浅谈景电一期灌区渡槽改造施工技术

建于60一70年代的景电一期工程随着工程运行时间的推移.大部分渡槽的槽身出现裂缝,渗水越来越严重.作者就灌区渡槽改造施工技术从槽身老化评价.渡槽改造方案.施工放线.铜筋制安、模版工程,混凝土工程,支墩改造等方面进行了探讨.     

永圣渡槽槽身混凝土的制备及其性能研究

依托永圣渡槽重建工程进行了C30混凝土的配合比设计,试验研究了不同水胶比混凝土的拌合物性能、力学性能,以及干缩性与耐久性,并据此给出了渡槽槽身混凝土的最适宜配合比,结果表明:该混凝土和易性、抗压强度与劈裂抗拉强度均满足工程设计要求,收缩率较小;其抗冻等级F50以上、抗渗等级W8以上、抗硫酸盐侵蚀等级FS90以上,具有较好的耐久性;X射线衍射分析(XRD)与扫描电子显微镜(SEM)等测试证实这一配比混凝土的微观结构较为密实.将该配比混凝土用于永圣渡槽重建工程,制得的渡槽槽身外观质量良好,各项性能均满足设计要求.     

现浇X形混凝土桩模型试验

为了对X形混凝土桩荷载传递机理有更深入的认识,以自行研发的大型土工试验模型槽为依托,进行了X形混凝土桩、同外包直径圆形桩的静载荷对比试验.利用埋设在X形混凝土桩中的监测仪器对桩身轴力、桩端阻力以及桩体沉降等进行了直接量测,分析比较了在桩顶竖向荷载作用下X形混凝土桩与同外包直径圆形桩的荷载-沉降曲线、侧阻力及端阻力的发挥、桩身侧阻力的分布等.试验结果表明:X形混凝土桩中出现了类似于H形桩的"半封闭土塞"及X形混凝土桩的桩端阻力承载力系数小于圆形桩的情况,体现了X形混凝土桩截面形状的影响.     

大型渡槽-水耦合体系动力特性分析

以梁式渡槽为工程背景，采用任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法分析大型矩形、U形截面渡槽结构-水耦合体的动力特性，针对不同的水深研究渡槽结构在谐波激励、地震激励下的振动反应及水体对渡槽槽身的作用．研究结果表明，渡槽结构中水体的晃动具有明显的非线性特征，在一定的外激励下水体的晃动作用十分显著，水体晃动产生的动水压力将改变渡槽槽体中的应力分布，但是在渡槽结构截面深宽比合理的情况下，渡槽槽体不会发生横向失稳．对比矩形、U形渡槽-水耦合体系的动力特性可以发现，U形渡槽中水体的晃动幅度一般大于矩形渡槽中水体的晃动幅度，这对高排架渡槽结构的性能有显著影响，在渡槽抗震设计中应给予足够重视．     

考虑流固耦合的大型渡槽横向动力分析

渡槽槽身是一种薄壁构件,在建立其动力分析模型时除应考虑渡槽槽身横向、竖向、纵向以及自由扭转变形外,还应考虑渡槽薄壁结构约束扭转变形以及槽内有水时水体对槽身的流-固动力相互作用.为此,依据符拉索夫及豪斯纳尔理论建立了考虑槽内水体与槽身动力相互作用的渡槽薄壁结构横向动力分析模型,由能量变分原理推导给出渡槽薄壁梁段单元刚度矩阵及质量矩阵表达式,通过数值算例验证了该模型的正确性;利用该模型对某大型渡槽进行了多种工况的频率计算,计算结果表明该大型渡槽在无水和设计水位时,其振动频率有所变化.该模型计算简单,是考虑渡槽槽内水体横向流-固动力相互作用的实用动力分析模型.     

