基于影响矩阵法及粒子群优化的混凝土斜拉桥施工索力确定方法研究

基于影响矩阵法和线性结构的叠加原理,推导了考虑施工过程结构安全和成桥阶段目标设计索力的混凝土斜拉桥斜拉索施工索力的确定方法。针对需要二次调索的情况,建立了施工索力的优化模型并提出采用具有全局性搜索能力的粒子群方法用于该模型的求解。以遵贵高速乌江大桥的施工索力的计算用于研究所提方法的可行性。结果表明:按照优化所得的索力进行张拉可以保证该桥在施工过程中结构始终处于良好的应力状态,尤其是主梁具有很大的安全冗余量。     

下承式系杆拱桥成桥索力的确定

系杆拱桥与斜拉桥之间都是三元构件,在索力计算上有一些通用的的方法,尤其在确定成桥索力上。以某系杆拱桥为例,运用Midas/civil软件建立系杆拱桥的三维模型,通过多种方法计算成桥索力,并进行分析,为后续进一步确立施工阶段吊杆索力提供依据。     

温度对悬索桥锚跨索股张力影响研究

分析了温度对悬索桥锚跨索股张力的影响,通过数值解析法和有限单元法计算锚跨在空缆状态时对应的不同温度下的理论索力,并结合鱼嘴长江特大桥架设过程中的索力测试结果,提出一种锚跨索股张力的分析方法,并且介绍了索力检测设备及检测过程。     

基于影响矩阵法的斜拉桥成桥索力优化

介绍了斜拉桥成桥索力优化的影响矩阵法,运用大型有限元程序ANSYS中的优化模块,结合某独塔斜拉桥验证了这种方法计算合理成桥索力的可行性和有效性。计算结果表明,将影响矩阵法引入斜拉桥成桥索力的有限元分析中是可行的,可为类似桥梁的设计提供参考和验证。     

斜拉桥合理成桥索力确定的综合方法研究

斜拉桥是一种高次超静定结构,索力的大小对结构的受力影响非常大,确定斜拉桥合理成桥状态的关键问题就是如何控制斜拉索在成桥时的索力。围绕这一问题,国内外专家学者作了大量有益的工作,取得了一定的研究成果。文章在广泛阅读中外文献的基础上,对当前的相关研究成果进行了评述,比较了各种方法的优缺点,并提出了综合刚性索法和自动调索法确定合理成桥索力的原理及步骤,通过算例证明该方法概念明确,计算方便,所得结果满足要求。     

新型光纤光栅测量法在系杆拱桥索力监测中的应用

为保证系杆拱桥的安全和正常工作,必须加强桥梁索力监测.由于光纤光栅的优越性,现已成为工程健康监测领域的研究热点,但现有方法尚未成熟,因此研究一种新型光纤光栅索力监测技术,即光纤光栅基座夹具测量法,并将此方法应用在新建的龙苴大桥索力实时监测中.监测结果表明:光纤光栅基座夹具测量法及实施方案的可行性和准确性,检测数据可靠.此方法既可监测实际张拉过程中索力,也可在张拉结束后进行索力持续监测,为系杆拱桥的安全监测起到重要的补充及改进作用.     

大跨径拱桥斜拉扣挂施工浪风索索力计算

本文提出采用计算横向浪风索对拱肋横向位移的约束刚度,以确定斜拉扣挂施工过程中横向浪风索的张拉力值。采用空间有限元软件Midas Civil进行建模,并通过未知荷载系数法计算得到在作用横向荷载时浪风索的索力,与本文计算的浪风索索力进行对比,结果表明,通过等效约束刚度法所计算的浪风索力与有限元计算结果吻合较好,并且能够在施工过程中很好地控制横向风载作用下拱肋的横向位移。     

