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主缆最大受力312kN,副缆最大受力650kN-研究成果

时间:2023-10-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:设计高水位和极端高水位时,同一位置处的主缆拉力小于副缆,幅度可接近50%。原因在于水位较高时,副缆变形后的水平投影挠度较大,而主、副缆绳的刚度较近,设计上主缆主要承担竖向力,从而副缆受力较大。综合各工况条件下的绳索拉力试验成果,主缆最大受力312 kN,主缆的最小破断力为1 000 kN,安全系数为68.8%;副缆的最大受力为650 kN,副缆的最小破断力为1 000 kN,安全系数为35%。

主缆最大受力312kN,副缆最大受力650kN-研究成果

拦污网的绳索系统布局形式见图4-6中所示。总体来说,网衣和绳索受波浪和水流的作用产生变形后,一部分力通过水平力纲横向直接传递到两侧的沉箱上,另一部分通过垂直力纲竖向传递到副缆,而副缆的力亦可横向传递给沉箱和通过吊缆竖向传递给主缆,最后主缆的拉力全部传递到沉箱之上。鉴于力纲材料延伸率(23%)远大于迪尼玛绳延伸率(4%),在水位较高时,副缆的受力应超过水平力纲。因此,对绳索受力的测量考虑到最不利因素,主要对主、副缆进行了测量。在实际测量中,于每一跨网衣的两端,均在主、副缆与沉箱(或墩台)的连接处布设了拉力传感器

考虑到拦污网为固定网,网顶标高不随水位变化。在设计低水位时,沉箱A与防波堤墩台间的网体基本上不受力(此间地形标高为-3.75 m,而水位标高为-3.07)。其他各跨间的网体,水体淹没网体高度占网总高的比例为33.6%,水流作用下网体的变形主要集中在水面附近的力纲,而上层的水平力纲变形较小。此时,变形较大的力纲是整个网体的主承力机构,拉力多数直接传递给两侧的沉箱,另一部分受力则通过垂向力纲传递给主副缆。

设计高水位下,网体基本全部淹没(网顶出水高度约为1.11 m),极端高水位时网体已全部淹没(网顶部已过流,过流深度约为0.91 m)。此时网体的变形(尤其是封堵后)主要集中在水面线附近,由此造成主、副缆成为主要承力单元,拉力较大。

图4-7至图4-9及表4-7至表4-8给出了各工况下主、副缆的受力试验结果。经分析,得到以下主要特征。

(1)在同一跨间,主、副缆两端的受力接近,符合无抗弯特性绳索的受力模式。

(2)在同一水位条件下,随堵塞率增加,主、副缆的拉力均显著增大。

(3)在同一堵塞率条件下,随水位增加,主、副缆的力亦将增大。

(4)设计低水位时,同一位置处的主缆拉力略大于副缆。这主要是由主、副缆的力是通过垂直力纲传递得到,而主缆主要承担竖向力所致。

(5)设计高水位和极端高水位时,同一位置处的主缆拉力小于副缆,幅度可接近50%。原因在于水位较高时,副缆变形后的水平投影挠度较大,而主、副缆绳的刚度较近,设计上主缆主要承担竖向力,从而副缆受力较大。

(6)在所有试验工况中,沉箱A、B间的一跨绳索受力最大,其次为B、C跨间的绳索。

综合各工况条件下的绳索拉力试验成果,主缆最大受力312 kN,主缆的最小破断力为1 000 kN,安全系数为68.8%;副缆的最大受力为650 kN,副缆的最小破断力为1 000 kN,安全系数为35%。由此可见,副缆的安全系数小于50%,可考虑适当增加副缆的直径,使其安全系数达到50%。

图4-6 拦污设施整体布局示意(www.xing528.com)

图4-7 设计低水位时主、副缆受力

图4-8 设计高水位时主、副缆受力

图4-9 极端高水位时主、副缆受力

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