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底流消能诱发泄洪闸闸墩振动问题分析和减振措施研究 被引量：1
1
作者 刘昉 刘晴 +5 位作者 李火坤 黄伟 柳波 唐义员 李玥康 王文韬 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期107-114,共8页
底流式泄洪闸在大流量泄洪时常伴随着闸墩剧烈振动。针对泄洪闸闸墩振动问题,以某水电站为例,基于水弹性物理模型试验和原型观测,提出改善闸墩结构和优化水库调度方案的两种减振措施。物理模型试验为研究闸墩振动提供了数据支撑,而原型... 底流式泄洪闸在大流量泄洪时常伴随着闸墩剧烈振动。针对泄洪闸闸墩振动问题,以某水电站为例,基于水弹性物理模型试验和原型观测,提出改善闸墩结构和优化水库调度方案的两种减振措施。物理模型试验为研究闸墩振动提供了数据支撑,而原型观测结果验证了模型试验的可靠性。结果表明:当泄流量为5400 m^(3)/s时,通过优化水库调度,采用“低孔+表孔”联合泄洪的方式,表孔的泄流量从单独泄洪时的5400 m^(3)/s转变为联合泄洪时的低孔泄流量3481 m^(3)/s+表孔泄流量1919 m^(3)/s,表孔闸墩的振动位移标准差可从182.3μm减小到51.7μm,振动削减效果为71.6%;当表孔泄流量为10030 m^(3)/s时,通过对闸墩进行加固,闸墩的振动位移标准差可由288.8μm减小到129.6μm,振动削减效果为55.1%。 展开更多
关键词 底流式泄洪闸 闸墩振动 减振措施 模型试验 原型观测
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水-空气耦合介质中冰载荷对闸墩的撞击影响研究
2
作者 贡力 杨腾腾 +2 位作者 靳春玲 贾治元 董洲全 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期177-187,共11页
西北干寒地区长距离输水工程中河道修建的闸墩受到冰载荷撞击破坏,为确保冬季安全稳定供水,需进行冰载荷对闸墩撞击破坏力学特性研究。该文采用任意拉格朗日-欧拉(arbitrary Lagrangian-Eulerian, ALE)流固耦合(fluid structure interac... 西北干寒地区长距离输水工程中河道修建的闸墩受到冰载荷撞击破坏,为确保冬季安全稳定供水,需进行冰载荷对闸墩撞击破坏力学特性研究。该文采用任意拉格朗日-欧拉(arbitrary Lagrangian-Eulerian, ALE)流固耦合(fluid structure interaction, FSI)方法模拟不同碰撞工况下冰体楔入闸墩碰撞过程,并通过对比实验,验证了冰材料模型参数和ALE算法的适用性,分析了网格尺寸对撞击力的影响。研究结果表明:计算得到冰载荷对闸墩撞击力极值与实验值具有良好的吻合性,表明该模拟所采用的冰材料模型参数、ALE算法和网格尺寸能够较准确模拟冰载荷对闸墩的作用力;闸墩损伤变形与冰排破损主要集中在碰撞接触区,接触区撞击力大小受到“水垫效应”的影响,空气介质对撞击力影响较小;不同冰厚和冰速工况下撞击力时程曲线呈现“Sawtooth”(上下波动)现象,撞击力加载-卸载时间较短;冰排楔入闸墩的过程中,撞击力极值出现在0°正碰接触区,在冰速1.2 m/s~3.0 m/s范围内,撞击力逐渐减小,在不改变冰速工况下,随着冰厚的增加,墩体结构响应越大,冰速和冰厚两种影响工况下闸墩顶端位移均为周期性振动。其仿真结果拟为西北干寒地区冰期河道中墩体结构安全提供指导。 展开更多
关键词 数值模拟 流固耦合 任意拉格朗日-欧拉 冰载荷 撞击力 闸墩
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基于BIM和图像识别技术的水闸闸墩浇筑高度识别方法 被引量：3
3
作者 刘奕炜 陈铭轩 +2 位作者 牛志伟 张伟 丁毅 《水电能源科学》 北大核心 2024年第1期129-133,共5页
