Analysis on Frequency and Force of Stay Cable Considering Flexural Rigidity

以经典弦振动理论为基础,建立斜拉索振动分析的有限元模型,提出考虑抗弯刚度的斜拉索平衡索曲线迭代计算方法.讨论抗弯刚度对斜拉索平衡索曲线的影响,绘制出距垂比随拉弯刚度比的变化曲线,得出了斜拉索的垂度随抗弯刚度的增大而减小的变化规律.针对西昌斜拉桥25对斜拉索的模态进行精确分析,以有限元的方法验证了斜拉索的模态超越现象,分别绘制频率和振型随索力的变化曲线,归纳索频率变化规律,提出索力测量的实用计算方法,采用频差法来判断实测各阶频率的阶数,并且以第2阶频率来进行索力计算.经工程实例验证,考虑抗弯刚度的斜拉索平衡索曲线迭代计算方法可以有效排除由模态超越带来的索力计算偏差,适用于各种长度的斜拉索以及在施工过程中各阶段的索力测量计算.     

索吊体系桥梁横粱计算的车辆荷载取值

为方便且准确地确定索吊体系桥梁横梁承担的车辆荷载,考虑了弹性支承效应,从理论上分析了车辆荷载在横梁间的分配关系。结果表明：横梁承担车辆荷载效应的大小与主梁抗弯刚度与弹性支承刚度的比值有关。还提出一种简化方法,可以较为高效地求得考虑弹性支承因素后横梁的设计车辆荷载,并通过空间有限元分析验证了这种方法的精度。最后,给出了多个桥梁工程横粱计算时没计车辆荷载的计算结果,供设计人员参考。     

影响单索结构振动特性的参数分析

利用动力有限元方法,分析抗弯刚度以及支承条件对单索结构自振特性的影响,得出一部分有益的结论,可以为利用频率法测试索力以及研究索的振动特性提供参考。     

考虑抗弯刚度的悬索桥短吊索索力识别

悬索桥索力测量中,对于短吊索的索力识别,由于其索股抗弯刚度的影响,导致测量结果与设计值误差偏大。文中利用索股振动方程推导了考虑短吊索抗弯刚度的索力计算公式,避免了短吊索因忽略抗弯刚度,简化为理想弦振动而导致的误差过大。通过对比有限元模拟结果、简化算法结果、考虑索股抗弯刚度算法结果及设计索力值发现,考虑索股抗弯刚度算法在短吊索索力识别时,可以有效降低误差至5%以下,体现了该算法优于简化算法的优越性。     

连续梁桥弹性支承识别研究

引入灵敏度分析方法，根据结构固有频率的变化，识别结构弹性支承参数；以8跨连续梁桥为对象，给出实测振动数据，根据前5阶固有频率，识别了包括盆式橡胶支座在内的支墩竖向刚度和用弹性模量表示的截面抗弯刚度，用实测振型检测识别结果，两者吻合良好，从而说明了该方法的可靠性。     

钢管混凝土桁架拱肋抗弯刚度研究

该文针对四肢格构桁式截面钢管混凝土拱肋,考虑影响钢管混凝土桁式拱肋抗弯刚度的多种因素,采用SAP2000程序,通过大量的结构模拟计算,给出各影响因素与挠度的关系,应用拟合的方法得出各影响因素与挠度的关系式,再由挠度与刚度的关系,推导出刚度与各影响因素的拟合关系式,并通过与传统计算理论的分析比较,验证计算钢管混凝土桁式拱肋抗弯刚度计算公式。     

考虑斜拉索抗弯刚度的矮塔斜拉桥索导管安装角度修正方法

文中针对短斜拉索实际抗弯刚度较大的情况,推导了考虑斜拉索抗弯刚度的索导管安装角度计算公式,以方便地计算出拉索在重力作用下的两端倾角变化值,该推导公式表明,两端倾角变化值除了与斜拉索索力、自重集度、索长有关外,还与拉索自身弹性模量、截面特性等因素有关。通过将索导管修正角度计算式应用于阿蓬江特大桥中,比较计算了不同索导管安装角度结果计算的差异。     

大跨拱桥施工阶段索-拱组合结构的自振特性分析

缆索吊装法是大跨拱桥施工的一种重要施工方法,施工阶段由支撑扣索与拱节段形成的临时索-拱组合结构在复杂环境下的动力问题值得关注。该文以贵州大小井大桥节段吊装过程为工程依托,分析归纳索-拱结构模态以及对应频率的分布特征。分析了拉索抗拉刚度、主拱抗弯刚度和边界条件对结构模态分布的影响。结果表明:索-拱结构同时存在索的局部振动模态和结构的整体振动模态;随着吊装节段的增加,结构将更容易出现整体振动;主拱抗弯刚度和边界条件对结构整体振动模态分布具有重要影响,拉索抗拉刚度对结构整体振动模态没有影响。     

空间悬索结构的几何非线性分析

以某空间悬索结构在使用阶段的状态评估及维护项目为依托,结合有限元方法,采用节点刚结和抗弯刚度较小的梁单元来模拟索模型,用增量法与Newton-Raphson迭代法相结合的方法求解几何非线性问题.通过现场静载实验数据与计算结果进行对比分析.     

