轻型高速公路桥梁车辆荷载研究

车辆荷载是影响公路桥梁结构安全性和使用性的重要因素,作为一种新型公路,目前尚无关于轻型高速公路桥梁车辆荷载的系统研究,为了解我国轻型车辆荷载的情况,首先确定了在混合交通动态称重数据中选取轻型车辆的筛选标准,并对筛选所得的轻型车辆荷载数据进行了概率统计分析,分析表明我国公路上行驶的轻型车辆总体服从对数正态分布,前期研究确定的总重指标符合实际情况;另外,为给轻型高速公路桥梁荷载标准的制定提供依据,还对密集运行状态的轻型车队荷载效应进行了计算,与公路—Ⅰ级进行了比较,并对大量的计算结果进行了统计分析,结果表明轻型车队荷载效应服从正态分布,可选择0.4倍的公路—Ⅰ级荷载作为轻型高速公路桥梁的荷载标准。     

某立交匝道桥墩梁“抵触”病害长期监测分析

某大型立交桥出现上层曲线梁桥墩柱与下层曲线梁桥梁体相互"抵触"的罕见病害,为分析病害原因,针对性建立了在线监测系统,对该桥长期监测数据进行了定量分析,并应用Midas软件建立实桥有限元模型,分析运营荷载下的结构位移行为。结果表明,上层曲线梁桥横桥向位移变化以季节温差为主导因素,位移较小且具有良好的可恢复性,其墩柱偏位由梁体横桥向位移"带动"而致;下层曲线梁桥梁体同时受到季节温差、车辆荷载等因素影响,位移较大且可恢复性较差,呈现出向曲线外缓慢横桥向爬移现象;下层曲线梁桥梁体缓慢横向爬移是导致墩梁"抵触"现象的主要因素。分析结果揭示了该病害形成原因及演变规律,可为桥梁运营安全控制提供科学参考与指导。     

码头设计中桩基有效计算长度分析

有效计算长度是高桩码头桩基压屈验算的控制性参数。国内外规范提供了其理想约束下的计算方法，但不能完全反映顶部实际约束，也未明确整体分析时顶部约束类型。介绍利用有限元屈曲临界荷载确定桩基有效计算长度的方法，该方法反映实际约束较为精确，并提出码头桩基局部分析和整体分析的设计理念，得出相应规律。结果表明，局部桩基分析时，端部排架1~3顶部可认为铰接，其他排架顶部可认为固接；码头结构整体分析时，桩基顶部约束为平滑约束；码头结构整体分析时，排架≥2轴时桩基顶部可认为平滑约束；单排桩≥2根时顶部横向可认为平滑约束。实际码头工程中桩基布置、斜率等变化因素较多，可利用本文方法进行分析。     

低承台桩基墩柱式结构水平荷载作用下的桩基计算

某船闸靠船墩结构采用低承台桩基墩柱式结构。按照《建筑桩基技术规范》考虑承台、基桩协同工作和土的弹性抗力作用计算受水平荷载的桩基内力及位移，内含大量插值查表，计算复杂，具有一定的人为偏差。采用STAAD.PRO软件建立桩基、承台及土单元模型，并将上部墩柱结构及荷载进行力学转换后作用于承台，分析低承台桩基墩柱式结构桩基内力及位移，并与工程实例计算结果对比。结果表明，STAAD.PRO计算结果与规范计算结果基本一致，工程实践中可使用该软件方便地计算低承台桩基墩柱式结构水平荷载作用下的内力及位移。     

基于粒子群优化反步法的船舶航向控制器设计

考虑到反步法在随机干扰下具有较优的控制效果,利用反步法设计基于Nomoto模型的船舶航向控制器;设计一种基于粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)反步法的航向控制器,其能通过优化不确定增益参数来消除部分冗余控制。通过仿真试验比较不同航向控制器的性能。仿真结果表明:粒子群优化反步法航向控制器具有更高的控制精度和更强的鲁棒性。     

