針對(duì)抽水泵站進(jìn)水塔墩系梁動(dòng)力響應(yīng)特性,基于模態(tài)分析理論建立仿真模型,研究增設(shè)切角的高度、坡度對(duì)其動(dòng)力響應(yīng)影響特征。研究結(jié)果表明:①增設(shè)切角有助于降低橫梁結(jié)構(gòu)拉應(yīng)力,柵墩第一主應(yīng)力與增設(shè)切角設(shè)置高度無(wú)顯著關(guān)系,縱梁拉應(yīng)力僅在增設(shè)切角高度0.3 m后小幅增長(zhǎng)。②柵墩X向位移相對(duì)值與切角高度為負(fù)相關(guān)變化,Y向、Z向位移不受橫梁切角高度影響;各特征結(jié)構(gòu)部位壓應(yīng)力均為超過(guò)混凝土材料允許應(yīng)力值。③縱梁拉壓應(yīng)力、柵墩第一、第三主應(yīng)力不受切角坡度影響;切角坡度過(guò)大過(guò)小,均會(huì)影響橫梁拉壓應(yīng)力,隨著坡度減小,橫梁拉壓應(yīng)力均為先減后增。④柵墩X向、Y向、Z向位移相對(duì)值隨坡度變化幾乎均為穩(wěn)定不變狀態(tài);當(dāng)增設(shè)切角高度0.6 m、坡度1/3時(shí),結(jié)構(gòu)抗震性能最佳。為研究影響進(jìn)水塔墩系梁等水利工程的動(dòng)力抗震特性提供一定參考。 

【文章來(lái)源】：水利科技與經(jīng)濟(jì). 2020,26(10)

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

有限元仿真模型

邊界約束荷載考慮進(jìn)水塔結(jié)構(gòu)自重，外荷載為地震動(dòng)作用，以擬靜力法考慮將地震動(dòng)作用分為慣性力與動(dòng)水壓力影響。其中慣性力以反應(yīng)譜作為荷載確認(rèn)，本文地震動(dòng)反應(yīng)譜以工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)值作為施加荷載，其具體測(cè)量反應(yīng)譜圖見(jiàn)圖3，分解成進(jìn)水塔空間體系中3個(gè)方向，分別作用在結(jié)構(gòu)模型節(jié)點(diǎn)上。動(dòng)水壓力按照式(1)計(jì)算，并施加在進(jìn)水塔地基結(jié)構(gòu)體系中。

某抽水泵站群位于安徽西北部，承擔(dān)區(qū)域內(nèi)灌區(qū)農(nóng)業(yè)用水以及農(nóng)村生活用水，調(diào)節(jié)豐枯水季水資源供應(yīng)量，總農(nóng)業(yè)面積超過(guò)150×104m2，枯水季可提升農(nóng)業(yè)灌溉效率25%，且生活用水量缺水率可降低13%，是地區(qū)水資源供給重要水工設(shè)施。泵群中第三梯隊(duì)的甲抽水泵站為本文研究對(duì)象，其頂部高程為285 m，建有蓄水池，尺寸為7.2×4.6 m，灌區(qū)內(nèi)輸水干渠與該蓄水池出水孔相連，渠首流量設(shè)計(jì)為0.65 m3/s，干渠總長(zhǎng)度約為125 km，以模袋式混凝土作為襯砌形式，保證輸水渠道安全穩(wěn)定性。另在泵站上游河流建有進(jìn)水塔，進(jìn)水塔頂部高程與蓄水池接近，為288 m，塔寬為37.5 m，順?biāo)鞣较驗(yàn)?8 m，以多段式框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)攔污柵形式，每個(gè)攔污柵5×15 m，其中每個(gè)攔污柵上布設(shè)有2個(gè)進(jìn)水口，尺寸為3.5×10 m，框架式攔污柵支撐采用進(jìn)水塔墩系結(jié)構(gòu)，設(shè)置有橫縱梁與塔墩相連，目前橫梁設(shè)計(jì)為高寬1×0.8 m，總量為正方形平面結(jié)構(gòu)，邊長(zhǎng)為1 m，框架攔污柵結(jié)構(gòu)與塔墩橫縱梁支撐式結(jié)構(gòu)，均采用鋼筋混凝土一體式澆筑形成。另在攔污柵中間布設(shè)有平面弧型鋼閘門，閘門啟閉均采用泵站管理廠房?jī)?nèi)液壓式啟閉機(jī)精確控制，保證水資源調(diào)控量精準(zhǔn)，確保泵站運(yùn)行安全。塔墩連系梁結(jié)構(gòu)體系是該泵站工程中重要支撐結(jié)構(gòu)，探討其安全穩(wěn)定性對(duì)確保泵站安全運(yùn)營(yíng)具有重要作用。進(jìn)水塔主要結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。現(xiàn)場(chǎng)工程地質(zhì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，場(chǎng)地屬Ⅱ級(jí)場(chǎng)地，區(qū)域內(nèi)活躍地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育較少，僅在上游河流左岸坡延伸有一定向斜，長(zhǎng)度實(shí)測(cè)值為1.2 km，局部破碎帶夾有泥質(zhì)膠結(jié)灰?guī)r，表面出露巖石受風(fēng)化影響較強(qiáng)，巖角已出現(xiàn)粉末狀。泵站場(chǎng)地表面為第四系人工填土，厚度較薄，約為1.3 km，但相比農(nóng)田灌區(qū)內(nèi)表面第四系種植土，該人工填土層松散性較大，顆粒分選性顯著，無(wú)顯著砂石顆粒。下方土層為砂礫土，顆粒粒徑為1.6～5.8 mm，磨圓度較高，含水量較低，分析是泵站進(jìn)水塔上游河流沖刷搬運(yùn)沉積形成，作為地區(qū)內(nèi)公路路面以及輸水干渠持力層�；鶐r層以弱風(fēng)化灰?guī)r為主，塊狀結(jié)構(gòu)，表面磨圓度較高，無(wú)可見(jiàn)顯著孔隙，巖體完整性較好，室內(nèi)測(cè)試常溫滲透系數(shù)為10-18m2，其含水量對(duì)進(jìn)水塔墩靜力穩(wěn)定性影響較弱。以上述工程資料為基礎(chǔ)，基于模態(tài)分析理論，借助數(shù)值仿真手段，計(jì)算研究設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)進(jìn)水塔結(jié)構(gòu)動(dòng)力影響特征。

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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本文編號(hào)：3261188