含大块石泥石流冲击下连续刚构桥动力学行为研究

为研究连续刚构桥在含大块石泥石流冲击作用下的动力学行为，基于欧拉-拉格朗日(CEL)流固耦合理论，建立了泥石流浆体-大块石-连续刚构桥动态相互作用模型。以牛栏江特大桥为研究对象，分析泥石流冲击下桥梁的动力学行为，探讨了不同泥石流特性对桥梁横向振动的影响。结果表明：泥石流浆液-大块石耦合作用对桥梁冲击力更大，大块石撞击位置处桥墩混凝土发生破碎；泥石流浆液冲击速度、大块石冲击速度和大块石直径对桥梁横向振动影响较大，增大泥石流冲击速度和大块石直径，主梁跨中和墩顶横向位移均急剧变大。     

非规则高墩大跨连续刚构桥地震响应分析

为得到非规则高墩大跨连续刚构桥的地震响应情况,建立了一致激励和多点激励情况下的运动方程,采用Midas Civil软件建立动力分析模型,输入三向地震波,对比分析了一致激励和多点激励下的地震响应.结果表明:(1)地震荷载作用下扭转效应比较明显,矮墩的弯矩与扭矩均较高墩大;(2)考虑多点激励时,桥梁的顺桥向振动有增加的趋势,对桥墩有不利影响;在顺桥向两桥墩位移时程曲线类似,在横桥向则没有明显的关联.     

曲线箱梁桥变形及受力影响因素分析

为研究连续曲线箱梁桥变形及受力影响因素,结合有限元软件建立连续曲线梁桥数值模型,针对不同固结方式、合理跨径、桥梁坡度和桥墩高度对桥梁主梁位移和弯矩的影响规律进行对比分析。分析结果表明:桥梁采用一处墩梁固结时,曲线梁桥主梁变形最小,受力最均匀;随着桥梁跨径增大,主梁位移和弯矩均逐渐增大,跨径布置为5×20m时,桥梁的变形和受力最为适宜;合适的桥梁坡度可以极大减小曲线梁桥受力;曲线桥梁变形与坡度没有直接关系;适宜的桥墩高度可以有效减少桥梁变形;桥墩高度与桥梁受力没有直接关系。研究结果可为曲线箱梁桥设计优化提供理论参考。     

大跨度连续刚构桥施工控制参数研究

漫江大桥为三跨连续刚构桥,主跨133 m,采用悬臂浇筑法建造而成。为研究结构参数对施工中结构响应的影响,对漫江大桥施工阶段进行有限元模拟,分析了桥梁施工过程中主要参数的敏感性。通过对该大跨度连续刚构桥施工过程中6个影响结构响应的主要参数进行主梁挠度分析,结果表明:混凝土容重、弹性模量、结构整体升温降温及结构温度梯度都是大跨度刚构桥施工控制的敏感性参数;其中温度梯度对悬臂状态下主梁挠度影响最大,最大变化值可达19 mm;容重对成桥状态下主梁挠度影响最大,最大变化值可达12.6 mm,因此在施工过程中需重点控制温度和容重对桥梁结构的影响。     

大跨度连续刚构桥合拢段顶推施工控制研究

以广明高速某特大连续刚构桥施工过程为背景,对大跨度连续刚构桥整体顶推施工经行了仿真分析,并对主梁、墩及桩基在顶推过程中的受力和变形进行了详细计算,为该桥的对推施工实施提供了科学依据,可为同类连续刚构桥的顶推施工提供参考。     

施工周期对连续刚构桥服役线形的影响分析

以160m跨预应力混凝土连续刚构桥为例,分析阶段施工周期对混凝土徐变系数的影响及徐变系数对预应力损失和桥梁服役期线形的影响。结果表明:缩短施工周期混凝土结构桥梁徐变影响明显,增大连续刚构桥服役期跨中下挠。     

基于洛河大桥的车桥耦合振动响应分析与研究

列车与桥梁相互作用产生放大的耦合振动,过大的振动会影响行车的安全性和舒适性。在洛河大桥分别使典型客车货车以不同的速度过桥,采用美国五级谱模拟轨道的不平顺建模分析,并计算列车过桥时的混凝土强度应力值。分析结果表明,列车过桥受轨道面的平顺性和桥梁刚度影响;随着车速的提高,在轨道平顺性不变的情况下,为控制车桥的相互振动幅值,桥梁设计将由强度控制转化为刚度控制。     

有阻尼多跨连续梁在横向激励下的响应

为研究有阻尼多跨连续梁在横向激励下的位移响应,采用整体分析的方法,在BernoulliEuler梁理论的基础上建立求解连续梁的横向振动方程,求得了有阻尼多跨连续梁的位移响应函数,同时求得了有阻尼条件下的固有频率方程和振型函数。     

