基于模态分析法的宽幅箱梁桥偏载系数研究

宽幅箱梁桥的偏载效应突出,境内外现行桥梁设计规范中尚未纳入针对宽箱梁桥偏载系数的规定,境内外已发表的研究文献中也未给出适用的宽箱梁桥偏载系数计算公式。针对这一问题,采用经有限元方法验证的模态分析法对宽箱梁桥的偏载系数进行研究,得到了箱梁几何参数对宽幅箱梁偏载效应的影响范围,明确了偏载系数沿箱梁顺桥向的变化规律,提出了适用性更好的箱梁桥的宽、窄桥判别标准。在采用模态分析法进行大范围参数分析的基础上,提出了考虑箱梁宽度、高度、横向刚度等参数的宽幅箱梁桥偏载系数计算公式,并通过与三维实体有限元模型计算结果对比,验证了公式的计算精度能够满足工程需求,可为宽幅箱梁桥的设计计算提供参考。     

基于结构轻量化的城市客车车身生命周期评价

为某12 m全承载混合动力城市客车建立车身有限元模型,通过强度、刚度、模态分析、结构轻量化和生命周期评价,分析车身结构优化对整车节能减排效果的影响。结果表明,与原车身骨架相比,结构优化后车身骨架质量减轻了52.5 kg,弯曲与极限扭转两种工况下均满足强度、刚度要求,且具有良好的固有振动特性。就全生命周期而言,轻量化后矿产资源消耗减少了0.4E04 kg Sb-eq.,化石能源消耗减少0.7E04 MJ,综合环境影响值减少0.42E11,减低率分别为3.81%、4.46%和4.56%。     

武汉市沙湖大道大挑臂钢箱梁受力分析

以武汉市沙湖大道大挑臂钢箱梁桥为研究对象, 采用有限元方法分析钢箱梁在施工阶段及成桥运营阶段的受力情况,研究表明该桥梁各项受力均满足规范要求。计算结果已为该桥梁的设计提供依据,分析方法可为同类结构提供参考。     

超大型集装箱船尾部搭载强度分析与工艺研究

受线型收缩的影响,集装箱船尾部区域在搭载过程中底部坞墩及支撑工装布置较为困难,船坞内搭载精度控制、坞墩布置优化及采用合理的工装拆卸工艺至关重要。以23 000 TEU超大型集装箱船首制船为研究对象,结合现场实船搭载流程,针对该船尾部船体下沉变形、底部坞墩及支撑工装承力开展有限元分析。通过与现场实测数据比较可知,其预报结果与实船搭载监测情况比较接近,验证了理论分析预报方法基本可以准确模拟搭载过程中的船体尾部下沉趋势及坞墩受力情况。基于预报结果,提出该船型尾部搭载的反变形量设置、坞墩布置以及支撑工装拆卸建议,为船厂优化搭载工艺及保证搭载作业安全提供理论支撑。     

中、下承式拱桥悬吊桥面系强健性加固试验

为增强中、下承式拱桥悬吊桥面系的强健性,以无纵桥向加劲梁的中、下承式拱桥悬吊桥面系为研究对象,提出了一种采用钢管桁架加劲纵梁的悬吊桥面系强健性加固结构,对比分析了悬吊桥面系强健性加固前后吊杆断裂时剩余结构的动力响应;开展了钢管桁架加劲纵梁强健性加固结构模型试验和有限元分析,研究了吊杆断裂后加固结构的受力性能与破坏模式;讨论了精轧螺纹钢筋预紧力、开孔钢板厚度和材质对强健性加固结构受力性能的影响。研究结果表明:采用钢管桁架加劲纵梁加固悬吊桥面系后,长(短)吊杆断裂时桥面系最大竖向位移与应力分别降低了1.30(1.31)和3.31(1.99)倍,与断裂吊杆相邻的吊杆的最大索力降低了1.25(1.25)倍;在弹塑性阶段,钢管桁架加劲纵梁加固结构的开孔钢板发生弯曲变形,横梁下排植筋破坏,达到极限荷载时,中间下侧加劲钢板与开孔钢板间的焊缝发生断裂,随后下弦管与开孔钢板间的焊缝出现开裂而丧失承载能力;精扎螺纹钢筋合理预紧力为50 kN,开孔钢板合理厚度为20 mm;开孔钢板的材质从Q235提高至Q345时加固结构极限荷载增加了11.9%,说明提高开孔钢板的材质强度可有效提高加固构造的极限承载力。综上所述,采用钢管桁架加劲纵梁加固中、下承式拱桥悬吊桥面系可有效增强其强健性。      

双主梁钢板组合梁负弯矩区UHPC接缝设计和计算

为了解决双主梁钢板组合梁负弯矩区桥面板易开裂的难题, 将超高性能混凝土 UHPC (Ultra-High Per? formance Concrete) 应用于横向现浇湿接缝。 以瑞苍高速公路一联双主梁钢板组合连续梁桥为工程背景, 介绍了负弯矩区 UHPC 接缝方案的设计要点, 并与常规接缝方案进行技术对比。 同时, 通过有限元建模计算, 分析了 UHPC 接缝的受力性能。 研究结果表明： 负弯矩区 UHPC 接缝结构技术先进, 便于快速化施工; 承载能力、 抗裂性能及 UHPC 桥面板疲劳性能均可满足要求, 安全性能良好, 应用前景广阔。     

新旧路基结合部加固措施的数值模拟研究

通过现场监测,运用有限元分析的基本原理,采用Adina数值模拟软件,分析了不同加固措施对新旧路基结合部固结沉降与水平位移的影响。加固前后的计算结果表明,开挖台阶法较为稳固,加筋土路基减小沉降和水平位移效果不明显,使用轻质路基更为经济有效。可为类似工程提供参考。     

水位抬升对高铁路基动力响应与长期沉降的影响

基于Biot理论，建立了轨道-路基-多层饱和土地基耦合系统的2.5维有限元分析模型，提出了考虑实际列车循环荷载作用的路基累积沉降计算方法，分析了水位抬升、列车速度和列车轴重对路基动力响应与长期沉降的影响。研究结果表明：水位抬升对土体振动强度的放大作用并不是局限在水位变化的深度范围内，而是会导致整个路基和地基断面的振动增大，并且这种全断面式的振动放大效应随着列车速度的提高而增强；水位抬升至路基内部时，路基内部会出现显著的超静孔压，最大值达到27.52 kPa,导致有效应力大幅下降，路基内土单元的应力路径向破坏线靠近；当水位仅在地基内抬升时，路基在列车循环荷载作用下的累积变形较小，线路沉降主要来自于地基，当水位抬升至路基内部时，路基累积变形随加载次数的增加发展迅速，100万次加载后变形为19.54 mm,远超容许值，说明路基防水对于线路的长期累积沉降控制具有关键作用；路基和地基的累积变形受列车速度和列车轴重的影响，随着列车轴重的增加而显著增大，并且轴重的增加对路基累积变形的影响相较于地基更强烈，在设计时需要格外关注。     

基于实测载荷谱的货车转向架摇枕疲劳寿命分析

通过在大秦线上进行实际运行测试，得到转K6型转向架摇枕的实测心盘和旁承载荷，分析了栽荷的典型特征并建立了相应的载荷谱。通过对转K6摇枕进行三维实体建模和有限元应力分析，按准静态法得到实测载荷谱下摇枕各处的应力谱，结合摇枕B＋级铸钢的S—N曲线，得出了该摇枕在不同疲劳降低系数下的疲劳寿命。