水利工程施工进度不仅影响工程建设成本,还可能因度汛问题影响工程安全。基于BIM技术和图像识别技术提出了一种虚实结合的闸墩浇筑高度识别方法。利用BIM技术建立闸墩虚拟模型,可得到不同闸墩浇筑高度的虚拟图像数据集;采用改进后的深... 水利工程施工进度不仅影响工程建设成本,还可能因度汛问题影响工程安全。基于BIM技术和图像识别技术提出了一种虚实结合的闸墩浇筑高度识别方法。利用BIM技术建立闸墩虚拟模型,可得到不同闸墩浇筑高度的虚拟图像数据集;采用改进后的深度学习算法Vision Transformers对闸墩浇筑高度虚拟数据集进行训练学习,得到能够识别闸墩浇筑高度的识别模型;在实验室建立闸墩真实模型,模拟不同闸墩浇筑高度,利用摄像机获取闸墩不同浇筑高度实景图像,再利用经过训练的识别模型对实景图像进行验证。结果表明,所得模型能够精准识别闸墩浇筑高度的实景图像。该方法可推广应用于水利工程主体建筑物的真实施工进度识别,也可为数字孪生水利工程建设提供支撑。 展开更多
关键词 BIM 水闸闸墩 图像识别 闸墩浇筑高度 施工进度
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斜交进流条件下闸墩型式优化试验研究 被引量：2
4
作者 肖继德 陈斌 +1 位作者 黄志文 欧阳志宇 《水利水电快报》 2024年第1期75-79,共5页
为改善象山水利枢纽部分泄水闸进水口不良水流流态,提高枢纽泄流能力,利用物理模型试验方法对泄水闸2区闸室边墩墩头型式进行优化,对比分析了5种墩头型式方案下的优化效果。研究结果表明:墩头型式采用短轴为2倍闸墩宽度的黄金分割比(短... 为改善象山水利枢纽部分泄水闸进水口不良水流流态,提高枢纽泄流能力,利用物理模型试验方法对泄水闸2区闸室边墩墩头型式进行优化,对比分析了5种墩头型式方案下的优化效果。研究结果表明:墩头型式采用短轴为2倍闸墩宽度的黄金分割比(短轴/长轴=0.618)的1/4椭圆曲面,基本消除了间歇性涡流和回流现象,改善了进闸水流流态,但对于堰流处于高淹没度(h_(s)/H_(0)>0.99)时的综合流量系数μ_(0)的改变幅度不大,基本在0.5%以内,相应的泄流能力提升幅度也并不显著。研究成果可为类似工程设计提供参考。 展开更多
关键词 闸墩型式优化 水流流态 泄流能力 综合流量系数
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基于有限元法的水电站预应力闸墩应力变形分析
5
作者 陈中阳 赵二峰 +1 位作者 娄一青 盛云锋 《陕西水利》 2024年第4期1-4,8,共5页
某大型水电站中墩溢流表孔的弧形工作闸门在正常蓄水位时承受巨大水推力,根据规范和工程经验采用预应力钢筋混凝土结构型式,通过建立三维有限元模型进行计算分析,比较闸墩预应力情况下三种典型工况的受力性能。结果表明:闸墩结构具有相... 某大型水电站中墩溢流表孔的弧形工作闸门在正常蓄水位时承受巨大水推力,根据规范和工程经验采用预应力钢筋混凝土结构型式,通过建立三维有限元模型进行计算分析,比较闸墩预应力情况下三种典型工况的受力性能。结果表明:闸墩结构具有相当的刚度;应力分布符合一般规律,预应力体系布置合理。 展开更多
关键词 预应力闸墩 有限元 锚块 预留平孔 颈部
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水闸闸墩温度场及应力场仿真分析 被引量：42
6
作者 曹为民 吴健 闪黎 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2002年第5期48-52,共5页
水闸闸墩开裂已成为水闸建设中的通病 ,要深刻地量化揭示这些裂缝形成的机理 ,需要发展能精细地模拟混凝土的材料特性、浇筑过程及外界环境条件变化的数值方法 .为此 ,应用非稳定温度场和徐变应力场仿真程序对裂缝产生的原因进行了探讨 ... 水闸闸墩开裂已成为水闸建设中的通病 ,要深刻地量化揭示这些裂缝形成的机理 ,需要发展能精细地模拟混凝土的材料特性、浇筑过程及外界环境条件变化的数值方法 .为此 ,应用非稳定温度场和徐变应力场仿真程序对裂缝产生的原因进行了探讨 .结果表明 ,对水闸闸墩这样的水工薄壁结构 ,如果没有有效的温控措施 。 展开更多
关键词 水闸 闸墩 温度场 应力场 仿真分析
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水电站表孔闸墩施工期温度应力仿真分析 被引量：9
7
作者 李九红 何劲 +1 位作者 简政 陈尧隆 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第9期117-122,共6页
