长江下游地区倒Y形混凝土桥塔的三维日照温场及其效应

以长江下游某大跨斜拉桥的倒Y形混凝土桥塔为例,基于传热学、气象学和计算机几何图形学等理论,建立倒Y形混凝土桥塔的三维日照温度场及其效应的有限元模型,对桥塔的三维日照温度场及其效应进行研究。研究结果表明:桥塔南北塔壁和东西塔壁的外表面最大温差分别可达13.1℃和10.4℃,超过规范的推荐值(推荐值为±5℃);东南西北各塔壁沿壁厚方向上的最大温差分别可达14.5,18.2,16.8和7.8℃,且温度沿壁厚方向近似呈指数形式分布,北塔壁和其他三面塔壁的衰减系数分别处于3.1～3.5和4.1～5.0之间;桥梁走向为南北时,塔顶纵横桥向的最大位移分别可达132.3 mm和8.7 mm,桥梁走向为东西时,塔顶纵横桥向的最大位移分别可达51.4 mm和25.7 mm;不论桥梁走向是东西还是南北,桥塔纵桥向和横桥向的温度应力均超过C50混凝土的抗拉强度设计值1.83 MPa,与其他荷载组合时可能会使桥塔开裂,故建议在塔壁内外表面以及截面突变部位多布置一些钢筋或钢筋网片。     

折线塔斜拉桥主塔力学特性的研究

以沈阳某折线塔斜拉桥为背景，从混凝土折线塔的受力特点出发，通过有限元数值法对混凝土折线塔主塔折角等关键部位的力学特性进行了分析研究.结果表明:主塔折角处存在严重的应力集中现象，但高应力区范围较小.折角处设置加劲板后，折角截面应力集中系数下降，加劲板消除了中跨侧塔壁平面外弯曲现象，同时折角部位加劲板内出现竖向拉应力.因此，设计时应适当加大加劲板腋角尺寸，并适当加强加劲板内的竖向主拉钢筋和表面防裂钢筋网.     

温度应力、自收缩对高性能混凝土早期开裂的影响

根据高性混凝土的水化特性、物理力学特性及自收缩特性,分析了高性能混凝土早期开裂机理和影响早期开裂的主要因素.并结合工程实例,借助混凝土温度和应力有限元仿真计算方法分析研究了表面适度保温和水管冷却技术在高性能混凝土温控防裂中的应用效果.研究结果表明,表面适度保温与水管冷却相结合能有效降低混凝土的内外温差,减小混凝土早期表面拉应力与后期内部拉应力,防裂效果明显,对类似的工程具有借鉴作用.     

外露型钢锚箱索塔锚固结构受力机理试验

通过缩尺比例为1∶2的节段模型试验,揭示了外露型钢锚箱索塔锚固结构的受力机理,重点分析了塔壁预应力在结构中的作用效应.研究结果表明:外露型钢锚箱索塔锚固结构在中小跨径桥梁中具有较好的适用性;在塔壁不开裂的情况下,预应力不会改变水平索力在钢锚箱和混凝土塔壁之间的分配关系;预应力能够明显减少塔壁混凝土的拉应力,提高塔壁的抗裂性能,但也会降低钢板的利用率和增大焊钉剪力顺桥向作用的剪力.     

混凝土箱梁日照温度场仿真分析

混凝土箱梁的日照温度场可通过理论分析并进行仿真分析,建立箱梁的有限元分析模型,对箱梁的日照温度场进行仿真分析,分别对箱梁各结构面温度的时程变化和各结构面的温差分布情况进行分析.分析结果表明,顶板、底板、腹板外表面的最高温度均出现在14:00,各板内表面的出现最高温度相对于外表面存在滞后,出现时刻为20:00.箱梁各板在日照作用下会出现相应的横向温差,沿梁高方向的竖向温差在14:00达到15.69℃.     

