双铰底板式闸室结构特性及工程应用研究

发布时间：2017-09-23 16:12

  本文关键词：双铰底板式闸室结构特性及工程应用研究

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【摘要】：双铰底板式闸室结构是从整体式闸室基础上发展起来的结构型式,一般适用于粉砂、细砂地基,应用十分广泛。双铰底板式闸室结构的闸墙与底板分别受力,减小了底板中部弯矩,使得底板厚度较小,造价较低。但双铰底板的受力对两侧闸墙的变位较为敏感,适应沉降能力较差,因此双铰式闸室结构在工程应用中受到一定的限制,而当满足结构设计要求时,双铰式又是一种经济合理的闸室结构形式。因此,对双铰式闸室结构进行深入的分析和研究,找到影响闸室结构设计的关键因子,提出结构受力更加合理,适应沉降变形能力较强的优化建议,对于保障船闸结构安全、为船闸结构选型及设计提供科学依据等方面具有重要的意义。本论文所做的研究工作及相应成果如下:1、通过阅读大量文献,阐述了双铰底板式闸室结构的特点,详细介绍了现有双铰底板式闸室结构的计算方法,并指出目前闸室结构计算中存在的不足。2、以工程实例为依托,建立三维非线性有限元模型,借助ANSYS软件,采用有限元法,对双铰底板式闸室结构进行数值模拟,得到了双铰底板式闸室结构在不同工况下的变位及应力分布规律。3、分析了闸墙高度的变化对双铰式闸室结构工作特性的影响,得出了各工况下闸室结构的位移及应力随着闸墙高度变化的规律,并提出了双铰底板式闸室结构的墙高不宜过大的建议。4、探讨了地基弹模的变化对闸室工作特性的影响,发现地基弹模对闸室的位移和应力规律有着较大的影响。5、研究了底板厚度对闸室结构工作特性的影响,得到了合理增加底板的厚度可以改善双铰式闸室结构的工作性能的结论,并提出了相应建议。
【关键词】：闸室结构 双铰底板 工作特性 有限元法
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV662
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 研究意义10
• 1.2 双铰底板式闸室结构研究现状10-15
• 1.2.1 双铰底板式船闸闸室结构的特点10-11
• 1.2.2 双铰底板式闸室结构解析法11-14
• 1.2.3 闸室结构有限元数值分析研究现状14-15
• 1.2.4 双铰式闸室结构设计中存在的问题15
• 1.3 主要研究内容15-17
• 第二章 有限元方法基本理论及应用17-26
• 2.1 有限元法简介17-19
• 2.1.1 有限单元法基本概念17
• 2.1.2 有限元法的求解步骤17-19
• 2.2 ANSYS有限元软件介绍19-21
• 2.3 有限元法在船闸上的应用21-25
• 2.3.1 船闸结构有限元分析的一般步骤21-22
• 2.3.2 闸室结构的非线性特性处理22-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第三章 双铰式闸室结构有限元模型的建立26-33
• 3.1 工程概况26-27
• 3.1.1 材料参数27
• 3.2 船闸闸室结构有限元模型的建立27-31
• 3.2.1 有限元仿真模型建立的基本理论27-29
• 3.2.2 实体模型建立29-30
• 3.2.3 模型网格划分30-31
• 3.3 加载及求解31
• 3.3.1 施加荷载31
• 3.3.2 求解31
• 3.4 模型验证31-32
• 3.5 本章小结32-33
• 第四章 双铰底板式闸室结构有限元计算结果分析33-48
• 4.1 计算工况33
• 4.2 完建工况计算结果分析33-36
• 4.2.1 位移分析33-34
• 4.2.2 应力分析34-36
• 4.3 低水位运行工况计算结果分析36-38
• 4.3.1 位移分析36-37
• 4.3.2 应力分析37-38
• 4.4 高水位运行工况计算结果分析38-41
• 4.4.1 位移分析38-40
• 4.4.2 应力分析40-41
• 4.5 检修工况计算结果分析41-43
• 4.5.1 位移分析41-42
• 4.5.2 应力分析42-43
• 4.6 四种工况下计算结果对比分析43-47
• 4.6.1 位移对比43-45
• 4.6.2 应力对比45-47
• 4.7 本章小结47-48
• 第五章 闸墙高度对双铰底板式闸室结构工作特性的影响48-62
• 5.1 不同闸墙高度对位移的影响48-54
• 5.1.1 水平位移48-50
• 5.1.2 竖向位移50-51
• 5.1.3 不均匀沉降51-52
• 5.1.4 特征点位移52-54
• 5.2 不同闸墙高度对应力的影响54-60
• 5.2.1 主应力及等效应力54-58
• 5.2.2 特征点应力58-60
• 5.3 本章小结60-62
• 第六章 地基弹模对双铰底板式闸室结构工作特性的影响62-77
• 6.1 地基弹模对闸室结构工作特性的影响62-69
• 6.1.1 位移成果分析62-65
• 6.1.2 应力成果分析65-69
• 6.2 不同地基条件下闸室墙高度对闸室结构工作特性的影响69-75
• 6.2.1 位移成果分析69-72
• 6.2.2 应力成果分析72-75
• 6.3 本章小结75-77
• 第七章 底板厚度对双铰底板式闸室结构工作特性的影响77-85
• 7.1 位移成果分析77-80
• 7.1.1 水平位移77-78
• 7.1.2 竖向位移78-80
• 7.2 应力成果分析80-83
• 7.3 本章小结83-85
• 第八章 结论与展望85-87
• 8.1 结论85
• 8.2 展望85-87
• 致谢87-88
• 参考文献88-90
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果90

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 曹邱林;陈蕾;徐刚;;船闸闸室结构选型计算分析[J];长江科学院院报;2012年10期

2 刘晓平;姚迪;曹周红;张柏英;;岩质地基上船闸底板混凝土温控措施研究[J];水力发电;2007年10期

3 丁行蕊;双铰底板式船闸结构的分析和应用[J];水运工程;1990年03期

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本文编号：906196