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。     

基于三维激光扫描的老旧渡槽结构性能安全评估

渡槽在运行多年后需要进行安全评价以确定渡槽的运行性态,以便为下一步加固或重建提供科学依据。由于渡槽修建年限较久,原设计资料的缺失将给渡槽的结构安全评价造成较大困难。以某双曲拱渡槽为例,以现场安全检测为基础,采用三维激光扫描技术对渡槽进行实景复制,建立渡槽三维点云模型,经数据处理后形成实体模型并进行三维数值计算,再结合拱圈稳定性计算成果,实现对槽身及支承结构受力性能的分析,从而达到了从整体上对渡槽结构进行安全评价的目的。     

渡槽排架立柱截面尺寸的拟定

一、问题的提出在农田水利工程中,渡槽是一种应用很广泛的输水建筑物,排架又是渡槽常用的支承结构形式。对于中小型渡槽工程,排架的工程量往往占整个渡槽的50%以上,设计计算也比较繁琐。因此,在设计中恰当拟定排架截面尺寸,对节省工程造价,减少计算工作量是极为重要的。以往在设计时,排架立柱截面纵向尺寸 b 取排架高度 H 的1/20～     

矢跨比对拱承式渡槽抗震性能影响的研究

矢跨比是拱承式渡槽重要的设计参数,分析其对渡槽抗震性能的影响对地震区渡槽建设设计具有重要意义。以东滑峪渡槽为例,运用有限元软件ANSYS,对不同矢跨比有限元模型进行静力分析、模态分析和瞬态动力分析。通过对关键位置横槽向位移和拱圈内力变化规律的分析,确定渡槽的最优矢跨比。综合考虑各因素,不论静力荷载单独作用,还是静力荷载和地震荷载共同作用,该渡槽结构的最优矢跨比均为1/6。     

超大型渡槽抗震性能试验研究

结构减隔震技术在工程中已有广泛应用且效果良好,但在大型渡槽中还没有应用先例.结合南水北调工程中大型渡槽的抗震问题,进行了模拟地震振动台试验研究.试验首先设计和制作了单跨渡槽相似模型,然后设计了多组用于试验的隔震支座,最后在不同周期地震波作用下进行了动力响应试验,对比了安装隔震支座前后渡槽隔震体系在不同工况下的动力响应.试验结果表明,利用隔震支座可以有效地减小渡槽结构的动力响应,提高渡槽的抗震性能.     

国内外渡槽发展现状及趋势

在概述国内外渡槽修建和发展情况的基础上，详述渡槽研究过程中存在的主要问题，分析渡槽发展研究的总趋势是适应各种流量和跨度，并从横断面结构、支承型式、材料、施工方法、施工工艺5方面，探讨渡槽未来的发展方向和趋势。     

大型钢筋混凝土矩形多纵梁渡槽结构设计研究

结合南水北调中线工程中双洎河大型钢筋混凝土矩形多纵梁式渡槽结构设计研究 ,采用空间刚架有限元技术对其受力性能进行了分析计算。并完成了渡槽结构的设计计算与验算。试验研究表明渡槽设计是可靠的     

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。     

界河大型预应力拉杆拱渡槽设计与

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型式－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。本文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。     

大型钢筋混凝土矩形多纵梁渡槽结构设计研究

结合南水北调中线工程中双洎河大型钢筋混凝土矩形多纵梁式渡槽结构设计研究，采用空间则架有限元技术对其受力性能进行了分析计算。并完成了渡槽结构的设计计算与验算。试验研究表明渡槽设计是可靠的。     

长喉道量水槽的设计新方法

在总结国内外长喉道量水槽研究成果和近几年在江苏省南通市实际应用经验的基础上，全面系统地介绍了长喉道量水槽的结构、量水原理、设计计算方法，在灌区量水现场对设计计算方法作了一系列的验证试验。试验结果表明：按该设计方法设计的长喉道量水槽具有很高的测流精度，流量相对误差小于5％。     

