漫水丁坝和丁坝群防护的试验研究

根据水工模型试验研究和工程现场考察，对漫水丁坝附近的水流结构，河床变形的特点进行了分析和研究；以不漫水丁坝为基础，提出了漫水丁坝冲刷深度的计算方法；从总结工程实践经验出发，提出了关于坝型，不同地区，不同河段等条件下修建漫水丁坝及丁坝群方面的建议。     

绕流丁坝附近流场数值分析

丁坝(群)附近的局部流场变化是引起丁坝局部冲刷的根本原因。为认清丁坝附近的流场分布规律,运用二维水深平均k-ε紊流模型,采用有限元的方法对控制方程进行离散,通过计算得到了不同工况下绕流丁坝附近流场的分布。结果表明,丁坝回流区长度随着坝长的增加而增加;直角坝头丁坝比圆形坝头丁坝具有更强的扰流作用;丁坝群对水流扰动作用不及单丁坝。这些结论对丁坝的防护设计和施工工艺具有一定的理论和实践指导意义。     

丁坝局部冲刷浅析

本文根据国内外有关丁坝的冲刷机理与影响丁坝局部冲刷的研究成果，以及现有丁坝局部最大冲深计算公式的局限性，提出了以丁坝坝头附近床沙起冲流速为基础而建立的丁坝局部最大冲深计算公式的合理性。公式结构型式简单，物理意义明确，避免了在任何任何行近流速Ｖ，佛汝德数Ｆｒ或单宽流量ｑ情况下，均会使坝头附近发生局部冲刷的弊病。验证资料表明：该式能够反映丁坝局部最大冲深的变化规律。     

丁坝的平衡冲刷及冲刷计算

在完成长历时丁坝清水平衡冲刷试验的基础上，对丁坝周围局部冲刷的形成过程进行了分析和讨论，根据试验资料、由量纲分析提出了丁坝局部平衡冲刷深度的计算公式，并分析了丁坝局部平衡冲刷深度的计算公式，并分析了丁坝与水流夹角，丁坝边坡对丁坝局部冲深的折减系数。     

不同布桩形式对桥墩地震响应的影响

该文结合典型工程实例,对五种不同的桩基布置形式建立有限元模型,分析不同布桩形式对桥墩地震内力的影响。在水平地震荷载作用下,增加桩基的刚度和数量不一定能改善桥墩受力,需要在顺桥向和横桥向分别输入地震波综合考虑桥墩地震响应,从而得到合理的桩基布置。     

刚性长短桩软基预处理对堆载邻近桩基的变位影响分析及处理效果评价

在河谷地区修建桥梁桩基础时,常会遇到因桥台后高路基填土而导致路基一侧桩基础发生偏位的工程事故,尤其是当地基土中存在软弱土层时,发生事故的可能性大大增加。为探明刚性长短桩在处理侧方路基填土下软弱土层时的应用效果,研究不同因素对刚性长短桩处理效果的影响以及采用刚性长短桩处理对高路基填土侧桩基础的影响,依托马里河II桥实体工程,采用数值模拟软件Marc分析了不同布置形式和不同处理距离下的刚性长短桩对填土侧桩基础受力分布特性的影响,对不同工况的处治效果进行了工程评价并依此提出了相关的工程建议。结果表明:堆载作用下,软弱土层的侧向挤压变形对桩身位移、桩侧土抗力和桩身弯矩等均有明显影响,桩身位移在16 m(即软土层与强风化岩层的分界面)处出现明显拐点,桩侧土抗力和桩身弯矩在16 m处达到最大值;不同距离下的桩基桩身位移等各项数值变化规律基本一致但影响程度大小不同,最靠近堆载外侧的桩处于最不利位置,设计时可适当提高边侧桩基的承载性能;梅花桩布置形式的刚性长短桩相较于正方形布置和交错布置对减少软弱土层侧向挤压变形对桥梁桩基础影响的效果最显著;梅花形布置形式的加固区在不同处理距离下的处治效果差异显著,加固区处理距离范围不宜距离桩基础过近,也不宜过远,8 m左右距离的处理效果最优。     

马鞍山长江公铁大桥桥墩布置水动力影响试验研究

桥梁建设在一定范围内会造成工程局部河段水动力条件的改变，对通航条件会带来一定的影响。以马鞍山长江公铁大桥为例，利用建立的物理模型，研究了工程河段水流运动特性，并重点分析了桥区河段的流速、流向及汊道分流比等变化情况，模拟建桥后对工程河段水动力条件的影响。研究表明：推荐桥跨布置方案实施后，在各级流量条件下，桥区河段桥轴线上游水位有所壅高、流速略有减小，下游流速略有增加，桥位下游近岸流速有所增加，但幅度不大，对本河段内汊道分流比影响幅度均在0.3%以内，左岸侧下游的郑蒲港港区流速基本未变，建桥不会引起桥区河段水流条件发生明显改变，对通航水流条件影响较小。     