多塔连跨悬索桥综述

首先,回顾了国内外多塔连跨悬索桥的工程发展概况.进而总结其土部结构总体设计和主要构件设计的技术特点.阐述了中央扣和弹性索的区别、联系以及各自在大跨度多塔连跨悬索桥领域的应用.最后,归纳了提高多塔连跨悬索桥纵向刚度这一核心问题的三大途径,即增大中塔纵向抗弯刚度、采用塔梁固结体系和改变缆索体系.     

基于SolidWorks Simulation的重叠盾构隧道穿行式全自动液压支护台车设计研究

为解决传统盾构重叠隧道施工中临时支护方案普遍存在的拆装不便、结构笨重、效率低下等问题,通过与既有支护方案的技术经济指标进行比较、分析,设计一种在无卸载支护条件下具备下部不间断穿行施工车辆功能的全自动新型液压支护台车,并利用有限元分析软件SolidWorks Simulation进行强度校核。新型液压支护台车较多地引入了电气控制和液压控制技术,在一定程度上实现了盾构隧道支护的机械化,降低了作业人员劳动强度。同时,通过对支护台车结构优化设计,有效解决了传统盾构重叠隧道支护方案中施工工序间的作业干扰问题,并减轻了台车质量,降低了施工成本。通过深圳市轨道交通7号线华新站-黄木岗站区间等工程实践表明,新型液压支护台车在保证既有隧道的结构安全、提高支护效率方面效果明显。     

全风化花岗岩地层特大断面隧道施工过程支护受力分析

地下工程的施工过程是一个几何形状逐步变化的不完整结构在时间和空间上承受不断变化的施工荷载的受力过程。本文以新考塘隧道出口扩大段特大跨度隧道工程为背景,通过数值模拟方法,对第1次初期支护、临时支护、第2次初期支护的受力随施工过程的变化规律进行了研究。研究结果表明： 支护受力体现施工过程相关性,并不一定终态是最不利状态,具体到本工程,④部作业相对最危险,⑤部作业反倒改善了支护结构受力; 从拆撑以后的双层初期支护受力来看,第2次初期支护是有效的,拆撑风险是可控的; 最小安全系数的量值分布呈现“第2次初期支护>第1次初期支护>临时支护”的规律。     

挤压性大变形隧道分层初期支护适应性分析

针对挤压性大变形隧道支护参数、支护时机在设计工作中难以量化的现状,在考虑围岩流变效应和支护弹塑性本构的基础上,结合数值模拟手段,对各类支护的等效支护抗力和不同等级大变形隧道分层初期支护量化参数及适应性开展研究。得出主要结论： 1）基于抗压强度控制,提出不同组合参数下的喷射混凝土和型钢拱架等效支护抗力;基于位移等效原则,提出不同直径、不同长度砂浆锚杆和不同长度预应力锚索的等效支护抗力。2）基于监控量测曲线,对考虑流变效应的围岩物理力学参数进行反演,以此计算围岩特征曲线,实现围岩变形量值、不同支护时机所需支护抗力与时间的关联。3）根据既有案例,取单边15 cm作为单层支护极限变形值,构建支护抗力曲线;基于极限变形控制原则,提出轻微大变形可选用单层初期支护+短锚杆的支护形式、中等大变形可选用2层初期支护+短锚杆的支护形式、强烈大变形可选用圆形隧道+3层初期支护+短锚杆+长锚索的支护形式的建议,并提出不同等级大变形隧道的支护时机及预留变形量建议值。4）兰渝铁路木寨岭隧道工程应用分析结果表明,采用该方法选取的支护参数是合理的。〖JP〗     

基于支撑伺服组合系统超深基坑安全支护技术研究

为研究城市建筑密集区域深大基坑支护体系受力规律与安全支护技术,采用数值模拟手段对昆明轨道交通4 号线火车北站深大基坑开挖过程中支护体系受力变形规律开展研究,并结合现场监测手段对支撑伺服系统布置与应用效果进行论述分析。研究结果表明: 1)受支撑形式与支撑间距影响,内支撑体系中钢筋混凝土支撑轴力水平要大于钢支撑,支撑轴力呈折线分布,在混凝土支撑施作期间围护结构容易发生较大变形; 2)引入支撑轴力伺服系统,依据数值计算与设计要求,设定正确的轴力控制值,能更好地发挥支撑对围护结构的变形控制作用; 3)工程应用实际表明,支撑轴力伺服系统在深大基坑施工应用中效果良好,采用伺服支撑段围护结构累计水平变形要小于无伺服段,支护效果更为优越。     

