火灾高温下盾构隧道衬砌结构热力耦合模型试验

为研究火灾高温下盾构隧道衬砌结构的热力耦合行为,利用自主研制的温度加载设备和衬砌管环外压加载设备,分别设计并开展整环衬砌结构的无外压受热模型试验和热力耦合模型试验。试验使用不考虑接头效应的钢纤维混凝土匀质管片。首先,介绍2种试验设备的原理、主要构造和各类参数;在此基础上,针对模型试验过程进行细致的说明。然后,通过对衬砌管片结构形式的分析确定试验的火灾加载工况;详尽描述不同试验的相关结果,重点分析衬砌结构内表面各处温度场的变化过程、分布情况、管片的变形结果及破坏模式。研究结果表明：温度加载设备和衬砌管环外压加载设备能够较好的满足整环衬砌热力耦合研究的模型试验要求;试验初期底部管片的升温速率相对顶部管片有所滞后,但各部分间的温差数值随加热的持续进行会逐渐减小,衬砌结构内部能够形成稳定的温度场;无外力作用下匀质管片的破坏形式表现为沿幅宽方向的贯穿裂缝,各管片结构的裂缝发展路径存在差异;衬砌管片由于外压作用产生的压应变随温度的升高而减小;外压荷载对衬砌结构在高温下产生的膨胀变形存在抑制效果。研究结果可为盾构隧道整环衬砌结构热力耦合研究的进一步发展提供参考。     

桥梁极不对称转体齿轮驱动体系设计

武汉市常青路跨汉口火车站立交为(95+105)m连续钢箱梁,采用转体法施工。受城区作业场地限制,现场采用(91.4+43.8)m极不对称转体结构,转体重量约86 000kN,球铰两端重量相差30 000kN。为满足桥梁结构受力要求,在长臂端设置辅助支撑并结合短臂端配重,使转体结构达到平衡状态;在销轴与上球铰间预留足够的间距,以避免上球铰与销轴接触;取消转台处牵引索,在2处辅助支撑下部设置滚轮小车和驱动装置,由驱动装置带动滚轮小车及其上部的辅助支撑、梁体实现桥梁转体。制作1∶5实体试验模型并进行模型试验。试验结果表明:各指标试验值与有限元模型计算值吻合良好,当转体角速度控制在0.02rad/min以内时,各指标试验值基本不发生变化,验证了该齿轮驱动体系的可行性、平稳性和安全性。     

张华庆:深水航道的“骤淤”治理

"由于水流、结构、地质都有不同的介质,遵循着不同的运动规律,他们之间的影响非常显著,运动也极为复杂。而航道的泥沙在水流、潮流及波浪作用下,运动的机理非常复杂,对航道的影响较为巨大。"交通运输部天津水运工程科学研究所副院长兼总工程师张华庆认为,特殊的大浪条件下,沿海深水航道的整治和养护需要研究其结构和地质的相互作用。     

盾构隧道管片接头嵌入式密封垫防水性能探究

为解决传统密封垫易于与混凝土管片胶结处发生渗漏水的问题,对新型嵌入式密封垫的防水性能进行研究。与传统的现场粘贴防水橡胶密封垫的工艺不同,嵌入式密封垫是将密封垫与混凝土管片整浇预制。采用模型试验和有限元数值模拟方法,对隧道接头中嵌入式密封垫的防水能力进行分析和论述。研究结果表明： 文中所涉截面形式的嵌入式密封垫在控制工况,即张开量7 mm、错缝量10 mm的情况下,满足上海深层排水调蓄隧道0.6 MPa的耐水压力要求,且弥补了传统密封垫易从密封垫与混凝土接触面渗漏水的缺陷。此外,通过在密封条两侧设置凹槽,可有效减小密封垫脚部与混凝土间接触应力,减少局部应力集中,保证混凝土管片的完整性,提高接头防水能力。     

