The effect of weld residual stress on fracture toughness at the intersection of two welding lines of offshore tubular structure

Due to the spatial complexity and fabrication characteristics of offshore platforms, it is inevitable to encounter overlaps or proximity of weld lines in tubular joints. Several international standards such as American Petroleum Institute (API), American Welding Society (AWS), and American Institute of Steel Construction (AISC) regulate the minimum distance between primary weld beads; however, any logical and detailed background of this limitation has not been presented. For a non-compliant weld joint where the regulation is not met, fracture toughness calculation is a typical index to verify the structural integrity.This research consists of two parts. First, weld residual stress distributions are calculated by a 3D thermo-mechanical nonlinear Finite Element Analysis. Two crossing welds, a T-weld crossing on a butt weld, are simulated in one model. A separate tee and a butt welding simulations are also performed for a comparative purpose. Second, SIFs and J-integral values are calculated at the surface and deepest crack tip locations for four different types of semi-elliptical surface cracks. Four cracks are embedded into the weld model and the residual stress distribution from the 3D thermo-mechanical FEA are mapped to a 3D FE crack model as initial conditions. An additional axial tensile load is also imposed. SIF values are compared with those using the weighting function method for the butt weld model subject to three load cases, i.e., tensile stress only, weld residual stress only, and both of them. From the simulation, a tubular joint containing a chord girth weld intersected with weld beads of brace is found to show lower the SIF values than that having only a girth weld on chord.     

施工及环境因素诱发污水处理池差异沉降及渗漏风险

针对地基变形特征及其引发的大型污水处理池混凝土结构破裂渗漏风险，研究人工降水、开挖与桩基加固、滨海潮汐地下水渗透等条件下的地基变形特性，并建立地基变形基本方程及多因素综合影响下的统一函数表达式。结合上海白龙港污水处理厂工程，分析了工程区域施工及环境因素可能产生的地基变形及其对结构受力的不良影响。结果表明：i）地基变形曲率对结构受力产生直接影响，曲率半径越小，结构的附加应力越大、致裂风险越高；ii）结构高度越大，对地基弯曲变形的反应越敏感；iii）结构抗弯刚度突变处，应力集中程度高、局部应力超限风险增大。     

延崇高速公路金家庄特长螺旋隧道温度场分布规律及保温层研究

为揭示寒区螺旋隧道温度场时空分布规律，依托金家庄特长螺旋隧道，采用现场监测方法研究寒区螺旋隧道温度场变化规律。基于此，通过数值模拟建立三维模型探究进口风速风温对温度场的影响，并拟合结果数据获得保温层敷设长度计算公式。研究表明： 1）随着进洞深度的增加，进、出口洞壁处空气年平均温度上升，而年温度振幅减小； 出口年温度振幅变化幅度略小于进口。2）隧道贯通后，洞内温度受两侧洞外相对低温的共同作用，同一断面处年平均温度下降，年温度振幅增大。3）隧道在直线段温度场分布规律与同条件的直线隧道一致，从曲线段开始内外径温度曲线发生分叉，外径侧温度较直线隧道温度大；而内径侧温度反之。4）进口风速越大、风温越低，对隧道温度场越不利，通过拟合公式，金家庄特长螺旋隧道进口的保温层长度至少需要1 239 m。     

沙漠戈壁公路沥青路面裂缝成因分析及处治措施

我国沙漠戈壁公路在建成不久后路面病害就显现出来,特别是裂缝类病害,尤为严重.以G215国道柳园至敦煌公路沥青路面裂缝为例,横向裂缝、纵向裂缝广泛分布.调查分析裂缝的特征,分析出沙漠戈壁的极端气候,路面材料选择不当,盐渍土对路基、路面的侵蚀及过往施工质量问题是沥青路面裂缝病害的成因.根据裂缝形成的原因,提出沙漠戈壁公路沥青路面裂缝的处治措施,可为同类工程提供经验.     

沥青路面常见的病害及其预防措施

介绍沥青路面中常见的一些病害,重点阐述沥青路面出现裂缝的原因,并提出相应的预防措施,可供沥青路面设计和施工人员参考。     

框架结构钢筋混凝土面板裂缝分析与防治

对重庆果园港区码头现浇钢筋混凝土面板裂缝进行理论分析，找出产生裂缝的原因，并针对性地采取措施。这些措施包括：提高混凝土本身抗拉强度；采用混凝土后浇带方式在施工期间解除束缚面板混凝土的约束；通过对混凝土原材料、配合比的优化和采取施工措施来减少混凝土的自生收缩、塑性收缩、干缩及温度变化和内外温差引起的收缩，从而大大降低混凝土的收缩应力。     

现浇箱梁桥桥面板受力分析

为了研究现浇预应力混凝土城市桥梁桥面板的受力、 构造及配筋， 以天水市藉口镇藉河大桥工程的3～35 m现浇预应力混凝土梁为例， 采用Midas Civil程序进行桥面板结构计算， 在此基础上提出常规现浇箱梁桥面板的倒角尺寸。计算结果表明: 城市桥梁车辆荷载轴重较大， 且由于新桥涵通规基本组合对车辆荷载分项系数的提高， 以往的小尺寸倒角桥面板在腹板根部抗剪承载力已显不足， 需增大倒角尺寸以满足桥面板抗剪承载力要求。     

PEG/SiO2型控温相变沥青混合料的性能

为了解决沥青路面的高温病害,以相变材料等体积替代沥青混合料中的一部分细集料,希望通过相变材料自身的相变过程来调节路面温度。试验得出:掺入相变材料后,混合料的降温效果最大可达到6℃,持续时间约3 h。试验结果显示混合料的马歇尔稳定度下降,流值上升,低温性能及水稳定性均有一定下降,但是仍满足规范要求;进行的车辙试验效果不理想,高温稳定性下降较多。说明了掺入相变材料可以对沥青混合料进行温度调控,但是在一定程度上降低了混合料的性能。     

批量生产多循环闭式冷锻铝材成形误差机械热偶合有限元分析

在冷成形加工中因为工件和模具中的温度随时间变化而使工件的成形误差也随之变化，以前的成形误差分析仅涉及单个工件加工循环。同时考虑机械效应和热力效应对成形误差的影响，对批量生产多循环闭式冷锻铝材成形过程中工件的成形误差进行了有限元分析，给出了一个包含成形各个阶段所产生的成形误差的误差分析公式。该公式可用于诸如挤压成形等其他成形工艺。这一分析工作为高精密成形误差补偿方法的研究提供了指导。     

无纵向风下环境压强对拱顶最高温度影响数值研究

为了给高海拔隧道火灾防灾救援设计提供参考依据，通过火灾动态模拟软件(FDS)建立全尺寸模型隧道，设置5种不同环境压强，研究环境压强对隧道火灾拱顶最高温度的影响。结果表明： 1)相同火源热释放速率(HRR)下，拱顶最高温度随着压强降低而增大； 2)环境压强降低引起的空气密度与卷吸强度变化是造成拱顶最高温度变化的主要原因。基于理论分析和数值计算结果，提出考虑环境压强的拱顶最高温度预测模型。预测模型拱顶最高温度与考虑环境压强的无量纲热释放速率的2/3次幂成正比，试验数据验证了预测模型的可靠性。