轻型组合桥面弧形缺口应力特征分析及现场试验

为深入研究钢-UHPC （Ultra-high Performance Concrete）轻型桥面组合体系对弧形缺口的应力改善程度,结合一座大跨自锚式悬索桥,针对正交异性钢桥面板（Orthotropic Steel Deck,OSD）结构铺设UHPC层前、后2种情形,选择3种不同弧形缺口形式,分别建立空间实体有限元分析模型,并采用简化加载、响应面加载2种方式进行分析,由此获得了弧形缺口应力、变形分布规律与车辆轴载位置之间的关系,揭示了弧形缺口出现峰值拉、压应力的原因。以此为基础,采用三轴加载车分别在铺设UHPC层前、后进行现场跑车试验,采集了弧形缺口多个关注点在不同横向加载位置的应力响应曲线,获得了各点的应力极值,并与有限元结果进行了对比分析。研究结果表明：铺设UHPC前、后弧形缺口关注点应力特征随荷载分布规律基本相同,面内应力为主、面外应力较小,拉应力主要由荷载偏载产生、加载区域长,而压应力主要由荷载直接作用于弧形缺口顶部产生,且加载区域短;采用传统简化加载方式难以获得弧形缺口处准确的拉应力峰值,并可能导致应力幅偏小,并由此提出了合理的加载方式;本桥五段线弧形缺口形式受力相对较好;铺设UHPC层能有效减少弧形缺口应力峰值,并在一定程度上缓解疲劳问题,是OSD结构提高疲劳性能的一种有效方案。     

宽幅双箱叠合梁涡振性能及抑振措施试验研究

叠合梁断面通常为气动外形较钝的半开放截面,为漩涡的产生和发展提供了条件,容易发生涡激振动现象。过大振幅的涡激振动会影响行车舒适性,严重时将引起结构疲劳破坏,危及桥梁结构安全。如何有效解决涡激振动问题成为叠合梁桥抗风设计的关键。为了抑制该类主梁断面的涡激振动,以宜宾盐坪坝长江大桥为背景,通过1：60的节段模型风洞试验,研究了风嘴、中央稳定板、封闭栏杆、裙板、内侧隔流板、箱梁下导流板等常见措施对双箱叠合梁断面涡激振动性能的影响。研究结果表明：封闭斜拉索防护栏杆、内侧隔流板、梁底稳定板等措施均可不同程度地降低主梁的涡振振幅,但仍无法满足桥梁的抗风设计要求;竖直裙板可以使-3°和0°攻角下主梁的涡激振动消失,但对3°攻角的减振效果有限;在叠合梁中应用广泛的传统整体式风嘴无法降低宽幅双箱叠合梁的涡振振幅;采用安装在箱梁侧下方的三角形风嘴可以减弱箱梁边缘的流动分离,优化梁体的气动外形,从而使断面在各个风攻角下的涡振振幅大幅降低。将三角形风嘴与封闭斜拉索防护栏杆的方案组合后,可进一步降低主梁的涡振振幅,满足抗风设计的要求。所提出的叠合梁涡振抑振措施具有较好的工程适用性,可为同类桥梁的抗风设计提供借鉴。     

基于数据驱动的隧道地质信息精细化管理系统研发与应用

针对现阶段隧道超前地质预报系统管理粗放、数据利用率低等问题,结合数据驱动原理重塑业务逻辑,研发新的隧道地质信息系统TGIS。通过高度集成隧道勘察设计阶段地质、施工阶段超前预报地质及掌子面开挖揭示地质,实现基于数据驱动的预报方法优选、临近预报提醒、分级实时预警与有效处置、掌子面自动素描、预报成果辅助判识等功能,达到隧道地质信息精细化管理的目的。经现场使用表明： 基于数据驱动的隧道地质信息精细化管理系统界面友好、运行稳定、效果良好,各项功能达到设计要求,相对于传统超前地质预报系统具有明显的优势,可普遍服务于隧道建设。     

