基于BIM的水利工程空箱结构拓扑优化设计研究与应用

项目提出了典型空箱结构拓扑构型和工作性态复核两阶段式的结构拓扑优化方法,对空箱结构、边界条件及材料属性等进行建模分析、拓扑优化物理模型试验验证,并通过规则化处理获得了典型空箱结构拓扑优化的工程方案。

城市河道橡胶坝与活水系统的结合设计研究

城市中的断头浜河道,因水体流动性差,水质调控难度大,导致其水生态、水景观效果差,影响区域河道水环境。文章结合江苏省无锡市某城区劣Ⅴ类水质的断头浜河道治理工程,对河道提质增效方案进行。研究通过在河道末端新建橡胶坝,使断头浜河道形成独立水域,采取水质调控措施,改善水环境。此外,结合橡胶坝充排水泵室布置,设置活水、排水泵系统,实现断头浜河道活水循环,同时减小工程占地。橡胶坝与活水系统的结合设计研究,可为类似断头浜河道水环境治理提供借鉴。

城市河道综合整治设计研究

随着城市化建设进程的加快,早期城市内河道的规划已经严重制约了城市的发展,对城市河道进行综合整治迫在眉睫。文章以雨花台区工农河为例,根据片区发展要求,首先对雨花区工农河河道工程适宜性进行了评价,然后对河道的平面布置进行了设计,最后根据河道现状与规划不符的状况进行了综合整治设计。综合整治的实施改善了城市河道的环境,同时河道的整治为后续项目的推进提供了基础,可以为后续类似工程设计提供借鉴。

基于BIM的榫卯结构装配式水工建筑物参数化设计与应用研究

项目基于BIM技术,依据榫卯连接原理研究了中小型闸站的拆分组装原则及装配式结构防渗问题,开展了典型闸站的有限元分析及计算流体动力学分析,提出了一种基于榫卯结构的标准化装配式中小型闸站,建立了参数化构件族库,开展了构件工厂化、规模化生产和现场装配工艺研究。项目将传统木质榫卯连接工艺应用到现代小型混凝土预制装配式水工建筑物上,拓展了装配式水工建筑物结构体系,实现了“非等同现浇”技术在装配式水工建筑物中的应用。

动力作用下水利边坡失稳形态研究

边坡在受到雨水动力作用下易发生滑坡现象,为了探究水利边坡在雨水动力作用下的失稳形态,通过自主设计模型试验的方式开展研究,分析边坡在受到雨水冲刷作用下的滑坡特性。对边坡模型不同点位处的土压力、孔隙水压力、基质吸力以及含水率进行监测。结果表明,边坡在雨水动力冲刷作用下的土压力会受降雨的影响而发生变化,且不同位置处的土压力呈现出不同的变化状态;降雨还会引起边坡孔隙水的压力发生变化,雨水不断渗入,导致孔隙水的压力逐渐增大至0.15kPa;降雨的出现还会影响边坡的基质吸力,导致基质吸力逐渐变小,但降雨并不会对更深处边坡(深度>0.6m)的基质吸力造成影响。此外,在降雨的作用下,边坡不同深度处的含水率发生不同程度的变化,但只会影响深度为0.2~0.4m处的含水率,当深度超过0.5m时,含水率均不再发生变化。研究结果可为进一步认识边坡在动力作用下的失稳形态及特性提供理论支持。

水利枢纽泵闸大体积混凝土开裂风险精准预测研究

目前,常规的混凝土开裂风险预测方法主要通过结合控制变量法,对影响开裂的因素进行模拟分析,由于忽略了不同因素对开裂情况的影响程度,导致预测精度不佳。对此,提出水利枢纽泵闸大体积混凝土开裂风险精准预测方法。通过对混凝土开裂机理进行分析,选定开裂因素变量,并对不同因素的敏感性进行计算,明确不同因素对开裂情况的影响程度。考虑到钢筋对开裂情况的附加应变,对大体积混凝土最大裂缝宽度进行计算,并采用贝叶斯参数法对开裂概率进行计算,最后根据开裂概率对风险进行分级,实现混凝土开裂风险的预测。在试验中,对提出的方法进行开裂风险预测精度的检验。结果表明,采用提出的方法对大体积混凝土开裂风险进行预测时,风险系数误差值较低,具备较为理想的预测精度。

淮安市清隆桥泵站空箱挡墙拓扑优化设计研究

基于拓扑优化设计理论和方法,研究空箱挡土墙结构优化设计问题。以清隆桥泵站进水侧空箱挡土墙为例,以挡墙应变能最小为目标函数,以挡墙结构体积、强度、抗滑稳定、抗倾覆稳定等为约束条件构建拓扑优化计算模型,实现了对空箱挡土墙的结构优化及轻量化设计。利用有限元软件对优化后的结构进行稳定性复核,结果表明空箱挡土墙结构的强度、抗滑稳定、基地应力等指标均满足要求,验证了拓扑优化结果的可靠性,为挡土墙结构优化设计提供参考。