用三维有限元浮动网格法进行了水电站表孔闸墩施工期的温度场和温度应力仿真分析 ,分析中考虑了混凝土的弹模、徐变度及自生体积变形等物理力学参数随龄期变化和分层浇筑对墩体温度应力的影响 。
关键词 水电站 表孔闸墩 施工期 温度应力 仿真分析 浮动网格法
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大推力预应力闸墩的设计方法 被引量：15
8
作者 贺采旭 李传才 何亚伯 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 1997年第6期24-29,共6页
在广泛调查研究的基础上，运用理论分析和仿真模型试验的研究方法，对预应力闸墩的结构形式和设计方法进行了探讨，提出了预应力闸墩的开缝锚块结构形式和预应力闸墩设计方法，包括颈部、锚块和闸墩体内锚束锚固区的设计计算方法，并提... 在广泛调查研究的基础上，运用理论分析和仿真模型试验的研究方法，对预应力闸墩的结构形式和设计方法进行了探讨，提出了预应力闸墩的开缝锚块结构形式和预应力闸墩设计方法，包括颈部、锚块和闸墩体内锚束锚固区的设计计算方法，并提出了颈部按部分预应力设计的思想．对比试验分析表明：开缝锚块结构形式可提高颈部的预压应力效果，减少锚束的数量，降低工程成本；预应力闸墩按部分预应力设计是完全可行的．本文的研究成果对今后预应力闸墩的设计和我国《水工混凝土结构设计规范》的修订有一定的参考价值． 展开更多
关键词 预应力闸墩 设计方法 闸墩 水闸
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闸墩“枣核形”裂缝成因机理和防裂方法研究 被引量：13
9
作者 马跃峰 朱岳明 +1 位作者 刘有志 杨接平 《水电能源科学》 2006年第2期40-43,共4页
针对闸墩中经常出现的“枣核形”裂缝,借助混凝土温度和应力有限元仿真计算方法,进行多工况多参数的比较分析研究,在查清具体工程裂缝成因机理后,提出适时合理的防裂方法,应用效果明显,对类似工程提供了借鉴作用。
关键词 闸墩 枣核形裂缝 成因机理 温度应力 防裂方法
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泄洪闸闸墩抗振加固措施研究 被引量：7
10
作者 陈林 杨敏 +1 位作者 李火坤 何小敏 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2016年第9期28-33,49,共7页
针对闸墩大幅振动问题,基于重力相似准则建立了闸墩整体水动力荷载测试模型,以试验所得水动力荷载作为输入,建立闸墩三维有限元模型,进行闸墩流激振动响应数值计算。比选了几种加固设计方案,以动位移作为控制指标研究加固减振效率与规律... 针对闸墩大幅振动问题,基于重力相似准则建立了闸墩整体水动力荷载测试模型,以试验所得水动力荷载作为输入,建立闸墩三维有限元模型,进行闸墩流激振动响应数值计算。比选了几种加固设计方案,以动位移作为控制指标研究加固减振效率与规律,最后得出一种既能保证加固效果又能降低工程造价的优化方案,可为同类加固减振工程提供参考。 展开更多
关键词 泄洪闸 闸墩 抗振加固 动力计算
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平面闸槽区湍流场的数值模拟 被引量：8
11
作者 张云 杨永全 +1 位作者 吴持恭 董志勇 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 1994年第9期47-53,60,共8页
本文利用各向异性Ｋ－ε模型对典型的闸门槽流场进行了系统的数值研究，得到了与实验结果相符的压力分布曲线和速度场。
关键词 闸门槽 湍流场 数值模拟
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表孔门槽的空化特性分析 被引量：8
12
作者 陈霞 李忠义 王永生 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 1998年第9期21-27,共7页