泵闸口门航道段通航水流条件改善措施研究

泵闸运行时闸下出流集中,短距离内难以充分扩散,口门区域水流条件较差,流速不均匀性较大,流速偏大。对于通航河道,口门区船舶的通航安全可能受到影响。结合工程实例,利用二维平面潮流数学模型,分析计算了泵闸运行对内、外河通航的影响,并针对不满足通航要求的内河航道,从提高流速均匀性与整体减小流速两个角度,模拟计算了直线型布置、眉型布置和花瓣型布置导流墩墙,以及竣深河道四种整流措施下的典型工况,对流速分布、特征断面不均匀系数以及航道内最大横流等进行了分析和比较。结果表明:设置导流墩以及扩大过水断面均能有效减小河道最大横流;从扩散效果,工程投资,施工难度等多方面综合考虑,工程推荐眉型导流墩+竣深方案,使口门区域最大横流满足通航要求。     

基于塑性损伤的盾构隧道FRP-Key接头抗剪性能及布置方式合理性研究

为完善FRP-Key接头的设计思路并推广该接头在实际工程中的应用,利用混凝土材料的塑性损伤本构,建立了能够反映管片损伤情况和开裂过程的数值模型。基于已有试验数据,建立FRP-Key接头的实体精细化模型,以充分考虑接头与榫槽之间接触的不连续性。通过与试验结果的对比验证了所建模型的合理性和可行性。设计了7种不同的对称布置方式,以研究其对FRPKey接头抗剪性能的影响情况。重点分析了不同布置方式中管片-接头结构在剪力作用下的宏观破坏形式,探讨了布置方式对FRP-Key接头极限承载力的影响,初步判断并提出了一定轴力条件下不同破坏形式对应的接头布置范围及最佳布置方式应满足的条件,最后综合工程实际情况给出了FRP-Key接头的应用建议。数值分析结果表明:随着布置方式的变化,榫槽侧管片出现3种不同的破坏形式,其中与理论分析情况相符的布置方式应满足条件:3.125cd25.625c。不同布置方式对应的极限承载力存在区别,当FRP-Key接头靠近管片边缘布置时,与理论计算结果相差最大,差值为10.52%,FRP-Key接头的最佳布置范围应满足条件:3.125cd24.375c。管片-接头结构达到极限承载力时,对应的接头侧管片的竖向位移在1.6~1.7mm之间。研究结果可作为进一步探讨FRP-Key接头力学性能的参考。     

现代有轨电车车道布置对左转交通的影响研究

平交路口处左转交通产生的冲突点最多,对直行车流通行的干扰最大,使得平面交叉口交通延误增大.现代有轨电车车道布置形式主要有中央布置、两侧布置以及单侧布置3种,不同车道布置形式对左转交通的影响程度有所不同.本文在实地调查青岛城阳现代有轨电车的基础上,选取典型平交路口进行仿真分析,通过调节左转与直行交通比例,从交通延误、排队长度以及行驶平均速度的角度出发,探讨现代有轨电车在交叉口处,不同车道布置形式在不同交通比例下对左转交通以及整个交叉口的影响,从而明确其适用范围,为我国城市发展现代有轨电车提供参考.     

丁坝局部冲刷坑形成机理和最大冲深的确定

根据丁坝周围的水流结构和河流动力学输沙原理，阐明了丁坝局部冲刷过程和丁坝稳定地形特征形成的原因，通过丁坝局部冲刷试验结果和地形特征分析，结合水力学基本原理建立了丁坝局部最大冲深的计算关系式，并通过收集的大量丁坝局部冲刷资料，运用数理统计原理推荐了计算式中的经验系数。     

基于温度效应的小半径曲线箱梁支座布置

以某3×25m小半径曲线混凝土箱梁桥为工程背景,提出5种曲线梁桥支座布置方案。分别考虑季节性温度变化及日照温差效应,建立实体有限元模型,对不同支座布置形式下的箱梁支座受力、结构应力及变形进行分析。研究结果表明:季节性温度变化对曲线箱梁的扭转效应影响较小,而日照温差则会引起曲线箱梁发生明显的扭转;小半径曲线箱梁桥的温度效应可通过合理的支座布置进行缓解。     

