空心拱坝结构型式的探讨

本文通过对广西梧州地区岑溪县葛仙岩空心拱坝的结构模型试验研究(包括整体模型试验及平面拱圈试验),并与一些理论计算进行对比分析,初步提出对空心拱坝这种新坝型的评价。一、工程概况葛仙岩拱坝是一座新型的空心拱坝,其结构特点是将原来实心拱坝(拱厚1.0米)分成为二个拱圈即上游拱圈(厚0.6米)及下游拱圈(厚0.4米),两个拱圈之间相距1米(空心),沿坝高每1.5米用厚度为0.3米的横向隔板把上下游拱圈联系起来,沿水平拱圈在拱端     

井冈冲砌石双曲拱坝设计与研究

井冈冲砌石双曲拱坝为多心圆弧双曲拱坝.拱坝最大坝高92ｍ，厚高比0.261，最大拱圈中心角99.9°，最大拱圈半径160ｍ.采用ADCAD进行体型优化.拱坝结构分析表明：拱坝应力满足规范要求，拱坝超载能力不大.该拱坝拱座稳定的安全余度很小，为此采取在坝肩设置排水洞和加强观测的设计措施.坝体上游面设混凝土防渗面板、下游面设浆砌条石、中部为细石混凝土砌毛石.该砌石拱坝坝体每隔72ｍ设一条灌浆横缝，上游混凝土防渗面板沿坝轴线每隔18ｍ设0.8ｍ宽的宽缝，水泥灌浆和膨胀混凝土回填于低温季节进行.对石料场岩石进行了隐节理、铁锈面对强度的影响试验和现场大型砌体现场试验，试验研究表明，选定石料场的石料不宜上坝.经设计和试验研究，拱坝两个坝身表孔采用窄缝式消能工.     

高拱坝体型三维拓扑优化研究

应用三维拓扑优化理论,编制了相应的计算程序,并结合高拱坝结构特点,固定拱坝上游面,对高拱坝三维空间结构进行了拓扑优化计算.结果表明,优化所得拱坝体型与常规坝体体型基本一致,强度满足应力要求.     

反拱水垫塘拱圈多底板块振动特性的理论分析和试验研究

以溪洛渡拱坝下游出流条件和反拱水垫塘体型为参考,在拱圈底板块间止水破坏、底板块锚筋失效的极端条件下,对拱圈弹性底板块的振动特性进行了研究,得到拱圈底板块振动位移幅值沿流程、沿拱圈的分布规律及其时域和频域特性.研究结果表明,随拱圈底板块数目的增多,部分板块形成局部拱作用,拱圈底板块锚固失效的连锁反应及缝隙宽度的累加效应是造成底板破坏的主要原因.     

大跨度深水高桩码头纵梁形式优化设计研究

本文针对深水高桩码头的纵梁结构形式进行了拓扑优化计算,本文首先进针对在400kN/m均布荷载作用、不同矢跨比条件下行了一系列拓扑优化计算,并对优化计算结果中的小矢跨比模型建立了精细有限元模型进行验证。于此同时,本文还计算了不作加强处理的拱圈荷载响应和仅作简单加强的拱圈荷载响应。计算结果显示,优化计算结果可以更加有效的减小拱式纵梁结构的最大挠度和大主应力值。     

双曲拱坝测量放样中角度交会法的简化计算

双曲拱坝拱圈曲线的园心和半径是随坝体的高度不同而变化的。双曲拱坝一般采取每隔2或3米高度分层施工、分层放样,每一施工分层面要在上、下游边缘相隔3～5米各放样出一排点,作为施工的定位依据。有时还放样出拱圈中心线,以一截面上的三点在一直线上作为核对。用角度交会法放样的点位精度较高,比较灵活,受地形条件及施工干扰影响较少,在拱坝放样测量中应用比较广泛。角度交会法是在两个控制点上安置经纬仪拨角交会,放样一个点位,要计算两个控制点     

车架结构二次拓扑优化设计与性能分析

针对重型车底盘车架的设计问题,提出一种基于多工况和二次局部优化的整体拓扑优化方法.根据商用车底盘实际尺寸,建立其结构拓扑优化模型.基于7种典型行驶工况得到初始拓扑结构,再根据不同工况对其局部二次拓扑优化得到最终车架优化结构,最后对其进行有限元仿真对比分析.结果表明:新车架结构质量减轻约30 kg,其刚度、强度及模态性能与原车架相比均有一定程度的改善,验证了所提出的二次拓扑优化方法的有效性.     

拱圈形状对应力和坝肩稳定的影响

对拱坝设计中常用的三种拱圈进行了系统的研究。分析了反映拱圈几何形状特征参数的选择及其对拱应力和坝肩岩体稳定的影响,给出了特征参数与拱应力及坝肩岩体稳定指标的关系曲线。该项研究对拱坝体型的选择有参考价值。     

面向车身结构轻量化设计的水平集拓扑优化

提出了一种基于水平集拓扑优化的车身结构轻量化研究方法,该方法非常适合于处理车身结构设计中大量存在的多孔连续性结构体的拓扑优化.运用构造的基于水平集的数值方法,对车身近似二维的典型结构件发动机罩内板进行拓扑优化.结果表明,基于水平集的拓扑优化方法应用于车身结构轻量化研究是可行和有效的.     

塔式起重机臂架腹杆布局及尺寸优化设计

为实现塔式起重机臂架布局和尺寸的优化,提出了桁架结构拓扑及尺寸两阶段优化设计方法.第一阶段先建立臂架的周期性板梁拓扑优化模型,使用周期性SKO方法对腹板进行连续体拓扑优化,得到优化的腹板拓扑构型,并通过提取主应力路径将优化的腹板拓扑结构转化为离散的腹杆布局;第二阶段以臂架腹杆截面半径为设计变量,臂架柔度为目标函数,材料体积为约束条件建立优化模型,基于Lagrange乘子法和库恩塔克条件推导腹杆截面尺寸优化迭代准则,基于欧拉公式推导了腹杆稳定性约束条件以保证尺寸优化过程中臂架稳定性.数值分析结果表明,该优化方法能有效地减轻臂架结构质量,提高臂架的刚度,减少变形并降低结构应力水平.