用U形切槽梁同时测定准脆性材料的拉伸强度和断裂韧度:实验分析

在U形切槽梁双参数测试法理论推导基础上,试验了21个大理岩U形切槽梁试样,用双参数法确定其拉伸强度和断裂韧度.为了保证测试结果的有效性,在断裂后的半截U形切槽梁上钻取了8个巴西圆盘试样和7个人字形切槽巴西圆盘试样,分别单独测试其拉伸强度和断裂韧度.不同方法测试结果比较表明:由U形切槽梁双参数测试法得到的拉伸强度和断裂韧度分别与用巴西圆盘试样测得的拉伸强度和用人字形切槽巴西圆盘试样测得的断裂韧度接近.用Gómez有关文献中PMMA材料的U形切槽梁实验数据进行分析,再次证实了U形切槽梁双参数测试法的有效性.     

薄壁U形钢加固受火后钢筋混凝土梁的数值计算

为了对薄壁U形钢加固受火后钢筋混凝土梁的力学性能进行数值模拟和影响因素分析,基于有限元软件ABAQUS建立了薄壁U形钢加固3面受火后钢筋混凝土T形梁的数值计算模型.利用3根薄壁U形钢加固受火后混凝土梁的受弯性能试验和4根薄壁U形钢加固受火后混凝土梁受剪性能试验的结果验证了数值模拟的有效性.通过计算分析了受火时间、薄壁U形钢厚度和内隔环数量对加固后混凝土梁受弯承载力的影响情况,并将有限元计算的受弯承载力与实用计算方法的计算结果进行对比分析.研究结果表明:数值模拟能较好预测加固后试件的受弯承载力、受剪承载力,模拟误差分别在6%、8%以内;随受火时间增加,加固后试件的受弯承载力有所降低,但降低幅度较小;随内隔环数量的增加,内隔环承受的应力降低,可提高薄壁U形钢与混凝土间的整体性;加固试件受弯承载力的实用计算结果总体上与有限元结果吻合良好.     

新疆伊犁尼勒克沟渡槽槽身纵向结构预应力配筋计算

渡槽的纵向结构配筋计算,是将渡槽取平面进行分析计算,计算方法为常用的结构力学方法。矩形槽身截面可概化为工字型结构,槽身为对称结构,设计时取槽身的一半进行计算;槽身按预应力钢筋混凝土进行设计,以满足抗裂及强度安全等要求。     

地铁车站装配式蒸压加气混凝土墙板受弯性能

为研究装配式蒸压加气轻型混凝土墙板受弯性能及设计方法,以北京地铁19号线新发地站装配式隔墙为工程背景,对蒸压加气混凝土墙板受弯性能进行有限元分析。基于已完成的试验,建立有限元分析模型,并研究不同节点类型、混凝土强度、节点构造、板高厚比以及配筋率等参数对隔墙受弯性能的影响。通过不同参数的对比分析,为工程提供优化的设计建议。研究结果表明:U形卡连接墙板与钩头螺栓连接墙板相比,承载力较高,施工较简便;预埋焊接U形卡连接墙板承载力较柔性连接(非焊接)U形卡连接墙板有一定程度提高,但考虑地铁车站封闭施工环境的限制,可采用柔性连接U形卡节点;墙体高厚比的减小,能显著提高其极限承载力及刚度;提高墙体配筋率及混凝土强度能进一步提高墙板的极限承载力。     

U形渡槽三维流固耦合体风振响应分析

以排架U形渡槽为研究对象,建立三维流固耦合模型,通过自回归滑动平均（ARMA）模型模拟的脉动风,采用任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法分析了U形渡槽风振动力响应.结果表明:在风荷载作用下,水体与槽壁的动力相互作用是一种复杂的非线性过程;槽内水体晃动产生的动水压力很小,但水体的存在增大了槽体的横向位移;由于水体和槽壁间的耦...     

