魁北克大桥连续倒塌过程及结构冗余度分析

加拿大魁北克大桥为(152.5+549+152.5)m连续钢桁梁桥,在其架设过程中由于杆件失效导致连续垮塌。为分析该桥的失效模式与冗余度的内在联系,通过理论推导和空间有限元模型,对整体结构和最先失效的下弦压杆A9L的连续垮塌过程及结构冗余度进行分析,并研究了关键影响参数。结果表明:架桥机显著增加了A9L杆轴力,直接导致其失效,整体结构为静定结构,缺乏冗余度;缀条因连接铆钉抗剪强度不足失效,导致分肢失去侧向支撑而失稳破坏,压杆结构冗余度不足;压杆初始挠跨比对其稳定性和受力影响不大,提高缀条刚度和改善缀条结构形式可大幅度提高杆件承载能力和冗余度。     

齿轮用渗碳钢弯曲疲劳试验浅析

简述了评价渗碳钢弯曲疲劳的几种主要试验方法,即旋转弯曲疲劳试验、三点弯曲疲劳试验、四点弯曲疲劳试验、悬臂梁弯曲疲劳试验以及标准齿轮弯曲疲劳试验等,并针对各试验方法的适用领域以及齿轮弯曲疲劳强度的提高途径给出了建议,以期为齿轮弯曲疲劳评价提供依据和参考。     

云万高速公路K189+375～K189+500左侧垮塌边坡稳定性分析及处治对策

云万高速公路K189+375～K189+500左侧挖方边坡较高,开挖中出现了滑动破坏,在处治垮塌边坡的施工期间再次垮塌。根据现场勘察分析,与岩体本身极为破碎以及第一次施工进展速度不够迅速等均有关系,计算后采用锚索框架梁+抗滑桩的综合处治方案。     

Scene Simulation of Bridge Collapse Based on Finite Element Analysis and Virtual Reality Technology

为准确、真实、完整的重现桥梁垮塌事故过程,研究了结合有限元垮塌分析和虚拟现实技术的桥梁垮塌场景模拟方法.在MSC.Marc中完成了桥梁垮塌有限元分析.基于该有限元分析数据,设计了桥梁垮塌场景模拟的系统架构,并提出了一套基于图形引擎OpenSceneGraph (OSG)和物理引擎PhysX的桥梁垮塌动画和特效的技术流程,在OSG平台上开发了基于有限元分析数据的桥梁垮塌场景模拟系统.以某石拱桥为例,展示了基于本系统的桥梁垮塌过程以及碎块、烟尘等效果.并与有限元垮塌分析的图形结果进行了对比.结果表明:基于本系统的桥梁垮塌场景模拟具有与有限元模拟相同的准确性,同时更具有真实感和丰富的场景内容.桥梁垮塌场景模拟准确而真实的还原了桥梁垮塌事故场景,可以用于桥梁垮塌事故鉴定辅助分析.     

基于声发射的混凝土路面传力杆疲劳松动失效机理研究

传力杆装置的疲劳松动是影响水泥混凝土路面结构使用寿命的重要因素。该文通过数值方法研究了车辆轴载作用于板边时传力杆装置的力学特性,在此基础上开发了传力杆的疲劳试验设备,模拟重载交通环境中缩缝最不利位置传力杆的疲劳松动行为,研究了传力杆在不同道路交通荷载条件下的疲劳松动发生机理。研究结果表明:车辆通过缩缝过程中,轮胎与路面接触位置下方传力杆与周边混凝土承载材料间处于高接触应力的加卸载状态;在标准轴载交通环境中,传力杆装置的疲劳松动扩展缓慢;在重载交通环境中,传力杆与混凝土在接触面上持续脱黏,混凝土内微裂纹持续扩展引起材料发生龟裂与剥落,导致传力杆出现疲劳松动;传力杆松动的产生和松动量的增长速率与车辆轴载水平密切相关。     

机场水泥混凝土道面传力杆结构的疲劳破坏研究

为分析疲劳荷载作用下,机场水泥混凝土道面传力杆与周围混凝土间变形和损伤情况,以及传力杆失效机制,使用MTS试验仪对单传力杆结构试件进行了循环荷载加载试验,分析了传力杆结构的变形规律和损伤情况,揭示了水泥混凝土道面传力杆结构的疲劳破坏机制。结果表明,越靠近界面的传力杆位移变化越大;荷载加载初期传力杆变形量大,随荷载增加,变形量渐趋稳定;加载距离越大,传力杆松动量增加速率越大,越容易失效;疲劳加载造成传力杆底部混凝土脱落,并逐渐破坏至失效。     

40 t重型汽车平衡悬架用推力杆的强度设计

建立了40t重型汽车平衡悬架用推力杆的简单受力分析模型,进行了有限元分析计算,并根据有限元分析结果进行了推力杆结构强度优化设计.针对优化后推力杆所进行的扭转试验、拉伸试验、弯曲试验和疲劳试验表明,优化设计后的推力杆完全满足40 t重型汽车平衡悬架的使用强度要求.     

