南水北调中线工程大型渡槽健康监测模型的研究

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1、河北农业大学硕士学位论文南水北调中线工程大型渡槽健康监测模型的研究姓名：赵兰敏申请学位级别：硕士专业：水利水电工程指导教师：郄志红20070608摘要为了解决我国北方水资源紧缺问题，国家实施了特大型流域调水工程——南水北调工程。该工程具有规模大、投资高、建筑物数量多、技术难度大等特点。其上近千座渠系建筑物中渡槽占了相当的比重。中线工程总干渠采取明渠自流取水，渠道及建筑物断面尺寸大，其工作性态及所受荷载非常复杂，设计中很难精确分析确定其边界条件、荷载及结构效应量与外部条件之间的作用关系，且施工、运行中存在很多不确定性因素，这使得实际运行情况必然与设计有所差异，而且渡槽老化、疲劳

2、、突发性地震等都会影响到渡槽的安全运行，因此需要对渡槽进行必要的健康监测和分析评价，以及时诊断评判渡槽的健康状况，确保渡槽在施工期间和运行期间的安全，以免发生重大事故，造成重大的经济损失和不良的社会影响。本文首先简要介绍了渡槽健康监测的目的，研究现状以及本文的主要研究内容；在第二章中介绍了渡槽健康监测的监测系统、监测的一般内容、监测资料的分析以及几种常用的健康监测模型：第三章中对大型有限元软件ANSYS以及温度荷载对大体积混凝土水工建筑物的影响进行了简介，介绍了所研究的洛河渡槽工程概况并建立其ANSYS有限元模型：第四章中采用均匀设计的方法选取了具有代表性的运行工况，并通过编

3、写APDL脚本语言程序利用ANSYS对渡槽进行了结构计算，提取关键部位监测点的监测结果作为建立确定性模型的样本数据；第五章中采用传统的多元线性回归方法建立了渡槽健康监测的确定性模型，并用遗传算法对模型进行了初步优化；第六章中采用径向基神经网络对模型进行优化，提高了预测精度，同时也说明了渡槽的位移、应力与槽水位、温度荷载等存在着非线性关系；文章最后对本文的研究内容进行了总结和展望。关键词：渡槽；健康监测；温度荷载；有限元；确定性模型；遗传算法；RBF神经网络ResearchontheHealthyMonitoringModelofLargeAqueductintheMiddle

4、RouteofSouth-to-NorthWaterTransferProjectAuthoc．Z]laoLanminSupervisor．Qie刁fihongMajor：Waterresmnv*sandhy&oelectricengineeringAbstractTocompcusateforthelackwaterresour∞sinnorthareas，theIargewater-diversinnprojectbetweendifferentdrainagebasin--South-to-NorthWaterTransferProjectWascarriedout．T

5、heprojectischaracterizedbylargescale，highinvestment,numerousbuildinganddifficulttechniquerequirements．Ithasthousandsofcanalstructm'eandaqueductisaveryimportantpart．Open-channelfreewatercollectionWasadoptedingeneralmaincanalofthemiddlerouteofTheSouth-to-NorthWaterTransferProject．Thesectionsi

6、zeofthechannelandstnletureislarge．Becauseofthecomplicatedworkingconditionandload,itisverydifficulttoanalysisandconfu'msitsboundarycondition,loadsandtherelationshipbetweenstructureinfluencingquantityandexternalcondition．Alotofindeterminatefactorsexistatthecons仃uctionandoperationstage，SOthere

7、aremanydifferencesofaqueductbetwocnoperationperiodandthedesigncondition．Thesafeoperationofaqueductwillbeinfluencedbytheaging,fatigueandtheabruptearthquakeetc．Sothehealthymonitoring,preciseanalysisandevaluationareneededduringdiagnosethehealthyconditionoft