填充式钢管阻尼器性能及在桥梁横向减震中的应用

中小跨径桥梁采用板式橡胶支座时，在横桥向地震作用下起到一定的隔震作用，但是墩梁相对位移偏大，主梁容易与挡块发生碰撞，甚至发生横桥向落梁等严重震害。为提高桥梁横向耗能能力，减小地震作用下主梁的侧向位移，研发了一种填充式钢管阻尼器，阻尼器与板式橡胶支座共同组成了桥梁横向减震系统。地震作用下，板式橡胶支座传递竖向荷载并提供一定的横向位移能力，填充式钢管阻尼器通过塑性变形耗散部分输入的地震能量，可以有效减小墩梁相对位移。首先阐明填充式钢管阻尼器的工作机理，试验研究其滞回性能和失效模式，并提出实用简化分析模型。在此基础上，以一座简支小箱梁桥为例，给出填充式钢管阻尼器主要参数的选取过程，分析了主梁和墩顶位移、桥墩与土-结构相互作用力以及填充式钢管阻尼器和桥梁挡块的滞回性能。结果表明：在地震作用下，填充式钢管阻尼器耗能和变形能力远大于钢筋混凝土挡块，附加填充式钢管阻尼器后，墩梁相对位移明显减小，而墩顶位移和墩底内力等变化不大，附加填充式钢管阻尼器后不会对桥墩、桩基等构件产生不利影响。     

洞庭湖高速公路PHC管桩锤击收锤标准研究

结合洞庭湖区软土典型地质断面,通过锤击法管桩静载试验,给出了洞庭湖区典型软土地基条件下的单桩极限承载力建议值;通过大量施工数据分析,提出了合适的桩锤型号,得到了洞庭湖区高速公路软基处理的管桩锤击收锤标准。     

自制拆截链条专用工具

传统的截除链条操作方法是将链条下面垫上一个适当大小的螺母或有孔的零件,再用平头铳了抵住销轴上端,用手锤敲击铳子,直到锁轴的端面与另一片外链板端面相平为止。按上述操作法,链条下面垫的螺母,很难与链条销轴对准,有时在锤击过程中会将所垫螺母蹦的无影无踪,在锤击过程中很难控制铳子正好把销轴端面冲到与另一片外链板的平面相平的位置,笔者针对上述操作困难,设计了一种拆截链条专用铁砧(如图),操作时很好用     

桥梁桩基础有限元模型研究

根据现行桥梁基础规范的计算理论,研究了通用有限元程序建立完整桥梁桩基础模型的方法:用一系列水平弹簧模拟桩侧土对基桩的水平反力作用;用一桩底竖向弹簧来模拟桩底土对基桩的支承反力;用一系列竖向弹簧来模拟桩周土摩擦力的作用。首先,结合以前的研究基础给出了水平弹簧和桩底竖向弹簧刚度的计算公式,然后根据桩侧摩擦力产生原理,重点详细推导了桩侧系列竖向弹簧刚度的计算公式。最后,根据桩基础计算的特点,对桩基础建模过程中值得注意的特殊问题进行了说明:包括承台与桩顶的连接要求、弹性模量的折减、地面线以下桩自重按一半考虑以及桩侧竖向弹簧刚度计算公式的适用范围。     

预制桩抗压承载力试验研究

通过国电民权电厂一期工程现场试验研究,对比高应变和静载试验的结果,对预制桩的成桩质量和竖向抗压承载力的评价方法进行了研究。试验结果表明,在预制桩的锤击施工过程中,可通过高应变法监测施工中的锤击力、锤击能量、桩身完整性,为打桩工艺参数及桩长选择提供依据,并可将打桩监测得到的承载力乘以时间效应系数来估算预制桩的极限承载力,辅以少量施工后的高应变检测来评价预制桩的成桩质量及承载力。     

利用HiLLey公式确定PHC桩收锤标准的初探

预应力高强混凝土管桩在深厚软基处治过程中的优良性质使得其在交通行业运用越来越广泛,但关于其收锤标准的确定,却一直没有相关的规范、规程出台,设计施工均难以把握。从影响桩体收锤标准的因素分析着手,通过对建筑行业常用的HiLLey打桩公式进行改进,得到最后一定贯入度A值对应的沉桩锤击数n。当A值取为1时,该n值即为目前最常用的最后1 m的锤击数控制值。     

