临淮岗49孔浅孔闸结构加固设计与研究

论文摘要

水闸是水利工程中常见而又重要的水工建筑物，水闸结构的改造加固设计和研究具有重要的工程意义和应用价值。本文结合国家重点治淮工程，简要介绍了临淮岗洪水控制工程兴建的缘由、任务和规模，重点介绍了49孔浅孔闸改造加固的工程设计方法和措施，采用先进的有限元技术，对结构加固方案进行了空间静动力计算分析和研究。主要研究内容有以下几点。 1．简要介绍了临淮岗洪水控制工程的兴建缘由、工程建设任务及规模，分析了49孔浅孔闸的作用以及加固改造的目的和意义。 2．根据工程建设要求，介绍了临淮岗49孔浅孔闸的工程概况、气象与水文条件以及工程地质情况，对原49孔浅孔闸状况中的原工程布置和现场检测的主要结论进行了阐述，说明了工程任务和加固内容。 3．介绍了49孔浅孔闸改造加固的工程设计方法。包括加固设计依据和设计参数，方案比选中的闸室、岸墙、上下游翼墙的加固，上游铺盖和防冲段、下游消力池、海漫和防冲槽、闸室上下游连接段岸坡护砌及止水排水设施的处理，加固后的工程布置及加固砼技术参数，工程设计中的水力计算、防冲防渗设计及措施，结构内力和稳定计算以及地基基础设计。 4．将整个水闸和地基作为一个整体，按照空间有限元方法对结构进行静动力计算分析。采用直接滤频法计算结构的自振特性，根据规范利用振型分解反应谱法进行抗震分析，并将空间应力转换为符合工程设计要求和习惯的平面内力。对6种典型静力荷载工况下结构的位移、应力和内力进行了计算。求出了结构的自振特性和水平地震作用下水闸的的动力反应。通过对计算成果的整理、分析和研究，对整个加固结构的安全和合理性进行了评价。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 临淮岗洪水控制工程兴建缘由
• 1.2 临淮岗洪水控制工程建设任务及规模
• 1.3 49孔浅孔闸加固改造目的和意义
• 1.4 本文的主要工作
• 第2章 临淮岗49孔浅孔闸工程概况
• 2.1 概述
• 2.2 气象与水文
• 2.3 工程地质
• 2.4 原49孔浅孔闸状况
• 2.4.1 原工程布置
• 2.4.2 检测主要结论
• 2.5 工程任务和加固内容
• 2.6 本章小结
• 第3章 临淮岗49孔浅孔闸加固改造结构设计
• 3.1 加固设计依据和设计参数
• 3.1.1 设计依据
• 3.1.2 设计参数
• 3.2 主要建筑物加固方案比选
• 3.2.1 闸室加固
• 3.2.2 岸墙加固
• 3.2.3 上、下游翼墙加固
• 3.2.4 上游铺盖、防冲段处理
• 3.2.5 下游消力池处理
• 3.2.6 下游海漫、防冲槽处理
• 3.2.7 闸室上、下游连接段岸坡护砌处理
• 3.2.8 止水、排水设施处理
• 3.2.9 工程观测
• 3.3 加固后的工程布置及加固砼技术参数
• 3.3.1 加固后的工程布置
• 3.3.2 加固砼的技术参数
• 3.4 水力设计
• 3.4.1 过流能力计算
• 3.4.2 消能防冲计算
• 3.5 渗透稳定分析
• 3.5.1 计算假定和方法
• 3.5.2 允许坡降值的确定
• 3.5.3 计算方法
• 3.5.4 抗渗稳定性验算
• 3.6 稳定计算
• 3.6.1 计算单元的选取
• 3.6.2 计算工况
• 3.6.3 抗滑稳定计算
• 3.6.4 基底压力计算
• 3.7 闸室平面结构计算
• 3.7.1 弹性地基梁法
• 3.7.2 截面法
• 3.7.3 抗弯强度验算
• 3.7.4 抗裂验算
• 3.8 地基设计
• 3.8.1 地基整体稳定计算
• 3.8.2 沉降计算
• 3.9 本章小结
• 第4章 闸室结构空间有限元静动力计算
• 4.1 计算原理和方法
• 4.1.1 空间六面体8结点等参单元
• 4.1.2 动力方程
• 4.1.3 自振特性的求解
• 4.1.4 振型分解反应谱法
• 4.1.5 地震作用效应组合
• 4.1.6 应力等效为内力
• 4.2 空间结构静力计算
• 4.2.1 计算模型
• 4.2.2 材料静力性质和参数
• 4.2.3 基本荷载和计算工况
• 4.2.4 静力计算成果整理和分析
• 4.3 空间结构动力计算
• 4.3.1 计算模型
• 4.3.2 材料动力性质和参数
• 4.3.4 动力成果整理和分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 本文总结和展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