地下交通转换平台射流通风特性及风流组织方式研究

为探究地下交通转换平台内通风系统的合理布局,采用比尺模型试验和CFD模拟相结合的方法,研究射流风机和通风组织对地下交通转换平台内气流运动的影响。结果表明： 1）当联络通道内风机射流朝向敞开段时,为使风机升压系数Kj最大,630 mm、900 mm、1 120 mm射流风机的布设位置应距离敞开段分别大于40、50、65 m; 2）大口径射流风机具有更大的Kj,但占用的断面空间更大,且射流诱导段更长,应根据联络通道长度和高度合理选择射流风机口径; 3）地下交通转换平台的通风组织不宜采用同侧开启方式,采用对角抽吸方式时,联络通道内的污染物混入比最低、通风效率最高。     

长首楼型船的波浪诱导弯矩研究

主要研究航行于恶劣海况下,后端壁在船中0.4L范围内的长首楼型船所受的波浪载荷特性。通过对分段龙骨梁船模进行波浪载荷试验测试,结合在时域内基于三维非线性水弹性理论对此船进行数值预报,综合研究长首楼型船所受的波浪载荷特性。研究发现在航速较高、海况较为恶劣时,长首楼型船所受的砰击颤振弯矩显著,甚至在数值上超过了低频波浪弯矩幅值。这对长首楼型船首尾甲板过渡处较弱剖面结构的安全性危胁较大,需要在结构强度评估和设计中给予重视。     

斜向波浪对斜坡堤胸墙作用力的试验研究

斜坡堤胸墙的稳定性主要受到波浪作用的影响,而且实际工程中斜坡堤多受斜向波浪作用。通过斜向与正向不规则波对斜坡堤胸墙作用的物理模型试验研究,分析斜坡堤单个胸墙所受的斜向波浪总力的折减系数随水位和波浪入射角度的变化规律,并与斜向波浪对单元直立堤的作用情况进行对比。结果表明:斜坡堤单个胸墙所受的斜向波浪总力的折减系数总体上随着水位的降低而变小,随着波浪入射角度的减小而变小;斜向波浪总浮托力的折减系数一般小于总水平力的折减系数;在不同水位和波浪入射角下,斜坡堤单个胸墙所受的斜向波浪总力的折减系数与单元直立堤有一定差别。     

洋山深水港西港区岸线功能规划调整

为满足洋山深水港生产营运需要,有关部门希望保留颗珠山—蒋公柱潮流汊道,这与总体规划布置不一致。为此需进行深水港西港区岸线功能规划调整研究。考虑到汊道的颗珠山一侧潮流具有岬角绕流型特点,而蒋公柱一侧有岬角环抱型特点;在此认识基础上针对多种岸线方案进行试验。试验结果表明,采用岸线优化方案后,可以保持甚至改善汊道内和已建港区潮流条件。从水流角度看,采取合理的岸线布置和适当的工程措施后,保留和开发利用颗珠山—蒋公柱潮流汊道是可行的。     

感潮河段支流口门堤头结构形式研究

感潮河段支流口门引排水枢纽受用地条件限制常距江较近,口门区水流受主河道涨落潮牵制作用明显,水流流态复杂,极易造成口门区泥沙淤积、岸坡冲刷及引航道横流超标等工程问题。为此,设计出可以改善感潮河段支流口门流态的梯级堤头结构形式。物理模型试验结果表明:在涨潮引水情形下,主河道水流折冲转向入引河的夹角减小,水流更为平顺地进入河道,减小了水流对河岸的冲刷,同时减小了引航道口门横流流速;在落潮排水情形下,堤头上下两级平台间可供水流通过,减弱水流顶冲主河道的强度,使得堤头下游回流范围减小,有利于河势稳定。     

西津水利枢纽二线船闸下引航道布置方案对比

西津水利枢纽二线船闸工程对发展西江航运和流域经济具有重要作用。为研究二线船闸布置方案与原一线船闸布置的相互影响,采用水工模型试验研究二线船闸下引航道两类不同布置方案下的水流条件,通过分别测定一、二线船闸下引航道口门区纵、横向及回流流速三项指标,并进行对比分析得知:一、二线船闸下引航道口门区采用共用布置方案时,在中洪水流量情况下,口门区内横向及回流流速难以满足规范要求;当采用下引航道口门区分开布置形式时,二线船闸下引航道口门区多项流速在各级通航流量下基本满足规范要求。