淮安市水利勘测设计院贯标工作综述

江苏省淮安市水利勘测设计研究院自2001年6月18日开始贯彻GB/T19001-2000等同于ISO9001:2000标准之后,建立并完善了既满足标准又符合设计院具体情况的质量管理体系,在最高管理者的领导下,经过全体职工的共同努力,于2002年3月16日取得北京中水源禹质量体系认证中心颁发的质量管理体系认证证书,它标志着我院"科学管理、开拓进取、高效优质、顾客满意"的质量方针在各个工作程序中得到了有效实施,标志着设计院已具有符合国际管理标准的质量保证能力.

基于模糊综合评判法的淮安市古黄河水利枢纽工程可行性研究

本文研究了古黄河水利枢纽工程的可行性。根据工程实际,运用层次分析法建立指标体系,采用模糊综合评判法对其进行综合评估,分析工程建设必要性与相关规划符合性,对防洪、除涝、供水、第三人合法水事权益、调度方案及管理体制的影响等。根据最大隶属度原则,综合评价结果为良,工程总体可行。

淮安市小型水利工程景观设计现状与思考

江苏省淮安市现有小型水库121座、蓄水塘坝5198座、农村固定排灌站3318座，排水沟3983条、总长37328km，渠道46773条、总长约39550km。小型水利工程面广量大。随着农村改革的逐步深入．现代化水利建设的不断推进，在设计中应更加注重水利工程的景观特点，重视水工建筑物的个性发挥。在小型水利工程建筑物的布局和色彩方面有所创新．将水利工程与周围环境、地域文化巧妙融合，注重工程效益与环境效益、美学效益相结合。按照工程类型及河流景观的构成，结合淮安市小型水利工程的特点，分析淮安市小型水利工程景观设计现状，提出有关思考。

淮安市古黄河水利枢纽工程总体布局研究

在与相关规划充分衔接的前提下,结合工程的功能要求,通过对古黄河水利枢纽工程位置、闸前水位、总体布置、导流方案、结构优化的分析论证,确定了枢纽闸址位于涟水县城区段的涟城镇下游,闸前设计水位8.3m,闸站桥结合,导流河位于河道右侧等总体布局方案,为减少征地拆迁、节约投资、加快前期工作、推进工程进度起到了促进作用。

BIM技术在水利景观工程上的应用研究——以江苏省淮安市淮河干流综合性治理生态廊道工程为例

BIM技术具有可视化、优化性、模拟性等突出优点,广泛应用于建设工程。水利工程具有投资大、技术复杂、规模大等特点,事关民生,亟需推广使用BIM技术。本文以淮安市淮河干流综合性治理生态廊道工程为例,通过建立景观工程的信息模型,对BIM技术的运用进行了研究,为BIM技术在水利工程上的推广应用提供借鉴。

基于遗传算法的空箱式挡土墙多目标优化设计

为高效、准确、自动化地实现空箱结构的优化设计,以空箱式挡土墙为研究对象,基于Python语言和ABAQUS软件进行参数化建模,实现了结构建模及有限元计算分析全套流程的自动化。结合某水闸工程中的一座空箱式挡土墙结构,以多个强度和稳定性指标的最优化和混凝土体积的最小化为目标,以规范要求的指标阈值、几何尺寸和体积限制为约束条件,采用非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ算法)进行空箱式挡土墙多目标优化设计。为进一步提高计算效率,基于人工神经网络算法建立了代理模型,实现了与实际有限元模型的高度近似。结果表明,依据所提出的优化设计方法进行空箱式挡土墙多目标优化设计,可以在有效控制强度和稳定性的前提下尽可能地缩减混凝土用量,具有显著的经济效益。

淮安市古黄河水利枢纽工程初设方案泥沙冲淤计算研究

本文根据淮安市古黄河水利枢纽工程初设方案,采用河床演变分析和二维泥沙数学模型,考虑土质条件和河道现状,分析了1984年以来河道演变情况,研究了工程建成前后枢纽上下游河道水流泥沙运动和河床变化特征,提出了缓解冲刷和淤积的具体措施,为初设方案的最终确定提供了重要的依据。

