南水北調(diào)中線工程沸河渡槽三維有限元分析

針對南水北調(diào)中線總干渠渡槽的大流量、大跨度、大荷載、過水斷面大等特性,提出了鋼絞線的兩種布束方案和模擬技術,為確保工程的安全和結構的優(yōu)化,采用三維有限元方法,研究分析了兩種布束方案下各工況底梁、底肋、邊墻等控制斷面的應力、應變分布規(guī)律,結果表明:采用方案一的鋼絞線布束方案較為合理,且槽身滿足抗裂和撓度要求。

以南水北調(diào)中線工程青龍溝涵洞式渡槽為例,本文對該渡槽進行三維有限元分析計算,得到了各工況下涵渡的應力結果與分布規(guī)律,驗證了結構尺寸與配筋,可為以后類似工程的設計提供借鑒。

自平衡試樁法是一種新型樁基靜載試驗技術，它有效地彌補和解決了傳統(tǒng)靜載試樁法難以解決的基樁承載力檢測中的超大噸位試樁和狹窄場地試樁的一些難題，并以裝置簡單、操作方便、不占用場地、省時省力、安全經(jīng)濟等優(yōu)點，在國內(nèi)已開始得到推廣應用。結合南水北調(diào)中線工程洛阿渡槽進行樁基靜載試驗，總結了自平衡測試法的原理、試驗裝置、試驗方法、荷載箱放置技術及試驗結果。

水利水電技術第39卷2008年第5期 waterresourcesandhydropowerengineeringvol39no5 南水北調(diào)中線工程漕河渡槽安全監(jiān)測設計 李峰 1 ,賈志營 2 ,張穎軍 3 (1三峽大學,湖北宜昌443002;2葛洲壩集團有限公司,湖北宜昌443002; 3水利部河北水利水電勘測設計研究院,天津300220) 摘要:對南水北調(diào)中線京石段應急供水工程漕河渡槽段30m跨多側墻渡槽的安全監(jiān)測設計進行研 究,闡述了大跨度輸水渡槽安全監(jiān)測的設計原則、監(jiān)測項目及具體布置,為同類型大跨度渡槽的安全 監(jiān)測設計提供借鑒。 關鍵詞:漕河渡槽;安全監(jiān)測;南水北調(diào)中線工程 中圖分類號:tv6723(222)文獻標識碼:b文章編號:10000860(2

1．概述 １．１工程簡介 南水北調(diào)中線一期總干渠湍河渡槽位于河南省鄧州市小 王營～冀寨之間的湍河上，西距鄧州～內(nèi)鄉(xiāng)省道３ｋｍ，北距內(nèi)鄉(xiāng) 縣２０ｋｍ，南距鄧州市２６ｋｍ。渡槽槽身為相互獨立的３槽預應力 混凝土ｕ型結構，單跨４０ｍ，共１８跨，單槽內(nèi)空尺寸（高×寬） ７．２３ｍ×９．０ｍ。 根據(jù)湍河渡槽工程總進度計劃安排，主體混凝土澆筑全年 將不間斷進行，為此應做好混凝土溫度控制，防止裂縫發(fā)生，確 保高溫時段混凝土澆筑質(zhì)量滿足設計和規(guī)范要求。 1.2氣象水文 據(jù)流域內(nèi)內(nèi)鄉(xiāng)氣象站實測氣象資料統(tǒng)計，多年平均氣溫 １５．０℃，實測極端最高氣溫４２．１℃，實測極端最低氣溫－１４．℃， 多年年平均地溫（距地面０ｃｍ）１７．℃，日照時數(shù)１９３３．７ｈ。全年盛 行的風向為ｎｅ，多年平均風速１．９ｍ／ｓ，實測最大風速１９．０ｍ／ｓ。 2．編制依據(jù) 《南水北調(diào)中線一

開發(fā)了南水北調(diào)中線工程三維仿真系統(tǒng),將整個中線工程及周邊地形地貌在計算機上進行了虛擬再現(xiàn)。應用地形自動建模軟件terravista和地物建模軟件creator,完成了大范圍地形地物數(shù)據(jù)的建模。采用兩級地形三級紋理分塊動態(tài)載入的方法解決大地形調(diào)度問題,同時實現(xiàn)了二維導航漫游、信息查詢、渠道水流模擬等方面的功能,為南水北調(diào)中線工程的研究提供了三維可視化輔助平臺。

南水北調(diào)中線一期工程總干渠湯河涵洞式渡槽充水試驗有多種方案,我們提出利用現(xiàn)有的檢修閘門擋水的充水方案,在檢修閘門迎水面鋪設復合土工膜防滲,對閘門反向擋水進行影響分析,對閘室計算工況變化進行分析,分析結果可看出本充水試驗方案是可行的。

南水北調(diào)中線工程全長1246km,跨越長江、黃河、淮河、海河四大流域,從河南境內(nèi)的丹江口水庫引水,利用120多m水頭落差,自流而下,流經(jīng)河南、河北、北京、天津四省(直轄市),為20多座城市供水95億m3,受水面積達15萬km2。全線要跨越219條河流、44處鐵路,需要900座水工建筑物。為確保引水質(zhì)量,一般明渠難以實現(xiàn),必須使用渡槽或隧洞。大型渡槽施工裝備包括架設大型渡槽成套設備(提槽機、運

