板桩加固护岸桩身受力现场试验研究*

板桩侧摩阻力的大小和分布模式对板桩的沉降有较大影响,进而对板桩加固护岸结构的稳定产生影响,桩端至于相对硬土层的板桩护岸结构,对板桩沉降是一项重要研究内容。为了研究加固护岸板桩桩侧摩阻力的分布模式和大小,结合长湖申航道湖州段板桩加固护岸实体工程,通过在板桩预制过程中将钢筋应力计埋入板桩轴心处,完整测试了板桩在凝固硬化过程中钢筋应力计受力情况和护岸荷载施加过程中的板桩荷载传递机制,详细介绍了钢筋应力计的焊接及埋设方式。现场试验结果表明:混凝土凝固硬化过程对埋入板桩的钢筋应力计会产生较大的拉压应力并逐步趋于稳定;施工荷载对钢筋应力计受力的影响较大,在分析护岸荷载施加过程中板桩荷载传递机制时,需要对钢筋应力计进行重新标定;在护岸荷载作用下,桩身的上部轴力变化较大,而中部及下部轴力不仅变化较小而且轴力较大,即桩顶荷载易于向下传递;桩侧摩阻力在靠近桩顶附近得到了较大发挥,在距桩顶0.3 m范围内的桩侧摩阻力约占整个桩身摩阻力的40%;JGJ 94—2008《建筑桩基技术规范》推荐的极限桩侧摩阻力较大,实测最大值仅为推荐值的63.9%。     

提高轴孔连接结构承载能力的设计方法

文章针对轴孔连接结构提出了一种改善轴孔接触特性来提高承载能力的方法。以工程中通用的螺栓连接结构为例,建立接触分析模型,应用Persson接触理论和优化分析方法,通过优化耳片孔接触面的曲面形状和曲面参数实现了降低轴孔接触区最大接触应力及改善其分布梯度的目的。针对优化后的耳片孔接触曲面设计结果,利用有限元素法建立了螺栓耳片连接结构模型,分析验算了接触应力。结果表明,优化分析的解析法和有限元素法的计算结果基本一致。连接结构优化设计后,接触区最大应力降低50%以上,应力分布梯度明显改善,提高了其承载能力。     

深水高桩码头不同驳岸结构的变形特征分析

离岸深水港后方陆域连接需要进行高填土,驳岸可采用斜顶桩结构.驳岸采用非线性平面有限元方法,分析高填土施工过程中3种不同斜顶桩驳岸结构受力变形特性,研究高填土作用下结构与土的相互作用.通过对承台侧向位移变化过程和桩身轴力的分析,比较不同斜顶桩驳岸结构的特点.计算结果表明,结构受力变形特性随施工过程而变化,不同斜项桩结构的变形特性不同,板桩、支撑桩的受力特性与结构形式有关.研究结果可为深水港的结构选型和设计提供参考.     

五跨连续斜拉桥扁平钢箱梁剪力滞效应分析

斜拉桥的主梁属于弯矩和轴力共同作用的受力构件,在研究剪力滞效应时,则须考虑轴力的影响。本文结合实际工程,采用空间板壳有限单元法,分析了扁平钢箱梁的剪力滞分布规律。斜拉桥主梁在恒、活载作用下纵向正应力分布很不均匀,在同一截面同时出现正负剪力滞现象,与普通梁理论的计算结果相比有很大的差异。主梁纵向正应力主要集中在箱梁腹板与顶(底)板交界附近一定区域,在箱梁索梁锚固区附近剪力滞效应也较大,但应力衰减很快,其他区域正应力分布相对比较均匀。     

铝合金加筋板轮印载荷的简化等效模型

将轮印载荷等效处理为接触区域内的均布压力是目前大多数研究通常采用的方法,但简化的均布压力与实际的接触压力明显不同。基于此,本文以子午线轮胎-铝合金加筋板为研究对象,模拟现实中不同轮胎压载方式下产生的轮印载荷。基于能量法提出使用补偿系数β的圆形均布压力代替实际轮印载荷的等效简化方法,讨论不同加载工况、轮印位置、加筋板结构参数对补偿系数β的影响,最后通过具体的工况算例分别从加载区域、加筋板的最大应力值、加筋板上应力状态分布,验证均布加载补偿系数β的合理性。研究结果表明,本文提出的方法可以有效替代为轮印载荷的简化等效模型,并且与基于规范的计算相比,该方法的计算精度更高。本文提出的补偿系数β用于加筋板最大应力值的预测时,预测精度平均提升33.99%,对此类甲板设计以及强度计算有较好的实际工程应用价值。     