钢质多塔斜拉渡槽的设计与施工

针对渡槽所在地的自然条件和渡槽本身跨度大、流量小的具体情况，经多方案比较，最后选定了钢质多塔斜拉渡槽方案。具体采用五塔悬浮体系，主梁采用连续梁，并从其总体布置、构造设计、结构内力分析、结构抗风措施及施工、调试等方面进行了详细介绍。     

闸墩式量水槽试验研究

研究渠道量水设施对灌区节水、实现水资源高效可持续利用具有重要意义,在满足量水所要求的条件下,应优先选用水工建筑物量水.针对闸墩兼作量水槽并能结合闸门以实现联合测流的要求,提出一种闸墩式量水槽.选择8种收缩比和3种槽长在矩形渠道中进行了系统试验.结果表明.无量纲教Kc/Kc和H/Bc高度相关,根据理论分析和室内试验得出的流量公式简明实用,自由出流时流量计算最大相对误差3.59%.闸墩式量水槽临界淹没度可达0.91,增加量水槽长度会增大相应量水槽的临界淹没度.控制收缩比为0.49～0.65时可得到较好的量水效果.     

沟灌简易量水槽水力性能探究

提出了一种针对小流量的、制作安装简易的量水设备--便携式三角形喉道量水槽.该量水槽的原型过流试验在9种流量(0.90,1.44,1.88,2.36,2.84,3.36,3.92,4.57,4.90 L/s)的自由出流和淹没出流工况下进行,设置于断面形式与田间灌水沟相近的U型渠道内,通过测量量水槽内13个控制断面水位,对水面线、傅汝德数、临界淹没度、测流精度等水力性能进行试验分析.三角形喉道量水槽的过槽流量与上游水深具有良好的乘幂关系,复相关系数达到0.999 5;拟合得出自由出流和淹没出流状态下的水深流量公式,计算流量与实际流量比较,平均误差和最大误差均在5%以内.分析了不同流量工况下傅汝德数变化规律,进而确定了临界水深断面产生的具体位置在喉道段后半段,距离量水槽进口为334~355 mm;该三角形喉道量水槽的临界淹没度稳定,范围为0.80~0.86;单个量水槽的流量适用范围为0.90~5.00 L/s.     

小型U形渠道适宜量水设备浅析

在节水灌溉技术的推广应用中,灌区量水是一项基础的、关键性的技术.灌区量水设施灌区节水、实现水资源高效可持续利用具有重要意义。随着节水农业的发展和水价制度的改革，迫切需要研究并推广可对灌区末级渠系计量的量水设备。抛物线形移动式量水堰板和便携式量水槽是针对小型U形渠道测流而提出的量水设备，具有使用方便，结构简单等优点。通过对2种量水设备的比较，模拟分析了在不同渠道条件下的量水性能指标。结果表明：2种量水设备的量水精度均可满足灌区测流要求；抛物线形移动式量水堰板测流幅度大，渠道适应性好；在可以适用的缓坡渠道条件下，可优选便携式量水槽。     

翼柱型量水槽在3种常用渠道上的应用性能对比试验研究

翼柱型量水槽是一种新型量水槽,其应用在灌区具有成本低、便于修建、量水精度高的特点。【目的】探讨翼柱型量水槽在矩形渠道、梯形渠道、U形渠道上的适用范围。【方法】试验在矩形渠道、梯形渠道、U形渠道上分别设计3种收缩比的量水槽,在不同流量工况下进行试验,并对测流精度、佛汝德数、水头损失、壅水高度等进行比较分析。【结果】拟合出矩形渠道、梯形渠道、U形渠道不同收缩比量水槽的流量公式,平均误差分别为0.42%、1.34%、1.65%,均满足规范误差小于5%的要求;翼柱型量水槽在3种渠道上游佛汝德数Fr均小于0.4,在U形渠道上游Fr最小;翼柱型量水槽在3种渠道上最大临界淹没度均大于0.85,应用于U形渠道的最大临界淹没度最高;矩形渠道修筑翼柱型量水槽产生的水头损失占上游总水头比例最小。【结论】翼柱型量水槽可用于灌区节水续建配套,同一比降条件下,矩形渠道与U形渠道衔接位置应用翼柱型量水槽效果最佳。     

