基于ABAQUS的地质偏压隧道非线性接触分析

针对于山岭隧道常出现的,穿越倾斜产状的层状岩体,或多在隧道进出口处节理裂隙发育的情况,结合成兰铁路茂县隧道出口地段所处的地质偏压环境,应用ABAQUS有限元分析软件中的面-面接触单元,建立节理软弱结构面的二维隧道模型。并对地质偏压隧道的围岩压力及衬砌结构内力进行非线性接触分析和计算,初步得出单线铁路隧道在地质偏压情况下围岩和衬砌结构的位移、应力的分布特征,并讨论软弱结构面的摩擦系数对隧道偏压作用的影响,根据隧道受力特点提出隧道在地质偏压情况下可能采取的建议和措施。     

回转支承应用于平地机驱动桥与平衡箱联接

针对平地机后驱动桥与平衡箱联接存在零件加工和安装精度要求高、联接受力复杂、普通轴承易损坏、可靠性差等问题。提出了采用专用、特殊的轴承——回转支承联接的方法。通过适当选型并经过计算验证，该方法满足了平地机后驱动桥和平衡箱联接的强度和工作要求，且方便可行。     

干湿交替条件下膨胀围岩隧道的力学性态研究

以广西南宁膨胀土为围岩材料,制作室内膨胀围岩隧道物理模型。通过对隧道模型进行干湿循环试验,得出围岩在吸水及失水条件下的围岩应力-时间关系曲线及衬砌应变-时间关系曲线。试验认为在吸水过程中大部分测点的围岩压力都经历了增长、减小、不同速率的再增长3个阶段。衬砌变形则经历缓慢增长、急剧增长、急剧减小、微增长4个阶段;在失水过程中,从整体上可以将围岩压力变化分为两部分,即围岩失水收缩致使衬砌和围岩的接触压力下降导致围岩应力值减小以及土体收缩产生收缩应力导致应力监测值增大。并分析这种变化规律的形成机理,证明时间效应和空间效应的存在。为今后膨胀围岩隧道的结构设计和施工优化提供一定的理论参考。     

缓冲型防落梁钢圈限位装置力学性能试验

经合理设计的防落梁限位装置可以有效减小地震发生时桥梁上、下部结构间的相对位移，阻止落梁破坏的发生，而明确限位装置力学性能是对其进行合理设计的必要前提。为探明缓冲型防落梁钢圈限位装置的滞回性能和破坏模式，并提出极限位移和极限承载力的计算方法，制作了6个试件进行拟静力试验研究。分析了钢材种类、限位装置截面高度h和直线段长度a等设计参数对其力学性能的影响，试验结果表明：①在初期的加、卸载过程中，试件以弯曲变形为主，刚度及承载力低。由于弧段部位过早出现塑性，卸载后出现永久性变形；试件在反复加载过程中，累计塑性变形增加，后期以拉伸变形为主，刚度大。试件达到最大承载力后，发生颈缩、断裂破坏，最终丧失承载能力。②分析试件圆弧段测得的应变，加载初期内侧受拉，外侧受压；随着位移的增加，弧段外侧达到最大压应变后，试件被拉直，中性轴偏离截面形心；破坏时，试件各部位均出现较大的拉应变。③参数a对试件启动限位功能时机影响较大，对试件初期刚度几乎没有影响；参数h增加时，承载力的增长速率、初期刚度以及最大承载力均增加，但对位移影响较小；改变钢材种类对承载力影响较大，对位移影响较小。在试验研究的基础上，提出了该类限位装置的极限承载力与极限位移计算公式，并验证了计算公式的有效性。     

铁路客运专线衬砌台车门架结构优化

为进一步增强隧道衬砌台车相关方经济用材意识,节约钢材用量,间接减少炼钢污染排放,为控制雾霾改善环境做出间接贡献,针对银西铁路贾塬隧道客运专线台车的门架结构所用2种型材组合方式,采用ANSYS有限元计算方法,把门架的立柱、横梁和立柱大斜撑拟合为梁单元Beam4,其余杆件拟合为杆单元Link8,仿真门架工况施以相同边界条件分别予以检算并做出比较分析,结果表明:仅单榀门架优化后省材2 t多,经工程应用验证均能满足质量要求,证实台车节材降耗挖潜增效仍有空间。     

