基于精细化有限元的钢桁梁桥节点高强螺栓连接受力性能

本文针对常泰大桥北接线大跨径钢桁梁桥节点连接方式,采用精细化有限元方法建立高强螺栓连接试件分析模型,探究在单向拉伸作用下螺栓和钢板的受力性能。根据相关文献试验结果,利用荷载-位移曲线分析高强螺栓连接试件轴向拉伸静摩擦阶段、滑移阶段和承压阶段三个阶段受力特征,并验证有限元模型的准确性;采用有限元仿真方法,研究钢材等级、摩擦系数、预拉力和螺栓缺失对高强螺栓连接试件抗剪承载力影响;基于强度包络法,给出螺栓连接强度的计算方法。     

钢夹板螺栓连接胶合木梁抗弯性能研究

为探讨钢夹板螺栓连接胶合木梁的抗弯性能,针对采用钢夹板螺栓连接进行接长的胶合木梁的构造特点,考虑拼接的两段梁是否来源于同一根胶合木、螺栓顺纹间距及螺栓并列、错列布置3个影响因素,设计制作13组共39根试验梁,进行抗弯性能试验。采用有限元数值模拟方法,探讨钢夹板螺栓连接胶合木梁的破坏机理及螺栓端距和直径、钢夹板和胶合木厚度等影响参数对其抗弯性能和承载力的影响规律。试验与计算结果表明：螺栓顺纹间距对钢夹板螺栓连接胶合木梁的抗弯性能影响显著,而螺栓并、错列布置方式与拼接的两段梁是否来源于同一根胶合木对钢夹板螺栓连接胶合木梁的抗弯性能影响较小。随着螺栓顺纹间距的增大,试件的初始抗弯刚度和抗弯承载力明显提高。采用钢夹板螺栓连接方式可以实现胶合木梁的接长,在一定范围内增大螺栓端距和直径、钢夹板和胶合木的厚度还能提高钢夹板螺栓连接胶合木梁的抗弯承载力。装配式木结构中可以采用钢夹板螺栓连接方式对胶合木梁进行接长,其抗弯性能受螺栓顺纹间距的影响较大。对螺栓端距、螺栓直径、钢夹板厚度、胶合木厚度的参数研究可为装配式木结构的设计与应用提供参考。     

平面内三向轴压作用下新型毂形节点有限元分析

采用ABAQUS软件建立了新型毂形节点有限元分析模型,毂形节点杆件位于同一平面内。对新型毂形节点进行非线性有限元分析,研究了节点板与杆件截面厚度比例对新型毂形节点破坏形态的影响及对节点承载力的影响,并分析了三向轴力与单向轴力两种荷载模式下节点极限承载力的区别。研究发现新型毂形节点在平面三向等轴力作用下与单向轴力作用下破坏形态一致,在平面三向等轴力作用下节点极限承载力略小;节点极限承载力随节点区壁厚增大而提高;当节点区平面尺寸较大时,可在毂内加肋以提高节点的极限承载力。     

摩擦型多排高强度螺栓连接分析

研究目的:为了明确摩擦型多排高强度螺栓连接传力性能、接头折减系数和极限状态,通过模型试验、接触单元有限元计算和理论分析进行相关的研究。研究结论:研究结果表明:摩擦型多排高强度螺栓连接各栓传力特性取决于外荷载、接触面状况、等效截面刚度等因素,多排螺栓连接的承载能力极限状态以首尾两排螺栓处芯板与拼接板接触面上滑移量达螺栓与栓孔间的设计空隙值、头排螺栓承剪孔壁承压作为判定指标;长列摩擦型高强度螺栓接头头尾排螺栓传力比最大;实桥栓接节点极限承载力满足设计要求。     

