大型渡槽结构振动特性分析研究

南水北调中线工程有大型渡槽几十座,其中大部分处于地震烈度较高地区,必须了解其振动特性,以分析渡槽的抗震性能。考虑了大型渡槽流固耦合作用、盆式支座影响以及拉杆作用等因素,利用大型有限元软件ANSYS,根据渡槽结构特点,采用板壳、实体、梁杆、弹簧、质子等单元建立南水北调中线工程某大型渡槽有限元整体模型,分析该渡槽运行期间的4种工况模态变化规律,所得结果为该大型渡槽的抗震设计提供依据。     

大型渡槽的模态分析与研究

在南水北调工程中,渡槽的最大特点是输水流量巨大、体型庞大。根据大型渡槽的结构特点,应用ANSYS有限元分析软件,对实际工程中某大型渡槽进行振动特性分析,探讨大型渡槽在4种工况（空槽、满槽、中槽过水、边槽过水）下的模态变化范围,为该大型渡槽的抗震设计提供依据。     

大型渡槽抗震分析中流体的位移有限元模式

利用弹性体与流体位移运动方程的相似性，将弹性体有限元模式直接用于流体有限元计算，使得整个渡槽－固耦合系统具有统一的有限元计算模式。数值计算, 这种流体有限元模式计算简便，易于工程应用，具有较好的计算精度，满足工程计算的要求。     

大型渡槽槽墩动力特性分析

采用通用有限元软件SAP2000对南水北调中线工程中双洎河渡槽薄壁空心墩建立了空间有限元分析模型,研究大型双槽渡槽的动力特性,采用模态分析方法对渡槽墩体前10阶的自振频率与振动模态进行了计算.结果表明:在不考虑槽身和槽内无水、半水、满水4种工况下各阶振型振动的圆频率变小,周期变大;比较空心槽墩4种工况下前10阶自振频率与振动模态,可见结构纵向刚度最小,横向刚度次之,竖向刚度最大.     

大型钢筋混凝土涵洞式渡槽结构分析与试验研究

针对南水北调中线总干渠钢筋混凝土涵洞式渡槽双槽分缝结构形式进行了三维空间有限元分析，并以具有良好代表性的涵洞式渡槽的边联段为试验对象，进行了结构仿真试验，经成果整理并与有限元计算结果对比验证，两种手段所得结果基本吻合，从而为优化工程设计提供了依据。     

大型渡槽结构动力响应分析

现针对大型渡槽结构动力响应问题,考虑槽内水体与槽壁的相互作用,采用三维有限元及时程分析技术,建立了大型渡槽结构动力响应分析的力学模型,对不同过水量下结构的动应力及动位移进行了计算分析,得出不同过水量下槽体结构动应力及动位移的变化规律等结论,为同类工程设计提供理论依据和指导。     

大型预应力混凝土箱形渡槽结构三维有限元分析

结合南水北调中线工程中大型预应力混凝土箱形渡槽的结构设计,采用三维有限元技术对其受力性能进行了分析探讨。依此,证明所采用的渡槽结构型式及尺寸,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。     

下承式桁架拱渡槽三维有限元抗震分析

结合山西省某引水工程下承式桁架拱渡槽结构抗震设计,采用ANSYS软件,建立空间实体有限元分析模型,通过模态分析确定结构固有频率及其振型,由振型分解反应谱原理,求解渡槽整体结构的空间地震响应,并利用渡槽结构的静、动力特性,获得了渡槽各构件控制截面的等效内力,为工程抗震设计提供了可靠依据。     

名湖渡槽抗震性能有限元分析

茂名市名湖渡槽有排架320跨,高度随着地形的变化而不同,本次分析选用7.5m以上高度排架;由于渡槽混凝土锈胀十分严重,钢筋锈蚀现象普遍,故选定原设计配筋和70%原设计配筋两种工况,利用ansys有限元分析程序,对渡槽的抗震性能进行评价,为渡槽安全鉴定结论提供依据。     