荷载频率对土体动强度影响分析

基于目前开展的受不同频率波浪荷载作用的土体动强度研究较少,而我国的港口岸线土质大多为粘性土和粉土,根据波浪荷载的特点,文章对不同类别的土样分别进行了不同振动频率的固结不排水动三轴剪切试验。试验表明,加荷频率对土体动强度有一定影响,而影响程度还受到土性条件的制约。通过试验得出,振动频率对粉质粘土和粉土的动强度有一定影响,在0.05~1.0 Hz范围内是单调增加;荷载频率对粉砂的动强度也有影响,但不是单调增加或递减,f=0.2 Hz时,动强度最高,f=0.5~1.0 Hz时,粉砂动强度变化不大。     

水下滑翔机的反步与反馈线性化控制对比研究

水下滑翔机是高阶非线性系统,传统的线性控制方法在滑翔机俯仰角大幅度转换过程中易出现调整时间变长,控制精度下降等问题。通过研究水下滑翔机动力学模型,在保留模型非线性特征的前提下,分别设计了基于反步法以及基于输入输出反馈线性化的水下滑翔机纵倾运动控制器。数值仿真表明,在俯仰角大范围转换动态过程中,2种方法均能实现滑翔机纵倾运动的控制,反步控制器更适宜用于俯仰角的控制,而输入输出反馈线性化对压载水囊质量的控制则更胜一筹。     

基于随机过程的连续箱梁桥通行荷载分析

车辆荷载是公路桥梁设计的重要技术指标\[1\]，也是影响结构安全和使用寿命的重要因素。随着经济的快速增长，尤其近二十年来汽车工业和交通运输的迅速发展，重型车辆大量涌现，使得车辆荷载较以往发生了较大变化，对桥梁通行荷载全方位的量化研究对于交通管理者采取合理的桥梁管养措施至关重要。一般通行荷载具有不确定性，而随机过程的研究方法在描述事物的不确定性方面发挥了巨大的作用，因此可用来分析通行荷载的不确定性。连续箱梁桥由于其整体性能好、设计施工较成熟，成桥后养护工作量小等优点，在近二十年发展很快，成为了首选的桥型方案之一，文章以此为例进行研究。     

双向聚能非均布荷载作用下浅埋隧道动力响应

通过解析方法研究爆炸荷载下动力响应问题.模型假定在半空间弹性土体中衬砌隧道中心处发生爆炸,荷载简化为双向聚能的非均布瞬态周期荷载并作用在隧道边界上,根据弹性动力学理论和Hamilton壳体理论得到围岩运动方程和衬砌运动方程,通过Laplace变换、波函数展开法和Graf坐标变换法,得到频域下爆炸荷载作用下隧道衬砌及围岩位移和应力响应表达式.利用Laplace数值逆变换得到时域响应半解析解,分析隧道在不同位置、埋深、衬砌厚度和荷载集度的波动特性.数值计算结果表明:隧道顶部和底部响应的方向相反,不同位置处响应趋势都趋于一致,随时间推移,响应逐渐衰弱;随着隧道埋深的增加位移场响应幅值先增强后减弱,在应力场中,隧道侧向响应幅值变化较小,而在隧道顶部和底部产生的幅值变化较大;衬砌厚度增加,隧道周身响应随之减小,并且厚度增加对隧道顶部和底部响应幅值影响较大;当荷载集度增加隧道顶部和底部附近出现较大的环向位移,顶部径向位移增大底部减小,应力响应在隧道顶部衰减,环向应力响应在底部增强.     

某半潜式钻井平台改造升级前后运动性能对比

半潜式钻井平台是深海油气资源开发的重要装备之一。半潜式钻井平台结构复杂,在设计建造及服役过程中,往往需要根据实际需求对平台原方案进行改造升级,而升级后平台的运动性能将与原平台存在一定差异,此时需要进行对比分析以确定升级方案的可行性。本文采用Sesam软件对某半潜式钻井平台改造后方案与其原方案的运动性能进行分析和对比。计算结果显示,与原方案相比改造方案的垂荡运动RAO第一峰值略增大、横纵摇值基本一致,平台总体水动力荷载变大。