钢骨混凝土T形截面柱节点抗震性能研究

为研究钢骨混凝土T形截面柱节点的构造措施及抗震性能,对6个钢骨混凝土T形截面异形柱节点及2个混凝土T形截面异形柱节点进行试验,考虑单、双向荷载作用下节点低周反复荷载作用,测得了节点梁端荷载-位移曲线和骨架曲线以及各阶段的荷载和位移值,并分析了节点的延性、耗能、抗剪性能、功比指数及破坏形态。试验研究表明,该节点形式具有很好的延性和能量耗散能力,证明配有钢管和型钢的钢骨混凝土T形柱和钢筋混凝土梁连接方法是可靠的,节点能够有效传递弯矩和剪力。由于柱为钢骨混凝土柱,节点核心区的抗剪承载力有了较大的提高。双向荷载作用下试件的屈服荷载、极限荷载及破坏荷载相对单向情况下的均较小。     

斜拉桥销铰连接锚固形式的初探

斜拉桥销铰连接锚固系统由斜拉桥锚头、销铰连接件、锚固耳板、夹板及高强螺栓组等组成,传力途径为斜拉索—销铰连接件—锚固耳板—钢箱梁腹板—钢箱梁,销铰连接件与斜拉索锚头间通过螺母承压传力,连接件与锚固耳板间通过销轴连接,锚固耳板与钢箱梁腹板通过高强螺栓组连接。锚固耳板与销轴间可转动,以适应活载及温度作用下的转动变位。锚固耳板与钢箱梁腹板间通过摩擦力将斜拉索力传至钢箱梁。舟山桃夭门大桥目前在国内首次采用这种连接方式。     

现场胶接绝缘急救装置夹板设计

新型夹板主要配合上海铁路局科研所研制的新型夹具使用。研究设计时要考虑受力形式、抗弯强度、绝缘实现、夹板长度、胶接方法等。夹板可采用夹具快速加固、螺栓加固和胶接加固三种方式．研制过程中充分考虑、权衡了夹具、螺栓加固受力与胶接加固受力的特点和需要，确定了能满足胶接要求的楔形绝缘夹板的结构形式。     

基于宏观建模方法的胶合木-钢夹板螺栓连接数值模拟

为解决胶合木-钢夹板螺栓连接三维有限元模型计算效率低、收敛性差的问题,采用一种有限元宏观建模方法进行胶合木-钢夹板螺栓连接的模拟,该方法通过非线性一维单元的组合,从而简化连接节点性能的有限元计算。同时,结合胶合木-钢夹板螺栓连接件抗剪性能试验,建立各连接节点的宏观模型和传统三维有限元模型。通过对比试验结果与宏观模型的计算结果,来验证该有限元宏观模型的计算效率及计算精度。研究结果表明:胶合木-钢夹板螺栓连接的宏观模型与连接件抗剪性能试验的荷载-滑移曲线是一致的,该宏观模型能够正确反映胶合木-钢夹板螺栓连接节点的剪切性能、滑移特性、滞回性能、刚度退化和失效特性。相比传统三维有限元计算方法,有限元宏观模型的计算成本相对较低,且收敛性较好。有限元宏观建模方法可有效提高具有大量连接的复杂结构非线性分析的计算效率。     

轨道交通预应力混凝土U形梁极限承载力试验研究

为研究城市轨道交通预应力混凝土U形梁的力学性能,对一座跨度为30 m的预应力混凝土U形简支梁桥进行了静载破坏试验。试验中测试了主梁关键截面混凝土和钢筋的应变以及竖向位移与荷载之间的关系,详细分析了梁体破坏过程与破坏特征。研究得到了如下结论:主梁的消压弯矩为1.31倍设计荷载,在加载至2.0倍设计荷载时主梁开始进入塑性阶段,破坏荷载为2.7倍设计荷载;加载过程中底板出现较为明显的横向应变,表明底板具有典型的空间板受力效应;梁体破坏过程表现出明显的延性,表明结构设计合理,具有较强的安全储备。     

梁柱外伸端板连接节点的计算模型

钢框架中普遍采用的外伸端板连接是典型的半刚性节点连接,其极限承载力和初始刚度受到多种因素的影响。根据节点的传力特点,分别计算各组件的极限承载力和初始刚度,提出了外伸端板连接节点极限承载力和初始刚度的理论计算方法;通过与试验和有限元结果对比表明该计算方法具有足够的精确性。采用已有的三参数模型,对节点的弯矩-转角关系进行模拟。并对影响外伸端板连接性能的各因素进行了深入的探讨,为工程设计提供参考。     