预应力混凝土无梁屋盖的温度应力分析

预应力混凝土无梁屋盖在日照和季节温差作用下容易出现开裂现象，为了研究其裂缝成因，针对屋盖所处的工作环境，应用ABAQUS软件，建立了日照和季节温差作用下预应力混凝土无梁屋盖的有限元分析模型，计算得到其应力分布云图.计算表明：这类预应力混凝土无梁屋盖在日照作用下，裂缝主要出现在托板附近，方向平行于托板边缘，托板顶角处的裂缝方向与对应的托板对角线垂直；而在季节温差作用下，裂缝主要出现在后浇带附近，方向平行于托板边缘，且存在贯穿裂缝的可能.     

后浇带对施工期闸墩混凝土温度和应力的影响

针对闸墩施工期容易开裂的问题,阐明了闸墩的开裂原因.借助混凝土温度和应力有限元计算方法,分析了后浇带的防裂机理和效果.指出后浇带对减小混凝土内部最高温度、内外温差以及早期表面拉应力作用不大,对减小闸墩后期的内部拉应力有明显作用.研究表明,后浇带可以有效防止闸墩后期"由里及表型"裂缝的产生.     

锌精馏铅塔燃烧室热工问题诊断

针对韶关冶炼厂锌精馏过程中1号铅塔燃烧室内存在上、下空间温差较大,第2层空气助燃作用很小,第3层空气基本上失去助燃作用等问题,对铅塔燃烧室进行了热工测试.发现铅塔燃烧室内水平方向的温度并非均匀,而且其温差比上、下方向的温差更大.通过对铅塔燃烧室热工诊断及研究,得出导致铅塔燃烧室内烟气与塔盘外壁在水平和上、下方向温差大的原因是燃烧室内煤气、空气以及烟气在各喷口的分布,燃烧室和换热室间隔墙具有保温作用,燃烧室内烟气扰动,直升烟道对第2层煤气和第2,3层空气加热.其中,直升烟道对第2,3层空气的加热作用以及它们较大的沿程阻力导致第2层空气助燃作用小,第3层空气基本上失去助燃作用.这种诊断结果有利于铅塔燃烧室的正常运行和维护.     

超低温作用下LNG储罐外壁变形分析

当LNG储罐内罐泄漏时低温液体直接与外罐混凝土接触,使外罐内壁与外壁之间形成明显的温差。分析了超低温作用引起的内外温差对整个结构内力的影响,得到了储罐外壁在超低温作用下温度分布规律及其变形规律。结果表明:超低温作用下LNG储罐外壁温度分布由内而外呈线性分布,罐壁的温度分布比较均匀;低温作用罐壁的变形比理想状态增大很多,且随内外温差的增大变形有所增长。     

浅谈混凝土的施工温度与裂缝原因

<正>1裂缝的原因混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力。后期在降温过程中,由于受基础或老混凝土约束,又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢,但表面湿度可能变化较大或发生剧     

斜撑角钢杆对输电铁塔受力状态影响

输电杆塔作为复杂的格架式结构,杆件众多,目前并不明确各杆件对杆塔整体承载性能的影响,通过有限元仿真分析,系统研究某三档四塔塔线体系在风载作用下的应力分布情况,并结合某倒塔现场,确定杆塔支撑杆件对杆塔整体受力状态及稳定性的影响。研究结果表明:当杆塔完好连接时,在风载及覆冰作用下杆塔最大应力点处于塔脚位置。当杆塔横隔面处缺失1根斜材时,应力最大点转移至横隔面主材处;横隔面处缺失2根斜材时,应力最大点出现在横隔面辅材处。相比杆塔完好连接,当杆塔横隔面处分别缺失1根、2根斜材时,在风载作用下应力最大值增加61%、49%,在风载、覆冰和脱冰耦合作用下,应力最大值增加130%、230%。缺失2根斜材时,横隔面多根杆件会因为过载而出现弯折,引起杆塔由横隔面处弯折倒塌。研究结果对输电杆塔的结构设计、局部强化以及输电线路日常运维具有一定的参考价值。     

