高强薄壁U型渡槽混凝土长龄期服役表面碳化性状分析

以国内某大型供水工程高强薄壁U型渡槽结构混凝土为实例,通过对宏观性能与微观组成结构分析,研究经10 a以上长龄期服役运行后,混凝土外表面碳化性状的变化。宏观性能测试结果表明,高强、薄壁、U型渡槽槽身混凝土抗压强度保持良好,表面碳化程度较低,钢筋未见明显锈蚀,其抵抗自然环境CO_(2)等酸性气体侵蚀的能力较强,而微观组成与结构的研究结果较好得印证了混凝土的宏观性能表现。

基于淠河总干渠混凝土渡槽充水试验的变形监测

渡槽充水试验是保证正常通水前的试通水,要求对结构的安全性、稳定性及充水效果等进行全面的检查,同时对设计理念进行初步验证,目的是确保渡槽运行安全。论文以淠河总干渠混凝土渡槽充水试验为例,对渡槽的挠度变形和沉降观测方法进行了初步探索,并根据项目实际情况,提出了针对性的适用变形监测方案,同时进行了误差和精度分析。结果表明,此方案克服了各种不利条件的限制,同时,满足渡槽充水试验监测的精度要求。

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。

某渡槽槽身侧墙裂缝成因调查研究及分析

渡槽因常年通水可能引发混凝土结构内部钢筋锈蚀膨胀导致混凝土结构裂缝,也可能因常年经受冻融循环产生温度应力而引起裂缝。为此,文中主要通过对渡槽槽身外观质量、混凝土抗压强度、碳化深度、槽身裂缝等方面的调查试验来分析研究渡槽槽身产生裂缝的主要原因,为水利运管单位运行维护提供理论支撑。

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．

南水北调中线大型渡槽运行期温度场的计算

较全面分析了运行期渡槽温度边界条件的各种影响因素,并给出各因素较为精确的计算公式.利用瞬态有限元方法给出了渡槽运行期瞬态温度场的计算方法,并通过对实验水槽的计算结果与实测数据对比,说明所提出的边界条件计算公式和温度场计算方法是正确可靠的.还对南水北调洺河渡槽温度场进行了计算,并得到了一些有益的结论.

强震作用下大型排架式U型渡槽的损伤破坏分析

强震作用下排架式渡槽结构易发生损伤开裂破坏,使结构整体抗震性能发生改变。基于混凝土塑性损伤本构模型,采用等效弹簧模拟桩-土之间的动力相互作用及温降法模拟槽身三向预应力钢筋作用,应用时域分析法对某大型排架式U型渡槽在强震作用下的动力响应规律及损伤破坏发展过程进行分析,得到强震作用下排架式渡槽的破坏模式及抗震薄弱部位,研究排架式渡槽结构的整体抗震特性。研究表明,在强震作用下结构损伤破坏较大区域主要集中于下部排架盖梁、连系梁与排架柱交接的部位,可能出现混凝土开裂现象,是该排架式渡槽结构的抗震薄弱环节,而槽身整体破坏性较小。对于地震烈度较高地区的排架式渡槽结构,应重点关注下部支撑结构的抗震安全性。

预应力混凝土渡槽温度影响及设计研究

结合南水北调中线工程左岸排水预应力混凝土渡槽结构设计,针对渡槽太阳暴晒温差变化剧烈、长年处于无水状态、洪水期过流历时短且流量变化大等特点,提出了左岸排水预应力混凝土渡槽结构的设计思路。同时根据三维有限元数值模拟计算结果,对比分析各荷载工况下渡槽的受力分布规律,进一步明确了温度效应已成为排水渡槽结构设计中不可忽略的重要因素之一,验证了渡槽设计思路的合理性、有效性。研究成果对同类结构的设计与施工具有重要的工程参考价值。