起重机钢制车轮的有限元接触分析

1　前言对起重机车轮的设计 ,传统的方法是采用赫兹公式计算接触疲劳强度 ,对车轮的许用轮压进行校核[1 ] 。但实际上我们对车轮内在的受力状况并不了解 ,对不同状态下的车轮应力变化也不能作出相应的解释。在运行过程中 ,车轮踏面与轨道面之间处于接触状态 ,由于滑动摩擦力的影响 ,接触状态在不断改变 ,从而使车轮系统产生非线性的响应。这是典型的接触问题。接触问题这一类非线性问题是近 2 0年来力学界研究的热点。在所考察的结构系统中 ,往往存在着不同介质物体相互接触的界面 ,或是具有裂隙结构在裂隙处出现的间断界面。位于这些界面上…     

钢板桩码头应力及位移监测分析

在工程建设期间,由于施工的影响,钢板桩码头常会处于超载状态;随着时间的推移,钢板桩码头的各个构件会不断地被腐蚀。基于钢板桩码头的这些特点,对板桩码头应力及位移进行研究具有重要意义。通过对南方某钢板桩码头应力及位移监测分析:板桩墙前开挖阶段及码头试运营阶段钢拉杆轴力增长相对较大,是钢拉杆轴力增长的主要时期;钢拉杆轴力及码头前沿水平位移均随工况的增大而增大,两者存在一定的相关性。根据钢拉杆轴力计算的拉杆弹性伸长量与对应位置码头前沿的水平位移相接近。     

集装箱正面吊运车防倾覆过载保护装置动力学建模与分析

建立港口正面吊运车防倾覆过载保护装置的ADAMS动力学模型,并作仿真分析。得到了连锁与下锁接触距离,锁钩接触力、接触力矩,后耳板与连锁铰接点处橡胶衬套位移、受力,连锁、前耳板各自铰点处的约束力,连锁钩点、下锁钩点位置等随时间变化的曲线。所得结果可作为防倾覆过载保护装置优化设计的参考依据。     

8530 TEU集装箱船舱口盖导向装置碰撞分析

对8530TEU集装箱船舱口围、舱口盖及其导向装置进行合理简化后,综合应用CAE软件仿真模拟了吊离式舱口盖与导向装置间的接触-碰撞过程.通过动力学仿真分析,得到了所关心的"最大碰撞力-碰撞速度"曲线、导向装置最大位移以及结构最大等效应力等参数.碰撞分析结果可为设计、分析此类结构的提供参考,所建的计算模型可以根据需要进行更加深入的研究.     

基于Ls-dyna的船舶与码头碰撞动力特性仿真分析

运用非线性显式有限元的方法,分析船-码头碰撞的全过程,探讨碰撞部位对船舶动力特性的影响规律,揭示船-码头碰撞过程中船体构件的受损情况,预报碰撞力及变性能的时程变化规律。研究表明:船舶与码头发生首碰、尾碰时,船舶主要受力构件、受力特点明显不同,主要受力构件的应力分布特点是分布面积小,维持时间长,应力数值大;次要受力构件的应力分布特点是分布面积大,维持时间较短,应力数值小性。船舶与码头碰撞过程中伴有船舶的凹陷及船体外板的运动,在实际工程中应当给予足够的重视。     

拖拉导管架滑道及出运码头结构设计

拖拉导管架时产生的水平摩擦力很大,通过拖拉工艺分析力的传递特点,以明确结构的受力情况;探讨码头半刚性承台采用不同计算方法的合理性;介绍减小地基应力的措施、软土地基加固处理的措施等。     

基于Ls-dyna的船舶与码头碰撞动力特性仿真分析

运用非线性显式有限元的方法,分析船-码头碰撞的全过程,探讨碰撞部位对船舶动力特性的影响规律,揭示船-码头碰撞过程中船体构件的受损情况,预报碰撞力及变性能的时程变化规律。研究表明:船舶与码头发生首碰、尾碰时,船舶主要受力构件、受力特点明显不同,主要受力构件的应力分布特点是分布面积小,维持时间长,应力数值大;次要受力构件的应力分布特点是分布面积大,维持时间较短,应力数值小性。船舶与码头碰撞过程中伴有船舶的凹陷及船体外板的运动,在实际工程中应当给予足够的重视。     

桅杆吊载荷试验中销轴转动原因分析

通过对桅杆吊载荷试验销轴转动问题产生原因分析,提出切实可行的处理方案,如减少轴套的承压,增加轴与轴套的润滑及消除桅杆吊吊装侧向水平的影响,从而解决销轴转动、切断固定卡板螺栓的问题.     