隧道数字化火灾预警系统的在线量化评估

为检查和评价隧道及地下空间火灾预警系统的实际功能,需要一套可行的在线评估手段。根据近年来国内外全尺寸隧道火灾发展曲线的试验结果,提出隧道火情的定义依据;引用运营隧道内准分布式光纤光栅感温火灾探测器的实测数据,证明运营中隧道报警系统的个性化现象;提出合格的数字化报警系统应存在一个在统计学意义上使漏报率和误报率同时达到期望值的合理阈值取值区间;建议以该区间的尺度作为该系统功能完好性的评估指标;对日常隧道运行温度数据的统计分析可估计合理阈值取值区间的下限,对规定条件下的现场点火试验温度数据分析可估计合理阈值取值区间的上限。在隧道运营期该区间尺度可实时在线自动更新。     

海上大直径超长HDPE管段沉放工艺

HDPE管段的沉放工艺直接影响管段水下对接的效率以及成功率,是HDPE管段水下安装工程中的重要环节。针对大直径超长HDPE管段的灌水沉放工艺进行系统研究,将理论分析与现场试验相结合,首次提出采用气囊配合牺牲绳控制管段灌水沉放的方法,并得出确定气囊数量的方法与原则,进而提出满足变水深条件下的大直径超长HDPE管的灌水沉放工艺。该工艺已成功应用于沙特吉赞JIGCC取排水工程大直径超长HDPE管段安装工程中,为今后类似工程的建设提供参考。     

高精度准实时监测防波堤抛石的软件开发

在长周期波浪、作业窗口少等不利海况条件下,传统的多波束监测技术精度仅为±10 cm、效率也较低。依托以色列阿什杜德港工程,基于多波束通用格式数据,采用有验潮和无验潮两种测量模式,分析各种误差来源,并对多种滤波算法进行对比,开发出多波束高精度自动化后处理软件。结果表明,该软件可实现不利海况条件下的防波堤边坡抛石状态准实时监测,精度可达±5 cm。     

抛石基床振夯工艺在重力式码头施工中的应用

针对重力式码头基床抛石中传统的重锤夯实及爆破夯实工艺效率较低、对周边环境影响较大等问题,进行振动夯实的试验和研究。通过典型试验确定振夯基床厚度、夯锤转速、单点振夯时间等施工参数,并分析和检验振夯效果,验证了抛石基床振夯施工工艺的可行性。该工艺可大幅度提高作业效率和夯实质量,为类似工程提供借鉴。     

湛江港某钢结构转运站（TH10）振动分析

港口转运站投入使用后出现振动的现象比较多。采用现场测试和有限元分析两种方法,分析湛江港某钢结构转换站（TH10)产生振动的原因并采取相应的措施,使振动情况得到很大的改善,符合人体的舒适度范围。为以后类似问题提出解决思路和建议：针对跨度较大的楼面,设计时应考虑增加跨中部位的水平和竖直刚度,避免振动时发生较大变形;在楼层机械设备位置,应增加结构抗干扰能力,保证外部能量在结构内部有效传递。     

填海工程BIM技术开发与应用

针对当前通用BIM建模软件无法反映填海工程的大沉降量问题,基于商用BIM软件进行二次开发,创建了填海工程BIM应用管理平台。平台支持监测数据的实时导入,实现了BIM模型与施工期沉降监测数据的动态关联。该平台可通过读取钻孔数据实现BIM模型生成,支持4种填海工程常用的监测数据分析与管理功能;并可以调用Navisworks软件实现施工进度与工程量的管理。此外,开发的专用数据库网站,利用配置权限、异地备份、数据加密等手段,提供数据存储、安全策略、数据归档的一整套解决方案。平台成功应用于实际工程中,效果良好。     

法标条件下水泥砂在堆场基层中的应用

在石料缺乏地区港口建设中,堆场基层采用常规稳定类粒料,对石料需求量比较大,导致建设成本很高。为充分利用当地资源、节约投资费用,进行水泥砂应用于堆场基层的研究。基于法国标准,采用符合要求的沉积砂或经冲击作用而分解的花岗岩质砂为原材料,以CBR值作为水泥砂主要设计控制指标和强度标准,采用路拌机现场拌和施工,并通过试验段完成各项指标的检测和验证。结果表明,在资源条件受限地区可以选择水泥砂作为港口堆场的基层材料,可有效解决工程所在地石料匮乏问题。