混凝土路面传力杆疲劳松动行为的试验研究与数值模拟

针对水泥混凝土路面传力杆的疲劳失效问题,从传力杆与混凝土接触面力学性能退化的角度入手,研究了传力杆疲劳失效现象的产生机理与扩展规律。首先,建立了考虑传力杆与混凝土、面层与基层接触面力学行为的水泥混凝土路面三维有限元模型,研究了多种车辆轴载作用于板边时传力杆装置的力学特性;其次,开发了传力杆与混凝土接触面力学性能试验系统,设计了传力杆试件的拟静力加速加载试验,模拟了传力杆疲劳松动的形成过程;再次,根据试验现象建立了含弥散裂纹体的缩缝子结构有限元模型,应用扩展有限元法模拟了传力杆的疲劳松动行为;最后,提出了基于数值分析技术的水泥混凝土路面缩缝临界车辆轴载计算方法。研究发现:轮胎与路面接触位置下方传力杆附近应力集中区域是荷载传递过程中缩缝结构的最不利位置;重载车辆长期作用导致传力杆周边混凝土材料长期处于高接触应力加卸载状态,由此引发的龟裂与剥落最终将造成传力杆疲劳松动量的不断增加;应用数值分析技术可有效地反演路面缩缝结构的临界车辆轴载,防止传力杆周边混凝土内出现损伤累积,避免传力杆发生疲劳松动。研究成果有助于更精确地评估水泥混凝土路面传力杆装置的工作状态,了解传力杆在交通荷载与环境等因素长期作用下的失效过程,科学地预测传力杆装置的疲劳寿命,快速地进行设计方案对比。     

岩溶天坑垮塌对下穿鸡冠山隧道结构安全影响研究

为深入了解下穿隧道结构安全受岩溶天坑垮塌的影响，以鸡冠山隧道K72+220~+340段工程为背景，结合现场勘察成果及下伏溶腔位置大小推测岩溶天坑侧壁垮塌规模，通过PFC3D数值模拟预测岩溶天坑的垮塌堆积形态。基于模拟结果，选择典型剖面构建岩溶天坑侧壁垮塌前后的二维有限差分模型，分析岩溶天坑垮塌对下穿鸡冠山隧道衬砌结构安全的影响。结果表明： 1）天坑垮塌后将主要堆积于天坑下伏溶腔的顶部，垮塌体量约为16 000 m3，垮塌体的冲击力约为9.0×107 N； 2）岩溶天坑垮塌将造成溶腔顶部最大变形达16 mm，并导致左线左边墙及拱脚部位衬砌结构安全系数可能小于1.7，但整体平均安全系数仍大于控制标准，天坑垮塌对隧道安全影响有限。     

美国I-35W大桥连续垮塌过程研究

为研究美国I-35W大桥连续垮塌原因,基于我国钢结构设计规范,采用理论推导与有限元仿真结合的方法,对节点板和整体结构失效过程进行分析。首先根据实桥在运营和维修过程中的受载情况,对4种典型工况下,全桥模型中U10节点板抗拉、抗剪及局部稳定性进行分析,得到其破坏的原因和失效的过程;最后分析了U10节点板失效后全桥结构连续垮塌过程。结果表明:集中作用于U10节点板处的维修荷载是其破坏的直接外因;节点板抗剪强度不足是其失效内因。全桥连续垮塌过程为:U10节点板剪切破坏后节点连接杆件受力急剧变化,原设计受拉竖杆变为压杆,杆件失稳破坏,整个节点失去刚度,桥梁结构体系改变,无法继续按原设计承载,结构垮塌。     

轻量化铝合金推力杆结构设计及其性能研究

根据某车型推力杆的性能要求,设计了1种新型杆身-球头一体式轻量化铝合金推力杆.试验结果表明,该铝合金推力杆的球铰压入/压出力满足要求,可以承受200kN的极限载荷,在±60 kN载荷下,疲劳寿命可达100万次.在完成客户路试后,推力杆未发生失效现象.相比于原来的全钢结构推力杆,在保证性能满足使用要求的前提条件下,该铝合...     