微液滴撞击微结构疏水表面的实验研究

液滴撞击固体表面是自然界中最常见的物理现象之一,宏观液滴与微液滴的撞击过程因有较强的传热传质性能而被广泛地应用于工农业等领域。通过微液滴产生装置产生微液滴,利用高速数码摄像系统记录下液滴撞击表面的过程,最后通过程序处理液滴动态过程图,分析了表面微结构对液滴最大铺展系数以及振动过程的影响规律。实验结果表明:最大铺展系数随液滴撞击速度的增大而增大,受表面微结构的形貌特征影响较小;将液滴撞击表面后的振动过程等效为单自由度的阻尼弹簧系统,发现表面微结构对于液滴振动阻尼系数有影响,但是对于弹性常数的影响不大。     

FGM梁考虑纵向振动的动力学分析

基于Euler-Bernoulli梁理论并且考虑几何非线性和纵向振动的影响,研究了纵向和横向振动的FGM梁非线性动力学问题。假设材料的性质沿梁的厚度方向按幂指函数形式连续变化,利用Hamilton变分原理建立了梁的非线性动力学控制微分方程。采用打靶法对方程进行数值求解,结果表明:横向振动的过程中存在着纵向振动,且纵向振动削弱了横向振动,但其影响较小。在此基础上分析了考虑纵向振动时梯度指数、长细比、载荷等对梁的动力响应特性的影响。     

不同移动载荷速度下简支桥梁的变形及振动响应研究

利用奇异函数,基于梁挠曲线近似微分方程及横向强迫振动的微分方程,分别利用积分法及分离变量法推导出移动载荷作用下简支桥梁的弯曲变形方程及振动响应方程。应用Mathcad软件,研究不同移动载荷速度对简支梁静、动态变形的影响规律。结果表明:随移动载荷速度的增加,在相同时间内,简支梁的最大挠度和最大振动位移先增大后减小,呈近似抛物线规律分布;对于简支梁的给定截面,其最大静挠度不随载荷移动速度的改变而变化,但达到最大挠度所需的时间随着载荷移动速度的增大而减少;移动载荷速度一定时,简支梁不同截面最大挠度值随载荷的移动方向呈先增大后减小的趋势。     

软土地区钢板桩振动沉桩监测及环境效应分析

钢板桩振动沉桩对周边土体和建筑物的影响一直是钢板桩应用中倍受关注的问题。选取从北向南5个沿海典型软土地区，通过三轴测振仪进行了振动沉桩监测，提取了距离振源不同距离处地表的径向、切向和竖向的振动加速度，并利用Matlab和SeismoSignal软件分析了振动峰值加速度和振动峰值速度随着测点到振源不同距离的变化趋势。结果表明，软土地区的振动响应相比硬土地区明显降低，但软土地区地表振动与土层性质和土层变化有关。在软土层上覆较好土层的地区，由于剪切带较大，地表径向峰值加速度随着测点到振源距离的增加出现先增加后减小的现象；但切向加速度由于钢板桩在沉桩过程中产生水平位移作用的附加影响而并未减小。钢板桩在软土地区的地表振动加速度和速度峰值在距离振源0～3 m范围迅速衰减，超过3 m后钢板桩振动沉桩环境效应较小。最后给出了不同建筑物类型下软土地区钢板桩振动沉桩环境效应的最小安全距离，可供设计和作业人员参考。     

高速上跨铁路立交主桥施工技术研究

【目的】本研究对延安东绕城高速公路上跨包西铁路、西延高铁立交工程主桥施工技术开展系列探讨。主桥桥型为2×70 m预应力混凝土变截面箱型T型钢构桥，整幅设置，整幅宽33.6 m。【方法】主桥T构梁采用转体法浇筑。该桥主梁为单箱四室双斜腹梁的单元截面；主墩为空心桥墩,单箱双室散射截面大；该桥采用单墩式转体制，转体系统包含下转盘、中铰、上转盘、转体牵引装置等构造。对主梁、主墩、转体结构采用Midas Civil程序和Midas FEA进行计算。【结果】计算结果显示其所有技术指标都符合标准要求。【结论】该桥的施工方案结构设计合理、经济性好，尽可能地保证了其施工期间铁路轨道的安全运营。     

直升机机头多物理场耦合分析

研究直升机在两相流的作用环境下,受侧向来流影响进行加速飞行和匀速飞行过程中其机头部位的力学性能变化,采用多物理场耦合工具,耦合联立结构计算仿真分析软件和流体计算仿真分析软件,对直升机机头部位的简化模型进行了三维流-固-热耦合数值分析。结果表明,直升机在飞行过程中温度基本保持平缓降低趋势;机头表面应力随着速度的增大而增大,但应力分布相对均匀且无应力集中现象发生;两块玻璃之间的机壳及周边部分区域产生位移较大,需采取相应措施减小产生的位移以防止变形和断裂。结论对设计和研发有一定的借鉴作用。     

