考虑接缝影响的机场水泥混凝土道面结构响应

接缝是机场水泥混凝土道面结构的重要组成部分，通过分析道面接缝传荷机理，考虑大型军用运输机复杂起落架构型和多轮荷载的作用特点，以伊尔-76为例，采用弹簧单元模拟道面板的接缝传荷，基于“地基-道面结构-飞机轮载”的相互作用，利用有限元软件建立了足尺9块板水泥混凝土道面三维有限元模型。应用该模型，计算了飞机多轮荷载作用下水泥混凝土道面结构的力学响应，对比了考虑与不考虑接缝的差异，并与美国EverFE2．0模型计算结果进行了对比。研究表明所建模型可较好地模拟道面接缝的作用机理，计算应力能更合理地反映道面结构的受力状况。     

深厚软弱地质条件下钢板桩围堰设计

珠海横琴二桥跨天沐河段桥型为2联3×50m预应力钢筋混凝土宽幅连续箱梁桥,该桥94号~97号墩承台地处深厚软弱地质条件,为确保钢板桩围堰支护结构的稳定及安全性,综合考虑承台结构尺寸、承台埋深、地质及水文条件后,确定采用复合地基处理与钢板桩围堰相结合的方案。钢板桩围堰平面尺寸为12.2m×11m,拉森Ⅳ型Q345B钢板桩长18m,围堰内设2道内支撑。封底混凝土面下淤泥层采用9m长水泥搅拌桩加固成复合地基。采用等值梁法对钢板桩围堰进行力学计算,并采用MIDAS Civil有限元软件建立最不利工况梁单元模型,采用容许应力法对钢板桩强度、内支撑、基坑底土抗隆起进行验算,结果均满足规范要求。     

适应大型飞机的机场半柔性道面的力学数值分析

目前国内机场道面主要为水泥混凝土道面、较少的沥青混凝土道面,而半柔性道面在国内机场尚未得到应用。为了研究此类道面的实用性,研究了半柔性道面在具有复杂起落架的大型飞机多轮荷载下的力学响应规律。基于A380飞机,运用ANSYS,建立道面结构模型,在4轮、6轮、10轮、12轮、16轮和20轮荷载组合下进行结构的分析,获取应力、应变、弯沉的变化。经分析得出,多轮荷载组合下存在明显的叠加效应;6轮荷载组合是结构设计中的最不利组合;应多指标控制道面结构分析:以6轮荷载组合控制面层应变、基层应力、底基层应力,以10轮荷载组合控制土基顶面竖向应变,以16轮荷载组合控制弯沉。     

机场预应力混凝土道面的脱空适应性有限元研究

应用有限元分析软件Abaqus建立三维有限元模型,比较素混凝土道面和预应力混凝土道面的应力,道面板面层尺寸为10m×5m×0.25m,首先,对预应力混凝土道面与素混凝土道面板体内部应力进行比较;其次,分析预应力混凝土道面的最不利荷载位置,最后,确定最不利荷载位置适应脱空的能力,最终得板边中部位置最大可适应0.25m2的脱空。预应力混凝土道面脱空适应性设计优化参数:以最不利位置板边中部进行模拟,选取纵向筋的配筋间距、横向筋的间距、预应力值大小和预应力筋的配筋位置4个参数进行优化分析,推荐预应力道面适应脱空的最优参数。     

武汉天兴洲公铁两用长江大桥3号主塔墩围堰锚锭系统设计

武汉天兴洲公铁两用长江大桥3号主塔墩围堰尺寸为69.5 m×44.0 m×15.0 m。在水深、体积大、结构及施工过程复杂,缺乏类似工程经验的条件下,按照系统的概念,以安全可靠、经济合理为原则,合理确定流水压力,对锚锭定位系统进行了设计。     

路面结构数值计算尺度效应分析

为研究沥青路面在标准双圆轮荷载作用下结构数值计算模型的合理尺度,运用有限元数值模拟分析方法,考虑荷载与路面结构的对称性,建立路面结构轴对称模型,分析其在车辆荷载作用下的力学响应,确定给定路面结构在不同尺度下的计算误差,从而确定合理计算尺度。结果表明,采用结构半空间尺度50 m×50 m作为基准,以弯沉值为控制指标时,与标准尺度相对误差确定的结构半空间尺度较大;以基层层底拉应力为控制指标时,相对误差为1%的结构半空间尺度为6 m,相对误差为5%的结构半空间尺度为3.8 m;以底基层层底拉应力为控制指标时,相对误差为1%的结构半空间尺度为8 m,相对误差为5%的结构半空间尺度为4.3 m;基层厚度越大时,结构尺度比上述结论适当增大;以竖向压应力为控制指标时,与50 m×50 m标准值的相对误差很小;以底基层层底拉应力为控制指标更安全和精确。     

