本文選題：渡槽 + 伸縮節(jié)��； 參考：《鄭州大學》2017年碩士論文

【摘要】：由于山區(qū)遠距離輸水需求不斷提高,高墩大跨連續(xù)剛構渡槽形式隨之出現(xiàn),相應增大了渡槽間伸縮縫的長度,傳統(tǒng)渡槽伸縮縫在受力、形變和耐久性等方面已無法滿足其長度增加的要求。為此,本文提出了一種新型的鋼板伸縮節(jié)形式,設置在連續(xù)剛構渡槽與簡支渡槽的端部連接處,并以黔中水利樞紐徐家灣渡槽連接段鋼板伸縮節(jié)為研究對象,建立了結構幾何非線性分析模型,分析了伸縮節(jié)在內水壓力、軸向相對位移變位、橫向相對位移變位以及豎向相對位移變位下伸縮節(jié)的應力水平,并依據(jù)有限元分析結果,對這種渡槽用伸縮節(jié)的力學性能進行了評價及參數(shù)優(yōu)化分析,研究成果可作為相關工程設計、建造和應用的技術參考。主要研究內容包括以下四個方面:(1)結合渡槽伸縮節(jié)自身結構特點和受力特點,對渡槽用鋼板伸縮節(jié)進行初步設計。(2)考慮結構幾何非線性,對大型渡槽用鋼板伸縮節(jié)進行有限元分析,分析在內壓、位移荷載及二者組合作用下,各向應力大小及分布規(guī)律,并與美國膨脹節(jié)制造商協(xié)會標準(EJMA)計算值進行了對比。(3)對影響大型渡槽鋼板伸縮節(jié)力學性能的參數(shù)進行分析,探究伸縮節(jié)各向應力隨波形半徑、波高、壁厚等波形參數(shù)變化規(guī)律;然后對伸縮節(jié)波形參數(shù)進行優(yōu)化分析,同時建立兩個相互獨立的模型,分別施加軸向位移與內部壓力,以伸縮節(jié)波高、壁厚、波紋半徑為設計變量,以各向應力為結果變量,單元總體積為目標函數(shù),確定減輕自重的優(yōu)化尺寸。(4)在內壓作用下,對有環(huán)箍約束伸縮節(jié)進行分析,采用接觸單元模擬環(huán)箍與伸縮節(jié)的相互作用,提取接觸波谷處的應力,并與未采用環(huán)箍約束伸縮節(jié)波谷處應力進行對比,結果表明環(huán)箍能有效的降低50%~70%波谷應力值。
[Abstract]:Due to the increasing demand for long-distance water delivery in mountainous areas, the form of continuous rigid frame aqueduct with high piers and long spans appears, which increases the length of expansion joints between aqueducts, and the traditional aqueduct expansion joints are subjected to stress. Deformation and durability can no longer meet the requirements of increasing its length. In this paper, a new type of steel plate expansion joint is proposed, which is arranged at the end joint between continuous rigid frame aqueduct and simply supported aqueduct, and takes the steel plate expansion joint of Xujiawan aqueduct connection section of Qianzhong Water Conservancy Project as the research object. The geometric nonlinear analysis model of the structure is established. The stress levels of the joints under the internal water pressure, the axial relative displacement, the lateral relative displacement and the vertical relative displacement are analyzed, and the results of finite element analysis are given. The mechanical properties of the expansion joint for aqueduct are evaluated and the parameters are optimized. The research results can be used as a technical reference for the design, construction and application of the aqueduct. The main research contents include the following four aspects: (1) considering the structural and mechanical characteristics of the aqueduct expansion joint, the preliminary design of the steel plate expansion joint for the aqueduct is carried out. (2) the geometric nonlinearity of the structure is considered. The finite element analysis of steel plate expansion joint used in large aqueduct is carried out to analyze the magnitude and distribution of stress in each direction under the action of internal pressure, displacement load and combination of the two. The results are compared with those calculated by the American Association of expansion Joint Manufacturers' Standards (EJMA). (3) the parameters affecting the mechanical properties of large aqueduct plate expansion joints are analyzed, and the stress in each direction of expansion joints is investigated with the wave radius and wave height. Then the waveform parameters of expansion joints are optimized and analyzed, and two independent models are established, which apply axial displacement and internal pressure respectively, and take the height of telescopic joints, wall thickness and corrugation radius as design variables. With the stress of each direction as the result variable and the total volume of the element as the objective function, the optimum size of reducing weight is determined. (4) under the internal pressure, the confined telescopic joints with ring hoop are analyzed, and the interaction between ring hoop and telescopic joint is simulated by contact element. The stress at the contact trough is extracted and compared with the stress in the trough of the telescopic joint without hoop constraint. The results show that the stress value of 50% 70% trough can be effectively reduced by the ring hoop.
【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TV672.3

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 虞松年;;套管伸縮節(jié)的安裝與維護[J];建筑技術通訊(暖通空調);1975年03期

