基于数字孪生的舰船蒸汽动力总体模型框架研究

[目的]为了实现舰船蒸汽动力系统的数字化、网络化和智能化,提出一种总体数字孪生模型应用体系。[方法]从物理对象、过程要素、生命周期及虚拟空间这4个维度,提出基于数字孪生的舰船蒸汽动力系统总体“四维思想模型”,并创建总体全生命周期的“五阶体系模型”,涵盖概念论证、系统设计、总装建造、试验试航及运维保障这5个典型的阶段。通过引入大数据、物联网、云计算、人工智能和基于模型的系统工程等先进技术,形成由物理层、接口层、数据层、模型层、调度层、功能层及应用层组成的舰船蒸汽动力系统总体数字孪生“7层架构模型”。[结果]舰船蒸汽动力系统虚拟设计分析及试验平台的验证结果表明,数字孪生体系框架可以有效支撑系统方案设计、操作运行分析及试验方案评估,从而实现舰船全生命周期中物理空间与虚拟空间的交互协同。[结论]研究成果可为舰船蒸汽动力系统的总体数字化设计提供参考。     

独柱墩曲线桥钢盖梁加固方案设计

独柱墩桥梁由于其特有的结构特点和受力特性,存在倾覆风险,即有部分独柱墩桥梁倾覆能力储备不足,需要进行加固设计.结合工程实例,采用了增设钢盖梁和双支座方案,对钢盖梁建立了ASNYS精细化三维模型,通过优化设计,确定了合理的钢构件空间布置间距,各钢构件强度满足规范验算要求;同时,采用抱箍和锚固的方式,将钢盖梁连接于独柱墩,并对锚栓布设进行了优化设计,对锚栓钢材和墩柱混凝土承载能力进行了验算.本文可为类似独柱墩桥梁加固提供有益的技术参考和案例参照.     

采用后支点挂篮施工的双边箱主梁混凝土斜拉桥设计

某大桥主桥是一座主跨250 m的三跨双塔双索面斜拉桥,采用预应力混凝土双边箱主梁形式,桥面宽36.5 m,采用后支点挂篮悬浇施工,与国内常规的采用前支点挂篮悬浇施工的双边箱混凝土斜拉桥不同,后支点挂篮施工可减少斜拉索索力调整次数,施工监控难度较低,且能有效节省施工工期.结合施工单位的施工机具选择不同的施工方案,可节约工程造价.     

大跨度超高单层钢结构厂房施工安装技术

根据国内某大型钢铁集团某冷轧工程(二标段)中大跨度钢结构厂房的施工,结合以往项目的钢结构施工安装的成功经验,对大跨度超高单层钢结构厂房的安装与施工方法进行阐述,在保证安全、质量的前提下,采用科学的施工办法,加快了工程进度,解决了现场大跨度超高单层钢结构厂房施工中的难点,可为同类项目的施工提供相应的参考.     

山区大跨双层钢桁梁斜拉桥总体方案设计

某山区大桥位于宜昌市五峰县渔洋关附近,是宜都至来凤高速公路(宜昌段)控制性工程,亦是省道242渔洋关绕城段公路关键工程.大桥桥位跨越典型的深切“V”型沟谷,拟采用主跨480 m双层钢桁梁斜拉桥.介绍了大桥的工程概况、主要技术标准及工程特点,并对大桥的总体方案设计进行了论述.     

城市道路T形交叉口设计要素研究

在城市交通系统中,平面交叉口是道路网的重要枢纽点,但同时也是拥堵和事故的多发点.而T型交叉口是城市道路交叉口中常见的一种类型,所以T型交叉口设计要素的分析研究对缓解城市道路拥堵、减少交通事故以及改善城市形象具有重要意义.从渠化设计、交通组织、竖向设计等方面分析了城市道路T型交叉口在工程实践中的设计要素,总结了城市道路T型交叉口的设计方法,并结合具体工程实例进行实践,取得了良好的效果.     

横向非对称钢拱桥设计及BIM应用

随着交通行业的发展,跨径大、复杂程度高的桥梁越来越经常被采用,BIM技术在此类工程中的应用越来越广泛.针对一座非对称钢拱桥的设计要点进行梳理,从设计角度概述此类桥梁的设计流程和设计难点,并采用BIM三维技术参与协同设计,论述BIM技术在设计过程中发挥的作用及价值.     

城市道路横断面规划设计方法及工程应用研究

随现阶段城市经济发展的提速,城市道路和建设范围内硬化面积逐年增加,导致城市透水面缩减,易在多雨季节引发城市内涝等灾害,给城市发展和居民生活带来了诸多问题。为降低城市内涝等问题的发生,在城市道路横断面规划设计过程中,结合海绵城市建设理念,提出对应的设计方法指导工程应用。首先明确了海绵型城市道路的设计目标;分析了各项LID措施在功能、控制目标、经济性、对周边地块的影响和景观效果等方面的特征;阐述了红线宽度在12~15 m、20~28 m、34~40 m、40 m以上道路的横断面设计方法。     

排阵式交叉口几何设计与信号控制协同鲁棒优化

针对排阵式交叉口在实际交通波动环境中存在车辆滞留排序区,运行效率稳定性难以保障的问题,提出了鲁棒优化方法,平衡交叉口运行的效率和稳定性。在分析排阵式交叉口运行特性的基础上,指出了其运行效率波动性与交叉口几何设计、信号控制、交通需求、饱和流率和运行车速这5个因素有关。确定了将交通需求、饱和流率和运行车速这3个客观波动因素作为模型的输入参数,将几何设计和信号控制这2个可受设计人员控制的要素作为模型的优化控制变量进行协同优化的模型框架。在此基础上,以交叉口车均延误条件风险值最小为目标,考虑了各流向车道数、信号相位相序、排序区车辆清空等方面的约束条件,构建了基于情景的鲁棒优化模型,并建立了遗传算法对模型进行求解。通过案例分析,对鲁棒优化模型的置信水平取值和算法准确性进行了分析,证明了算法可以使目标函数收敛到最小值,并基于蒙特卡洛模拟对优化效益进行了检验。研究发现,所建立的几何设计与信号控制协同鲁棒优化模型可实现在交通需求和供给的波动下,对排阵式交叉口的车道功能、排序区长度以及主、预信号控制进行协同优化。相较于确定性的设计方法,在平均延误层面基本维持原有水平,但对延误标准差和最大值有着较为明显的改善,案例中分别减少了48%和23%。     

淡江大桥主桥设计

淡江大桥主桥跨越淡水河口,主桥采用单塔不对称半飘浮体系斜拉桥,全长920 m,跨径布置为(2×75+450+175+75+70)m,主跨450 m,桥面净宽44.7 m,桥下通航净高20 m,倒Y形桥塔高200 m。在桥塔及两端伸缩缝处的桥墩设置减隔震阻尼器,主梁采用钢箱梁(长660 m)及钢-混结合梁(长260 m),斜拉索按扇形双索面布置,共94根斜拉索。桥梁设计寿命为120年,依据基于性能的设计规范AASHTO LRFD及性能化抗震设计,结构强度满足规范要求。采用风洞试验与数值风力分析验证主桥结构的气动稳定性,结果表明当风速达100 m/s时,结构仍然稳定。