針對目前進行渡槽結構風險分析尚不多見的情況,以南水北調(diào)中線工程澧河段梁式渡槽為例,分析闡述了渡槽結構的破壞失效風險;并按渡槽下部摩擦樁與土體之間,上部槽身各部位,如側板、底板、底梁等,逐一進行了其可能的破壞模式的分析,建立了相應的功能函數(shù),在考慮相同部位各破壞模式之間具有相關性的條件下,計算出各部位的可靠指標。最后,把上部槽身作為整體,運用三維隨機有限元進行三種工況下槽身的可靠性分析,得出了若干有益的結論。

渡槽槽身混凝土施工,是整個渡槽工程的關鍵,夏季施工極易產(chǎn)生裂縫,如果不采取措施,將嚴重影響工程質(zhì)量,造成極大的經(jīng)濟損失,影響工程的進度。槽身的防裂應從整個施工過程控制,澆筑前控制入倉材料,澆筑中控制澆注工藝,澆筑后控制降溫養(yǎng)生,才能保證渡槽的澆筑質(zhì)量,防止裂縫的發(fā)生。

漕河渡槽采用三向預應力設計,為驗證設計和取得施工參數(shù),在漕河渡槽30m跨段終點,進行了試驗跨的施工,并進行了預應力、應力—應變等的試驗監(jiān)測。本文重點介紹三向預應力施工。

午河渡槽是南水北調(diào)中線一期工程大型河渠交叉建筑物之一,其場地的主要工程地質(zhì)問題有3個:兩岸壤土濕陷性問題、n1軟巖漏漿及軟弱段問題、基坑排水問題。現(xiàn)對這3個問題進行了深入分析,并針對工程的具體情況,提出了合理的處理方法。特別是午河兩岸壤土的濕陷性問題,在太行山前具有廣泛的代表性,可供類似工程借鑒和參考。

文中介紹了南水北調(diào)中線干線工程中,大型輸水渡槽建筑物的安全監(jiān)測項目設置、監(jiān)測儀器設施安裝埋設施工、監(jiān)測數(shù)據(jù)采集情況,通過施工期、充水試驗和通水運行期間監(jiān)測成果分析對建筑物工作狀態(tài)進行了評價,雖然個別建筑物在充水試驗和通水運行期間發(fā)現(xiàn)了一些異常問題,但目前建筑物處于運行安全狀態(tài),最終對通水運行期輸水渡槽的安全監(jiān)測工作提出了建議。

漕河渡槽是南水北調(diào)中線總干渠重要組成部分,施工前的控制測量是施工測量的首要工作。選擇合適的布網(wǎng)形狀,合理的觀測方法,使控制點達到相應的精度,滿足工程的施工需求,從而保證工程的質(zhì)量。在控制網(wǎng)實施過程中主要分析了誤差產(chǎn)生的原因和改正措施,并取得了滿意的結果。

2009年12月30日,南水北調(diào)中線干線沙河渡槽段工程開工動員大會在平頂山市召開。沙河渡槽、北汝河倒虹吸和陶岔渠首樞紐3項工程同時開工,標志著國務院南水北調(diào)辦確定的2010年南水北調(diào)中線工程河南段"黃河北發(fā)展、黃河南連線"建設目標邁出了實質(zhì)性步伐。

南水北調(diào)漕河渡槽跨度大、架空高,工期緊,對基礎工程質(zhì)量要求高,灌注樁施工是整個工程的重點。文章介紹了該工程的施工技術方案、施工工藝流程、施工技術要求、施工中出現(xiàn)問題的預防和處理措施等。

南水北調(diào)中線工程某大型渡槽設計_李世平

渡槽槽身混凝土施工，是決定整個渡槽工程質(zhì)量優(yōu)劣的關鍵，高溫季節(jié)施工如果不采取有效溫控措施，容易產(chǎn)生溫度裂縫，產(chǎn)生工程隱患。文中以南水北調(diào)中線工程沼河渡槽槽身混凝土施工為例，介紹了為防止大體積混凝土產(chǎn)生溫度裂縫而采取的一系列綜合措施，為今后類似工程施工做好溫控工作提供參考。

南水北調(diào)中線總干渠京石段上的一座大型交叉建筑物——漕河渡槽是第一個采用預應力結構的工程。系統(tǒng)地介紹了渡槽結構特點、荷載內(nèi)力計算、鋼鉸線數(shù)量計算和預壓應力復核,以及鋼鉸線在中、邊墻內(nèi)的布置,為同類工程提供了具體設計實例。

在簡要介紹南水北調(diào)中線漕河渡槽工程項目概況、工程條件、施工要求及施工特點的基礎上。比較詳細地分析和提出了工程施工的關鍵技術問題,并在提出問題的同時,給出了研究解決這些技術問題的思路和方法。最后,提出了研究與實施應當相互作用和推進的觀點。

2014年12月12日下午2點32分,隨著南水北調(diào)中線的"水龍頭"———陶岔渠首樞紐工程兩孔閘門的正式開啟,丹江水以100m3/s的流量沖出丹江口水庫,流進南水北調(diào)中線主渠道,標志著備受矚目的南水北調(diào)中線一期工程正式通水。作為中國水利水電建設的第一品牌,中國電建承建項目合同金額占南水北調(diào)中線一期合同總額的50%以上,為這一世紀工程通水作出重要貢獻。丹江水從陶岔渠首出發(fā),將沿豫西南一路北上,跨過沙河,穿過黃河,流過京廣鐵路西側,經(jīng)過2000余座建筑物,自

刁河渡槽是南水北調(diào)中線工程總干渠上的一座特大型渡槽,過槽流量較大。介紹對其槽身段進行簡支梁結構型式、連續(xù)梁結構型式、空腹桁架拱結構型式、有肋u型薄殼結構型式四個方案的比較研究