桥梁平转施工中球铰界面的摩擦力精确计算方法及验证

转体施工是桥梁施工中的重要方法,中国已成功将该技术应用于数百座大跨桥梁的施工。大吨位转体施工中,摩擦力的计算至关重要,但现有工程实践中给出的近似计算方法与工程试验值有较大差距。因此,精确的摩擦力和摩阻力矩计算理论,是转体施工中亟待解决的问题。首先采用称重原理获得竖向摩阻力矩,然后利用接触理论求得接触面的应力分布规律,并推导出竖向摩阻力矩理论公式,进而求得摩擦因数。之后,利用获得的摩擦因数,根据接触面的应力分布规律,获得了平转过程中的水平摩阻力矩和牵引力。最后,进一步将前述方法推广到带滑块的转体装置中,获得统一的摩擦因数、摩阻力矩计算方法。将该方法和有限单元法的计算结果进行对比,两者高度吻合;和实际工程数据对比,显示所提方法的结果更加合理、准确。主要结论如下：①根据称配重方法计算摩擦因数时,现有近似计算方法获得的摩擦因数,随着球铰参数α的增加误差逐渐增大。②球铰表面接触应力呈现出中间向两边逐渐增大的分布特征,现有计算方法假设均匀的法向接触应力分布与实际应力分布差距较大。无滑块转体装置中,有限元模型计算所得水平转动摩阻力矩比现有近似方法计算的大14.3%;而该方法计算值与有限元结果误差仅为3.0%。③在带滑块转体装置中,与工程实测值相比,现有近似方法和该改进方法获得的水平转动摩阻力矩误差分别为31.4%和23.7%。由此可见,该方法进一步提高了计算准确度。     

四桨船伴流场研究

与单桨船不同,四桨船各螺旋桨在运转过程中负荷不同.当前四桨船推进器的设计多以一个干扰因子来表征内外桨负荷差,而一个干扰因子难以反映内外桨负荷差产生的原因,因此往往给设计带来困难.本文使用CFD方法对四桨船内外桨负荷分配问题进行研究,首先以大连理工大学拖曳水池的PM06模型为基础进行不确定度分析,验证了该数值计算方法的准确性,然后对本文所研究的四桨船进行研究.结果表明四桨船內桨负荷大于外桨,且负荷差产生的原因主要有三个方面:(1)船体形状造成的船尾流场不均匀性对桨的影响;(2)内外桨在敞水中相互间产生的干扰;(3)内外桨之间的干扰在船尾不均匀流场中的合成.据此,本文将四桨船伴流分为三部分:原生伴流、干扰伴流和次生伴流,并计算了该船各部分伴流所占比例,以更好地指导四桨船的推进器设计.     

海洋工程用中厚板高强钢Q460E焊接工艺及性能

针对焊接机器人应用于海洋工程领域厚板焊接中的可行性和焊接工艺进行研究,设置焊接方案和技术参数并进行分析.采用海洋工程领域常用的高强钢Q460E,对焊接机器人焊接过程中的重要参数"侧壁停留时间"进行试验优化研究,结果表明,焊前预热温度为150℃,焊接速度为190mm/min～210mm/min,焊后后热温度为250℃,保温2h,同时配合焊接机器人摆动速度250 mm/min、侧壁停留时间1.2 s～1.4 s时,能获得良好的焊接接头,抗拉强度达到620 MPa,屈强比达0.8.在侧壁停留时间为1.2 s～1.4 s的情况下对预热温度分别为120℃和90℃的工况进行试验,结果表明,当将预热温度降至90℃时,焊缝冲击韧性仍能满足标准的要求.对于对结构性能要求不高的场合,推荐采用该预热温度.     

LNG码头靠船墩布置

LNG码头平面设计中,最为重要的是靠船墩位置的设计。针对常规靠船墩位置的设计是按照规范的系数要求选取的,但较难适应所有LNG船型的靠泊。研究如何提高靠船墩对各种LNG船的靠泊适应性：分析LNG船的仓容分布、储罐类型和外型特点,介绍LNG船靠泊准则,并结合某海外1万～22万m3LNG码头工程论述靠船墩的布置。得出如下结论：合理的靠船墩位置不是关于工作平台对称的,而应适当增加船尾方向的靠船墩与工作平台的距离。     

绿色船舶设计的发展与挑战

随着国际社会对环境保护的关注度日益提升,航运业的排放控制要求越来越高."绿色船舶"是近年来航运业的热点之一,也是推动航运业高效可持续发展的强大动力.文章回顾了绿色船舶设计的发展历程,分析了关于绿色船舶设计的技术要点和若干典型设计案例,并展望了未来可能面临的挑战,为绿色船舶技术的发展和应用提供参考.     

