抗冰海洋平台的全寿命优化设计I-理论与模型

文章基于投资—效益准则,建立了抗冰平台全寿命总费用最小的优化设计模型;考虑了多种类型的性能要求(结构、设备、人员),并建立了相关判据;提出了包括结构的初始费用、维修费用和期望损失费用的冰区海洋平台全寿命总费用评估模型;提出了平台结构主要功能的确定及描述方法、相应的功能失效损失值估计模型。     

加筋对桩承式路堤变形模式与土拱效应影响试验

对于桩承式加筋路堤,加筋改变了路堤底面的变形形态,不可避免地将对路堤变形模式与土拱效应产生影响。为了深入分析加筋的影响,利用开发的多沉陷门(Multi-trapdoor)试验装置和椭圆钢棒相似土填料,开展未加筋桩承式路堤试验并得到不同参数组合下存在的3种变形模式,选取3种变形模式的代表性试验,开展相同参数条件下的加筋试验以及4种不同填料高度和3种不同加筋刚度的桩承式加筋路堤试验。通过粒子图像测速技术(PIV)和自制三点式载荷计准确测试得到全场位移及桩顶和桩间土压力。结果表明:加筋后,未加筋桩承式路堤的三角扩展型和塔形升高型变形模式转化为同心椭圆扩展模式,等沉面模式转化为同心圆等沉模式;2种变形模式之间转化的临界高度为1.5倍桩间净距,但等沉面的高度仅为67%的桩间净距;加筋对土拱效应发挥起到了双重作用,一方面,加筋减小了差异沉降,导致土拱效应发挥程度降低,另一方面,加筋改变了路堤变形模式,为"同心圆"土拱提供了稳定的拱脚,使得土拱效应发挥程度提高;在填料高度低,加筋刚度高的情况下,土拱效应发挥程度进一步降低;而填料高度高,加筋刚度低时,土拱效应达到了充分发挥所需的差异沉降,加筋对土拱效应有提高作用;张拉膜效应发挥程度随加筋刚度增大而提高,且随着桩间土下沉而提高,导致土拱效应减弱。     

在基坑工程中应用拱形新型支撑结构的探讨

对常用直撑系统的特点和利弊进行分析后,提出了拱形结构的新型支撑和可调节荷载的概念;采用附加刚臂的处理方法并使用辛普森积分对基坑环境下的拱形支撑进行了力学分析及求解,推出了拱撑的矢高、跨度、截面尺寸的设计方法以及可调节荷载的计算公式。分析认为在强度相同的条件下,和直撑相比,通过改变可调节荷载的大小,拱形支撑可消除基坑工程动态不确定因素的影响,并能极大程度地减小基坑的变形以满足变形控制标准。     

城市高架桥现浇箱梁涉地铁施工技术

为满足人民对城市规模和服务水平日益增长的需求,中国作为基建大国,城市建设水平和规模不断提高,城市基础建设日益完善。在城市交通建设中,城市公路跨越地铁隧道的情况越来越多,在施工过程中对既有地铁线路的运营具有较大影响。针对城市公路桥梁上部结构,支架现浇箱梁跨越地铁隧道特别保护区,为满足“地铁隧道上方新增荷载不大于20 kPa”的施工技术进行研究。     

铁路矩形墩桥梁横向振动试验研究

通过对京通线银镇沟桥的现场振动测试 ,得到该桥的横向振动特性 ,给出桥上列车轮轨作用力的典型时程曲线和列车的脱轨系数及轮重减载率 ,为进一步研究矩形桥墩的横向振动提供实测数据。     

船舶圆弧过渡肘板节点的屈曲破坏研究

船体构件腹板在连接端部逐渐升高形成圆弧过渡肘板节点,较大的腹板尺寸导致其受弯时易出现屈曲破坏,从而影响船体结构的安全性。以典型圆弧过渡肘板连接的横梁-肋骨节点结构为研究对象,采用极限强度试验与非线性有限元模拟方法,研究肘板节点受弯时的破坏模式、极限载荷以及屈曲过程,讨论肘板臂长、圆弧半径、面板厚度对节点结构屈曲破坏的影响。结果显示:考虑初始缺陷的非线性有限元模拟结果与试验结果一致;根据肘板尺寸的不同,屈曲破坏的位置包括靠近肋骨的横梁腹板区域以及肘板与横梁过渡圆弧处的腹板区域;随着肘板臂长的增加,不同圆弧半径时节点的极限载荷均为先增大后趋于不变;随着圆弧半径的增加,肘板臂长较小的节点极限载荷缓慢上升,肘板臂长较大的节点极限载荷则近似呈线性增长趋势;面板厚度对极限载荷的影响较小,随着面板厚度的增加,极限载荷先缓慢增加后趋于不变。     

港区铺面设计中的集装箱角荷载

针对我国港区铺面中现行的集装箱角荷载设计方法的合理性问题,通过统计分析当前我国7个港口的集装箱质量分布规律,指出现行《港口工程荷载规范》与《港口道路与堆场设计规范》中关于集装箱角设计荷载规定的不合理之处:前者采用基于英国港口集装箱质量分布数据的折减系数法不符合我国情况,严重偏小;后者不能体现不同重要程度港口的设计需求差异性。进而,提出铺面结构设计时确定集装箱角荷载的建议。成果完善和改进了我国集装箱角荷载的设计方法,对港区铺面的建设和使用具有重要的价值和意义。     

双向应力场中表面裂纹应力强度因子的权函数法

半椭圆表面裂纹是船舶等焊接结构中常见的损伤形式,计算裂纹尖端应力强度因子是结构损伤容限设计的前提,权函数法是求解复杂应力场中应力强度因子的有效手段之一。本文基于一种集中力载荷权函数统一形式,通过三维有限元建模计算了裂纹半长比a/c=0.05~1.0、裂纹深度比a/T=0.01~0.8的表面裂纹应力强度因子,并将其作为参考解,得到一组形状适用范围更广的有限厚度平板表面裂纹最深点和表面点的二维权函数。权函数的准确性通过在裂纹面上施加最高六阶的双向变化应力载荷进行验证,权函数法结果与有限元法相比求解误差在10%以内。文中所提出的权函数为复杂焊接结构表面裂纹扩展分析奠定了基础。     

复合地基在地震作用下附加沉降的研究

通过有限元程序ANSYS建立模型,研究了无边载复合地基、有边载复合地基在地震作用下的附加沉降,结果表明,采用复合地基技术,对减少附加沉降有很好的效果。由对群桩复合地基不同桩位特点进行分析得知,群桩复合地基中桩附加沉降大于边桩、角桩,提出了附加沉降系数的概念及计算式。引入边载作用下复合地基附加沉降修正系数的概念,有边载复合地基抗震陷能力优于无边载复合地基。     

小阻力扣件有荷阻力取值分析

进行有荷载情况下的扣件阻力试验可验证和完善桥上无缝线路扣件纵向阻力取值计算理论。试验表明,有载情况下小阻力扣件的弹性位移值、纵向阻力值均与《送审稿》取值不符;在各级垂向荷载情况下,小阻力扣件的摩阻系数可偏安全取0.20,纵向阻力可采用垂向荷载值与摩阻系数的乘积而得。