钢制阻拦索与合成纤维制阻拦索性能分析

航母阻拦索是舰载机着舰时与阻拦装置接触的关键部件,是舰载机的"生命线",目前国内外航母多采用液压式阻拦装置,使用的是钢制阻拦索。为了满足舰载机重量范围更大的要求,人们将目光投向合成纤维制阻拦索,希望能成为新型阻拦索。对钢制阻拦索及合成纤维制阻拦索的结构特点及检测方法进行分析,针对舰载机着舰的对中及偏心情况,基于波动传载理论建立数学模型,对钢制阻拦索的应变载荷及合成纤维制阻拦索的拉伸力进行对比计算分析。研究结果表明:钢制阻拦索具有良好的抗拉强度及抗冲击能力,而合成纤维制阻拦索具有良好的强度重量比及柔性,较强的抗弯曲及抗冲击能力,在阻拦过程中受偏心程度的影响较小。     

福州市琅岐闽江桥主桥施工控制技术

基于无应力状态法原理,考虑结构几何非线性影响,对琅岐闽江桥主桥进行施工全过程施工控制。钢箱梁悬臂阶段按制造线形夹角保持不变确定待拼装节段标高,通过正装迭代合理确定施工阶段张拉索力,采用调索前后无应力索长差快速确定张拉索力;采用顶推配切法进行中跨合龙计算控制;合龙后进行二次调索对结构的内力进行系统调整。通过全面严格的施工控制,琅岐闽江桥主桥顺利实现高精度合龙,桥梁内力和线形均符合设计要求。     

预应力钢绞线索断裂冲击试验与冲击响应谱研究

通过选取实际工程结构中的1×7结构钢绞线索进行断裂冲击试验,拟获得对应的索力时程曲线以及钢绞线索的断裂现象和失效机理,并为冲击响应谱的计算作铺垫.首先通过对无损钢绞线索进行动态拉伸,得到钢绞线索的断索情况以及对应的索力值,并计算出每根钢绞线索的失效时间,再将失效时间作为谱分析中的冲击持时,计算冲击响应谱.最终得到了5根钢绞线索的断裂过程以及相应的断索参数.结果表明钢绞线索的失效时间不随外在条件的改变而改变,但失效时间对最大位移反应谱有较大影响,而对断索冲击响应谱几乎不产生影响.     

基于Orcaflex的张力腿网箱水动力分析

基于凝集质量法和等效网目法对网衣进行等效处理,利用大型水动力分析软件Orcaflex建立张力腿网箱模型,求解分析在波浪作用,海流作用以及波、流联合作用三种外载荷情况下张力腿网箱浮于水面以及下沉两种工况的网箱系泊缆有效张力变化情况。分析结果可作为张力腿网箱安全建设的理论依据并对张力腿网箱模型在海洋工程中的应用具有一定参考价值。     

深水系泊缆绳动力特性研究

考虑波浪、海流、顶部浮体运动与海底接触效应的影响,依据集中质量法建立系泊缆绳柔性力学模型,以一座深水半潜式平台的系泊系统为例,对比研究了各种因素对于缆绳动态张力与水中构型的影响程度,最后采用模型试验方法对数值计算结果进行验证。研究表明：缆绳的动态系泊张力主要由浮体运动所引起,可达总张力的20%左右,海流流速可使得缆绳形态出现大变形,导致缆绳卧底长度发生明显改变,危及平台作业安全,波浪与海底摩擦对于缆绳响应的直接作用较小,设计阶段基本可以忽略不计。     

海底脐带缆铺设系统动力学仿真及张力补偿研究(英文)

For studying the dynamic performance of subsea umbilical cable laying system and achieving the goal of cable tension and laying speed control,the rigid finite element method is used to discrete and transform the system into a rigid-flexible coupling multi-body system which consists of rigid elements and spring-damping elements.The mathematical model of subsea umbilical cable laying system kinematic chain is presented with the second order Lagrange equation in the joint coordinate system,and dynamic modeling and simulation is performed with ADAMS.The dynamic analysis is conducted assuming the following three statuses:ideal laying,practical laying under wave disturbance,and practical laying with tension compensation.Results show that motion disturbances of the laying budge under sea waves,especially with heaving and pitching,will cause relatively serious fluctuations in cable tension and laying speed.Tension compensation,i.e.,active back tension torque control can restrict continuous tension increasing or decreasing effectively and rapidly,thus avoiding cable breach or buckling.     