独塔斜拉桥最大双悬臂施工阶段桥塔干扰下非线性静风稳定性分析

【目的】与传统多跨斜拉桥相比,独塔斜拉桥具有工期短、经济性强和美观等优点。然而,由于其结构刚度小,其双悬臂施工阶段风致振动问题更为突出。为了充分评估其抗风能力,依托广东韶关的曲江大桥,在桥塔干扰的情况下模拟双悬臂斜拉桥施工阶段和桥塔主梁联合施工阶段在不同风攻角下的静风作用。【方法】分别建立最大双悬臂施工阶段无桥塔主梁节段和有桥塔主梁节段三维CFD模型,求得不同来流风向下不同主梁位置处的流场分布和三分力系数。建立有限元模型,编写主梁非线性静风失稳临界风速求解程序,对独塔斜拉桥施工过程中的静风稳定性进行全过程求解。【结果】考虑桥塔干扰效应后,随着风攻角角度的增大,独塔斜拉桥最大双悬臂靠近桥塔区域的三分力系数会发生变动。【结论】有桥塔干扰下施工阶段静风响应更危险,随风速变化位移响应中没有出现骤变现象,但在实际施工阶段中应充分考虑此影响。     

重力式挡土结构地震永久位移分析

地震往往导致重力式挡土墙的永久性位移,为了分析地震动以及墙土体系本身属性对位移的影响,基于Raffnsson、Wu和Prakash 方法的基本思路,引入考虑填土粘聚力的地震土压力解析解,建立了累积位移的计算模型.建模中考虑墙体滑移和转动两种位移模式相耦合、地基土动力非线性和填土粘聚性.对算例挡墙输入18条合成加速度记录,得到不同地基、不同填土条件下的位移累积时程和最终永久位移.分析结果表明,永久位移与地震动峰值加速度和峰值速度近似呈线性关系,与地震烈度近似呈指数关系;地基土越软弱,永久位移越大,并且转动位移越显著.这种效应与地震动强烈程度有关,地震动越强烈,影响越大;增加填土摩擦角和粘聚力,会降低地震永久位移;增加填土的坡角将加大永久位移,并且地震烈度越高,填土坡角的影响越显著.     

声学超材料的声振耦合数值分析

为了研究声振耦合对声学超材料结构位移响应的影响,以有限元软件ABAQUS为设计平台,建立具有周期性结构的声学超材料耦合模型。当声学超材料结构经受声-振复合环境激励时,通过ABAQUS声学有限元法和声固耦合算法,对声学超材料的有限元模型在声音、振动共同作用下进行计算机仿真。结果表明:声振复合环境激励下的超材料结构位移响应比声、振单独激励下位移叠加后的结果要大。揭示出声振耦合对超材料结构位移响应的影响规律,实现了ABAQUS软件同时对声振复合环境进行数值模拟。     

地震作用下海底隧道衬砌结构动力研究

为了研究地震作用下隧道衬砌结构的动力响应,本文将海底断裂破碎带中的隧道复合衬砌结构作为研究对象,定义隧道围岩为多孔连续介质、海底隧道衬砌结构为弹性混凝土材料,考虑粘弹性人工边界、围岩与岩体孔隙水之间的流-固耦合作用,利用有限元软件ADINA,模拟分析了在地震的作用下,多孔介质渗流场与地震应力场的耦合作用对于隧道衬砌结构的影响。计算结果表明:衬砌结构材料的抗剪强度是隧道结构安全的控制性因素,初衬结构边界位置的位移、速度和加速度的动力响应更大。     

近断层轴向速度地震效应对RC柱抗剪性能的影响分析

研究近断层轴向速度脉冲地震效应对钢筋混凝土(RC)柱抗剪性能的影响.以竖向和水平向恒定振动周期的单个RC柱为分析对象,采用台湾集集地震中3组断层距18条速度脉冲型地震动记录,通过非线性动力时程分析方法,研究断层距、竖向与水平加速度谱值比、柱初始轴压比和剪跨比对RC柱抗剪性能的影响规律.结果表明:轴向速度脉冲地震效应对RC柱的抗剪性能有很大影响;抗剪性能系数随反应谱比值增大而减小,中等初始轴压比与断层距,以及剪跨比与近断层距(0～10km)对柱抗剪性能有交互影响.     

多场耦合作用下新型座舱盖服役行为仿真

为了研究具有不同厚度的凯夫拉纤维材料薄膜的某座舱盖在超声压、振动作用下的变化,采用结构计算软件Abaqus进行耦合计算的方法,对薄膜厚度分别为100nm、300nm、8 000nm的新型座舱盖进行声-振复合环境激励。通过计算机仿真分析得到了不同薄膜厚度下,声振耦合对结构位移响应的影响。结果表明:声振复合环境激励下的材料结构位移响应比声、振单独激励下位移叠加后的响应要大。随着薄膜厚度的增加,座舱盖的位移变化越来越大,结论对座舱盖的结构设计和寿命预测有一定的指导意义。