宁夏红柳沟渡槽结构安全性评价

以建成已经57年的宁夏七星渠红柳沟渡槽为对象,采用现场质量检测、现场载荷试验和三维有限元方法,依据现行规范规定的标准,对渡槽进行质量检测和整体结构的静力、动力安全性评价。结果表明:红柳沟渡槽支撑体系质量良好,而上部槽体质量较差;整体结构在静力作用下安全性有保障,但在地震作用下不满足现行规范的要求。分析证明,现场载荷试验和三维有限元分析相结合的方法能够有效评价红柳沟渡槽整体结构的安全性,同时为老旧渡槽安全评价提供一种新思路。     

百米大跨上承式混凝土箱形截面拱式渡槽设计实践

为确保贵州省黔中水利枢纽一期工程总干渠6座主跨108～200 m的上承式混凝土箱形截面拱式渡槽的结构安全,基于渡槽与桥梁的工程类比,采用杆系有限元法对渡槽进行了设计。通过对同等跨度条件下渡槽与桥梁的结构设计标准、结构构造的深入比较,结合渡槽自身的荷载特点、施工方法建立了不同结构尺寸的计算模型进行分析,确定了渡槽的结构构造尺寸;同时通过开展机制砂混凝土的试验研究,确定了拱圈C45、C55混凝土的配合比。上述6座渡槽的充水试验表明,结构的力学变形性能符合设计预期,并于2018年1月投入运行,其设计实践经验可供今后同类型渡槽参考。     

大型预应力混凝土箱式渡槽有限元分析

为了对某大型预应力混凝土箱式渡槽进行有限元分析，在确定计算条件的基础上，分4种工况采用五、六面混合体三维有限元Super Sap计算后处理程序软件，得到了渡槽横、纵竖向应力分布和竖向剪应力分布、跨中槽底竖向位移。结果表明，渡槽预应力锚索布置合理，能满足渡槽结构的应力和变形要求。     

南水北调中线漕河渡槽流固耦合机理研究

基于考虑槽身与槽内水体流固耦合问题,采用迦辽金法推导了具有压缩性流体与固体流固耦合问题的动力有限元分析模型,并计算了南水北调中线漕河渡槽结构的地震反应。计算结果表明,随着水位的上升,渡槽结构地震反应增大,说明槽身与水体的相互耦合对渡槽结构地震反应影响显著。计算成果有利于指导施工和运行期安全监测与管理。     

新疆尼勒克沟预应力矩形渡槽结构静力分析

通过运用三维有限元法对预应力混凝土渡槽结构的受力性能进行分析,对预应力钢筋混凝土渡槽的非线性特性进行了数值模拟,将得到的数值模拟解与按结构规范计算的结果比较表明:内力及配筋分布比较合理,混凝土应力满足规范要求。依此证明所采用的渡槽结构形式及尺寸、预应力筋的布置方案是合理的,渡槽结构应力、变形满足规范要求。     

大型渡槽结构安全性及评价指标体系的研究

渡槽在建成运行后,由于受到气候、氧化、腐蚀等因素的影响而自然老化,以及长期在静载或地震荷载作用下遭受的损伤,其强度和刚度会随着时间而降低,结构的性能会逐步恶化,从而影响其正常运行。从承载能力、表观缺损和主要承重结构耐久性损伤3个方面提出了梁式渡槽结构安全评价的指标体系与方法。     

空心渡槽的温度应力研究

为了有效的降低温度应力对水工渡槽的结构破坏，本文提出了空心渡槽这一新型的渡槽结构型式。并用有限元分析软件ANSYS 7.0分别计算了南水北调中线工程上某一大型渡槽其普通结构和空心结构两种型式的三维稳态温度场和温度应力,并比较了空心结构不同壁厚对温度应力的影响。计算结果表明，采用空心结构可以有效的降低渡槽的温度应力。     

等效力学模型下的渡槽动力响应分析

针对大型渡槽在水体晃动作用下的结构动力响应问题,以结构动力学及流体动力学原理简化槽内水体与槽壁间的晃动阻尼作用,建立了渡槽等效力学分析模型,并以EL-centro波横向输入,采用三维有限元及实程分析技术,对不同过水量下结构动位移及应力进行了计算分析。结果表明,渡槽水体晃动动水压力对槽身横向动位移影响较其它方向更为显著;相比附加质量法计算结果,通过等效力学模型计算得到的结构动力响应均有不同程度降低,其中横向减幅最为显著;在大型渡槽结构设计中,考虑液体阻尼效应的等效力学模型相比附加质量法更接近实际情况,为工程实际提供参考依据。     

深圳东部供水工程输水建筑物优化设计

为了对深圳东部供水工程输水建筑物进行优化选型、优化设计、对滤槽和倒虹吸管类型及不同纵坡的渡槽方案进行了方案经济比较计算。在设计中，同时考虑了动态和静态投资，并考虑了不同类型建筑物的不同水头损失对投资的影响。在矩形渡槽结构计算中，指出了传统算法的不足，并采用三维有限无分析计算，使工程投资更加节省。最后选择了纵坡为1/2000的封闭箱形渡槽方案。     