大型U形双渡槽结构动力分析

应用三维有限元动力分析方法,建立大型U形双渡槽结构动力分析有限元模型,计算其在不同过水工况下的自振特性,并采用振型分解反应谱法分别按水工建筑物抗震设计的规范谱和穿黄工程场地危险性分析确定的场地谱计算渡槽的地震动力响应。结果表明：槽中水体对渡槽的自振特性影响显著;按场地谱计算的动力响应约是规范谱的3倍;支撑结构是渡槽抗震的薄弱环节。     

大型矩形渡槽全程动态跟踪分析

采用大型有限元软件ANSYS,以双洎河矩形渡槽为研究对象,对其整体结构在施工期与运营期的应力、位移情况进行了分析,得出了槽身混凝土材料在不同受力阶段的力学行为变化规律,为今后类似渡槽的设计和施工提供了理论依据。     

梁式多侧墙渡槽结构地震位移响应分析

以开口型渡槽为研究对象,应用housner理论,建立流固耦合力学模型,选择中周期地震波,施加于渡槽结构的X、Y、Z方向,运用ANSYS分析软件及结构动力分析的时程分析法,对渡槽结构进行地震响应分析,计算4种工况(空槽、中槽过水、两边槽过水、全部过水)下,渡槽结构各部件(槽身、槽墩、侧墙、底板)的位移响应。结果可知,槽身侧墙的横向抗震能力相对较低,是各种工况下的安全控制因素;流固耦合作用下,渡槽的不同结构部位,其最不利的工作状况不同;水平向地震影响(无论是横槽向还是顺槽向)下,工况4最为不利;槽身横槽向地震位移远大于顺槽方向;水平向地震激励引起的渡槽地震响应,大于竖向激励引起的地震响应。     

渡槽抗震计算中几个关键问题的简化处理方法

概括近年来在渡槽抗震研究方面的新进展，提出对渡槽结构抗震性能的初步评估应遵循的原则和渡槽抗震分析应考虑的若干关键问题，全面叙述了渡槽抗震分析中地震动参数的确定原则，大型多跨渡槽的计算范围，盆式支座的简化处理，动水压力的确定，桩土相互作用的简化处理等问题。以长江水利委员会设计院初步设计的南水北调中线穿黄渡槽为例进行抗震计算分析，指出了渡槽地基系统抗震薄弱部位和应采取的工程措施。     

恰克拉克渡槽结构静力分析

对恰克拉克跨河渡槽结构特性进行了三维有限元分析,给出了静力分析结果:渡槽纵、横、竖向应力分布和竖向剪应力分布、跨中和悬臂端槽底竖向位移,分析其受力性能。计算结果表明渡槽结构应力、变形满足设计要求,为工程实践提供依据和指导建议。     

渡槽结构非线性隔震研究

采用流固耦合渡槽薄壁结构梁段单元有限元模型,分别利用双线性模型和Wen模型来模拟铅芯橡胶支座的非线性滞回恢复力特性,对某大型渡槽结构进行了空间隔震响应研究。计算结果表明,无论是渡槽设计水位还是渡槽空槽情况,采用铅芯橡胶非线性隔震支座对渡槽输水建筑物均起到较好的减、隔震效果。建议在大型渡槽抗震设计时,可采用铅芯橡胶支座取代普通橡胶支座,以提高渡槽的整体抗震性能。     

大型渡槽设置隔震支座效果分析

由于缺少动力特性资料及实际运用经验,我国渡槽抗震设计无可遵循 , 因此,研究大型渡槽的减隔震问题,具有十分重要的现实意义。针对南水北调工程中某渡槽结构,利用双线性模型对铅芯橡胶隔震支座的非线性滞回恢复力曲线进行模拟,以有限域内附加质量法考虑水体对渡槽槽身的动力作用,进行了不同支座结构地震反应的比较分析。结果表明隔震支座可以有效降低结构的地震响应,提高结构的抗震能力,成果可为渡槽的隔震设计提供参考。