基于车桥耦合的三跨连续拱梁组合桥冲击系数研究

为合理分析和计算桥梁结构各关键部位的冲击系数,以三跨连续拱梁组合桥为例进行分析。分别利用MATLAB和ANSYS建立11自由度的三维车模型和有限元模型。采用车桥耦合迭代的方法,得到桥梁关键部位在车辆荷载作用下的振动响应。研究结果表明:车辆在任何车道行驶时,边主梁、边拱肋及斜吊杆的冲击系数都大于相应中主梁、中拱肋及直吊杆;随着桥面平整度等级的增加,各关键部位的冲击系数与振动系数的关系满足均幂函数,且呈非线性增长;随着车速的增加,车辆在不同车道行驶时其规律性不一致,在快车道冲击系数呈现先增大后减小的趋势,在中车道呈现先增大后减小再增大的趋势,在慢车道呈现一直增大的趋势;随着车重的增加,冲击系数减小的幅度呈现逐渐减小的规律,轻车低速对桥梁的冲击效应更加显著;大多数工况下端部短吊杆的冲击系数均大于规范值,因此,在桥梁设计中应更加注重短吊杆的抗疲劳设计。     

中尼铁路沿线活动断裂对地质选线的影响浅析

拟建中尼铁路沿线分布的5条活动断裂对铁路工程影响极大,因此研究断裂的活动特征,总结活动断裂分布区的选线原则意义重大。通过分析国内外研究成果,采用现场调查和遥感判释等技术手段,研究活动断裂特征及其对铁路的影响。结果表明,沿线活动断裂对铁路的影响主要为蠕变和错段、诱发地灾、诱发地震和温泉热害4个方面; 3条Ⅰ级发震断裂。因此线路的总体选线原则为:线位服从桥位,桥位服从地质;线位服从隧道洞口位置,隧道洞口位置服从地质;线位服从车站,车站服从地质。地质选线原则为:穿越3条Ⅰ级发震断裂的隧道,应加强监测;避免顺活断层展线;尽量避免通过断裂交汇区;佩枯错至加德满都段尽量行走于峡谷东岸;无法绕避的地热发育地段,采取降温措施。     

城市轨道交通车站局部空间拥堵风险等级评价方法研究

合理地评估城市轨道交通车站内客流拥堵风险,对车站运营安全管理具有重要意义。基于现有的服务水平等级标准,结合密度分布、速度分布和客流流线提出拥挤区域的判别方法,引入指定密度、持续时间等时间维度的指标,提出基于时空维度的客流拥堵风险等级评价方法,通过风险概率值对车站内可能的拥挤区域进行动态识别。以广州地铁杨箕换乘枢纽站为例进行仿真建模,结果表明,优化后拥堵风险降低,服务水平提高,验证了上述方法的可靠性和实用性。     

施工企业面临的合同风险及应对措施

针对铁路工程建设项目初步设计招标和投资控制管理模式,阐述施工承发包合同的主要特点和使用范围及存在的风险。通过分析,提出应对合同风险的主要措施,即识别风险,列出风险清单;提前介入施工图设计,配合设计单位开展优化设计;认真清理施工图数量,及时签认施工图量差;编制施工图预算,配合进行施工图投资检算;针对合同条款,制订变更策略;研究政策性文件,把握调整机会等。做好合同风险的应对能在确保工程建设质量、安全施工、有效控制工程投资的前提下,提高项目的盈利能力。     

