多年冻土区钻孔灌注桩施工过程热力特性研究

钻孔灌注桩水化热会暖化冻土引起桩基承载力下降,以桩基水化热在时间与空间上的影响效应为研究目的,结合青藏公路G214沿线查拉坪旱桥桩基观测数据,分析水化热对地温场的扰动范围以及桩周土回冻时间,给出灌注桩18 d内的养护温度。结果表明:水化热对距桩1.95 m以外地温影响微弱;144 d后桩侧温度降至0℃以下,229 d后桩侧温度低于-0.5℃;2 a后桩侧基本回冻至天然地温,此时承载力已达到设计要求。桩基混凝土养护温度前5 d在10℃以上,5~12 d在5℃以上,12~15 d为2℃以上,15~18 d仍高于0℃。通过数值仿真给出混凝土入模温度及桩基施工时间对桩周温度场的影响,模拟结果显示,该区域的灌注桩施工可以在相应规范规定范围内提高混凝土入模温度;灌注桩施工可以在冷季进行,但要做好5 m以上深度桩基混凝土的温控措施。     

多年冻土区钻孔灌注桩混凝土测温试验研究

本文介绍了青藏铁路多年冻土区钻孔灌注桩桩身混凝土温度测试的方法和测温过程,对测试结果结合混凝土材料特点及桩周冻土类别进行了全面分析,得出了多年冻土区钻孔灌注桩桩身混凝土温度变化规律和桩周土回冻所需时间,并通过对同条件养护的混凝土试件进行抗压强度试验,反应出混凝土入模温度与强度发展的关系,对多年冻土区桥涵基础工程的设计和施工具有指导意义.     

多年冻土桩基温度场研究

结合青藏铁路沿线多年冻土的主要特点 ,利用Ansys5 6大型有限元计算程序 ,对青藏铁路某冻土桥梁混凝土灌注桩施工过程的地温场进行了模拟计算 ,给出在成桩过程中混凝土不同龄期地温场的分布规律 ,并根据计算结果 ,对混凝土灌注桩施工提出合理化建议。     

青藏铁路多年冻土地区热管路基三维数值分析

考虑多年冻土中水的相变,采用有限元进行热管保护多年冻土路基效果的三维数值分析。分析结果表明,热管能大幅度降低路基土体的温度,提升路基冻土上限,增大路基抵抗外界温度变化的能力,保证路基的长期稳定。考虑路基工程所在冻土区段气候和冻土条件,研究热管的有效影响范围,得出结论:热管的有效冷却半径为1 7m左右;在年平均气温为-5 2℃,冻土年平均地温为-1 0℃以上的高温冻土区,热管埋设间距宜取2 8～3 3m,可抬升路基冻土上限0 6～0 8m;在年平均气温为-6 3℃,冻土年平均地温低于-2 0℃的低温冻土区,热管埋设间距可加大到3 3～3 8m,路基冻土上限可抬升0 8～1 2m。     

青藏铁路运营期间低温冻土区片石气冷路基工程效果分析

冻土区筑路技术问题的关键是冻土的热稳定性,这种热学问题的力学表现是路基变形。通过对青藏铁路运营期间冻土区典型地段路基地温场和路基变形特征的分析,指出青藏铁路冻土区路基地温场形态控制了长期运营期间的路基变形总量和横向差异变形总量。这些变形主要由冻土季节融化层土体的冻胀融沉变形、冻土压缩变形、冻土长期蠕变变形组成。工程监测以及理论计算证明了片石气冷路基结构保护冻土效果的长期可靠性,证明了其减少运营期路基变形,保证冻土区路基工程的长期稳定性的效果。     

冻土地温自动监测系统的设计与实现

冻土地温自动监测系统是集GSM-R无线通信技术、信号采集技术以及计算机网络技术为一体的监测系统.本文介绍冻土地温自动监测系统的硬软件设计和编程方法,冻土地温数据的GSM-R无线网络上传以及为用户提供基于C/S结构的冻土地温数据管理软件的具体实现流程;解决了高采集精度、低系统功耗、电池使用寿命长、远程无线传输及密封性和防雷电干扰等技术难题;实现了对青藏铁路冻土地温数据实时采集、存储以及无线上传,监测人员在任何时间、能接入GSM-R的任何地点都可以自动监测到青藏铁路冻土地温数据.系统已经成功运用在青藏铁路冻土区地温自动监测;系统同样适用于东北冻土区地温的测量,以及对冷库、各种冷藏车温度的检测和自动控制.     

