桥侧大面积堆土致斜交梁桥倒塌事故分析

以杭州绕城高速上发生垮塌的斜交桥梁为案例,通过现场调查取证,获取了案例桥施工图纸、地质情况和现场的破坏信息。在此基础上,采用摩尔-库仑模型模拟土体的弹塑性性质,用实体单元来模拟盖梁、承台、桥墩、桩基等桥梁结构,用不同区域的均布荷载来模拟堆载作用,并且设置接触单元来考虑桩-土相互作用,模拟桩-土之间的滑移和分离,建立三维有限元模型。同时研究了土体的物理参数（淤泥层和亚黏土层弹性模量）、堆载高度和斜交角对桥梁结构的影响。研究结果表明：大面积堆土导致近堆土侧桥墩、桩基发生比远堆土侧更大的位移,对于斜交桥,该位移方向与两侧桥墩连线即盖梁的方向成一定角度,从而导致近侧桥墩、桩基在轴力、弯矩和剪力外,需要承受较大的扭矩;随着斜交角从0°增加到40°,近侧桥墩、桩基承受的扭矩持续增大,扭矩逐步成为控制桩基破坏的主要因素;堆载引起淤泥层的沉降会导致该部分土层产生较大的负摩阻力,进一步改变了桩身轴力的分布;土体的弹性模量、堆土高度对桥梁在堆载作用下的横向位移和内力有很大影响;杭州绕城高速垮塌的主要原因是在软弱层上堆土导致桩基发生压、弯、剪、扭破坏。     

秦岭天台山大断面高速公路隧道降尘除尘方案研究

为解决由于隧道施工断面大、在开挖过程中产生的粉尘难以通过施工通风排除的问题,对秦岭天台山隧道（双向6车道）施工过程中钻孔、爆破、出渣、喷浆等不同工况下的隧道粉尘质量浓度进行现场实测,并根据现场实测结果,对隧道内各工况施工粉尘分布特性进行数值模拟研究,提出适合于大断面隧道施工的粉尘控制措施。现场测试结果表明,出渣和喷浆工况下,粉尘质量浓度超过规范要求数倍。通过数值模拟得到： 1）靠近掌子面40 m区域内粉尘质量浓度不稳定,下降趋势不明显; 2）在布置风管时,风管末段至掌子面距离建议取为60~80 m,以保证新鲜风以较大的喷射面抵达掌子面; 3）建议采用附壁风筒降尘+车载除尘方案,除尘效率达95%,能有效处理隧道各区域粉尘,且对施工造成的影响小。     

高速公路加宽对路基变形影响研究

随着交通量的不断增加,路基加宽工程日益增加.高等级公路加宽工程在设计和施工中必须根据工程的特点,高度重视质量薄弱的环节,并采取有针对性的处理措施,才能确保工程质量.其中,如何控制新旧路基差异变形、提高加宽后路基稳定性,是一个值得关注的重大问题.大量的工程实践表明,高等级公路加宽工程中新旧路基产生不均匀沉降及路面产生破坏的原因是多方面的.基于实际工程,利用FLAC3D软件建立了道路加宽的数值模型,对路基的沉降特性以及横向位移进行了研究,认为路基加宽可以起到反压护道的作用.所得结论对于公路加宽工程有实际的指导意义.     

基于舒适性指标的道路纵断面设计指标研究

目前在道路改扩建工程以及大修工程中,道路纵断面均以新建道路标准进行设计,这种标准的单一化给道路大修以及路桥过渡段的处理工程带来很大难题,在实际工程中只能依靠工程人员的经验进行处理而缺乏必要的依据。为解决上述难题,本研究从行车平稳、舒适、交通安全角度出发,通过建立合理的车辆模型进行数值分析计算,期望在满足使用要求的基础上找到合理的纵断面设计指标,对实践工程提供相关依据。     

基于分子跟驰特性的交通流稳定性分析

交通流稳定性分析是研究交通堵塞、交通事故和交通流特性的基础,对于提高车辆行驶的安全性和道路通行能力等方面的研究都具有重要的现实意义.首先基于分子动力学理论,考虑前导车的行为变化以及外界环境变化等因素,对处于理想状态下的稳态车队进行了分析.然后采用微扰法从微观和宏观方面对交通流进行了稳定性分析,建立了基于需求安全距离的微扰跟驰模型.最后应用Matlab对微扰法研究结论进行了数值仿真分析.结果表明,当处于平衡状态的车队中的某车辆受到微扰后,车队能否在波动后恢复稳定状态与驾驶员反应强度系数的取值大小有关.     