海洋拖曳系统的船/缆/体耦合模型研究

为进一步提高海洋拖曳系统在不同情况下运动响应的预测精度,将拖曳母船、拖缆和拖曳体三者视为一个相互作用的整体,利用其耦合边界条件,将拖缆顶端和底端的张力及其产生的力矩,分别与船舶操纵性运动方程(MMG模型)和拖体六自由度运动方程相结合,利用拖缆的有限差分方程,建立了船/缆/体三者耦合模型,进而采用数值计算方法,对比分析了该模型与常规算法。结果表明,该模型考虑船/缆/体三者的耦合影响,可更加准确全面地反映拖曳母船的速度、旋回半径、横摇角等操纵性特征以及拖曳体的深度、姿态等信息所受到的影响,从而为准确预报海洋拖曳系统的运动响应提供更为直观、科学的理论依据。     

气垫船起吊眼板的结构响应分析

为了校核起吊眼板的结构强度,利用MSC．Patran软件分别用壳单元、体单元对其进行有限元建模,在计算缆索拉力时,计算采用梯形分布形式来模拟起吊眼板真实的受力状态。根据计算结果提出一种实用的眼板加强结构——钢质眼板套。利用上述方法校核含有眼板套的眼板结构,此时眼板内缘的应力减小,说明眼板套对缆索拉力进行了分散,降低了眼板内缘的应力水平,达到了预期效果。     

横向干货补给系统高架索的静力学分析

考虑挠曲对高架索索长的影响,利用微元法得到更为精确的高架索挠度表达式,将其进行二阶泰勒展开并代入悬挂点轨迹方程。重点研究补给过程中货物运输的安全性,通过数值计算发现补给过程中的落水危险点并不会发生在最大挠度处,而更接近接收端。探讨了高架索张力和补给距离对高架索静挠度的影响。     

水力式升船机单井塔柱内对拉钢索优化布置

单井型塔柱结构极大改善了水力式升船机竖井水位同步性问题,但随着提升高度增大,竖井内水深越大,侧壁位移、弯矩过大等问题更加突出。以150米级单井塔柱为例,提出了竖井内布置对拉钢索的设想和简化布置方案。基于钢索拉力权重分配系数的优化方法,取得了钢索等应力的密度分布最优解,并离散转化为等效的等荷载布置方案,可在实际工程中应用。经有限元模型结果对比分析,等荷载布置与简化方案相比,最大位移可减小47.44%,纵竖向弯矩极值差别不大。与无钢索方案比较,最大位移、纵向弯矩、竖向弯矩可分别减小93.5%、74.36%、75.84%。高强钢索预应力方案值得进一步研究。     

2×1200t双臂架变幅式起重机索力测试研究

2×1 200 t双臂架变幅式起重机是为起重船配套的1种非自行式起重机,主要用于海上风力发电设备的起吊和安装。本研究根据振动频率法,采用振动测试分析系统,对不同工况下起重机钢索的索力进行测试分析,并与设计值进行对比,为在正常工作状态和超载状态下合理、安全地使用起重机提供依据。     

海上横向补给高架索系统动力学响应研究

基于凝集质量法,把高架索系统离散为凝集质量模型,并将缆索间的接触摩擦引入到动态分析中。参考某高架索系统具体参数,结合海上横向补给施工作业的具体过程,通过必要的简化,利用动力学分析软件OrcaFlex建立了海上横向补给高架索系统过程的动力学模型,得到了高架索系统张力及接触力随时间的变化情况等。计算结果对研究海上横向补给有一定的指导意义。     

基于载人潜水器的深海敷缆运动仿真

提出了基于载人潜水器搭载海底敷缆装置的深海敷缆作业方式,建立了载人潜水器深海敷缆运动的二维稳态模型,仿真分析了余量敷缆时不同航行速度和放缆速度组合、潜水器相对海流速度、敷设余量、航行高度和海缆重量等参数对敷缆运动的影响。分析发现海缆张力随着敷设速度、潜水器相对海流速度、海缆重量的增大而增大,随着敷设余量的增大而减小;海缆水中位形曲线随着敷设速度、潜水器相对海流速度增大而趋于平缓,随着海缆重量的增大而更加陡峭,放缆速度的变化则对海缆位形曲线无影响;潜水器航行高度的变化对缆形和张力分布都没有影响,只是随着高度的增加,缆形和张力在原来的高度基础上有一定的延伸。