磁力计阵列监测车体相对钢轨位移的方法研究

针对轨道车辆动态偏移量检测需要和特殊安装环境要求,提出一种利用磁力计阵列监测车体相对钢轨位移的方法。该方法通过合理设计磁力计、永磁体和钢轨间的相对位置,由多个磁力计测量的磁感应强度变化分析得到车体相对钢轨的位移。通过有限元仿真方法分析初步设计的监测样机的磁场分布,以指导样机中磁力计的选型。确定磁感应强度趋于0的区域以指导传感器的布置,进一步分析得到各位移量与磁感应强度值间的多项式映射关系。研制样机进行试验,证明监测方法的可行性,验证有限元模型的可靠性,可用于监测系统的进一步优化设计。     

基于车辆走行性能的 9号直线型道岔允许通过速度研究

基于迹线法和车辆-道岔耦合动力学,考虑长期运营条件下车轮廓形磨耗,针对标准及磨耗后LM型车轮踏面和9号直线型道岔,对道岔区轮轨接触几何和车辆侧向通过道岔转辙器的走行性能展开评价,并分析9号直线型道岔的允许通过速度。研究结果表明:标准LM型踏面的轮轨接触关系优于磨耗后踏面,其允许通过速度高于磨耗后踏面。在相同的速度下运行时,标准LM型踏面的安全性,平稳性均优于磨耗踏面。在标准LM型踏面下运行,道岔侧向允许通过速度由车体横向振动加速度控制,为50 km/h;考虑实际运营条件下踏面磨耗,道岔侧向允许通过速度由脱轨系数控制,为40 km/h。     

高速铁路条件下的铁路卫生环保工作新思路

分析高速铁路对环境保护、职业卫生、公共卫生等方面的正面与负面影响,探讨高速铁路与普速铁路条件下铁路卫生环保工作的差异和特点,提出高速铁路时代铁路卫生环保工作的新思路：一是要合理规划,完善铁路卫生环保服务体系;二是要创新技术,提高铁路卫生环保技术水平;三是要改进服务,增强铁路卫生环保服务特色;四是要科学管理,深化铁路卫生改革。     

送风井位于隧道中部的半横向分区段通风特性研究

为了确定一种送风井位于隧道中部,隧道内需风量存在分区段变化的半横向通风方式计算方法,以厦门海沧疏港通道-芦澳路城市地下互通隧道工程为依托,采用理论分析和数值模拟研究方法对风道内的压力分布进行研究,并对比送风井位置对风机压力的影响。研究通过在风道末端与风道内任意断面建立一元伯努利方程推导风道末端风速为0和风速不为0 2种情况下风道内的压力分布求解公式,数值计算结果验证了公式的正确性。根据研究结果,送风井位于隧道中部时,两侧风道始端全压可以视为相等,送风机提供满足通风压力较大一侧所需全压即可实现整个隧道的有效通风,该通风方式在增大通风长度适应性以及减小风机功率,以及提高经济性方面具有显著的优势。     

工程量清单计价与定额计价的差异分析

建设工程实行工程量清单计价已开始推行。此文在介绍采用工程量清单计价的优点和意义的基础上,阐述工程量清单计价与定额计价存在的根本差异(定价方式和价格范围),并对存在的差异进行原因分析。通过分析与研究,提出缩小2种计价方式存在差异的应对措施:根据项目工期要求和对市场价格变化的预测,批复初步设计概算时应充分考虑预备费;缩短定额计价更新期,及时更新人工单价和主要材料价格;依据施工图编制工程量清单,研究开发工程量清单计价及管理系统软件,合理确定标的。     

地铁内采用干式消火栓系统的可行性研究

研究目的：消火栓系统是地铁消防设计的重要组成部分，在寒冷地区的地铁设计中，如按照常规方式采用湿式系统，区间隧道也需要保温，存在事故隐患。采用干式系统可以减少事故隐患，节约能源。 研究方法：采用理论分析、汲取国外地铁工程实例经验及地铁运营的实际相结合的方式进行研究，并通过消防专题会议专家论证。 研究结论：在寒冷地区的地铁中，区间隧道会出现的气温在0oC以下；采用干式消火栓系统不需要保温；区间干式消火栓系统从时间上可以满足消火栓使用要求；半自动干式系统应设置快速启闭阀、排气阀等装置。