装配式空心板梁桥铰缝病害机理分析与防治措施

以某装配式钢筋混凝土空心板梁桥为例,考虑温度场变化、车辆行驶工况,采用大型的有限元分析软件ANSYS,计算并探讨了不同季节情况下混凝土空心板温度应力对板梁桥裂缝病害的影响,分析了不同车辆荷载情况下板梁桥的纵向铰缝的复杂受力状态及其破坏机理,提出了防止板梁桥结构裂缝及铰缝破坏的设计方法和构造措施。     

考虑焊接残余应力的船体板结构屈曲强度

传统的船体板结构屈曲计算模型一般为完整板格模型,但在实际中焊接残余应力的影响是不可避免的。针对这一问题,基于有限元热-力顺序耦合方法,计算加筋板在单轴压缩载荷下的屈曲特征值,结果表明纵筋间距越大,焊接残余应力对加筋板稳定性的影响越大;纵筋长细比越大,焊接残余应力对加筋板稳定性的影响越小。与Recking No.23模型试验对比,验证了热-力顺序耦合方法的有效性和应用价值。     

中美规范港区水泥混凝土面板接缝设计对比

针对国内外规范关于港区水泥混凝土面板接缝设计存在较大差异的问题,对比中、美规范在接缝形式、间距和荷载传递机制的异同点,并通过调研和有限元计算分析温度、地基刚度和荷载对接缝的影响,提出采用限制板长和相对刚度半径比与板块应力分析相结合的方法确定接缝间距。结果表明,水泥混凝土面板应少设或不设胀缝,且接缝应带有传力杆,以便更好地传递荷载。     

大直径圆筒结构码头原型观测数据处理技术

为探求实际大直径圆筒结构码头真正的受力状态,开展了大直径圆筒结构码头原型观测研究,即直接观测研究大直径圆筒码头使用时结构的受力状态.大直径圆筒结构码头原型观测所获得的现场数据由于包含有附加的、干扰的信息而和实验室所获得的数据具有不同的属性,因此不能直接用于判断和分析结构的受力状态.正确的做法应在分析前对数据进行处理,处理的方法包括评价数据可靠性、分离水压力、确定数据初值、剔除异常值、回归分析等.     

独立舱式沥青船强度直接计算中线性间隙单元的应用

针对独立液货舱式沥青船结构强度直接计算中支撑垫块与限位装置均不能承受拉力的问题,采用杆单元迭代计算与线性间隙单元2种方法模拟其间力的传递方式,对比2种方法的支撑垫块受力分布与结构应力结果,证明采用线性间隙单元方法的可行性。考虑限位装置处独立液货舱与主船体之间的实际间隙,对船体结构进行直接计算分析,结果表明,采用线性间隙单元所得的支撑垫块受力结果与杆单元迭代计算结果相当,由于不需要手工迭代,该方法在此类船舶船体结构强度直接计算中有显著优势。     

考虑齿面摩擦非线性影响的直齿轮齿根动应力分析

渐开线齿廓齿轮的轮齿在啮合过程中存在很多非线性边界条件,特别是齿面间的摩擦对齿根应力的影响更是非常显著,另外若考虑到边界条件参数的典型动态激励,齿轮的轮齿齿根应力分布情况相较静态分析结果会有很大的不同。本文基于一对平行轴齿轮副模型,通过建立有限元齿轮接触模型对其啮合过程进行模拟分析,并在考虑齿面摩擦系数为边界条件激励的情况下,对齿轮齿根动应力进行计算和讨论,从而总结出齿轮啮合过程中轮齿齿根动应力变化的一般规律。     

基于计算机视觉的船舶操纵受扰力预测模型

常规船舶操纵受扰力预测模型在高海况预测数据幅值较大的情况下,预测过程引入的误差较大,因此设计一种基于计算机视觉的船舶操纵受扰力预测模型。首先分析船舶水上受力,得到不同坐标系下船舶自由度向量,在一定假设条件下得到船舶受力方程,了解船舶的受力情况后对基于计算机视觉的船舶航行图像的质量进行处理,填充连通图像区域,完成图像形态学处理,提取出与船舶操纵受扰力相关的图像兴趣区域,结合船舶自身的特性,完成船舶操纵受扰力的预测。仿真实验的结果表明,设计的预测模型在高海况不同船舶航行速度下,预测误差均小于常规模型,验证了设计模型的准确度。