新疆伊犁尼勒克沟渡槽槽身横向结构型式可行性研究设计

渡槽槽身横向断面最常用的有矩形和U型，中、小流量可采用矩形也可采用U型。矩形槽槽身结构受力明确、体型简单、施工难度相对较小，但其断面结构尺寸偏大、槽身偏重，地震时对下部结构不利；U型槽与矩形槽相比水流条件好、结构尺寸小、槽身轻，地震时对下部结构影响较小，对下部结构抗震较为有利，但其曲线体型，使施工技术要求较高。     

大型预应力混凝土U型渡槽的有限元结构分析

利用ANSYS有限元软件对南水北调工程中沙河预应力渡槽进行了有限元分析,采用初始应变法达到施加预应力的目的,计算了槽身在完建期、设计水位和加大水位3种工况下的环向和纵向应力值,并对施加钢绞线前后结果进行了对比,得出渡槽槽身在配筋后具有足够的强度和刚度,结构安全可靠,设计预应力方案是可行的.     

水北沟渡槽槽身混凝土浇筑温控措施及分析

南水北调中线京石段应急供水工程中,水北沟渡槽槽身在施工中采用了外升内降的温度控制防裂措施,减小了槽身混凝土的温度变化幅度,取得了较好的控制效果。     

附加质量法在大型梁式渡槽抗震分析中的应用

结合考虑流固耦合的动力方程组,采用附加质量法对渡槽进行动力响应计算。结果表明,渡槽槽身与水体的动力相互耦合作用对渡槽结构自振频率影响较大,故在分析渡槽结构的动力特性时必须考虑此作用;流固耦合作用对渡槽槽身各阶振型亦有相应影响,随着槽内水位的增高,槽身的各阶自振频率依次递减且竖向振型是独立的,横向振型与扭转振型耦联;槽内水体与槽身的横向振型同步,当槽身振型以竖向弯曲为主时,渡槽附联水体横向振型不明显。     

U形钢板-混凝土组合梁拼接节点受拉试验研究

空腹夹层板结构的U形钢板-混凝土组合下肋梁采用装配化施工时,将拼接节点设置于跨中位置具有受力明确、施工方便的优点,但拼接节点处的较大拉力也使其成为整个结构的薄弱区域．为研究U形钢板-混凝土组合下肋梁拼接节点的力学性能,设计了5组U形钢板-混凝土组合梁拼接节点足尺试验模型,开展了拉力荷载下的静载试验,通过与有限元模型进行对比分析,明确了拼接节点在拉力作用下的内力分布规律与破坏模式,揭示了栓钉布置形式、混凝土强度、钢筋直径等因素对拼接节点力学性能的影响规律．研究发现：U形钢板-混凝土拼接节点约71%荷载由U形钢板承担,29%荷载由纵向钢筋承担,且拉力作用下节点内力沿试件长度方向分布并不均匀;在极限荷载作用下,组合梁拼接节点的混凝土将发生劈裂破坏,U形钢板最大应力达到屈服强度的95%以上,并与混凝土发生剥离．此外,通过对比分析5组试件的试验结果以及有限元参数化分析结果,发现随着栓钉数量的增加,节点极限承载力提高4%～8%,且U形钢板底板应力随栓钉数量的增加而增加;而提高混凝土强度和增大面筋直径可减小U形钢板的应力,但减小幅度较小．     

开口U形肋组合桥面板基本力学性能

为了检验所提出的开口U形肋组合桥面板在桥梁使用中的受力性能,并区分其与常规桥面板的受力性能,设计制作了3个不同桥面板试件,其中包括1个混凝土桥面板、1个正交异性钢桥面板、1个带U形肋组合桥面板.通过静力试验测试了不同桥面板在荷载作用下负弯矩区混凝土开裂情况、桥面板不同部位的结构应变和变形、极限承载力等.试验结果表明,在车轮荷载作用下,开口U形肋组合桥面板的应力远远低于正交异性钢桥面板的应力,避免了桥面板钢结构疲劳的发生;在重量比混凝土桥面板小57%的情况下,组合桥面板的承载力是混凝土桥面板的1.42倍;在用钢量约为钢桥面板1/2的情况下,二者的承载力相当.     