生态型护岸在水利工程设计中的应用探究

随着时代的进步、社会的发展,现代技术手段催生了水患防治的新理念、新技术,为水利工程设计提供重要的技术支持。传统的护岸形式对生态环境造成一定影响,已经不能满足当前水利护岸的总体要求。通过应用生态型护岸优化水利工程设计方案,提高水利工程的设计质量,为两岸居民提供便利生活条件。在详细介绍生态型护岸方针政策、基本要求后,分析生态型护岸的类型,进而提出生态型护岸在水利工程设计中的应用策略。

小型水工建筑物设计模数及拆分装配初步研究

基于小型水工建筑物设计与作业条件复杂等特点,指出传统建造方式存在的局限性,采用装配式设计和施工具有重要价值。由于常规装配拆分方式的模数并不统一,给预制化生产带来了较大困难,对不同类型的小型水工预制构件的设计模数进行了探讨,并从结构受力的合理性、设计的标准典型性、生产及施工的经济便捷性等方面分析了实现标准化设计而必须考虑的拆分要素,并强调了结构功能是拆分的基本依据。

苏北水利排险工程中水闸除险加固结构模拟设计分析研究

针对嶂山闸开展病险加固模拟设计研究,设计预应力结构加固措施,研究优化预应力锚索布设根数与锚索直径参数。加固结构中锚固洞拉应力最大,且最大拉应力与锚索根数、锚索直径均为负相关,闸台、锚块最大拉应力在锚索根数为16后出现降幅;锚索直径增大2 mm,闸台、锚固洞、锚块最大拉应力分别平均降低22.7%、7.6%、24.4%,且降幅递减。锚块体、锚固洞最大压应力随锚索根数递减,闸台稳定在8.5 MPa;闸台、锚固洞最大压应力与锚索直径具有幂函数关系,直径增大2 mm,两者最大压应力分别损失25%、23.5%。研究认为锚索根数16、锚索直径22 mm时加固设计方案最优。

掺气坎体型设计对溢洪道水力特性影响研究

为研究蓄能电站溢洪道消能防蚀构件的最优化布设方式,设定了不同泄流量下溢洪道水工模型试验,基于水力参数试验结果分析了四种掺气坎布设方案下技术利弊性。试验结果表明,A、D方案掺气浓度值水平分别为最低、最高,而两者时均压强分布分别为最高、最低。研究得到A方案掺气浓度受影响更显著,空蚀效应显著,D方案下抗动水冲击效果更显著。分析得到A、B、C三方案沿程时均压强在高、低泄流量工况下分布变化具有差异,而D方案保持一致。综合认为D方案开槽降挑角对水工建筑防蚀消能更有设计优势。研究成果可为水工结构消能防冲设计及物理模型试验分析提供参考。

水利-交通联合枢纽工程中水闸底板设计优化分析研究

为研究淮安一干河水利-交通联合枢纽工程中水闸设施底板厚度设计参数最优性,利用仿真计算对比方法开展了应力、位移及孔隙水压力分析。水闸中拉、压应力最大分别为交通桥底、底板部位;交通桥底、闸室底板最大拉应力随底板厚度均为先减后增变化,厚度1 m时为最低,为1.68 MPa、1.29 MPa;检修桥底处最大拉、压应力受厚度参数影响较小。底板厚度增大时,闸室底板、交通桥底部位最大压应力递增,但增幅在减小,厚度1 m方案后应力基本稳定。水闸位移以竖向沉降为主,Z向位移量稳定在3.95 mm,不受底板厚度参数影响;Y、X向位移随底板厚度递减,但厚度超过1 m后位移降幅较小;厚度参数不影响孔隙水压力分布,厚度1 m方案下孔隙水压力量值最优。综合静力特征与孔隙水压力特征,认为闸室底板厚度1 m时设计方案最优。研究可为应用静力特征与渗流特征进行水工设计参数优化提供一定参考。

基于水利仿真模拟设计的金湖县城西河节制闸加固结构分析研究

针对金湖县城西河活水工程节制闸工程加固设计方案开展参数优化,利用仿真计算平台建立计算模型,经模拟,锚固洞部位拉应力为最大,锚固洞、闸顶平台最大拉应力与纵向间距参数为正相关,但锚固洞最大拉应力与横向间距参数呈二次函数关系,且为负相关;闸顶平台最大拉应力受横向间距参数影响较小,稳定在1.03MPa;锚块最大拉应力受纵向设计参数抑制影响,间距增大20mm,平均可削弱其14.7%的拉应力,但其受横向间距参数影响较小,稳定在1.5MPa。特征部位最大压应力虽纵向设计参数为递增,但横向间距参数影响下锚块、锚固洞变化较小,稳定在11.2MPa、15.8MPa,闸顶平台在横向间距90mm后递减。研究认为纵向、横向设计参数分别为160mm、100mm时加固方案最优。