宜昌伍家岗长江大桥隧道锚设计与研究

宜昌伍家岗长江大桥为(290+1160+402)m双塔简支钢箱梁悬索桥,江北侧为国内千米级悬索桥首次在软岩上修建隧道锚。通过地质钻孔、室内试验、斜硐勘探、原位试验等多种方式研究确定合理的岩体力学参数进行隧道锚设计。隧道锚轴线长90 m,其中锚塞体段长45 m,倾斜角度为40°;前锚面尺寸为9.04 m×11.44 m,后锚面尺寸为16 m×20 m。通过室内模型试验和现场缩尺模型试验,结合数值模拟分析掌握隧道锚与围岩的破坏变形模式和流变特征,确定隧道锚的承载力为8P,保证了结构的安全稳定。     

水泥混凝土修补道面结构参数敏感性分析

为研究尺寸和厚度等因素对水泥混凝土道面修补效果的影响,运用Ansys有限元软件建立混凝土道面板的修补模型,分别对单轮和温度荷载作用下新旧道面之间的黏结应力进行计算分析,改变道面板修补尺寸、厚度、温度、混凝土弹性模量和膨胀系数等参数,探究道面板水平和竖直黏结面黏结应力对这些参数的敏感性。结果表明:修补混凝土的长宽比接近于1时,水平黏结面的剪切应力和竖直黏结面的拉应力都达到最小值;0.06～0.08 m的修补厚度,可以保证修补结构具有合理的受力状态;当外界温度上升时,修补混凝土发生膨胀,水平黏结面产生剪切应力,竖直黏结面产生压应力;选用与旧混凝土弹性模量相近的材料有利于减小黏结面的应力;进行道面修补时必须选用与旧混凝土膨胀系数一致的材料,防止产生过大应力导致修补黏结面的破坏。     

利用三次样条函数插值方法计算驰振响应的研究

对截面为H形,尺寸为0.19m×0.225m×2m的模型,在风洞测定其体轴下的升力系数以及静力和动力参数,并对升力系数用三次样条函数插值计算,列出振动方程,利用数值方法,求出结构的驰振临界风速以及风速振幅曲线。得到的结果和利用多项式拟合的方法进行对比,发现三次样条函数插值方法计算驰振响应具有较好的结果,而且在计算临界风速时候相对于多项式拟合方法可能会具有更高的精度。     

典型飞机起落架荷载作用下机场水泥砼道面结构响应分析

采用有限元软件ABAQUS建立机场水泥砼道面结构三维有限元模型,分析单轴双轮、双轴双轮和三轴双轮3种典型飞机起落架荷载作用在不同位置时道面结构响应,结果表明飞机荷载作用下水泥砼道面板底的应力分布及大小与起落架构型密切相关,并得到了3种典型飞机起落架荷载作用的不利荷位和最大应力。     

跨座式单轨交通刚构体系钢轨道梁桥设计参数影响性分析

刚构体系钢轨道梁桥的主梁中支点应力和桥墩配筋率对结构受力及工程造价影响较大,为掌握设计参数对主梁中支点应力和桥墩配筋率的影响程度,采用有限元软件建立3种典型桥梁(等截面3×25m连续、变截面单跨40m门架式及变截面x+80m+x连续刚构体系钢轨道梁桥桥型方案)计算模型,分别计算不同梁高、墩柱尺寸、平曲线半径等参数下主梁中支点应力和桥墩配筋率的变化规律。结果表明:针对主梁中支点应力和桥墩配筋率的影响,等截面连续刚构体系钢轨道梁桥对主梁高度及平曲线半径较为敏感,变截面单跨门架式刚构体系钢轨道梁桥对桥墩尺寸及平曲线半径较为敏感,边跨跨度、中支点梁高、桥墩尺寸及平曲线半径对变截面连续刚构体系钢轨道梁桥的主梁中支点应力和桥墩配筋率的影响较大。     

斜拉桥主塔中下塔柱连接段水化热温度-应力场分析

某斜拉桥主塔中下塔柱连接段实体段与下横梁同时浇注,总体尺寸为长52 m,宽12 m,总高10 m,混凝土设计标号C50,采用水平分两次浇注。由于结构尺寸大、混凝土标号高,混凝土浇筑后的水化热引起的温度应力应引起重视,以避免较大的温度应力产生裂缝;为此,对整个连接段进行了大体积混凝土温度场及应力场仿真计算,分析了温度场的作用规律及结构可能产生温度裂缝的部位,根据计算结果制定了合理的保温和温控措施。现场实测的温度分布值与理论计算值十分接近,结构表面无明显裂缝,验证了理论计算模型、计算方法与温控措施的正确性,可为同类型工程提供参考。     

新一代大型飞机荷载作用下沥青道面多轮叠加效应研究

为了研究复杂起落架飞机A380荷载作用下沥青道面多轮叠加效应,建立了机场沥青道面结构三维有限元模型,分析土基材料和粒料材料非线性对半刚性基层和柔性基层沥青道面结构力学响应的影响。研究结果表明:随着轮组数的增加,轮载在道面结构内产生的响应不断增加;随着轮组数的增加,材料非线性效应对道面结构力学响应的影响逐步减弱,多轮荷载叠加效应表现明显。半刚性基层沥青道面,不同轮载组合作用时,土基非线性对道面结构的力学响应影响与线弹性的差异在5%以内;粒料非线性与土基和粒料皆为非线性时,两者之间的力学响应差异不到5%;柔性基层沥青道面,土基非线性对道面表面弯沉影响较大外,对于其他力学响应指标影响差异在5%以内;粒料非线性与粒料和土基皆为非线性两者之间的差异在5%以内,建议分析过程同时考虑土基和粒料材料的非线性特性。     