2 徐美君;;國產(chǎn)石棉伸縮節(jié)研制成功[J];建材工業(yè)信息;1991年03期

3 石新華;一種新型伸縮節(jié)[J];水電站機電技術;1995年01期

4 張利鋒,王雪峰;潘家口1號機伸縮節(jié)改造的經(jīng)濟效益[J];小水電;2002年02期

5 張遠明;伸縮節(jié)漏水處理對策[J];人民珠江;2005年03期

6 潘文智;;三峽電站伸縮節(jié)安裝的質量控制[J];中外企業(yè)家;2011年16期

7 何秋;;球閥伸縮節(jié)漏水的分析及處理[J];水電站機電技術;2012年04期

8 張雪花;;伸縮節(jié)超拉及收縮的原因分析及處理方法[J];中國水能及電氣化;2013年05期

9 曾青天;;伸縮節(jié)結構的改進[J];水電機電安裝技術;1982年01期

10 何松書;;鋼管伸縮節(jié)制作[J];水電機電安裝技術;1982年02期

相關會議論文 前10條

1 錢永靖;李金軍;;雙層波殼體伸縮節(jié)在劉家峽水電廠機組上的應用[A];西北五�。▍^(qū)）水電學會聯(lián)系網(wǎng)第20次會議論文集[C];2005年

2 王春濤;;萬家寨取消發(fā)電引水管道伸縮節(jié)分析研究[A];第14屆全國結構工程學術會議論文集（第三冊）[C];2005年

3 吳海林;伍鶴皋;;水工波紋管伸縮節(jié)非線性有限元分析[A];第六屆全國水電站壓力管道學術論文集[C];2006年

4 鮑東;;水電站引水明管波紋管伸縮節(jié)位移量和循環(huán)次數(shù)的預估及疲勞壽命計算[A];第六屆全國水電站壓力管道學術論文集[C];2006年

5 劉東常;涂祝明;孫健;張多新;謝巍;馬文亮;劉振強;;龍開口水電站廠壩間壓力鋼管取消伸縮節(jié)研究[A];第六屆全國水電站壓力管道學術論文集[C];2006年

6 鄭守仁;劉寧;;三峽工程水電站壓力管道伸縮節(jié)設置論證——第十屆全國結構工程學術會議特邀報告[A];第十屆全國結構工程學術會議論文集第Ⅰ卷[C];2001年

7 劉東常;藉東;孫健;雷有棟;謝巍;張多新;馬文亮;劉振強;;水電站引水鋼管采用墊層鋼管代替伸縮節(jié)的研究[A];第六屆全國水電站壓力管道學術論文集[C];2006年

8 李正良;;水電站壓力鋼管用波紋管伸縮節(jié)的質量控制方法[A];第六屆全國水電站壓力管道學術論文集[C];2006年

9 劉小軍;郭文俊;;萬家寨水電站壓力鋼管伸縮節(jié)改造[A];2008中國水力發(fā)電論文集[C];2008年

10 黃亮;王博;徐建國;侯玉潔;;縱向地震動輸入下的大型渡槽結構減振控制研究[A];第18屆全國結構工程學術會議論文集第Ⅲ冊[C];2009年

相關重要報紙文章 前4條

1 記者 趙洪亮;中線大流量渡槽技術研究獲新成果[N];中國水利報;2007年

2 本報記者 畢鵬飛;三年 我們這樣走過[N];中國水利報;2007年

3 記者 仇方迎邋通訊員 王懷民 蔣明;南水北調中線工程大流量渡槽技術難題攻克[N];科技日報;2007年

4 陳華;大型預應力U型薄殼渡槽施工技術創(chuàng)新[N];科技日報;2004年

相關博士學位論文 前5條

1 趙德海;巨型壓力鋼管取消伸縮節(jié)研究及廠房結構靜動力分析[D];大連理工大學;2001年

2 黃亮;大型渡槽結構半主動控制研究[D];鄭州大學;2010年

3 王云倉;三向預應力多側墻渡槽結構研究[D];天津大學;2008年

4 鄭明燕;考慮SSI的減隔震簡支橋梁（渡槽）建模及地震動力響應研究[D];中國地質大學;2014年

5 徐建國;大型渡槽結構抗震分析方法及其應用[D];大連理工大學;2005年

相關碩士學位論文 前10條

1 婁文帥;大跨度連續(xù)剛構渡槽鋼板伸縮節(jié)力學性能分析[D];鄭州大學;2017年

2 申艷;大型水電站壓力鋼管取消伸縮節(jié)研究及廠房動靜力分析[D];武漢大學;2004年

3 劉哲;渡槽結構考慮水體晃動的多點地震輸入分析[D];西安理工大學;2010年

4 劉尚坤;鋼筋混凝土渡槽結構健康診斷與安全評估研究[D];西北農林科技大學;2015年

5 謝利云;水工混凝土在多因素耦合作用下的性能劣化規(guī)律研究[D];華北水利水電大學;2015年

6 劉龍;大跨度疊箱渡槽溫度場研究[D];北京工業(yè)大學;2015年

7 黃薦;大跨渡槽橫向地震響應特性分析及工程應用[D];北京工業(yè)大學;2015年

8 馮超;混凝土渡槽結構流固耦合動力響應分析[D];西北農林科技大學;2015年

9 劉濤;大跨連續(xù)剛構渡槽的抗震性能研究[D];重慶交通大學;2015年

10 陳茜;日照作用下箱型渡槽溫度應力分析與表面隔熱研究[D];蘭州交通大學;2015年

，

本文編號：2112321