特大跨斜拉桥横向抗震设计方案研究

针对大跨度斜拉桥在高烈度横向地震作用下的抗震分析,就现今工程中常用到的添加挡块、金属阻尼器、黏滞阻尼器这3种减震设计方法,以某特大跨铁路斜拉桥为工程背景,基于MIDAS Civil建立了三维有限元动力弹性模型,分析了桥梁结构的动力特性;通过采用3种参数化后的方案与梁墩横向自由边界条件下的对比分析,研究了满足横向极限位移控制条件下,3种设计方案的结构地震响应特点;另外针对黏滞阻尼器和金属阻尼器减震方案,对2种阻尼器组合和布设方案进行了局部优化。研究结果表明：增设挡块减震方案要比采用阻尼器减震方案的墩塔底部内力大,采用黏滞阻尼器设计方案的减震效果最好;经过综合比较后,推荐采用组合1方案（过渡墩和辅助墩的左右侧分别设置金属阻尼器、液体黏滞阻尼器）用于铁路大跨斜拉桥。     

中心布置无粘结预应力钢筋的高强预应力混凝土桩弯曲试验研究

在分析轴向力对桥梁桩基应变影响规律的基础上,提出在钢筋混凝土桩横截面中心布置无粘结预应力钢筋(新型桩)以提高桩的抗弯承载能力.为了解新型桩的抗弯性能,制作17根新型桩并对它们进行弯曲试验.分析新型桩的力学特性发现:即使在弯矩作用下纵向钢筋屈服,桩的中性轴也在不断地靠近其形心轴,由于预应力钢筋对桩产生较大的轴向压力,使得受压区混凝土对提高桩的抗弯强度的贡献增加;高强螺旋箍筋、碳纤维布和填充混凝土对混凝土的约束作用提供了足够大的侧向约束力,使得桩的抗弯强度大大提高.室内弯曲试验结果表明,提出的用碳纤维布约束及混凝土填充的预应力钢筋混凝土桩比传统的混凝土预制桩抗弯承载力大.基于研究结果提出了确定新型桩弯矩～曲率关系的解析方法.研究证明,如果采用这种新型桩基础,即使建在易发生液化的软土地基上,桥梁结构在设计地震荷载作用下仍有可能保持完好.     

基于预紧弹簧系统的桥梁挠度冲击系数量测方法

为了提高桥梁挠度及冲击系数测试的稳定性,在传统悬锤法基础上,基于弹簧预紧效应,提出了预紧弹簧法。首先依据车-桥耦合振动理论,以简支梁桥为对象推导了车辆-桥梁-预紧弹簧耦合振动方程,进行了室内试验和系统数值验证;在此基础上分别建立了车辆-桥梁-悬锤系统和车辆-桥梁-预紧弹簧系统的有限元模型,利用数值解法分析了横向风荷载对悬锤法和预紧弹簧法测量主梁挠度及冲击系数的影响;根据建立的车辆-桥梁-预紧弹簧耦合振动系统,研究了影响该方法精度的关键性因素,并给出系统参数选型优化经验公式。最后,以一座30 m预制装配式简支箱梁桥为例,在随机车载激励下,进行支架法、悬锤法和预紧弹簧法3种方法的对比试验。研究结果表明：预紧弹簧法与传统悬锤法相比,冲击系数受风荷载影响较小;无风环境下,预紧弹簧法易受铁丝抗拉刚度、弹簧刚度和悬挂长度的影响,而与初始预紧力值无关;通过合理选用参数,预紧弹簧法能够实现主梁与系统同相位振动;工程实例表明该方法与支架法挠度冲击系数平均误差为6.1%,精度高于悬锤法测量结果,该方法也可为桥梁结构静动载大位移测试提供借鉴。     

打桩机落锤过程阻力及能量损失

根据油缸提升、自由落锤式打桩机工作装置的结构，分析和桩锤下落过程中，油缸下腔泄油阻力、上腔负压阻力及有关部位机械磨擦阻力的产生原因和对桩锤能量的影响作用，指出了这种打桩机减小落锤能量损失是提高作业效率的途径     