软土地基中预应力竹节桩承载性能数值模拟

预应力高强混凝土竹节桩（PHC竹节桩）由于桩身竹节的存在可以提高桩基承载性能，但在施工过程中会对周围土体造成较大扰动，导致承载力降低. 为了对竹节桩在软土地区的承载特性进行分析与研究，在现场试验的基础上通过ABAQUS建模对竹节桩的荷载传递特性进行模拟计算. 试验和模拟结果表明： PHC竹节桩桩身竹节的存在使得桩侧土体在竹节桩施工过程中受到了很大扰动，休止期为40?d时PHC竹节桩桩周土体强度仅恢复到初始强度的1/2左右，土体强度完全恢复后PHC竹节桩极限抗压承载力远高于PHC管桩极限抗压承载力；竹节尺寸会对竹节桩桩侧承载性能产生较大影响，一定范围内增大竹节尺寸可以显著地提高PHC竹节桩的极限抗压承载力，且存在一个最优竹节直径使PHC竹节桩单位体积混凝土承载力最高.     

冷弯薄壁型钢拼合箱形柱的畸变屈曲性能研究

为研究冷弯薄壁型钢(CFS)拼合箱形截面柱的畸变屈曲性能,首先对9根C形截面柱、9根U形截面柱及21根由C形和U形拼合而成的箱形截面柱进行轴压试验研究和数值模拟分析,考察其屈曲模式特征和受力特性.在此基础上,提出一组假设模型以研究螺钉间距对拼合箱形截面柱变形特征和极限承载力的影响规律及其与试件半波长之间的关系.研究结果表明:1)不同螺钉间距的试件,畸变屈曲半波数量和半波长(λc)均不相同.2)螺钉间距小于0.9λc时,箱形截面柱的承载力大于C形和U形柱的承载力之和,即1+1>2的拼合效应.3)螺钉间距大于0.9λc时,箱形截面柱的承载力逐渐接近C形和U形柱的承载力之和,即1+1≈2.为计算CFS拼合箱形截面柱的极限承载力,在美国规范中直接强度法的基础上提出了一种计算箱形截面柱畸变屈曲弹性临界荷载的方法,将计算的临界屈曲荷载用于直接强度法以得到拼合箱形截面柱的极限承载力,理论计算结果与试验及有限元结果均比较吻合,验证了本文提出方法的准确度和适用性.     

大型渡槽夏季稳态温度应力分析

南水北调中线工程大型渡槽槽身混凝土温度变幅较大，温度应力的影响比较显著。本文温采用三维实体模型，通过有限元分析计算了渡槽结构夏季稳态温度场下的温度应力，得出了一些有益的结论，以解决渡槽运行期温度应力问题。     

冻融循环作用下表层嵌贴CFRP-混凝土界面黏结性能试验研究

以嵌贴CFRP-混凝土黏结的冻融耐久性为研究对象,通过拔出试验考察了冻融循环作用下嵌贴FRP与具有不同强度或抗冻性能混凝土的黏结性能,讨论了冻融循环下嵌贴FRP-混凝土界面黏结的退化机理;分析了冻融循环作用下混凝土槽至试件边缘距离、胶层厚度等因素对试件界面黏结性能的影响.试验结果表明:冻融循环作用下普通C30混凝土力学性能退化显著,添加引气防冻剂和减水剂的C30混凝土强度下降显著小于普通C30混凝土,C60混凝土强度反而有所提高;冻融循环导致了嵌贴CFRP-普通C30混凝土的黏结承载力下降和破坏模式转变,但嵌贴CFRP与抗冻混凝土间的黏结承载力没有显著降低,表明混凝土冻融损伤是冻融循环下嵌贴FRP-混凝土黏结退化的主要原因;槽壁厚度较小时,加载端槽壁混凝土出现锥形斜裂缝;胶层厚度较薄时,冻融循环作用下试件黏结承载力的降低较胶层较厚的试件更为显著.