表孔门槽与二维凹槽在水力特性上有很大的差异，这决定了它们在空化特性上也有所不同．由于流动形式和堰面曲率的影响，表孔水流往往在堰面上压力低、流速高；在门槽底部，由于压差的作用，槽内旋涡常常随绕流从下游角隅绕出槽外．堰面... 表孔门槽与二维凹槽在水力特性上有很大的差异，这决定了它们在空化特性上也有所不同．由于流动形式和堰面曲率的影响，表孔水流往往在堰面上压力低、流速高；在门槽底部，由于压差的作用，槽内旋涡常常随绕流从下游角隅绕出槽外．堰面、涡心以及绕流区的交汇，使压力剧烈下降，极易在门槽下游边墙底部发生混合型空化，其初生空化数远大于水洞中二维凹槽的初生空化数，应在设计中引起重视． 展开更多
关键词 表孔门槽 水力学 空化 空蚀
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水闸闸墩裂缝成因及防治措施 被引量：29
13
作者 赵之瑾 关新强 《水利水电科技进展》 CSCD 2003年第4期62-65,共4页
分析水闸闸墩裂缝成因,主要是由于墩体内外温差、混凝土的干缩、自生体积变形和外部约束引起的,且各种原因都有一系列的影响因素.针对这些原因及影响因素,从材料、温度控制、施工方法与工艺和养护等方面采取措施,以达到防止和控制裂缝... 分析水闸闸墩裂缝成因,主要是由于墩体内外温差、混凝土的干缩、自生体积变形和外部约束引起的,且各种原因都有一系列的影响因素.针对这些原因及影响因素,从材料、温度控制、施工方法与工艺和养护等方面采取措施,以达到防止和控制裂缝的效果. 展开更多
关键词 闸墩 裂缝 混凝土
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上犹江溢流坝段闸墩裂缝成因和结构安全影响研究 被引量：8
14
作者 吉顺文 朱岳明 +1 位作者 强晟 曾登峰 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第S1期205-209,共5页
采用材料力学和有限元数值仿真计算法,对始建于1955年的上犹江重力坝溢流坝段闸墩上的竖斜向和水平向裂缝的成因进行了研究。仿真计算表明,这些裂缝除了当时冷缝施工处理不好和墩内设置母线洞的设计缺陷外,主要是由施工期温度应力和运... 采用材料力学和有限元数值仿真计算法,对始建于1955年的上犹江重力坝溢流坝段闸墩上的竖斜向和水平向裂缝的成因进行了研究。仿真计算表明,这些裂缝除了当时冷缝施工处理不好和墩内设置母线洞的设计缺陷外,主要是由施工期温度应力和运行期寒潮冷击与夏季低温库水泄洪冷击所致,并认为至今裂缝开裂程度基本已经稳定,对结构静力安全没有明显影响,但鉴于结构耐久性考虑,需要尽早进行灌浆加固处理,并要特别强调裂缝处理的防渗要求,防止墩内钢筋锈蚀所引起的混凝土破坏。 展开更多
关键词 溢流坝闸墩 混凝土裂缝 温度应力 寒潮冷击 泄洪冷击 有限元仿真计算 裂缝成因 结构安全
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新型预应力闸墩结构在景洪水电站工程中的应用 被引量：6
15
作者 何兆升 凌云 +1 位作者 李玲云 周钧 《水力发电》 北大核心 2008年第4期50-52,64,共4页
景洪水电站表孔采用大型弧形工作门挡水,孔口尺寸为15 m×21 m,具有推力大、力臂长的特点,必须采用预应力锚索平衡推力。而国内已建工程的预应力闸墩普遍存在拉锚系数偏大,未充分利用锚索能力的问题。为提高锚索的预应力利用效果,... 景洪水电站表孔采用大型弧形工作门挡水,孔口尺寸为15 m×21 m,具有推力大、力臂长的特点,必须采用预应力锚索平衡推力。而国内已建工程的预应力闸墩普遍存在拉锚系数偏大,未充分利用锚索能力的问题。为提高锚索的预应力利用效果,采用了平行布置锚索并在锚块内开设预留槽的新型预应力闸墩结构形式,减少了施工干扰,加快了施工进度,节约了锚索用量,取得了良好的效果。 展开更多
关键词 新型预应力闸墩 有限元 景洪水电站
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碗米坡预应力闸墩三维有限元分析 被引量：10
16
作者 孙乃波 傅少君 陈胜宏 《水电能源科学》 2005年第3期74-76,i007,共4页
应用三维有限元数值分析方法对坝基、坝体、闸墩、混凝土锚块及预应力锚索在内的整体模型进行应力和变形计算。研究结果表明,预应力闸墩具有整体稳定性,在各种荷载的组合效应下整个墩体的变形和应力分布满足设计要求。
关键词 预应力闸墩 应力 变形 三雏有限元
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新型锚块在预应力闸墩设计中的研究与应用 被引量：3
17