小箱梁桥横向减震体系及其耗能特性

为改善小箱梁桥的横向抗震性能,以三角形钢板为基本耗能构件,提出板式橡胶支座与钢阻尼器组合、板式橡胶支座与钢挡块组合2种横向减震体系,详细阐述了2种减震装置的构造特点和力学特性。钢挡块体系的挡块间隙取板式橡胶支座发生滑动时的位移,以充分发挥支座的柔性减震作用。以一座简支小箱梁桥为例,在成本相同的前提下,研究2种减震装置屈服力变化对减震效果的影响,阐明了减震体系主要力学参数的确定方法,并采用非线性时程反应分析方法,对2种减震体系的耗能特性进行深入分析。选取2条典型的地震动输入,分析了2种减震体系对墩梁相对位移、最大墩底弯矩的影响和各自减震装置的耗能机制。结果表明:地震下钢阻尼器耗能大,通过提供耗能及较大的恢复力能有效控制墩梁相对位移,而钢挡块耗能小,主要通过提供恢复力来控制墩梁相对位移,因而阻尼器体系的限位效果要显著优于挡块体系;在一定范围内,增大钢阻尼器(挡块)屈服力可以显著减小最大墩梁相对位移,但不会明显增大下部结构地震力;当地震动输入在正负方向能量分布不均时,钢挡块体系中梁体频繁撞击一侧挡块,挡块的滞回圈数会显著减少,支座较易遭受地震损伤;而钢阻尼器体系更能适应不同的地震动输入。     

基于磁流变阻尼器的发动机振动模糊PID控制

在对发动机激振力及动力学模型分析的基础上,提出一种模糊PID控制方法,设计出了基于磁流变阻尼器的发动机振动控制的半主动模糊PID控制器,并运用MATLAB/Simulink对隔振控制系统进行了对比仿真.仿真结果显示,与橡胶隔振垫和PID控制相比,采用模糊PID控制的磁流变阻尼器的发动机有更明显的隔振效果,表明了磁流变阻尼器在汽车发动机上运用的可行性.     

基于桩-土联合结构理论的摩擦桩承载力研究

钻孔灌注桩基础是目前应用最为广泛的基础形式，现行规范对其竖向承载力计算存在一些疏漏。以桩-土联合结构模型为基础，将桩-土相互作用形象概化为并联弹簧变形分析，确定了桩-土间传力模式；分析了桩侧极限摩阻力产生的原因及所谓极值的局限性，并初步验证了试桩中桩侧土软化现象。最后通过案例验证了本模型可以对桩径、桩长的选择具有指导意义，避免无谓的超长桩产生。     

EGR废气组分和温度对柴油机颗粒力学特征的影响

围绕柴油机颗粒的微观力学性能,针对不同EGR废气组分和温度条件下产生的颗粒,采用颗粒粒径分析仪和原子力显微镜等分析手段,研究了颗粒粒径、数量和质量浓度的变化规律,探讨了EGR废气组分和温度对颗粒弹性模量、团聚力大小和主要作用形式等微观力学性能的影响。研究结果表明,随着EGR废气温度升高,核模态颗粒总数量浓度变化不大,积聚态颗粒总数量浓度有较大幅度增加,颗粒的弹性模量逐渐增大,结构刚性逐渐增强,颗粒间的团聚力逐渐增加,团聚力作用的主要形式由液桥力逐渐向范德华引力转变;与引入废气时相比,分别引入N_2和CO_2时,颗粒间的团聚力分别主要以范德华力和液桥力形式存在;废气中的N_2是导致采用EGR后积聚态颗粒粒径增加、数量和质量浓度升高、结构刚性和团聚力增强的主要气体成分,废气中的CO_2可以显著降低积聚态颗粒排放数量和质量浓度、降低颗粒的结构刚性和团聚力。     

临水路堤微型桩-承台-挡墙结构受力与变形特性数值分析

微型桩-承台-挡墙组合结构作为一种新型支挡结构,其受力变形特性研究尚不完善。文中结合某临水路堤支挡工程,采用ABAQUS有限元软件建立微型桩-承台-衡重式挡墙加固路堤三维数值模型,模拟该结构各组成部分受力与变形特性,分析不同桩间距、桩排距和填土内摩擦角对微型桩内力与变位的影响。结果表明,墙体整体向外侧移动并向内侧轻微转动,墙底位移大于墙顶位移,土体产生的水平应力主要集中在衡重台附近;承台与微型桩连接处产生明显应力集中现象;微型桩水平位移沿桩身逐渐减小,桩体表现出主动防护作用,在桩顶出现一定范围轴向拉力分布,桩身弯矩呈勺子形,峰值出现在土层分界面处,桩身剪力方向与滑坡方向相同,上部荷载的影响使滑面以上桩身剪力变化很小;合理的桩间距为5～6倍桩径,排间距在5倍桩径时桩身受力情况最好,填土内摩擦角超过30°时桩身受力与变形变化不明显。     