泰国最长的平衡悬臂预应力混凝土桥——新帕南告大桥

新帕南告大桥位于泰国暖武里府的湄南河上,主桥为(130+229+130) m=489 m预应力混凝土桥,中跨为229 m,是泰国最长的平衡悬臂梁桥.主桥采用平衡悬臂架设法现浇施工.     

美国塔科马海峡新桥的设计创新

华盛顿塔科马海峡新桥采用跨径布置为(426.7+853.4+365.8)m的钢桁梁悬索桥,上部结构采用焊接双主桁的钢桁梁与整体正交异性桥面板的组合结构,材料为AASHTO HPS50W和HPS70W高性能钢材.主缆跨中设置铰接式中央扣,桥塔处设置新型抗震摇杆支撑,全桥仅设2台检修车.桁架下弦杆下翼缘设计为检修车轨道,下平联与检修车轨道结合一体,仅在桁架偶数节点处设置竖杆,横梁采用变高度腹板.采用全尺寸物理模型验证过的方法进行正交异性板局部有限元分析；通过稳定分析和疲劳分析,评估了海上运输过程,对钢桁梁进行了加强设计.钢桁梁、桥塔、沉井等构件的设计都满足将来下层桥面布置车道或轻轨的需要.     

广珠铁路虎跳门特大桥主拱设计

广珠铁路虎跳门特大桥主桥为(120+248+120)m的连续刚构柔性拱组合桥.拱肋采用钢管混凝土结构,由上、中、下弦管组成,弦管内采用C50混凝土,每片拱肋由两管平行管和提篮内倾单管组成,由直腹杆和斜腹杆连接成三肢桁架拱;三角形直腹杆采用矩形钢箱截面,斜腹杆采用圆钢管;全桥拱肋共布置19道横撑;拱座采用实体截面.主桥采用先梁后拱的施工方案.采用MIDAS Civil 2006检算拱肋承载力、结构强度、稳定性等性能,计算结果表明拱肋的静力、动力性能均满足规范要求.     

斜拉桥前支点挂篮整体吊装施工技术

丰城剑邑大桥主桥为(55+2×165+55) m单塔双索面斜拉桥与悬臂梁桥协作体系结构,除0号块前3段梁段外,其余梁段采用前支点挂篮施工,介绍挂篮整体吊装施工工艺.     

基于有限元法及遗传算法的推力杆球铰多目标优化方法

为优化推力杆的球铰结构并提高其疲劳寿命,提出一种基于有限元法和遗传算法的推力杆球铰多目标优化方法。该优化方法通过有限元法计算不同橡胶衬套预压缩量和球铰结构的推力杆球铰橡胶衬套的应变分布特征和刚度参数,进而得到推力杆刚度参数、橡胶衬套预压缩量与球铰关键结构参数之间的关系,并在此基础上采用遗传算法建立推力杆球铰的多目标优化模型。利用建立的多目标优化模型计算得到推力杆球铰的优化方案。样件台架试验结果表明,此优化方案使推力杆球铰的疲劳寿命提高了7倍。提出的多目标优化方法充实了变截面橡胶金属复合结构的设计理论,并为推力杆的优化设计提供了理论依据。     

某型汽车推力杆结构与疲劳性能分析

根据汽车推力杆的结构特点和承载模式,利用Abaqus软件对简单载荷下的不同结构的推力杆进行应力分析．并利用Fe—Safe软件对结果进行疲劳寿命计算,为推力杆结构设计提供参考。     

自卸车推力杆的失效改进

在自卸车上推力杆因路况差、载重大等恶劣工况,导致推力杆的失效率居高不下。通过对大量售后旧件失效模式分析,从橡胶撕裂,卡簧飞出,端盖开裂三种失效形式对推力杆进行优化设计,并进行台架试验验证,证明其疲劳寿命大幅提高。     

Mianus河大桥垮塌原因与改进方案浅析

美国Mianus河大桥因吊杆的金属疲劳性引发垮塌事故。本文选择这起案例分析吊杆和栓销相结合结构中的不合理因素、桥结构内部腐蚀情况以及周期巡查养护的重要性,并给出相对应的解决方案。     

涡轮增压器旁通放气阀杆疲劳断裂研究

针对某型涡轮增压器旁通放气阀杆断裂故障,对断口进行了分析,确定了放气阀杆断裂为双向弯曲疲劳失效。在此基础上,运用有限元方法对放气阀杆断裂的失效机理进行了分析,并给出了相应的改进措施。研究表明,由于放气阀的一阶固有频率过低,落在发动机振动激励频率范围之内,很容易引起放气阀杆共振而发生疲劳断裂。建议对放气阀杆进行改进设计以提高其一阶固有频率;同时,结合发动机工作剖面,在设计阶段对放气阀进行动态设计。