桥梁受洪灾异相耦合破坏作用的形态及仿真雏议

本文系国家自然科学基金资助项目《桥梁抗御洪灾异相耦合破坏作用的安全性预测与仿真》研究纲要的缩影响,笔者对灾害伴生过程中各物相之间合作用形态及对桥梁破坏性认识。     

山区河流航道整治建筑物遭受异相耦合破坏作用的特征及仿真探讨

探讨了山区河流航道整治建筑物水毁灾害过程中各物相（固态、液态、气态）之间耦合破坏作用的特征,耦合作用物理模型及仿真模型的概念和关系,为深入研究整治建筑物水毁机理提供理论依据。     

山区河流航道整治建筑物遭受异相耦合破坏作用的特征及仿真探讨

探讨了山区河流航道整治建筑物水毁灾害过程中各物相 (固态、液态、气态 )之间耦合破坏作用的特征 ,耦合作用物理模型及仿真模型的概念和关系 ,为深入研究整治建筑物水毁机理提供理论依据     

浅析车桥耦合下的桥梁动力反应

从操作简单易行和结果准确的角度出发,使用移动三角形荷载的方法模拟汽车过桥,并证明了此种模拟是可行与安全可靠的.     

桥梁施工控制的作用分析

从桥梁施工方法的角度出发,分析了桥梁施工控制的作用。通过论述桥梁施工控制是确保桥梁施工质量的关键,是桥梁建设的安全保证,是桥梁营运中的综合监测系统,阐明桥梁施工控制是现代桥梁建设的必然趋势。     

客运专线预应力混凝土桥梁变形的仿真分析研究

结合预应力混凝土桥梁结构的施工过程,采用按龄期调整的有效弹性模量法和有限元步进法结合实例对客运专线预应力混凝土桥梁结构的长期变形进行了仿真分析研究。通过跟踪模拟桥梁在整个施工及投入运营后各个时刻的结构变形,可以确定桥上无砟轨道的合理铺设时间,满足客运专线对轨道结构的高平顺性要求。     

高速列车—无砟轨道—桥梁耦合系统振动特性分析

根据高速列车—无砟轨道—桥梁系统运动的特点,建立了适合该问题动力学分析的新型车辆单元和轨道—桥梁单元,运用有限元方法和Lagrange方程,推导了两种单元的刚度矩阵、质量矩阵和阻尼矩阵。整个列车—轨道—桥梁系统被离散为车辆单元和轨道—桥梁单元,其中一节车辆离散成一个车辆单元,轨道—桥梁系统离散成四层梁单元。最后通过一个实例计算对整个系统进行垂向振动特性分析。     

热力耦合作用下拉林铁路桑珠岭隧道岩爆预测

热力耦合作用是高温高地应力隧道岩爆预测中一个新的问题.在新建拉林铁路桑珠岭隧道开挖过程中,利用现场温度测试数据反演并得到隧道不同埋深时的地温,通过热力耦合数值模拟计算得到隧道开挖过程中的洞周应力变化规律,利用卢森、陶振宇、王元汉、樊建平4种岩爆判据对隧道不同温区、不同洞周应力释放率的岩爆发生烈度和岩爆范围进行预测,最后将预测结果与现场岩爆进行了比较分析.研究结果表明:桑珠岭隧道地温梯度为5.5℃/100 m,隧道埋深越大地温越高;在以自重应力场为主的深埋段,最大压应力集中在拱顶和拱脚部位;在45~85℃地温区间,洞周最大切向应力和最大主应力随应力释放率增大而线性增长,当洞周应力释放率为100%时,其增加量分别为84~96 MPa、93~96 MPa,同时岩爆烈度等级也相应增加;判据预测与现场实测的比对表明,高温热力耦合作用在应力释放过程中加速了岩爆发生,在应力释放率前期,陶振宇判据对中等及以上岩爆的发生更加敏感,而在应力释放中后期王元汉判据与实测结果的相似度更为一致.      

