超载作用下沥青混凝土路面的受力特性分析

根据佛开高速公路沥青混凝土路面破损情况,应用弹性层状体系理论分析沥青混凝土路面在超载作用下的应力和变形,从理论上探讨超载车辆对路面的受力特性和疲劳寿命产生的影响.     

钢桥面板疲劳损伤智能监测与评估系统研究

正交异性钢桥面板作为大跨度桥梁的首选桥面板结构,实时监测并准确识别其重要构造细节的疲劳损伤程度,在此基础上预测剩余疲劳寿命,对于大跨度桥梁的服役期管理维护决策至关重要;但正交异性钢桥面板的疲劳问题具有多尺度、多模式、随机性、隐蔽性等特性,且其对结构静动力响应的影响仅限于疲劳裂纹附近的局部区域,传统的损伤识别方法难以准确识别。结合智能技术的最新发展和正交异性钢桥面板疲劳问题的基本属性,构建了其疲劳损伤智能监测与评估系统,并对其疲劳损伤指标和疲劳损伤智能评估的相关关键问题进行研究。提出了基于等效结构应力的正交异性钢桥面板多尺度疲劳损伤评估方法;建立了考虑随机因素的结构体系实时疲劳损伤评估及剩余寿命预测方法;构建了正交异性钢桥面板疲劳损伤智能监测与评估系统;基于实际桥梁结构的交通量和结构响应监测信息,对所建立的正交异性钢桥面板疲劳损伤智能监测与评估系统进行了验证。研究结果表明：在实际交通荷载作用下,顶板与纵肋连接细节的疲劳主导失效模式为焊根部位起裂沿顶板扩展,所提出的疲劳损伤评估方法的评估结果与实际结构一致,表明所提出的方法能够准确确定结构体系的疲劳失效模式;疲劳损伤智能监测与评估系统所确定的实桥疲劳损伤及剩余寿命预测结果与实际桥梁疲劳损伤开裂时间基本一致;所建立的智能监测与评估系统可为正交异性钢桥面板疲劳损伤过程和寿命评估提供理论依据及支撑,并为实桥的运营管理养护决策提供科学依据。     

超立方体排队均衡的卫星消防站选址调度优化

考虑应急服务设施忙碌条件下的需求覆盖可靠度,以及在应急救援中卫星消防站主站和副站关联机制,构建了超立方体排队均衡条件下的卫星消防站渐进覆盖混合整数规划模型,对不同等级灾害的车辆选址与调派方案进行了渐进覆盖优化.应用软件GAMS与局部搜索算法对模型进行编程与求解,并对黑龙江省哈尔滨市主城区卫星消防站布局进行了实例优化,通过计算消防服务水平,证实了卫星消防站模式的优势,并对卫星消防站关联成本进行了敏感度分析,为哈尔滨市消防规划部门预算投入提供了更为准确的参考.     

圆管翼缘钢-混凝土新型组合梁极限抗弯承载力与延性

为研究圆管翼缘组合梁的抗弯性能, 进行了3根圆管翼缘组合梁静力加载抗弯破坏性试验, 分析了试验梁的抗弯破坏过程与破坏特征; 考虑混凝土损伤塑性本构及栓钉滑移与断裂, 建立了圆管翼缘组合梁非线性数值模型, 基于试验结果分析了数值模型的适用性; 以钢梁下翼缘宽度、混凝土翼板厚度与圆管管径为主要结构参数, 计算了48根正交设计的圆管翼缘数值模型组合梁的力学性能; 依据试验梁与数值模型梁的抗弯受力性能, 提出了基于简化塑性理论的圆管翼缘组合梁极限抗弯承载力计算公式; 应用数值模型梁位移延性系数计算结果, 回归得到了圆管翼缘组合梁位移延性系数计算公式。计算结果表明: 数值模型组合梁与试验梁承载力比值为0.99~1.03, 挠度比值为0.87~1.09, 因此, 弯矩-挠度计算曲线与试验曲线吻合良好, 可采用数值模型组合梁准确模拟圆管翼缘组合梁的抗弯全过程受力行为; 圆管翼缘组合梁极限抗弯承载力随钢梁下翼缘宽度、混凝土翼板厚度的增大而增大, 随圆管管径的改变变化较小, 位移延性系数随混凝土翼板厚度与圆管管径平方的增大呈线性增大, 随钢梁下翼缘宽度的增大呈线性减小; 不同塑性发展程度的各类模型梁位移延性系数为3.16~7.19, 体现了较好的延性; 采用极限抗弯承载力简化计算公式与圆管翼缘数值模型组合梁计算的极限抗弯承载力比值为0.91~1.09, 平均比值为0.98, 因此, 公式计算结果准确; 为使圆管翼缘组合梁具有一定延性, 建议位移延性系数大于3.5。      