大型预应力混凝土渡槽结构受力性能试验研究

本文介绍南水北调中线工程河南段初步设计中提出的跨度为 40m、双箱矩形断面大型预应力混凝土渡槽结构的 1∶5仿真模型试验研究情况 ,对预应力混凝土渡槽结构仿真模型试验中结构自重的模拟与结构承受水荷载作用前初始应力状态的建立、水荷载施加方法等关键技术问题进行了分析讨论。试验结果表明 ,采用调整混凝土初始预应力的方法模拟预应力混凝土渡槽结构在结构自重作用的受力状态是可行的 ,采用单面橡胶和钢结构组成的单腔和多腔加载水囊可以准确地模拟渡槽中水荷载的作用 ,采用全自动数据采集处理系统是保证大型结构模型试验数据采集同步而精确的必要设备条件 ,为大型预应力混凝土结构模型试验提供重要成功经验。针对渡槽单箱承受水荷载和双箱承受水荷载时主要构件的性能测试结果 ,提出各构件的设计方法和结构构造措施以及需要进一步改进的结构设计建议。

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。

多厢互联预应力混凝土渡槽设计方法

针对南水北调中线总干渠渡槽流量大、荷载大、槽身过水断面大，普通梁式渡槽难以满足要求的特点，提出了新型矩型截面多厢互联预应力混凝土连续梁式渡槽．这种型式渡槽刚度大、承载能力大、跨越能力大，是一种适用于大流量输水渡槽的经济合理的新型结构。文中介绍了这种渡槽的结构设计方法，包括槽身跨度和横截面尺寸的确定原则；纵向、横向和竖向预应力钢筋及锚固体系的选择；按平面问题和按空间问题分析方法以及槽身结构承载能力极限状态和正常使用极限状态设计要求等内容．分析结果表明，这种渡槽空间受力效应明显，宜采用平面问题与空间问题相结合的分析方法。

大型渡槽温度场的边界条件计算方法

温度应力是南水北调中线大型渡槽设计中不可忽视的重要因素,直接影响到渡槽的运行安全,因此在设计中必须较为准确计算,温度场的边界条件计算是温度应力计算的前提。置于自然条件下的大型混凝土渡槽结构,其温度场的边界条件影响因素复杂,通常难以准确计算而往往被简化考虑,从而也直接影响到渡槽温度场和温度应力计算成果的可靠性。通过研究,给出了在太阳辐射等复杂自然条件下温度场边界条件的计算方法,并通过对实验水槽的实测数据和计算结果的对比,验证了计算方法的可信度。

纤维素纤维对渡槽C50混凝土的性能影响

研究了纤维素纤维对渡槽C50混凝土的工作性、力学性能、抗渗性能及塑性收缩开裂特性的影响,并与聚丙烯纤维进行了对比。结果显示,掺纤维素纤维使混凝土的工作性能略有降低,对抗压强度影响不大,显著提升了混凝土的劈拉强度、抗裂性及抗渗性,表现出了比聚丙烯纤维优越的性能,更适合渡槽混凝土抗裂防渗的要求。

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。

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。

掺新型膨胀材料混凝土渡槽早期抗裂性研究

大型混凝土渡槽易发生收缩开裂，严重影响渡槽的耐久性。掺新型膨胀材料可补偿混凝土收缩，降低和抑制混凝土渡槽开裂。采用平板法和圆环法对混凝土渡槽早期抗裂性能进行研究，探讨新型膨胀材料对混凝土渡槽早期塑性开裂性能的影响。研究结果表明：掺4％-8％的膨胀材料可有效补偿和降低混凝土收缩，降低和抑制裂缝的产生和扩展，掺8％的抗裂性能最佳。

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。

大跨预应力混凝土梁式渡槽结构上拱度的分析与控制

通过对大跨预应力混凝土渡槽结构上拱度的分析认为,预应力、恒载、弹性模量、混凝土的收缩和徐变等是影响上拱度的主要因素,而上拱度的预测主要取决于对混凝土徐变的合理估算;为了防止上拱度过大对结构使用性能的影响,提出对上拱度的控制应采用降低预应力和减小徐变相结合的措施。

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。