南广高速铁路郁江大桥车桥耦合振动仿真分析

为探讨列车高速通过大跨度双塔钢桁斜拉桥时的耦合振动效应,为同类桥梁的设计提供参考,以南宁—广州高速铁路郁江大桥(大跨度钢桁斜拉桥)为研究对象,建立了车桥系统耦合振动仿真模型.采用有限元软件ANSYS建立斜拉桥的动力分析模型,计算其自振特性;采用多体系统动力学软件SIMPACK建立德国ICE3列车的空间动力学模型;采用SIMPACK与ANSYS相结合的联合仿真方法,计算不同运行速度时车桥系统的空间耦合振动响应.结果表明:当列车分别以250,270,290和300 km/h的速度通过该桥时,其运行安全性指标均满足规范要求;动车和拖车的Sperling舒适性指标均小于2.5;该桥梁的最大竖向挠跨比为1/1 843,最大横向挠跨比为1/83 000,最大竖向和横向加速度分别为0.386和0.107 m/s2,冲击系数最大值为1.200,表明该桥梁具有足够的刚度,振动状态良好.     

对高速公路扩建工程中原有桥梁可变作用的探讨

综观国内外高速公路扩建工程,其扩建方式不外乎分离新建和拼接加宽两种,通过对高速公路扩建工程中原有桥梁可变作用的探讨,得出了对同类工程的桥梁设计具有参考价值的建议。     

中低速磁浮车辆-桥梁耦合系统动力性能试验

为探究中低速磁浮车辆-桥梁耦合系统的振动特性,对其在上海临港中低速磁浮试验基地开展了现场动力学试验,研究了车速和桥梁结构形式对耦合系统动力响应的影响;试验车辆采用(悬挂)中置式悬浮架,试验桥梁为25 m混凝土简支梁和25 m钢结构简支梁;为明确2种桥梁的固有振动特性,对其进行了模态测试;提取了不同工况下车辆-桥梁耦合系统的加速度及桥梁的垂向动位移信号;计算了垂向和横向Sperling指标、动力系数、梁端转角等车辆-桥梁耦合系统关键动力指标,详细分析了耦合系统的动态响应特性,评估了系统的振动水平。研究结果表明：混凝土梁和钢梁的垂向一阶固有频率分别为7.32、7.72 Hz,2种桥梁的各项关键动力指标均满足相关标准要求;混凝土梁和钢梁的最大加速度分别不超过0.2、1.4 m·s^-2;当车速为5 km·h^-1时,钢梁的垂向动力响应幅值约为混凝土梁的7.6倍;在测试的速度范围内,车辆的横向Sperling指标均小于2.5,表明车辆在混凝土梁和钢梁上运行时均具有优秀的横向平稳性;车辆空气弹簧悬挂系统的垂向固有频率峰值在车速为25 km·h^-1时达到最大,通过混凝土梁和钢梁的垂向Sperling指标分别达到2.687、3.340。测试结果可为中低速磁浮车辆-桥梁耦合系统的优化设计和数值模型验证等提供有价值的参考。     

踏面制动热-机耦合过程的数值仿真

列车踏面制动过程是一个复杂的大位移、动态接触热-机耦合问题，介绍了热-机耦合问题的求解方法，首次对某提速客车的双面踏面制动过程进行了数值仿真，并定量给出了车轮速度和温度的变化规律，为研究轮、瓦寿命提供了理论依据。     

动水作用对桥梁地震反应的影响

通过对庙子坪岷江大桥地震响应分析计算，得出动水作用对桥梁地震反应的影响。     

基于柔性多体动力学的桥梁检测车臂架的运动仿真

基于柔性多体动力学理论和拉格朗日方程建立了三节臂的桥梁检测车臂架的机械系统动力学模型。采用数值求解和结合动力学仿真分析软件,证明了柔性多体动力学方法建立的桥梁检测车臂架的运动微分方程,可以准确地描述桥梁检测车的各项动力学特性。通过对桥梁检测车臂架末端轨迹和驱动特性分析,表明了对于轻质长臂杆的桥梁检测车臂架系统必须考虑其柔性变形的影响。     