铁路双线隧道围岩爆破松动范围测试分析

在地处典型石灰岩地层的贵广铁路牛王盖双线隧道,选择IV级围岩地段的3个断面进行围岩爆破松动影响范围的测试。每个断面钻7个直径40 mm、深4.0～4.5 m的探孔,采用超声波方法测试并分析围岩爆破松动圈的大小、形状及主要影响因素。结果表明:围岩爆破松动圈内比松动圈外的围岩声波波速小10%～20%,松动圈内岩体的破碎程度与围岩声波的波速降低相关;采用控制爆破,总装药量在180 kg和最大一段装药量在28 kg时,Ⅳ级围岩爆破松动圈的范围一般为0.9～1.5 m,当围岩附近有溶洞或破碎带时,该处的围岩爆破松动范围将成倍增加,需要采用拱架支护,以防塌方。     

以钢横梁受力为主的拱桥桥面系病害分析与加固方案探讨

介绍了以钢横梁受力为主的钢管混凝土拱桥桥面系出现病害的情况,分析病害产生的原因为超载车辆作用,以及钢纵梁参与了结构整体受力,导致了纵横梁连接部位焊缝处存在较高的应力幅,出现了材料的疲劳破坏,进而对采用大纵梁体系的加固方案进行了深入的探讨。     

宝成线扩能马角坝牵引变电所综合补偿方案研究

研究目的:随着铁路运量的增长,实际运行中会出现牵引网电压低于电力机车最低允许电压的情况。因此,改善牵引网电压,在电气化铁路的设计中是一项重要课题。目前改善供电臂电压水平的措施有:提高牵引变电所牵引侧母线电压、采用串联电容补偿装置、采用并联补偿装置、采用载流承力索或加强线等。研究结论:本文分析了改善牵引网电压的几种方法及其工作原理,针对宝成线这种山区铁路的运量大、铁路沿线电力系统电源薄弱的特点,通过对宝成线马角坝牵引变电所的牵引供电方案的研究和供电理论计算,最终得出在马角坝牵引变电所的馈线侧同时安装串联补偿装置和动态无功补偿装置,提高了马角坝牵引变电所供电臂的电压水平,从而使牵引网末端其电压达到20 kV。     

客运专线牵引供电系统负荷试验的研究

研究目的:牵引供电系统的负荷试验是客运专线"四电"集成试验阶段的一项重要内容,本文对负荷试验的前提条件、程序、方法、注意事项进行研究,并以京津城际铁路的实际应用为例,分析牵引供电系统负荷试验的评估内容和标准,为今后客运专线建设牵引供电系统负荷试验提供程序化的指导和借鉴。研究结论:阐述了客运专线牵引供电系统负荷试验是集成试验阶段不可缺少的一项内容,其试验方法、评估内容等,通过在京津城际铁路工程中的验证是可行和可靠的。通过规范化的负荷试验,是对牵引供电系统设计、安装和调试的总检验,又是对前期牵引供电系统方案研究、仿真计算的验证和优化调整,获得的试验数据对今后的运营维护将发挥重要作用。     

青藏铁路多年冻土桥梁桩基稳定性探讨

研究目的:多年冻土区的桩基存在着桩身强度、均质性、桩周土回冻及变形等的不确定性。为确保青藏铁路的顺利建设和安全运营,分别进行了桥梁桩基承载力试验和桥梁桩基地温及变形的长期监测。为系统评价青藏铁路桥梁桩基的稳定特性,本文基于青藏铁路清水河桥梁桩基试验段和桥梁桩基长期监测系统,研究分析试桩的均质性、静弹模、抗压强度、静载及监测桥梁桩基断面的地温和变形特性。研究结论:桩身混凝土的完整性、均质性整体上较好,无离析等大的质量缺陷;桩身的混凝土抗压强度大多数值介于28~33 MPa之间,且抗压强度变异系数仅为0.14,静弹性模量均值为2.40×104MPa,满足技术要求;桩基周围土体人为上限总体在0.08~0.2 m之间有所回荡,且多年冻土区桥梁桩基变形小于10 mm,满足有砟桥面桥梁墩台工后变形要求,青藏铁路桥梁桩基是稳定的。