[发明专利]一种U型薄壳渡槽槽身安全检测及评价方法

摘要

本发明提供了一种U型薄壳渡槽槽身安全检测及评价方法。本发明步骤包括应变计安装、位移测点安装、读取初始值、注水试验、排水试验、有限元计算、槽身安全评价。通过渡槽注水及排水试验能真实反映整个槽身在注、排水过程中的变形递增、递减规律以及在排水完成后的残余变形量，直观反映槽身的工作性态。三维有限元计算可以计算不同水位工况下，槽身不同部位的应变及位移，与传统理论计算相比，计算精度高，成果可靠，同时可以考虑槽身的三维空间效应。偏离系数能真实反映现状槽身的承载能力与设计要求的偏离程度，使槽身安全评价成果更为科学、合理。

主权项

1.一种U型薄壳渡槽槽身安全检测及评价方法，其特征在于：它包括以下步骤：(a)纵向上沿渡槽的槽壳(21)底部每隔一定距离l安装1支应变计(1)，l取值越小，观测精度越高；横向上沿渡槽的跨中圆弧段槽壳(21)底部每隔一定间距s安装1支应变计(1)，s取值越小，观测精度越高，渡槽的跨中竖直段安装2支应变计(1)，其中1支应变计(1)安装于圆弧段与竖直段相交位置，另1支应变计(1)安装于渡槽的槽壳(21)与边梁(23)相交处；在渡槽的拉杆(22)中部安装1支应变计(1)；所有应变计均通过电缆穿引至自动化采集装置中，采集装置与电脑终端相连，实现自动化采集；(b)在渡槽的槽壳(21)内壁底部跨中、1/4跨及跨端固定沉降标点(3)各1个，在渡槽的槽身(2)跨中、1/4跨及跨端边梁上固定棱镜(4)各1个；(c)通过电脑终端读取所有应变计(1)的初始值，同时利用精密水准仪和铟钢尺读取各沉降标点垂直位移初始值，利用全站仪读取棱镜位置水平位移初始值；(d)向槽内注水，在水深每增加一定高度h时，分别读取应变计(1)测值及各测点垂直及水平位移测值，直至水注满槽，满槽后连续读取测值，至各项测值稳定；所述h取值越小，观测精度越高，数据量越大；(e)给渡槽排水，在水深每降低一定高度h时，分别读取应变计(1)测值及各测点垂直和水平位移测值，直至槽内无水，无水后连续读取测值，至各项测值稳定，试验完毕；所述h取值与注水试验相同，h取值越小，观测精度越高，数据量越大；(f)根据各测点的初始值及后期观测值，计算各测点的实测应变及位移；(g)建立1跨渡槽的槽身(2)三维有限元计算模型，本构模型取线弹性模型，材料参数取设计弹性模量和泊松比，分别计算设计水深及满槽水深工况下渡槽的槽身(2)应变及位移；(h)根据各测点实测应变或位移值与有限元计算值的偏离情况，即偏离系数μ来评价渡槽的承载能力及安全性，μ计算公式如下：式中：At—试验荷载作用下各测点的实测应变或位移；Ac—试验荷载作用下各测点的计算应变或位移；当μ＝1时，说明有限元分析计算结果与现场实测结果相一致，槽身(2)能满足设计要求；当μ>1时，说明槽身(2)结构目前的工作状况和受力性能不理想，与设计有一定差距，槽身(2)结构的承载能力不能达到要求，同时槽身(2)的运行处于不安全状况，应该采取有效措施对槽身(2)进行维修或者加固处理；当μ<1时，说明槽身(2)目前的工作状况和受力性能理想，槽身(2)承载能力能够达到设计要求，具有足够大的安全系数，槽身(2)处于安全状态。