作者 韩韬 张建辉 +3 位作者 张喜武 夏辉 张亚迅 雷秀玲 《水力发电》 北大核心 2012年第5期31-33,共3页
蒲石河抽水蓄能电站下水库泄洪排沙闸工作闸门单墩承受最大推力为34 000 kN,推力较大,预应力闸墩采用空腔式新型锚块可以有效降低吨锚比,改善结构应力条件,节省工程量。应用ANSYS有限元分析程序对预应力闸墩进行数字仿真模拟,确定锚块... 蒲石河抽水蓄能电站下水库泄洪排沙闸工作闸门单墩承受最大推力为34 000 kN,推力较大,预应力闸墩采用空腔式新型锚块可以有效降低吨锚比,改善结构应力条件,节省工程量。应用ANSYS有限元分析程序对预应力闸墩进行数字仿真模拟,确定锚块及空腔尺寸、锚束位置及吨位,并通过物理力学模型试验,对重要部位进行应力检测,验证数学模型结果的可靠性。 展开更多
关键词 预应力闸墩 空腔式锚块 有限元 模型试验 蒲石河抽水蓄能电站
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江坪河预应力闸墩静动力有限元分析研究 被引量：3
18
作者 张微微 彭刚 +1 位作者 陈灯红 姚艳华 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2008年第4期159-163,共5页
运用三维有限元数值模拟方法对江坪河水电站泄洪坝段闸墩、混凝土锚块及预应力锚索在内的整体模型进行空间应力和变形分析,得到了2种典型工况下的整体位移和应力分布规律。在动力计算中分别采用了振型分解反应谱法和时程动力分析法。时... 运用三维有限元数值模拟方法对江坪河水电站泄洪坝段闸墩、混凝土锚块及预应力锚索在内的整体模型进行空间应力和变形分析,得到了2种典型工况下的整体位移和应力分布规律。在动力计算中分别采用了振型分解反应谱法和时程动力分析法。时程动力分析时,按规范要求分别输入了El Centro波、Taft波和由规范反应谱合成的人工地震波3种波形。然后对计算结果进行对比分析与总结,研究结果表明,预应力闸墩具有整体稳定性,在各种荷载的组合效应下整个墩体的变形和应力分布满足要求。得出了对设计有指导意义的数值成果,可供施工图设计参考。 展开更多
关键词 江坪河水电站 预应力闸墩 三维有限元法 反应谱法 时程分析法.
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大吨位预应力锚固技术在落久水利枢纽泄水闸闸墩中的应用
19
作者 廖宏骞 《广西水利水电》 2024年第1期93-96,共4页
随着预应力锚固技术的不断发展,单束预应力锚索设计锚固力也在逐步提高,大吨位预应力锚固技术更广泛地应用于水利水电工程泄水建筑物闸墩建设中,使大孔径、高水头泄水闸的布置型式得到有效的发展,有利于窄河床、大泄量的泄水建筑物的布... 随着预应力锚固技术的不断发展,单束预应力锚索设计锚固力也在逐步提高,大吨位预应力锚固技术更广泛地应用于水利水电工程泄水建筑物闸墩建设中,使大孔径、高水头泄水闸的布置型式得到有效的发展,有利于窄河床、大泄量的泄水建筑物的布置。本文详细地介绍了广西落久水利枢纽泄水闸闸墩预应力锚索的设计及施工要求。 展开更多
关键词 预应力 闸墩 锚块 主锚索 次锚索 落久水利枢纽
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闸墩复杂结构裂缝成因分析 被引量：3
20
作者 赖雅琳 李宗坤 施力 《郑州大学学报（理学版）》 CAS 2002年第1期55-58,共4页
某水库泄洪闸闸墩 ,为大体积的混凝土结构 ,体型、受力情况及边界条件都较复杂 .根据闸墩结构特点 ,利用空间块体单元对闸墩进行有限元离散 ,计算了该闸墩在 4工况下的强度与变形 ,给出了几个典型截面的应力等值线图和变形图 ,并对裂缝... 某水库泄洪闸闸墩 ,为大体积的混凝土结构 ,体型、受力情况及边界条件都较复杂 .根据闸墩结构特点 ,利用空间块体单元对闸墩进行有限元离散 ,计算了该闸墩在 4工况下的强度与变形 ,给出了几个典型截面的应力等值线图和变形图 ,并对裂缝生成的原因、裂缝的开展可能性进行分析 .结果表明 ,温降产生的收缩和冷缩及温升和水载荷的作用 ,使闸墩内部产生应力 。 展开更多
关键词 应力 泄洪闸 大体积混凝土结构 有限元离散化 温降收缩 闸墩 复杂结构 裂缝 成因分析
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