基于CFD的巴歇尔槽进口连接段结构优化与水动力学特性分析

【目的】探究巴歇尔槽上游进口连接段最优形式。【方法】采用SolidWorks建模软件对不同进口连接段形式(内接圆弧过渡段、外接圆弧过渡段、直面过渡段、无过渡段)建立物理模型,利用ANSYS18.0软件对模型进行网格划分与数值模拟,运用Tecplot后处理软件,在自由出流情况下,分析不同进口连接段形式对水头损失、水面线、测流误差、流速及压强的变化情况,得出输水效率最高的连接段形式。【结果】采取进口连接段过渡的巴歇尔槽相比无连接段过渡的水流流线更平缓;无连接段过渡的巴歇尔槽局部水头损失最大、内接圆弧过渡段形式巴歇尔槽局部水头损失最小。巴歇尔槽测流精度相对误差随着来流流量的增大而减小;当来流流量为0.01 m³/s时,4种设计方案测流误差分别为:16.3、15.9、15.4、17.7;当来流流量为0.2 m³/s时,4种设计方案测流误差分别为:6、5.9、5.2、5.5。4种设计方案中,直面过渡段形式巴歇尔槽测流精度最高;巴歇尔槽纵剖面速度、压强云图变化梯度明显,流速最大处位于喉道段、静水压强最大处位于上游雍水段。湍动能云图数值最大处位于气相所分布的区域,气相相较于液相具有更强的流动性,分子间的能量交换更加剧烈,内能消耗更大。【结论】测流工作应该在来流流量较大时完成、进口连接段加以衬砌,防止因静水压强导致巴歇尔槽形变而产生测流误差。     

NUS水泥砂浆在渡槽排架裂缝处理中的应用

由于有害离子侵蚀,混凝土碳化,钢筋锈蚀等方面原因,致使渡槽排架混凝土产生裂缝、剥落,严重危及着渡槽的安全运行。因此寻找一种科学、实用、简便的处理裂缝的方法,是当前渡槽老化损坏处理的一个重要课题。针对韶山灌区山枣渡槽排架裂缝的处理实例,提出一种 NUS 水泥砂浆处理渡槽排架裂缝的新方法。用该法处理后的渡槽排架,经运行观测,效果较好。     

翼柱型量水槽水力特性分析与对比

【目的】为探究翼柱型量水槽在自由出流和淹没出流时的量水性能。【方法】试验观测10种流量条件下,量水槽进口到出口13个测流断面的水位,对自由出流和淹没出流两种工况下的水面线、佛汝德数、测流精度等水力参数进行分析与对比。【结果】自由出流状态下在断面11到断面12之间形成了临界流,流量在0.044 m3/s以下时没有产生临界流从而得到了U形渠道翼柱型量水槽的最小工作流量。翼柱型量水槽过槽流量与上游水深具有良好的相关关系,通过拟合得到了自由出流和淹没出流状态下的流量公式,其中自由出流状态下最大误差为-2.54%,淹没出流下为6.50%,二者平均误差均小于0.3%,满足现行渠道量水规范的误差要求。本文拟合的淹没出流流量公式最大淹没度高达0.958,适用范围较大。此外,U形渠道翼柱型量水槽具有较大的自由出流范围,临界淹没度可达0.890。【结论】经试验确定临界流断面位于距进口约为量水槽4倍翼高处。翼柱型量水槽可满足小比降既成渠道的测流要求,进一步解决了量水槽流量公式在淹没出流情况下测流误差较大的问题。