机场复合道面受多轮荷载作用的力学特性分析

建立机场水泥混凝土道面结构加铺沥青层前后的两种三维有限元模型。在A380-800F和B737-800两种通用机型轮载作用下,考虑多轮荷载的影响,分析道面结构的力学特性:包括道面表面弯沉、沥青层底及水泥混凝土层底拉应力、土基顶面压应变。结果表明:3个力学量的分布规律与轮载的布置位置相关,且受到多轮荷载效应的影响;加铺沥青层后改善了道面结构的受力状况,加铺层设计时可将沥青层底及水泥混凝土层底拉应力作为设计控制指标。     

基于累计损伤的刚性道面结构性能评价方法

针对民用机场道面结构性能评价技术进行研究,探讨了道面结构累计损伤分析原理.按轮迹服从正态分布采用通行覆盖率计算覆盖作用次数,用累积疲劳损伤替代了“设计飞机”在交通量换算中的作用,直接计算各型飞机对道面结构总的累积疲劳损伤用于结构性能评价,提出基于累计损坏原理的道面结构性能评价技术流程.实例分析表明：该方法计算结果更合理,适应大型飞机复杂起落架荷载作用下的水泥混凝土道面结构评价.     

钢板桩围堰支护设计与施工

夹溪2号桥桥址位于金华市境内,两侧桥台位于山坡,横向较陡,其中34#、35#台为连续梁主墩,承台尺寸为:下承台15. 2m×23. 2m×4m、上承台14m×22m×2m。承台开挖深度为7. 98m,且承台位于夹溪边,地下水位较高,故采用钢板桩围堰对其进行支护开挖施工。本工程采用理正深基坑7. 0软件进行建模计算分析,单元计算和整体计算相结合来确定钢板桩嵌入深度、稳定性及围檩、支撑的强度及刚度等。本文所采用的方法对以后类似工程具有可借鉴性,为其提供可参考的依据。     

实用精细化模型在大跨径斜拉桥设计中的应用

三跨双塔双索面斜拉桥,主跨跨径400 m,为市政桥梁。主梁采用中跨叠合梁,边跨预应力钢筋混凝土箱梁,主塔为A型钢筋混凝土与钢塔组合结构,上塔柱高100 m,下塔柱高22 m。为研究该桥的结构受力,建立该桥的单梁模型和梁格模型,进行合理成桥状态模拟计算及对比,分析各工况下结构的内力及变形。通过对比单梁模型和梁格模型的计算结果,能够确定该桥在应力、稳定、和刚度方面均满足规范要求。     

大跨连续刚构拱桥抗震计算分析

为了研究大跨度结构的抗震性能,以汉江特大桥为背景,采用大型有限元软件midas/civil建立空间模型,分析了135m+2×300m+135m大跨连续刚构拱桥的动力特性和多遇及罕遇地震下的内力和位移响应,计算结果证明结构设计合理可行。     

南苏丹朱巴国际机场跑道道面层间工作状态

为了评价机场跑道道面层间工作状态,建立适用于非洲热带地区机场的典型柔性道面加铺结构模型,依托南苏丹朱巴国际机场改扩建项目,借助ABAQUS有限元软件分析道面在B767-200飞机荷载作用下的层间工作状态,并与BZZ-100标准荷载计算结果进行对比。结果表明:在2种荷载作用下,道面受剪最不利位置均出现在轮印前缘附近;加铺层材料的模量和及其厚度的增加均能降低最大剪应力的数值,且厚度较模量对最大剪应力的影响更为显著;设置柔性层可有效降低层间剪应力。     

中承式钢箱提篮拱桥设计

武汉市汉口至阳逻江北快速路新河大桥采用(48+196+48)m的中承式钢箱提篮拱桥。主拱采用等截面钢箱提篮拱,截面尺寸为2.5 m×4 m(宽×高),拱肋分为25个节段,采用斜拉扣挂缆索吊装法施工。2片钢箱主拱肋间设5道横撑,并外包装饰板。边拱采用预应力混凝土结构,为等高矩形截面,截面尺寸为2.5 m×4 m(宽×高),采用现浇法施工。主跨桥面系采用“钢纵横格子梁+混凝土桥面板”的组合梁体系,边跨桥面系采用混凝土格子梁体系;沿全桥通长设置钢绞线柔性系杆。吊杆采用环氧喷涂钢绞线成品索。拱座采用大体积混凝土结构,拱座主拱外包混凝土处设置装饰段,使边、主拱曲线流畅过渡。建立整体及局部模型进行计算分析,结果表明结构安全可靠。