汽车悬架扭杆弹簧

汽车悬挂的金属弹簧有三种形式,分别是螺旋弹簧,钢板弹簧和扭杆弹簧,螺旋弹簧形似螺旋而得名,具有重量小且占位置少的优点,当路面对轮子的冲击力传来时,螺旋弹簧产生变形,吸收轮子的动能转换为螺旋弹簧的势能.从而缓和了地面的冲击对车身的影响,钢板弹簧的中部通过U型螺栓固定在车桥上,两端的卷耳用销子铰接在车架的支架上,通过钢板弹簧将车桥与车身连接起来,当路面对轮子的冲击力传来时,钢板产生变形,起到缓冲,减振的作用.     

混凝土梁斜拉桥粘滞阻尼器参数分析

以某越江大跨度混凝土斜拉桥为实际工程背景,研究非线性粘滞阻尼器对混凝土斜拉桥抗震性能的影响。利用动力非线性时程分析方法,对非线性粘滞阻尼器的阻尼系数和阻尼指数进行了参数敏感性分析,并与未设置粘滞阻尼器情况的地震响应进行比较。分析结果表明:在主桥纵桥向设置非线性粘滞阻尼器后,通过选择适当的粘滞阻尼器的参数可以有效地降低结构在地震作用下关键部位的相对位移,同时也改善了结构构件的地震力。     

渗流作用下被动桩桩后土体的破坏机理

基于离散元的颗粒流方法和计算流体动力学的Navier-Stokes方程,建立了渗流作用下的被动桩桩后土体变形分析模型;分别用墙和圆形颗粒模拟桩和土体固相颗粒,用Navier-Stokes方程描述土体渗流,研究了渗流作用下桩后土体的变形破坏过程、影响因素和防治措施。结果表明:桩后土体在渗流作用下形成土拱效应,但随着土拱附近颗粒楔紧,局部水力梯度增大,土拱从拱脚开始破坏;渗透压力对桩后土体能够提供的最大阻滑力影响较大;增大桩表面粗糙度或者在桩后侧端部增加过滤墙结构能够提高被动桩对桩后土体提供的最大阻滑力。研究结果揭示了渗流作用下桩后土体的变形破坏规律,可为渗流条件下被动桩工程的优化设计提供依据。     

水平荷载作用下考虑轴向力的桩间动力相互作用因子

在前人工作的基础上,考虑水平荷载作用下桩受轴向力作用,采用动力WINKLER地基模型,利用梁的动力微分方程,求解桩间动力相互作用因子的简化计算方法。通过分析表明,在轴向力作用较大的情况下,动力相互作用因子所受的影响较为明显,将对动力反应峰值产生影响。在将所得结果与前人工作结果比较的基础上,提出考虑轴向力作用时的影响因素为桩土之间的弹性模量之比、无量纲频率及桩距等,同时指出各影响因素的影响程度。     

现代轿车柴油机电控高压喷油系统(十)

(接上期)4.电磁阀式泵喷嘴单元的结构及其工作原理泵喷嘴单元(见图6-8)的上部有一个高压腔,泵油柱塞在其内部上下运动,在其侧面还装有一个控制喷油始点和喷油量的电磁阀。高压腔通过内部油道直接与喷嘴体相通。喷嘴体中装有喷嘴针阀和一个阻尼器。喷嘴弹簧顶着蓄压室阀,在高压作用下喷嘴弹簧被压缩到一定程度而产生预紧力。(1)充油过程当泵油柱塞在柱塞弹簧力的作用下向上运动时,高压腔内的容积增大。该阶段,电磁阀不工作,其阀针在弹簧的作用下处于原始开启位置,进油道到高压腔的通道畅通,进油道中的低压燃油能顺利地流入高压腔。