非对称异型沉箱浮游稳定计算

针对非对称异型沉箱浮游稳定计算的难题,首先对任意形状的浮游物体浮心进行了理论推导;然后根据异型沉箱的结构特点,调整沉箱的压载,使浮心在浸水面上的投影与浸水面的形心重合;再通过转轴公式,找到浸水面的形心主惯性矩。此时,就可以将对称沉箱浮游稳定计算理论推广至非对称异型沉箱。通过一系列分析及现场实操,证明理论计算与实际结果基本一致,为非对称异型沉箱的浮游稳定计算提供了一种通用方法。     

宽幅装配式T梁桥荷载试验及横向分布分析方法研究

为了解决宽幅装配式T梁桥荷载横向分布系数计算问题,以一座跨径为3×20m宽幅装配式T梁桥为依托,采用刚接梁法、修正偏心压力法、G-M法和梁格法四种方法分别计算其主梁的影响线和荷载横向分布系数,分析桥梁结构的横向受力规律及荷载横向分布系数计算方法的适用性,并与该桥荷载试验实测值进行了对比,结果表明:刚接梁法和G-M法计算结果与实测值相比误差小,最大误差仅为4. 5%,而修正偏心压力法其相对误差较大,故推荐使用刚接梁法或G-M法计算宽幅装配式T梁桥荷载横向分布系数。     

高速铁路840 m全封闭声屏障气压荷载数值模拟研究

采用我国干线铁路开行的复兴号动车组,基于计算流体力学软件Fluent,对高速列车以350 km·h^-1速度通过840 m全封闭声屏障及1/2跨和1/4跨会车工况下声屏障的气压荷载分布规律进行数值模拟。结果表明:会车工况下的压力极值均大于单车工况下,且变化规律更为复杂,声屏障中间位置即1/2跨会车时的压力极值达到最大值,最大正压和负压分别为2 672和4 619 Pa,分别为单车工况下的2.05倍和1.87倍;同一截面各测点的气压荷载波动规律相似,但压力极值存在明显差异;单车工况下,声屏障同一截面上不同测点处的极值压差达到0.6 kPa,体现了压力波传递的三维效应。通过数值模拟获得的全封闭声屏障压力极值和气压荷载分布规律,为声屏障结构设计提供理论依据。     

行车荷载作用下路面结构动位移响应分析

为研究行车荷载作用下路面结构动位移响应规律，基于弹性层状体系理论建立路面结构有限元模型，将车辆随机动荷载作用在有限元模型上，通过改变路面结构层厚度与模量，研究了路面结构测试区竖向动位移变化规律，建立了测试区动位移峰值与路面结构层参数的数学模型，进一步揭示了路面结构动态响应问题. 计算结果表明:路面结构测试区动位移峰值随土基模量的增大而减少；土基模量对测试区动位移峰值影响最为敏感，两者的数学模型近似呈对数关系，测试区动位移峰与面层厚度和基层厚度近似呈线性关系，与底基层厚度近似呈对数关系；不同的面层模量、基层模量和底基层模量对应的测试区动位移曲线几乎重合，因此不是影响测试区动位移的主要影响因素. 研究结果为路面承载力检测提供了依据.      

桥梁结构有限元模型修正结果分析研究

依托一座8×25 m装配式预应力箱梁桥的荷载试验进行有限元模型修正,对模型修正结果进行深入研究,结果表明:增加挠度测点能够提高刚度识别的准确性,但提高幅度不大,而通过对计算模型的优化调整,可明显降低由于计算模型中单元划分不均匀带来的刚度识别误差,因此,采用荷载试验的6个挠度测点结合优化的计算模型识别的桥梁实际刚度是能够满足工程应用的。     

多落石冲击被动柔性防护体系的动力响应分析

应用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对被动柔性防护体系在落石冲击作用下的变形和能量进行研究，采用ANSYS/LS-DYNA的显式分析方法，模拟了多块落石在不同运动模式下，其冲击荷载对被动柔性防护体系的动力响应，根据时程曲线，对比分析了多块落石在不同运动模式下的位移、冲击力、能量变化规律. 分析结果表明:随着落石初始冲击动能的增加，防护网达到最大位移所需时间总体呈现减少趋势，且冲击时间在0.11～0.14 s之间；落石的最大冲击荷载出现在0.04～0.07 s，且随初始动能增加逐渐增大；在落石冲击过程中，被动柔性防护结构发生能量耗散，其中钢丝绳网在落石为滚动状态下的能量大于落石为弹跳状态下的能量，且钢柱在落石为滚动状态下的最大峰值能量大于落石在弹跳状态下的最大峰值能量；在钢丝绳网被冲破时落石在滚动状态下钢柱的能量发生急剧增大.      

双向聚能非均布荷载作用下浅埋隧道动力响应

通过解析方法研究爆炸荷载下动力响应问题.模型假定在半空间弹性土体中衬砌隧道中心处发生爆炸,荷载简化为双向聚能的非均布瞬态周期荷载并作用在隧道边界上,根据弹性动力学理论和Hamilton壳体理论得到围岩运动方程和衬砌运动方程,通过Laplace变换、波函数展开法和Graf坐标变换法,得到频域下爆炸荷载作用下隧道衬砌及围岩位移和应力响应表达式.利用Laplace数值逆变换得到时域响应半解析解,分析隧道在不同位置、埋深、衬砌厚度和荷载集度的波动特性.数值计算结果表明:隧道顶部和底部响应的方向相反,不同位置处响应趋势都趋于一致,随时间推移,响应逐渐衰弱;随着隧道埋深的增加位移场响应幅值先增强后减弱,在应力场中,隧道侧向响应幅值变化较小,而在隧道顶部和底部产生的幅值变化较大;衬砌厚度增加,隧道周身响应随之减小,并且厚度增加对隧道顶部和底部响应幅值影响较大;当荷载集度增加隧道顶部和底部附近出现较大的环向位移,顶部径向位移增大底部减小,应力响应在隧道顶部衰减,环向应力响应在底部增强.     

无砟轨道桥梁桥面板ZK活载计算图示分析

为准确模拟高速铁路桥上无砟轨道结构传递ZK活载至桥面板上的荷载分布效应,采用Abaqus软件建立CRTSⅠ型双块式无砟轨道精细化数值分析模型,通过对底座板底面垂向应力等值线分布进行分析,开展高速铁路桥梁桥面板ZK活载计算图示的研究。研究表明,进行桥梁结构横向荷载计算或桥面板、桥面铺装等桥梁结构局部精细化受力分析时,在单轴ZK特种荷载作用下,荷载传递至桥面的计算图示可简化为顺桥向长2.0 m、横桥向宽0.7 m的矩形面荷载,均布面荷载值为90.80 kPa;在四轴ZK特种活载作用下,计算图示可简化为横桥向分布宽度为0.76 m的条状面荷载,均布面荷载值为109.20 kPa。     

分布式光纤传感技术在岩溶段桩基检测中的应用研究

分布式光纤传感技术近年来广泛应用于土木工程领域,该技术具有分布式测量、耐久性好、施工方便等优点。本文将此技术应用于岩溶区灌注桩检测,研究岩溶区灌注桩荷载传递规律和桩身附近溶洞存在位置,通过钢筋应力计测量结果验证了光纤传感技术在岩溶区灌注桩检测中应用的可行性。结果表明,该技术可实现岩溶区灌注桩完整性的分布式检测功能,并能判断桩身周围溶洞存在位置区间。相对于钢筋应力计、应变片等传统的检测方法,分布式光纤传感技术具有更高的检测精度和更广的测量范围。