高速公路软岩隧道复合支护机理的FLAC解析

结合软弱围岩隧道工程地质和支护设计特点 ,应用有限差分方法 ( FLAC)模拟研究了软岩隧道受力变形特征和围岩收敛曲线 ,并分析了复合支护结构中一次支护和二次支护结构的作用机理及作用效果。研究结果表明 ,软岩隧道开挖和一次支护后围岩支护压力随拱顶位移增加而连续减小 ,预测的最大位移均发生在隧道拱顶。但是 ,在同样支护压力下 ,考虑软岩流变特征的收敛曲线的拱顶位移要大得多 ,必须及时设置二次支护。另外二次支护结构还将起到承受流变压力的作用     

双层初期支护在云屯堡隧道高地应力软岩洞段中的应用

为研究隧道双层初期支护中第2层支护的钢拱架设置方式和施作时机,结合成兰铁路云屯堡隧道高地应力软岩隧道工程,对 高地应力软岩大变形隧道双层初期支护中内、外2层钢拱架的布设方式和第2层初期支护的施作时机进行分析和研究。 由研究结 果可知: 1)双层初期支护中钢拱架采取交错的布置方式更有利于初期支护结构受力和围岩变形控制; 2)第2层初期支护应在第1 层初期支护结构不被破坏前及时施作,对于云屯堡隧道来说,第2层初期支护施作滞后掌子面的距离在7 m内较好。     

大连地铁2号线兴工街站浅埋大跨隧道双层初期支护组合形式及合理参数分析

拱部采用双层初期支护的浅埋大跨地铁隧道工程实例十分有限,支护结构的组合形式选择与每层厚度确定还缺乏经验。针对这一问题,以大连地铁2号线兴工街站隧道工程为背景,通过现场试验与数值模拟,分析双层支护的组合形式及支护的刚度比对结构上的围岩压力及隧道上覆地层沉降的影响。研究表明:1)在双层格栅、外层型钢-内层格栅、外层格栅-内层型钢3种组合形式中,外层格栅-内层型钢最适合兴工街车站隧道,合理的支护厚度为外层35 cm,内层20 cm。2)外层初期支护为主要承载结构,承担的围岩压力随外层与内层支护刚度比增大而增大;内层初期支护为次要承载结构,承担的围岩压力随外层与内层支护刚度比增大而减小。     

漫谈矿山法隧道技术第六讲——衬砌（二）

首先介绍以欧洲为代表的锚喷支护结构体系的应用现状。然后比较详细地介绍挪威、美国、日本和法国喷混凝土永久支护的应用、研究情况及具体做法。认为,在国外以锚喷支护为主体的支护结构体系和以复合式衬砌为主体的支护结构体系,目前是并存的;对我国来说2种支护结构体系也应该是并存的。在围岩条件良好的情况下,应大力推进以锚喷支护为主体的支护结构体系;在围岩条件较差的场合,则应以复合式衬砌支护结构体系为主体。     

浅埋黄土隧道管棚加固支护效果数值模拟分析

基于通定高速公路某浅埋黄土隧道工程,采取三维数值模拟和现场监测等手段,对浅埋段渗流黄土隧道的加固支护方案进行研究,分析对黄土隧道浅埋段施行超前管棚加固支护的可行性。针对不同的加固支护措施进行数值模拟分析,结果发现：超前管棚支护下拱顶沉降量减小16.2%,初期支护的轴力最大值减小19.8%。监测结果表明：超前管棚支护与超前管棚+超前小导管支护两种工法并用所能减小的竖向位移的百分比（27.8%、28.1%）非常接近,但超前管棚支护能大大节省额外施作超前小导管的费用和时间,有效地控制了拱顶范围内的围岩变形,验证了超前管棚加固支护工法的经济性和有效性。     

千米深井巷道钢管混凝土支架支护技术应用

邢东矿二水平皮带下山巷埋深1 010～1 230 m,属千米深井巷道,巷道围岩荷载大,两帮煤体强度低,底鼓严重,巷道多次返修后仍无法稳定。为解决二水平皮带下山巷支护难题,在充分分析围岩地质条件及原有支护变形特征的基础上,设计了椭圆形钢管混凝土支架和深浅交叉式注浆加固复合支护方案,钢管混凝土支架分194×8基本型支架和194×10强化型支架2种型号,支护反力分别达到1.1 MPa和1.23 MPa。使用基于钢管混凝土支架的复合支护方案半年后,二水平皮带下山巷道稳定,无可见变形,完全满足使用条件。实践证明： 钢管混凝土支架的高强承载能力在千米深井支护中具有突出优势,可以作为千米深井巷道支护的可靠架型。