高速铁路常用跨度桥梁技术

为建立高速铁路常用跨度桥梁设计理论和方法,进行该类桥梁设计参数、简支梁动力性能简化判定方法、桥梁线形控制技术及整孔箱梁的制造、运输、架设技术研究。研究结果表明,桥面宽13.0 m,腹板间距6.7 m左右时,箱梁顶板和腹板的受力较为合理;24 m3、2 m箱梁预应力传力长度分别为1.1倍、1.2倍梁高;时速350 km客运专线铁路桥32 m简支箱梁梁体基频限值为150/L。为保证桥梁线形,应控制结构使用阶段上、下缘应力差在4 MPa内,施加预应力时混凝土的强度和弹性模量应达到设计值,施加二期恒载的时间间隔为60 d。箱梁制造时,梁端隔墙采用变截面平顺过渡,并合理地设置温控参数。     

受拉构件的索、梁特性变化参数研究

为研究受拉构件的索、梁特性变化关系,推导了具有抗弯刚度的受拉杆件在不同边界条件(两端铰接、两端固结及一端固结另一端铰接)下的线形计算公式,并利用张力刚度的概念,分析了索特性参数对受拉杆件线形的影响。分析结果表明:随着索特性参数数值的增加,构件的索特性增强;即使构件具有较大的弯曲刚度,当其承受巨大张力作用时,也可作为悬索来计算;在对结构进行有限元计算分析时,将构件简化为索单元将比梁单元节省存储空间和计算时间,索特性参数可作为简化依据。通过某空心梁算例验证了当张力增加时,杆件逐渐由梁特性表现为索特性,并最终与索结构理论计算结果趋于一致。     

基于CFD的潜器外形优化

潜器的外形对于其总体性能非常重要,而传统的外形设计方法难以满足优化设计的需要。通过对潜器外形特点的分析,建立其外形几何表达式,并以排水量和浮心纵向位置建立约束方程。该数学模型生成的外形方案可以满足性能要求,减少设计过程中的重复,同时还解决了优化所需的方案集的难题。通过建立优化代理机制,可减少数值模拟计算次数;拟合函数的极值求取,又可为优化指明方向;最后,可采用计算流体动力学(CFD)数值模拟对优化的结果进行验证。     

胶层厚度不均匀对板式橡胶支座耐久性的影响

根据JT/T4—2004《公路桥梁板式橡胶支座》和JTG D62—2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》的要求,系统地研究、分析了板式橡胶支座胶层厚度大小和胶层厚度不均匀对支座力学性能及耐久性的影响。介绍了支座内部的应力集中现象和内部胶层裂纹萌生的过程及其测试结果。     

不同截面形状铝合金薄壁结构的轴向吸能特性研究

在引入了几何等效结构概念的基础上,采用LS-DYNA软件对截面形状不同的几何等效结构在轴向载荷作用下的变形进行了模拟分析,并对建模方法进行了试验验证。结果表明,铝合金薄壁管的比吸能是同类截面形式的低碳钢管的2～3倍;六边形铝合金型材的初始峰值载荷低,折叠长度均匀一致,变形模式比方管和圆管稳定,是一种变形稳定、可控性好的吸能元件,适用于铝合金空间框架车身的结构设计。     

超静定Γ型刚架的置换原理解答

介绍多种梁的挠曲线与其置换梁的挠曲线的关系研究,给出了求解各梁位移的置换法转角方程和置换原理中的转角连续性关系．鉴于对Г型刚架的求解中稀有几何类方法的情况,运用所述的置换法和置换原理,把解梁问题的手段应用于该型刚架的解算．策划、归纳了求该型超静定刚架不同约束类型时的步骤．具体求解过程所用的计算为代数方程的分式四则运算,方法较通俗简便,结果是解析解．     

加肋锥—环—柱结合壳初始几何缺陷形态分析

根据加肋锥—环—柱结合壳加工建造过程,分析其中可能产生初始几何缺陷的环节和关键因素。同时参考现行规范,根据大量环肋薄壳结构的建造经验,分别对肋骨与壳板初始几何缺陷的形态进行分析,并与已建模型存在的初始几何缺陷测量值进行对比,进一步验证建造经验的可靠性。结果表明:锥—环—柱结合壳初始几何缺陷主要因肋骨与壳板的角焊缝及壳板之间的环焊缝产生;具有不同半波数的肋骨初挠度以及壳板凹凸度等为典型的初始几何缺陷形态。所得结果可为后续探寻初始几何缺陷对锥—环—柱结合壳力学性能的影响提供参考。

     

强横风环境下棚车侧壁外形气动性能

强横风引起的气动横向力和气动升力是造成列车被吹翻事故的主要原因。空棚车由于其侧壁迎风面积大且质量轻, 很容易在强横风作用下发生倾覆事故。采用流场数值计算方法, 对垂直侧壁、弧形侧壁和外折形侧壁3种棚车外形方案, 研究了横风作用下的棚车空气动力特性: 气动横向力、升力和气动倾覆力矩。研究结果表明: 车体受到的气动倾覆力矩主要是由气动横向力产生的; 弧形侧壁和折形侧壁可以有效地改善车辆横向气动性能, 降低车辆的气动倾覆力矩, 提高车辆的稳定性; 与垂直侧壁棚车相比, 当车体宽度为3.2 m时, 弧形侧壁和外折形侧壁棚车的气动倾覆力矩均可以下降21%左右, 空载棚车倾覆临界风速可以提高2.7 m²·s^-1。     

大跨度拱桥吊装施工线形控制研究

以某大桥为例,探讨大跨度拱桥吊装施工线形控制方法.根据拱肋预制节段吊装就位过程的特点,提出刚性一弹性索法结合正装迭代法进行吊装过程理论分析,以得到拱肋就位坐标;通过事先在拱肋预制节段中布设坐标观测点对拱肋吊装过程和拱上建筑加载过程中的变形状况进行现场监测.监测结果表明:该大桥各圈拱肋的合拢线形与理论线形吻合良好,其高程误差符合相关规范的要求.通过对该桥施工过程进行严密监控,确保工程质量和施工安全.该桥的成功建成表明上述方法具有较好的适应性,可供类似桥梁参考.     

复合材料带孔板孔形与铺层优化设计

为提高复合材料带孔板的承载能力,对其孔形和铺层进行优化; 基于损伤力学模型建立了复合材料带孔板的仿真分析模型,并验证了其仿真精度; 选用圆孔、三角孔、方孔3种孔形的复合材料板,分别进行了仅孔形优化、仅铺层优化、先孔形优化后铺层优化、先铺层优化后孔形优化4种优化方案,对不同方案优化后的复合材料带孔板进行失效分析。分析结果表明：仅铺层优化对不同孔形复合材料板的失效载荷提升效果(7.6%~13.4%)明显大于仅孔形优化(2.0%~2.9%),仅孔形优化对三角孔带孔板失效载荷提升幅度最大,仅铺层优化对圆孔带孔板失效载荷提升幅度最大; 同时采用孔形优化和铺层优化对失效载荷的提升效果明显优于单一优化方法,其中先孔形优化后铺层优化方法对不同孔形复合材料板的失效载荷提升幅度最大(11.6%~15.6%); 铺层优化和孔形优化的先后顺序对圆孔带孔板影响最大(相差3.5%),对三角孔和方孔带孔板影响相对较小; 3种孔形的带孔板中,圆孔带孔板优化后失效载荷提升幅度最大(15.6%),在实际应用中圆孔带孔板的性能相对较好,且稳定。