大体积箱梁0、1号块混凝土浇筑温度控制

为控制某桥桥墩上现浇0、1号块箱梁的内外温差,消除巨大温差引起的裂缝等结构安全隐患,以实际桥梁工程为背景,采用有限元软件对浇筑后的箱梁0、1号块瞬态温度场进行仿真分析,并在现场埋设温度传感器监测其温度场.结果表明:相对于顶板、腹板和底板,横隔板温度更高且最晚达到最大值(45℃);采用分层浇筑、埋设冷却水管等施工控制措施,各部件温度明显降低,结构内、外温差可以较好地控制在20℃以内,且拆模后未发现裂缝.     

高速铁路声屏障在列车风致脉动力与自然风荷载下的数值模拟

基于三维、定常、不可压缩、粘性流体的RANS方程和κ-ε两方程模型,运用计算流体力学软件Fluent,对在列车风致脉动力与自然风荷载联合作用下的高速铁路声屏障进行数值模拟,分析在不同的风向角及风速下,自然风荷载对声屏障所受列车风致脉动力的影响。结果表明:自然风荷载对声屏障所受的脉动峰压影响较大,在对声屏障进行结构静力学设计时必须考虑自然风荷载的影响。     

双幅并行连续刚构桥箱梁断面三分力系数气动干扰效应数值模拟

以咸阳至旬邑高速公路三水河连续刚构桥箱梁桥为依托,采用CFD软件FLUENT计算了主梁跨中及支点断面在不同风攻角、双幅桥间距及有无护栏情况下的风阻力系数,并与相同条件下的单幅桥进行对比,研究了双幅桥风阻力气动干扰效应。结果表明：气动干扰效应对双幅桥风荷载均有影响,总体上随双幅桥间距减小而增大,随结构尺寸增大而增大,而随风攻角的变化规律不明显;上游桥阻力系数干扰因子为0．994～1．147,略大于1或在1附近变化,表明气动干扰效应对上游桥的阻力系数影响较小;下游桥阻力系数干扰因子为-0．356—0．973,变化范围很大,表明气动干扰效应对下游桥的阻力系数影响很大,双幅桥间距较小时来流风对下游桥的作用甚至表现为吸力。     

隧道数值模拟计算边界范围研究

本文以某高速公路隧道的开挖和支护过程为工程实例,采用有限差分法岩土分析软件Adina进行全过程模拟,旨在分析模型的边界效应对相应求解精度的影响。研究方法是在其它条件同等的情况下,采用不同的模型边界范围建模,并分别独立进行模拟求解,通过比较不同模型下同一截面的力学响应的差异,进而分析模型边界范围这一单因素对隧洞开挖数值模拟的精度影响。研究思路和结论可以为类似的数值模拟关于如何合理地选择模型边界范围提供参考,从而使模拟实现过程的时效性和精度达到较佳的统一。     

基坑开挖对邻近公路盾构隧道变形影响分析

盾构法公路隧道已成为拥有主干河流城市越江通道的主要手段之一。运营公路隧道周边基坑开挖将引起隧道的附加变形,从而影响隧道的正常安全运营。针对工程实例,采用有限元分析软件PLAXIS,分步进行基坑开挖过程对公路盾构隧道的影响分析,力求掌握在基坑开挖过程中,隧道的变形发展规律。并针对是否采取辅助加固保护措施进行分析论证,从而指导施工,确保临近公路隧道的安全。