腐蚀-疲劳荷载耦合作用下桥梁拉索高强钢丝自漏磁信号变化规律

为增强桥梁拉索高强钢丝漏磁检测的实用性,开展了腐蚀、应力单一因素作用试验与预腐蚀-疲劳-腐蚀、预疲劳-腐蚀-疲劳三阶段交互作用试验,阐述了腐蚀-疲劳耦合作用对自漏磁信号的影响机制。研究结果表明：腐蚀区域的自漏磁信号极值随腐蚀时间的增加而增加,且变化特征越发明显,腐蚀缺陷引起的异常自漏磁信号最大变化可达50 000 nT;随着疲劳加载循环次数的增加,无锈蚀高强钢丝自漏磁信号整体呈现先增加后稳定的趋势,当疲劳加载循环次数大于10 000时,磁场强度的增加速率降低且趋于平缓;预腐蚀后施加的交变应力场会削弱腐蚀缺陷引起的自漏磁信号,再次腐蚀后的磁场信号变化与预腐蚀程度有关,预腐蚀9 h后施加疲劳荷载,之后再腐蚀3 h,与单一腐蚀12 h相比,自漏磁信号强度削弱了32%;施加预疲劳交变应力场可强化磁场,导致腐蚀后自漏磁信号极值增加,当预疲劳加载循环次数从1 000增加至100 000时,自漏磁信号强度增大了30%。由此可见,早期腐蚀引起的高强钢丝异常自漏磁信号可被疲劳作用掩盖,考虑单一腐蚀与应力变化难以反映高强钢丝自漏磁检测效果,需综合考虑腐蚀-疲劳的耦合效应,以获得桥梁拉索高强钢丝自漏磁信号变...     

车钩三态作用仿真及防跳性分析

由于车钩运行中会产生磨损以及零件间存在的配合间隙,导致车钩三态作用以及防跳功能失效．通过对17型车钩的三态作用分析,从设计原理出发研究防跳机理,分析了防跳失效的原因．在Pro／Engi—neer环境下提出了基于碰撞的运动仿真方法,并结合结构分析和虚拟装配,实现了车钩三态作用的仿真以及防跳性分析．通过控制零件间的合理间隙量保证车钩性能及防跳可靠性,从而切实保障重载货车安全运行．     

车钩三态作用仿真及防跳性分析

由于车钩运行中会产生磨损以及零件间存在的配合间隙,导致车钩三态作用以及防跳功能失效．通过对17型车钩的三态作用分析,从设计原理出发研究防跳机理,分析了防跳失效的原因．在Pro／Engi—neer环境下提出了基于碰撞的运动仿真方法,并结合结构分析和虚拟装配,实现了车钩三态作用的仿真以及防跳性分析．通过控制零件间的合理间隙量保证车钩性能及防跳可靠性,从而切实保障重载货车安全运行．     

火灾高温及荷载耦合作用下钢筋混凝土托梁转换结构的变形分析

运用大型通用有限元分析软件ABAQUS建立三维框架模型,在火灾高温及荷载耦合作用下,并考虑火灾发生的偶然性,共设计了14种受火工况,以此模拟并分析钢筋混凝土托梁转换结构的受力变形性能,得出受火梁的热膨胀变形是结构变形的主要原因的结论,同时提出托梁转换结构实用抗火设计建议。     

流固耦合作用对螺旋桨强度影响的数值计算

为研究流固耦合作用对船舶螺旋桨强度的影响,并分析采用不同流固耦合方法所得计算结果的差异,结合实际工程,使用CFX对某船螺旋桨在特定工况进行CFD计算,并在ANSYS WORKBENCH中分别运用单向流固耦合和双向流固耦合方法对螺旋桨静应力及总变形量进行计算分析和比较,给出螺旋桨表面压力分布图,以及等效应力和总变形量随螺旋桨桨叶半径变化的关系曲线,并将二者计算结果进行对比.结果表明,采用不同流固耦合方法所得应力应变分布基本一致,最大等效应力出现在桨叶随边靠近桨毂处,叶梢位置变形最大.两种方法中采用双向流固耦合方法所得等效应力和总变形量峰值较大,且随着进速系数的增大,二者计算结果差距逐渐明显.     

桥梁伸缩装置的破坏原因分析与养护维修

桥梁伸缩装置设置在梁端等构造薄弱部位．直接承受车轮荷载的反复冲击作用,而且长期暴露在大气中．使用环境比较恶劣,是桥梁结构最容易遭到破坏而又较难以修补的部位。伸缩装置的过早损坏增加了桥梁养护维修的工作量和维修费用。如果置于小的破损于不顾,势必会发展成严重的破坏,以致危及行车安全．