石板山隧道衬砌施工技术

石太客运专线石板山隧道前长7505m，位于R=12000m曲线上，线间距由4.96m渐变至4.6m，断面变化处采用顺接过渡，设计为单洞双线隧道，是全线贯通的控制工程之一。通过对石板山隧道进口段衬砌施工实践，着重阐述衬砌各分项工程施工工艺和控制措施。     

多孔大跨石拱桥的施工

锦江河大桥的主桥为无制动墩的4孔64 m大跨石砌拱桥。文章对该桥的基础,下部结构,上部结构施工作了较详细的叙述,有一些新的技术改进和经验。通过施工证实,无制动墩的多孔大跨石拱桥,采用这种工艺方法施工是可行的。     

环梁-桁架支撑体系在大型基坑工程中的应用

研究目的：北京西站地下行包库是北京西站改扩建工程中的一个重大项目,对整个工程的进度起着控制作用。通过本研究,拟找到一个施工便捷、结构合理的支护体系。研究方法：根据地质情况、周围环境要求、工程功能、当地的常用施工工艺设备以及经济技术条件综合考虑、因地制宜地选择支护结构的类型。采用理正单元计算、理正整体计算与SAP84计算相校核的计算方法,并对极限平衡法和弹性支点法的计算结果进行对比分析。研究结果：采用人工挖孔桩围护结构＋圆形环梁-桁架支撑的支护体系,其结构受力体系合理,便于施工,经济指标合理。研究结论：圆形环梁-桁架支撑的支护体系结构受力合理,适用于平面尺寸大、长宽尺寸接近、四周地层性质接近、抗力接近的基坑;混凝土圆形环梁结构受压合理,整体稳定性好;桁架体系整体性强,采用钢构件施工速度快;单撑式围护结构可以采用极限平衡法计算。     

基于有限单元法的隧道抗水压衬砌结构设计

研究目的：客运专线铁路隧道结构设计中往往会碰到水荷载作用计算难题，考虑抗水压衬砌结构设计仍然是隧道设计与研究热点之一。为检验隧道衬砌结构设计的安全性及防水性，有必要对抗水压衬砌设计结构进行内力计算。研究方法：针对金沙洲隧道特定地质条件和工程设计要求，采用基于有限单元法的荷载结构模型，对按围岩类别设计的3种隧道断面衬砌结构受力进行数值模拟。研究结果：研究得到了衬砌外水压力以及结构内力及分布特征，并验算了衬砌结构的安全系数。通过对计算结果分析验证，选出了各自围岩级别下合适的衬砌结构。研究结论：在全断面封闭排水的衬砌结构设计中，应着重考虑发挥混凝土的抗压性能；在富水区地下水头较大时。采用帷幕注浆法改善堵水圈的渗透系数，可有效降低衬砌的外水压力；选择仰拱外轮廓隅角半径、仰拱与曲边墙的连接处的半径以及仰拱厚度作为控制变量，可以改善衬砌结构受力特征。     

祁家黄河大桥设计

祁家黄河大桥为单跨180 m的上承式钢管混凝土拱桥,综述该桥主桥设计。该桥矢跨比为1/5;拱圈采用等截面悬链线,由横哑铃形桁式双肋组成;拱上立柱采用钢管混凝土柱框架结构,桥面板边孔采用20 m空心板梁与路基相接,次边孔采用16 m跨空心板,其余孔均采用标准的13 m跨空心板;该桥采用重力式拱座;拱肋吊段采用内法兰盘连接。该桥采用斜拉扣挂式无支架缆索法施工,利用钢丝绳作扣索,设计中取消了扣塔,直接将部分扣索锚固于桥台处。