青藏高原多年冻土区大直径钻孔桩回冻过程研究

为解决青藏铁路建设过程中不同多年冻土区大直径钻孔灌注桩桩土体系的回冻问题,认识钻孔桩成桩后对桩周多年冻土层地温的影响,本文从不同多年冻土区钻孔桩地温实测资料出发,通过对青藏高原多年冻土区与融区过渡带(高温极不稳定区DK1229 540)、高温不稳定多年冻土区(DK1047 000)及低温多年冻土区(DK984 096)3个试验场地实测地温资料的对比分析,得出青藏高原不同多年冻土区大直径钻孔灌注桩回冻过程的差异,从而可以为不同冻土区钻孔桩的后续施工提供技术支持。     

石灰桩对冻土地基预融效果模型试验研究

在高纬度冻土区修建基础工程,如何处理冻土地基使其满足承载力要求,是冻土工程施工技术的关键。为了研究石灰桩对冻土地基的预融和挤密效果,提出以破坏冻土为出发点的石灰桩放热预融方案。采用石灰桩预融冻土地基,通过群桩和单桩模型试验,测试桩周不同位置土的温度、含水率和密度的变化,确定石灰桩对冻土地基的预融和挤密影响半径。试验结果表明,所选用的桩体材料配合比,能够使桩间一定范围内冻土全部融化,提高桩间土的密度。     

桩基施工对冻土区地温影响的试验研究

基于现场实测资料 ,分析了多年冻土区地温对工程桩基础施工过程的响应 ,及其在工程结束后的恢复过程。在所观测的特定条件下 ,施工引起观测点地温升高 0 .7℃左右 ;桩体温度在达到最大值后快速下降 ,在 6 0天里 ,桩体温度就从最高值 4℃左右降到了 0℃以下 ;但要使近桩地温恢复到施工以前的水平 ,则可能还需要很长时间。     

多年冻土区钻孔扩底桩抗拔力研究

结合对冻土区钻孔扩底桩的现场试验数据,论述了灌注桩地温的回冻规律及上限变化情况,通过现场静栽试验,比较了扩底桩与直孔桩的抗拔能力,分析了桩周土体冻结强度、地面变化的基本状态。     

混凝土空心高墩温度效应研究

以宜万铁路线上马水河桥为例,研究100 m以上混凝土空心高墩桥的温度场,采用全桥整体有限元分析和墩身局部子模型分析相结合的方法,以及日照、寒潮等多种温度工况下墩身中竖向应力、环向应力的分布情况。结果表明,梁体、墩身在日照温差或寒潮陡然降温的情况下,墩壁沿厚度方向竖向应力、环向应力及应力梯度都较大,最大压应力可达13 MPa左右,最大拉应力可达4 MPa左右,对混凝土空心高墩的温度效应应引起足够的重视。     

轨道交通 U 梁温度梯度效应研究

为研究轨道交通 U 梁的温度梯度效应,整理并总结目前国内既有项目对高架 U 梁进行的温度监测模式及 研究结果,结合实体有限元模型计算分析,得出 U 梁在各温度梯度模式下的温度应力及变形值,并提出可应用于 工程设计的 U 梁温度梯度模式。研究结果表明,温度梯度荷载工况下的 U 梁纵向正应力值在设计正应力值中占 比相对较大,而横向应力和局部变形差相对较小;轨道交通线路走向大体呈东西向时,高架 U 梁运营后的腹板竖 向温度梯度建议采用指数函数,底板竖向温度梯度建议采用折线函数,研究结果可为相关工程设计提供参考。     

无砟轨道板温度高速动态测量技术

无砟轨道板温度静态测量结果无法及时全面反映整条线路的轨道板温度与轨道几何不平顺的关系,因此设计了严寒及高温环境下列车最高速度350 km/h时以250 mm等间距动态测量无砟轨道板温度的系统。该测量系统基于辐射测温原理,通过设计测温响应速率、测量波长、信号放大倍率等关键参数和系统温控逻辑,高速有效采集轨道板微辐射能量。经试验测试,无砟轨道板靶标温度在-40~60℃时测量系统稳定可靠,测量误差小于2℃。     