悬索桥张拉锚跨索股施工控制技术

针对悬索桥张拉锚跨索股纠偏索塔偏位的新施工工艺,利用悬索桥主缆无应力长度不变的原则,确定锚跨索股张拉预留量的计算方法;根据悬索桥施工控制理论和有限元程序,研究分阶段分批张拉锚跨索股施工控制技术。结果表明:施工过程中应将各索股之间的应力差控制在150MPa以内,塔顶相对偏位控制在5 cm以内,经过循环张拉后,成桥阶段各索股实测索力与理论索力差值的最大值占理论索力的5%,索力均匀;施工过程中确定的锚跨索股预留量为53 cm,该预留量的计算方法简单、准确。     

交叉索布置方式对多塔斜拉桥力学性能的影响

为提高主跨设交叉索的多塔斜拉桥刚度,改善其受力性能,在现有的交叉索布置方式基础上,提出间隔布置、非对称布置两种新的交叉索布置方式。建立主跨设交叉索的三塔至五塔斜拉桥有限元模型,与现有布置方式对比,分析新的交叉索布置方式对活载作用下主梁挠度、中塔塔顶位移、结构竖向基频及中塔内力的影响。结果表明：在拉索用钢量相同的条件下,与原有的交叉索布置方式相比,交叉索间隔2根索布置时,三至五塔斜拉桥的中塔塔顶位移减小3.9%~8.9%,主跨跨中下挠减小0.03%~4.9%,竖向基频增大1.40%~4.3%,中塔塔底弯矩减小2.2%~6.6%;交叉索采用非对称布置时,中塔塔顶位移减小8.2%~9.2%,主跨跨中下挠减小0.01%~6.6%,竖向基频增大0.7%~2.7%,中塔塔底弯矩减小5.6%~7.7%。间隔布置、非对称布置可有效提高交叉索对中塔的约束效果,提高结构刚度、改善桥塔受力。采用非对称布置的结构刚度最大、桥塔受力最小。     

不同核电厂址机械通风冷却塔雾羽大气扩散特征研究

 机械通风冷却塔雾羽扩散是内陆核电厂重要厂用水系统环境影响评价时首要考虑的重要问题,直接影响核电厂机械通风冷却塔附近大气环境。以江西彭泽和吉林靖宇内陆核电厂址为研究对象,应用冷却塔环境影响评价模型SACTI 模拟预测不同厂址、不同冷却塔设计和不同布局方案情景下机械通风冷却塔雾羽扩散特征,以确定不同厂址环境特征和冷却塔设计可能对机械通风冷却塔雾羽扩散产生的影响。结果表明,不同机械通风冷却塔设计情景下,一机四塔比一机两塔方案引起的雾羽扩散环境影响范围广,雾羽长度范围后者约为前者的2.1 倍,雾羽高度范围后者约为前者的1.3 倍。不同冷却塔布局方案情景下,一机两塔情景下线性排列和平行排列方案主要影响近场雾羽长度分布和高处雾羽高度分布,一机四塔情景下两种排列方案主要影响远场雾羽长度分布和低处雾羽高度分布。不同厂址情景下,一机两塔方案2 个厂址雾羽扩散差异最大,一机四塔方案2 个厂址雾羽扩散差异最小。     

输电塔-线体系动力响应影响参数分析

对两相邻直线输电塔进行了非线性动力时程分析,分别分析了绝缘子长度、导地线初始应力和输电塔档距三方面对输电塔-线体系风振响应的变化规律.结果表明:绝缘子长度在6～7m范围内,导地线的初始应力为最大应力的55%左右时,两相邻输电塔的最大位移同时达到最小值,但塔架的最大速度、最大加速度在此过程中的改变量较小,变化趋势不明显;当输电塔的档距为400m时塔顶位移最大.     

