【摘要】：為了改變水資源分布不均衡的現(xiàn)狀,我國興建了許多輸水工程,而渡槽是一種重要的輸水建筑物,渡槽的破壞將可能導(dǎo)致整個(gè)供水線的斷裂。因此,對渡槽進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全分析便極為重要。本文以渡王家渡槽為例,對渡槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析,評價(jià)渡槽結(jié)構(gòu)的安全性。建立三連拱式渡槽整體模型,渡槽整體建模相比于單拱分析更能模擬真實(shí)的工作條件,從而使結(jié)果更加準(zhǔn)確和可靠。在進(jìn)行靜力分析時(shí),引入混凝土四參數(shù)損傷模型,可以發(fā)現(xiàn)混凝土容易受到損傷的部位,與內(nèi)力分析的結(jié)果進(jìn)行比較,驗(yàn)證混凝土四參數(shù)損傷模型的適用性。分析結(jié)果表明:混凝土容易發(fā)生損傷的部位和內(nèi)力較大的部位相符合,因此四參數(shù)損傷模型可以用于渡槽的靜力計(jì)算,以此為依據(jù)對渡槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全評價(jià),結(jié)果滿足規(guī)范要求。渡槽在過水狀態(tài)下,槽體和水體的相互作用對結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)分析的結(jié)果影響較大,不能忽略不計(jì),應(yīng)當(dāng)對流固耦合進(jìn)行模擬,才能得到實(shí)際的響應(yīng)結(jié)果。目前國內(nèi)外學(xué)者研究模擬水體的作用主要采用Westergaard附加質(zhì)量法和Housner彈簧模型,只考慮水體對槽壁單方面的作用,本文引入基于FSI系統(tǒng)的位移—壓力(u_i,p)格式,采用三維聲單元模擬水體,可以模擬固體邊界對水體的吸收和反射。分三種工況對渡槽進(jìn)行自振特性研究,分析結(jié)果表明:水體的作用可以降低渡槽的自振頻率,使振型分布更加集中。由于實(shí)測資料不足,水工抗震設(shè)計(jì)規(guī)范一直未對渡槽進(jìn)行說明,研究設(shè)計(jì)人員往往根據(jù)橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范對渡槽進(jìn)行抗震分析。本文根據(jù)新的水工抗震設(shè)計(jì)規(guī)范,對渡槽進(jìn)行反應(yīng)譜分析,在反應(yīng)譜分析結(jié)果的基礎(chǔ)之上,輸入El-Centro地震波,研究渡槽結(jié)構(gòu)的時(shí)程反應(yīng)規(guī)律。分析結(jié)果表明:渡槽在滿槽水深時(shí)為最不利工況,此時(shí)內(nèi)力滿足結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì)要求,而且時(shí)程分析法得到響應(yīng)隨水深的變化規(guī)律與反應(yīng)譜法得到的結(jié)果相似,說明二者可以相互驗(yàn)證。
【圖文】：

圖 1-1 拱式渡槽 圖 1-2 病害渡槽漏水在長距離的調(diào)水過程中，只要有一處破壞便會(huì)影響沿線的輸水系統(tǒng)，甚至?xí)䦟?dǎo)致供水線中斷[3]，進(jìn)而影響影響工業(yè)、農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)和人們的日常用水。渡槽的失事嚴(yán)重時(shí)甚至?xí){到人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，產(chǎn)生深遠(yuǎn)的社會(huì)影響，如 197年湖北宜昌市普溪河渡槽發(fā)生特大倒塌事故，，造成巨大的傷亡；再如 2012 年四川雅安“4.20”地震造成玉溪河團(tuán)結(jié)渡槽受損嚴(yán)重，導(dǎo)致災(zāi)區(qū)輸水受阻。而且拱式渡槽屬于架空結(jié)構(gòu)，跨度大并且抗側(cè)剛度低，對風(fēng)荷載和地震效應(yīng)非常敏感，因

圖 1-1 拱式渡槽 圖 1-2 病害渡槽漏水在長距離的調(diào)水過程中，只要有一處破壞便會(huì)影響沿線的輸水系統(tǒng)，甚至?xí)䦟?dǎo)致供水線中斷[3]，進(jìn)而影響影響工業(yè)、農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)和人們的日常用水。渡槽的失事嚴(yán)重時(shí)甚至?xí){到人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，產(chǎn)生深遠(yuǎn)的社會(huì)影響，如 197年湖北宜昌市普溪河渡槽發(fā)生特大倒塌事故，造成巨大的傷亡；再如 2012 年四川雅安“4.20”地震造成玉溪河團(tuán)結(jié)渡槽受損嚴(yán)重，導(dǎo)致災(zāi)區(qū)輸水受阻。而且拱式渡槽屬于架空結(jié)構(gòu)，跨度大并且抗側(cè)剛度低，對風(fēng)荷載和地震效應(yīng)非常敏感，因
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TV672.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2676508