双肢薄壁墩温度效应仿真分析

在日照温度分布理论以及有限元分析方法的基础上,利用ANSYS的二次开发功能,编制了双肢矩形薄壁空心墩结构的温度场和温差效应分析的专用程序,并结合实例验证了仿真分析的准确性。同时以某高墩大跨连续刚构桥的双肢薄壁墩为研究对象,利用二次开发成果,对双肢矩形薄壁空心墩在日照温度荷载作用下的温度效应进行了分析,得出了双肢薄壁墩结构在悬臂状态与铰支状态两种不同的工况下,桥墩的温度应力与整体变形。结论可以为双肢薄壁墩的设计和施工提供参考。     

多温多区铁路机械冷藏车的研发

我国铁路冷藏运输行业基础设施落后，运输损耗大，且难以调节，不能满足现在市场小批量、多品种的运输要求，遭到公路冷藏运输的巨大挑战，如果不能够尽快根据市场发展调整运输方式，很快就会被后者占领市场。针对这种情况，在原有单节冷藏车基础上，提出改装车厢结构，将其划分为多个温区，以实现同时存放不同种类、不同保存温度货物的冷藏运输，探讨了运用管理模式。多温多区铁路机械冷藏车降低了对运输货物量、货物种类的要求，拓宽了冷藏车的适应性，具有良好的市场竞争力。     

薄壁空心高墩温度效应仿真分析

日照温度荷载作用下,混凝土薄壁空心高墩的应力和变形,是造成墩身工程事故的主要因素之一。以晋济高速公路仙神河大桥150．07m高的八边形薄壁空心高墩为研究对象,在ANSYS平台上进行二次开发,编制了薄壁空心高墩结构温度场和温差效应分析的专用程序,并给出实例验证了二次开发成果的准确性。同时利用二次开发成果,对八边形薄壁空心高墩在日照温差荷载作用下的温差效应进行了仿真分析。计算结果表明：日照引起的薄壁空心高墩结构的温差应力和变形较大,不容忽视。     

大型结构温度场实时监测系统

结构健康监测在土木工程学科中具有重要的理论意义和工程价值。其中,温度监测是大型结构健康监测与评估的一个重要方面。以芜湖长江大桥健康监测中的铁路桥连续梁部分分布式温度监测为背景,开发了基于数字式温度传感器DS18B20的大型结构温度场实时监测系统。该系统已经成功地应用在芜湖长江大桥和郑州黄河大桥健康监测系统中,实现了对桥梁结构温度场的实时监测。应用情况表明:该系统具有实时性强、可靠性和准确性高、性价比高、通用性好等特点,对其他大型结构的温度场监测具有重要的参考价值。本文介绍DS18B20的特点、工作流程和系统的软硬件实现技术,并对系统的现场应用情况进行总结。     

大体积混凝土芯部温度监测

研究目的:大体积混凝土是土建工程中经常采用的结构,其质量控制的一个重要方面是防止出现温度裂缝。本文采用小比尺模型模拟大体积混凝土的芯部状态监测温度变化、实测拱座芯部混凝土温度变化及数值模拟三种方法研究大体积混凝土的温度变化规律,欲通过小比尺模型试验来得到大体积混凝土芯部温度的变化规律,降低试验的难度和经济成本,对同类研究提供借鉴与参考。研究结论:小比尺模型模拟大体积混凝土芯部试件的温度变化与实测拱座中心混凝土的温度变化及数值模拟的温度变化规律相类似;在原型试验实现困难的情况下,本文开辟了一条新的途径,即先通过小比尺模型来模拟大体积混凝土芯部试验检测的温升变化规律;该方法方便经济,能够在实验室开展大体积混凝土的力学性能和耐久性能的研究,对了解、掌握大体积混凝土芯部温度变化的规律,指导类似工程设计和施工有一定的借鉴、参考价值。     

高寒型动车组制动系统

为了满足中国北方地区高速铁路建设的需求,根据中国北方地区的气候条件和实际情况,开发了CRH380B高寒型动车组,其制动系统以CRH380BL平台为基础,并针对高寒地区的运行条件进行了特殊设计,使得动车组可以在-40℃的外温条件下正常运行和存放,具有较好的耐低温性能。     

多点高速同步温度采集系统的设计

本文提出一种高速同步温度采集的方法,可充分利用AVR ATmeg16单片机的输入输出口同时采集多点温度信号,结果证明,此方案大大提高了温度采集速度,使得采集多点温度的时间与采集一点温度信号的时间相同,实现了温度信号的高速同步采集.