锚杆布置形式对多级边坡加固效果的影响分析

为了研究不同锚杆布置形式下的边坡加固效果，以资溪花山界（赣闽界）至里木高速公路深路堑边坡为研究对象，运用有限差分软件FLAC3D建立数值计算模型，结合现场实测数据，分析了锚杆布置形式对锚杆轴力分布规律以及深挖路堑边坡稳定性的影响。结果表明:锚杆轴力沿其长度方向不是均匀分布；锚杆长度的增加能够显著改善锚杆本身的加固效果，同一布设位置、相同长度锚杆的加固效果不受锚杆整体布置形式的影响；相同长度、布设位置不同的锚杆在极限状态下发挥着相近的作用；在锚杆总长度保持不变的情况下，锚杆布置形式的改变对边坡稳定性的影响很小。     

外倾式拱桥稳定性多参数优化研究

以某外倾式拱桥为工程背景,建立全桥空间有限元计算模型,分4个工况计算了该桥的稳定安全系数,通过改变拱肋外倾角度、拱肋刚度、端横梁刚度以及吊杆布置形式,计算了不同设计参数下结构在“恒载”工况以及“恒载＋活载”工况的失稳特征值。结果表明：拱肋的刚度对稳定性起着决定性作用;吊杆的布置形式只改变拱肋的面内刚度,对于面外刚度没有影响。     

不同支承形式对曲线梁桥转矩分布的影响

由于预应力混凝土曲线梁桥结构本身的特点，在荷载作用下弯矩与转矩的相互耦合作用，其支承形式应根据曲率半径的大小、上下部结构的总体布置决定，从而选用对结构受力有利的支承形式，并由此决定全桥的力学计算模型。文中针对不同的支承形式对曲线梁桥转矩分布的影响进行了初步的研究，通过对工程实例的计算分析得出了一些有益的结论。     

盾构切削刀具的布置规律及优化研究

根据盾构切削刀具的阿氏螺线布置规律,针对北京地铁四号线14标学院南路站—双榆树站区间盾构刀具的布置形式,推导该区间盾构刀具的阿氏螺线布置公式及规律;并通过对刀具实际磨损情况的分析和研究,提出减少刀具磨损的优化布置措施。研究有助于为同类工程盾构刀具的布置提供参考。     

配置高强钢筋UPC梁受弯性能试验研究

通过对4根预应力筋不同布置形式和非预应力筋不同等级的梁进行静载试验,对比分析了不同预应力筋布置形式和不同非预应力筋等级对UPC梁受弯性能的影响。研究表明:UPC梁的极限承载力、极限应力增量、挠度和裂缝开展均受到预应力筋的布置形式的影响;非预应力筋强度等级的提高可以使UPC梁的承载力和极限应力增量有所提高。     

拉索布置形式对大跨度三塔斜拉桥竖向刚度的影响研究

与双塔斜拉桥相比,三塔斜拉桥由于中塔缺乏有效约束,结构柔性更大,竖向刚度计算往往不易满足设计要求,设置加劲索是提高结构竖向刚度的有效措施。以黄茅海大桥三塔斜拉桥为研究对象,系统研究了不同拉索布置形式对大跨度三塔斜拉桥竖向刚度的影响。结果表明,相比于设置塔间加劲索、边塔辅助索、同时设置辅助索和交叉索等拉索布置形式,在中塔设置5对辅助索或4对交叉索是满足本工程竖向刚度要求的有效经济措施;辅助索纵桥向锚固间距与初拉力值对结构竖向刚度影响较大,推荐的锚固间距为22.5m、初拉力为4 000kN。从便于工程实现角度考虑,辅助索比交叉索的实现方式更为简单经济,因此本工程的推荐拉索布置形式是在中塔设置5对辅助索。     

桥梁墩台局部冲刷的数值模拟分析

依托实际工程,应用数值模拟的方法分析圆形和矩形沉井在不同流速、流向等条件下桥墩周围流场分布情况,并与物理模型试验结果进行对比。结果表明,数值计算结果与物理试验结果吻合良好;交角不同,局部冲刷坑的外形轮廓也发生相应的变化。     

车用质子交换膜燃料电池堆阴极进气系统模拟及优化

车用质子交换膜燃料电池堆进气系统的布置对其性能有着重要的影响。将实际燃料电池阴极进气系统进行简化,采用Fluent软件对不同的阴极进气形式进行模拟分析。结果表明,采用两头双进口进气的布置方案或者高压系统可以使得电堆内的不均匀性得到显著改善,但采用高压系统会导致电堆效率下降。