高压输送管道中高固多相黏稠物料流动显示方法

在分析输送管道中高固多相黏稠物料流动测量特点和难点的基础上,结合现阶段数字式射线辐射成像的性能和特点,提出了适合于高压输送管道中高固多相黏稠物料流动显示的具体方案———射线实时数字成像系统,并由射线成像系统的性能指标论证了射线成像系统方案的可行性。     

大跨连续刚构梁悬臂施工线形控制技术

大跨连续刚构梁目前主要采用悬臂施工,为保证大桥的合拢精度以及大桥成桥后(长期收缩、徐变完成后)的线形符合设计要求,必须对大桥在施工各阶段的线形进行有效控制,结合渝怀铁路黄草乌江大桥介绍了影响线形控制的因素及采取的控制方法,实践表明效果良好。     

UTW直道足尺试验路结构性能评价

通过足尺试验对UTW试验路进行了结构性能试验和评价。通过分析试验路弯沉变化及动态模量,对路面整体承载能力进行了分析和评价;通过裂缝观察及结构性能评价对方案进行了比较分析。从试验结果及评价结果来看,不同方面的评价结果具有很好的一致性,各方案结构性能从好到差的排序依次为:方案三>方案四>方案五。评价结果也揭示出,基础强度和恰当的结构组合对路面的使用性能影响显著。     

超薄白色罩面超载的三维有限元分析

通过三维有限元分析,探讨了不同层间接触状况下超薄白色罩面(UTW)超载下的受力特性。采用ANSYS建立有限元模型,以正交各向异性接触模型模拟UTW层间接触状况。研究发现:超载使板底拉应力剧增,结构组合越弱,超载应力比就越大;板底拉应力对层间接触条件很敏感,因此层间界面处理必须严格要求,以保持层间界面连续,提高超薄白色罩面的使用寿命;超载使层间抗剪更为不利。因此,设计超薄白色罩面时需充分认识到超载的巨大影响,设计时增大安全系数,以免路面铺筑不久便破坏严重。     

基于有限元法的小水线面双体船结构优化

小水线面双体船结构复杂,需要有效的工具对其进行优化设计,在满足强度刚度要求的情况下控制结构重量.本文利用优化软件Altair.OptiStruct、Msc.Nastran、iSIGHT对一艘小水线面双体船结构进行了尺寸优化、形状优化、和拓扑优化.结构优化基于有限元法完成,以结构重量作为目标函数,结构应力作为约束条件.优化结果表明,通过选择适当的设计变量,能够在结构应力不超过规定上限的条件下使结构重量显著降低并达到最小值.     

焊趾表面裂纹应力强度因子简化计算的比较研究

对接、T型接头与十字接头是船舶与海洋结构的典型结构形式,其大部分疲劳失效是由于焊趾引起的.各种表面裂纹的应力强度因子计算是船舶与海洋结构基于断裂力学安全评定和疲劳寿命预测的基础.Bowness等人提出了T型接头焊趾表面裂纹应力强度因子计算式,作者对其复杂的计算式进行了简化.BS7910针对对接、T型接头与十字接头提出了两套焊趾应力强度因子表达式,一是针对二维表面裂纹提出的,一是针对三维表面裂纹提出的.本文对作者给出的简化表达式以及BS7910的两套表达式进行了比较.结果表明作者给出的简化表达式不仅可以用来计算T型接头的焊趾表面裂纹应力强度因子,而且可以用来计算对接与十字接头焊趾表面裂纹的应力强度因子.同时发现在a/T＜0.05处三者的差别比较大,因此用有限元法进行了验证,结果证明作者给出的简化表达式比其他表达式更加合理.