杨家坝渡槽预应力合理张拉时机研究

大跨度预应力渡槽在跨年度的施工中,选择在不同的季节进行预应力的张拉,对渡槽结构的稳定产生较大的影响,故对渡槽进行预应力合理张拉时机的研究是重要的。以杨家坝渡槽为计算对象,采用有限元法,通过仿真计算,比较分析了渡槽在不同季节的温度条件下,渡槽结构的应力及位移的变化情况,表明杨家坝渡槽在月平均气温10℃时张拉预应力,可以适当避免渡槽应力以及位移出现过大的情况,并可为同类工程提供参考。     

东深供水改造工程渡槽支承结构受力分析

考虑桩土联合作用 ,采用三维有限元技术和解析法相结合的方法 ,对东深供水改造工程钢筋混凝土矩形渡槽下部支承结构 (排架和桩基础 ) ,在动、静荷载作用下的受力性能进行了分析 ,并论证了其稳定性能。分析结果表明 ,渡槽支承结构应力条件较好 ,变形量不大 ,满足设计要求 ;在渡槽线路拐弯的地方 ,可加大纵向约束 ,以提高渡槽结构的抗震能力 ,增强整体结构的稳定性。为该渡槽结构的合理设计提供了重要依据     

大型钢筋混凝土涵洞式渡槽静动力分析

利用三维有限元对涵洞式渡槽进行静动力分析 ,根据结构特征、地质条件和结构材料的力学参数 ,对结构进行分析 ,得到应力、弯矩和刚度的变化规律 ,为渡槽设计提供了可靠依据     

东深供水改造工程渡槽支承结构受力分析

考虑桩土联合作用，采用三维有限元技术和解析法相结合的方法，对东深供水改造工程钢筋混凝土矩形渡槽下部支承结构（排架和桩基础），在动、静荷载作用下的受力性能进行了分析，并论证了其稳定性能。分析结果表明，渡槽支承结构应力条件较好，变形量不大，满足设计要求；在渡槽线路拐弯的地方，可加大纵向约束，以提高渡槽结构的抗震能力，增强整体结构的稳定性。为该渡槽结构的合理设计提供了重要依据。     

南水北调中线工程特大型预应力矩形渡槽的有限元计算

针对南水北调中线工程流量大、水头损失小、跨度大、荷载大的超大型渡槽结构,建议使用预应力结构,提出了钢绞线的布置情况和模拟技术,并采用有限元技术进行三维空间计算,比较渡槽施加预应力前后的受力特性.计算表明:超大型渡槽具有明显的三维受力性能,使用一般平面梁板结构模型受力不明确,使用预应力技术可以满足抗渗抗裂要求.     

悬臂梁箱形渡槽结构特点及结构计算

渡槽在灌区输水建筑物中,具有水头损失小、施工简便、运行方便等优点,应用较为广泛。而双悬臂梁箱形渡槽具有受力条件好、节省投资、施工简单、管理方便等特点。通过对箱形渡槽结构尺寸的计算,说明了箱形渡槽受力条件好、结构安全可靠。     

大型钢筋混凝土涵洞式渡槽静动力分析

利用三维有限元对涵洞式渡槽进行静动力分析，根据结构特征、地质条件和结构材料的力学参数，对结构进行分析，得到应力、弯矩和刚度的变化规律，为渡槽设计提供了可靠依据。     

南水北调中线工程特大型预应力矩

针对南水北调中线工程流量大、水头损失小、跨度大、荷载大的超大型渡槽结构，建议使用预应力结构，提出了钢绞线的布置情况和模拟技术，并采用有限元技术进行三维空间计算，比较渡槽施加预应力前后的受力特性。计算表明：超大型渡槽具有明显的三维受力性能，使用一般平面梁板结构模型受力不明确；使用预应力技术可以满足抗渗抗裂要求。     

U形渡槽施工期温度模拟与应力分析

结合U形渡槽的实际情况,采用三维有限元方法模拟渡槽浇筑过程,仿真分析了渡槽施工期温度场和应力场.计算结果表明:U形渡槽槽壁较薄,温度场很快达到准稳定温度场,应力主要由外部约束引起,应力值较小,一般不会造成结构开裂.     

槽身结构在短时变化作用下的温度场研究

通过对大型渡槽的温度边界条件进行分析计算，确定了影响渡槽温度边界条件的主要影响因素及其变化规律。对温度场计算中的材料热参数进行了分析讨论，提出了参数值的确定方法。以南水北调中线某大型渡槽工程为研究对象，建立了矩形槽身结构沿壁厚、墙高、槽宽等方向的温度梯度模式。研究成果正在南水北调中线大型渡槽工程设计中应用。     

U形渡槽施工期温度模拟与应力分析

结合U形渡槽的实际情况，采用三维有限元方法模拟渡槽浇筑过程，仿真分析了渡槽施工期温度场和应力场。计算结果表明：U形渡槽槽壁较薄，温度场很快达到准稳定温度场，应力主要由外部约束引起，应力值较小，一般不会造成结构开裂。