U形渡槽與矩形渡槽的安全性與經(jīng)濟(jì)性對比分析.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，為了滿足社會對水資源的平衡需求，必須修建大型的引水、調(diào)水工程，在南水北調(diào)工程中，輸水渡槽起到了至關(guān)重要的作用。目前，對渡槽結(jié)構(gòu)的過水流量、結(jié)構(gòu)形式、穩(wěn)定分析以及施工技術(shù)的研究非常必要。
　　 本文在已有成果的基礎(chǔ)上，以南水北調(diào)沙河渡槽為研究對象，分別采用跨度為45 m的U形和矩形兩種渡槽結(jié)構(gòu)形式，對比分析U形和矩形渡槽結(jié)構(gòu)的安全性與經(jīng)濟(jì)性，采用結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法和有限元軟件ANSYS，分別對U形和矩形渡槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行

2、優(yōu)化設(shè)計、靜力組合分析以及動力分析研究，為渡槽結(jié)構(gòu)的設(shè)計和施工提供參考依據(jù)。
　　 考慮渡槽在運(yùn)營期各種流量下的變化規(guī)律，建立U形和矩形渡槽結(jié)構(gòu)的靜力計算模型?？紤]了靜力計算中幾種常規(guī)荷載：自重、預(yù)應(yīng)力、水壓、風(fēng)壓、人群、檢修、地震荷載以及溫度荷載，確定了兩種模型的11中荷載組合方式，以準(zhǔn)確地反應(yīng)實際情況，得出渡槽的應(yīng)力和位移的變化規(guī)律以及最不利的荷載組合。計算結(jié)果表明，U形和矩形渡槽結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、變形滿足設(shè)計要求，溫度荷載對渡槽

3、結(jié)構(gòu)影響不大，水體重力的效應(yīng)不可忽視，U形和矩形渡槽結(jié)構(gòu)在靜荷載作用下均是安全的。
　　 采用流固耦合分析方法對U形和矩形渡槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行動力特性分析和動力響應(yīng)分析，并與附加質(zhì)量法的計算結(jié)果進(jìn)行對比研究。結(jié)果表明，兩種方法所得出結(jié)構(gòu)的自振頻率、振型以及動力響應(yīng)的變化規(guī)律大致相同，均滿足設(shè)計要求。在響應(yīng)結(jié)果數(shù)值上，流固耦合模型略大于附加質(zhì)量模型，但結(jié)果差別不大，可以忽略，同時說明兩種方法的正確性。
　　 本文通過對兩種渡槽的結(jié)