某内陆核电厂冷却塔雾羽对环境要素变化的响应分析

 冷却塔雾羽扩散直接影响冷却塔周围区域居民生活环境,是内陆核电厂散热系统运行环境影响评价时首要考虑的重要问题。应用冷却塔环境影响评价模型（SACTI）,针对不同环境温度和风速变化情景下自然通风冷却塔雾羽特征参数进行模拟,以确定不同季节气象要素变化可能对冷却塔雾羽扩散产生的影响。研究表明,SACTI 模型预测的不同温度条件下雾羽长度发生频率随温度增高呈下降趋势;雾羽高度发生频率随温度下降呈增加趋势、随温度增高呈减少趋势;雾羽半径发生频率随温度变化呈减少趋势。不同风速条件下,雾羽长度发生频率随风速增加呈增加趋势,雾羽高度发生频率随风速增加呈减少趋势,雾羽半径发生频率随风速增加呈减少趋势。冷却塔雾羽受温度和风速影响显著,直接影响不同季节冷却塔雾羽扩散。     

单塔和双塔情况下大型冷却塔的表面风压研究

针对大型冷却塔在单塔和双塔情况下的表面风压分布,应用风洞试验方法进行研究,采用增加模型表面粗糙度的方法来补偿模型试验的雷诺数效应,通过与以往成果的比较以确定合理的粗糙度,进行变风向角和塔间距工况的双塔干扰试验.研究表明:模型表面粗糙度对冷却塔外表面风压系数有较大影响;双塔串列时前塔对后塔的影响远大于后塔对前塔的影响;斜列时可根据前塔对后塔的干扰程度并按风向角划分为3个区域.同时给出典型塔间距下考虑风向角因素的后塔体型系数包络线,供设计参考.     

通信铁塔动力效应分析

为研究通信铁塔在风载荷与地震影响下的结构振动及其稳定,使用ANSYS有限元分析软件对通信铁塔的风荷载受力情况、地震反应和模态进行动力效应分析.结果表明:在正常大风工况下,铁塔基础作用力最大,铁塔的基础作用力是由风速大小控制的.随着通信铁塔高度的增加,结构的自振频率减小,结构刚度减小;通信铁塔的结构刚度较大,其基本周期均...     

滑坡区输电塔线体系抗变形能力及动力响应分析

滑坡区输电线路由于风荷载作用产生的附加内力,承受地表变形能力大幅降低,极易发生断线、倒塔等事故,因此对输电塔线体系在风荷载和地表变形作用下进行安全性研究具有重要意义。以滑坡区某220 kV输电线路为研究对象,建立两塔三线体系有限元模型,并通过Kaimal谱和线性滤波法建立风荷载模型,对输电塔线体系在无风工况下的抗变形能力和设计风速工况下的动力响应进行分析。结果表明,在无风工况下,塔腿的沉降变形对输电塔线体系的影响最严重,铁塔发生屈服的杆件主要位于塔脚点、第一横隔材与斜材连接点以及第一横隔材与主材连接点;在设计风速条件下,塔线体系大部分工况仅能承受正常无风工况下的塔腿变形的60%～80%,垂直于线路方向的双腿沉降工况抗变形能力下降得最严重,仅能承受正常工况的30%,同时,塔线体系导、地线的应力以及塔头的位移均会在动力响应达到峰值时超限,从而导致塔线结构失效。     

基于GWO改进神经网络的风致输电杆塔响应计算方法

针对基于有限元方法的风致输电杆塔仿真模型存在模型参数设置复杂、响应速度低下等问题，本文提出了一种结合杆塔仿真计算与机器学习的杆塔应力快速计算方法，实现了风致输电杆塔仿真模型的高效运算。本文首先利用有限元仿真分析10~35 m/s风速0~90°风向下输电杆塔的应力结果，将其作为神经网络训练样本；分析杆塔本征参数及气象因素对杆塔应力结果的影响，提出一种基于风速、风向和塔材类型等因素的特征值选取方法；利用GWO优化算法提高神经网络准确度，建立基于GWO-BPNN的杆塔风致应力计算模型，计算速度可达建模仿真的10倍以上。在准确率上，基于数据集划分训练集及验证集，模型准确率在98%以上，将计算结果与实际杆塔受灾情况相比情况一致。本模型可用于输电线路防风预警，致力于输电线路防灾减灾。