桥梁钢绞线拉索防火隔热的理论分析及设计

桥梁拉索易在火灾情况下因高温而发生破坏,因此有必要对桥梁拉索的防火隔热开展研究设计。采用集中热质法建立了钢绞线拉索瞬态热流模型,求得拉索各层钢绞线表面温度随时间变化的数值解,并与有限元模拟结果进行了对比,取得了较好的一致性。参考美国后张法协会规范,根据限制拉索最外层钢绞线表面温度的防火要求,对计算进行分析,结果表明：受火时间为30 min时,拉索满足防火要求的最小防火层厚度与拉索等效模型的截面形状系数基本呈线性相关,且函数斜率约等于防火层的导热系数。以此为根据提出了计算桥梁钢绞线拉索防火隔热系统的最小防火层厚度的简便方法,并用37孔12.7 mm和单孔15.2 mm的钢绞线拉索进行了验算,数值计算结果表明受火时间为30 min时,前者最外层钢绞线的表面温度为261.3℃,后者为272.1℃,均满足防火要求。该计算方法简单可靠,为桥梁拉索防火隔热系统的设计提供了理论依据。     

不锈钢护套对磁致伸缩导波桥梁缆索检测影响

针对带有不锈钢护套的桥梁缆索磁致伸缩导波现场检测中传感器的安装问题,基于磁致伸缩效应及其逆效应建立了有限元模型,并通过仿真分别研究了不锈钢护套对磁致伸缩导波激励与接收的影响,进而得到不锈钢护套对导波检测信号的影响.通过实验室和实桥实验进行了验证,结果表明:不锈钢护套对磁致伸缩导波的激励过程与接收过程均会造成衰减,激励端与接收端不锈钢厚度对信号衰减的影响趋势基本相同.根据仿真与实验结果得到了可以将磁致伸缩导波传感器安装于不锈钢护套上的激励频率及不锈钢护套厚度的范围,为现场安装提供了指导.     

大跨度桥梁的变形监测及其精度分析

大跨度桥梁建成后,为确保大桥的安全运行,及时掌握大桥结构的健康状况,避免出现灾难性的后果,必须对大桥的变形进行连续监测, 首先对变形监测的精度进行了分析,接着叙述了番禺大桥变形监测的内容和方法,并给出了部分监测结果。     

钛种植体结构和弹性模量对骨界面应力分布的影响

采用CAD(Pro/E)软件建立颌骨和钛种植体的三维模型,设置3种不同结构钛种植体,即全致密型(1号样品)、穿皮质区致密而松质骨区外层多孔内芯致密型(2号样品)与整体低弹性模量型(3号样品),分析钛种植体结构和弹性模量对骨界面应力分布的影响,研究能有效地转移应力至周围骨组织的新型种植体.研究结果表明:在相同载荷下,3种钛种植体颈部皮质骨均为高应力区,3号种植体的应力最高,为7.128 MPa;在松质骨区2号种植体的应力比1号与3号种植体的低,且呈均匀递减趋势.在加载条件下,2号种植体随着弹性模量的降低,骨界面应力降低,且明显比1号种植体的低,当多孔层的弹性模量为致密钛的40%或以下时,骨界面应力明显降低;3号种植体随着弹性模量降低,皮质骨区骨界面应力增加,而松质骨区骨界面应力降低不明显.钛种植体的结构和弹性模量均影响骨界面应力分布;穿皮质区致密而松质骨区外层多孔内芯致密型钛种植体有利于界面应力转移到周围骨组织,降低多孔层的弹性模量,能有效地降低骨界面应力.     

大跨度斜拉桥多尺度有限元模型及其修正

提出了建立大跨度桥梁多尺度基准有限元模型的基本框架和方法,首先将桥梁各节段精细建模,运用子结构技术建立桥梁多尺度初始有限元模型;然后由桥梁健康监测系统实测频率、位移和应变数据构建桥梁多尺度指标,提出了多尺度有限元模型修正方法,并运用该方法得到了桥梁多尺度基准有限元模型;最后将模型计算数据与实测数据进行了对比分析,验证了该多尺度基准有限元模型的合理性.     

螺栓套接结构的等效弹性模量优化修正方法

针对螺栓套接结构的动力学建模问题,提出了采用接触面薄层单元模拟螺栓套接结构的连接刚度的方法,建立了结构的有限元模型,并通过试验数据对接触面薄层单元的等效弹性模量进行了优化修正,提高了模型精度.研究表明,对于单接头和多接头的螺栓套接组合结构的动力学模型修正,本文提出的接触面等效弹性模量优化修正方法均具有实用性和有效性.     

基于压缩实验的酥梨果肉弹性模量和泊松比

为研究酥梨果肉的弹性模量和泊松比,制作了柱形酥梨果肉试样,开展了围压和无围压两组酥梨果肉压缩实验,得到了酥梨果肉的压力-位移曲线,通过计算获得酥梨果肉的真实应力-应变曲线、弹性模量和泊松比。当压缩应变在0~0.1范围内时,酥梨果肉的弹性模量随压缩应变呈增大趋势,而泊松比随压缩应变减小。在压缩应变为0.02、0.04、0.06、0.08和0.1时,酥梨果肉的弹性模量分别为6.19×10₅、9.63×10₅、1.28×10₆、1.56×10₆和1.81×10₆ Pa,泊松比分别为0.421、0.409、0.391、0.364和0.314。同时,建立了酥梨果肉压缩实验相应的有限元模型,对确定泊松比和弹性模量的实验方法的有效性进行了验证,对实验过程中摩擦的影响进行了分析,并应用测得的酥梨果肉弹性参数对实验过程进行了模拟,模拟得到结果实验结果符合较好。实验结果将为酥梨采摘、分选、包装和运输机械的设计提供设计依据。     

浅议缆索体系桥梁结构风致响应的控制措施

随着大跨度桥梁近年来的发展,缆索形式的桥梁结构亦大量出现,但是此类结构对风的敏感性较高。总结了各类桥梁风致振动的控制措施,对如何有效地提高结构的抗风性能进行了论述,以供相关工程人员参考。     

PBX炸药有效弹性模量的有限元模拟

采用代表体积元法,建立了炸药颗粒圆形随机分布和六边形规则分布细观力学模型,通过ANSYS有限元软件对PBX炸药的有效弹性模量进行了计算,计算结果和实验结果吻合较好.计算分析了炸药颗粒的性质、体积分数、形状和级配以及黏结剂性质等因素对PBX炸药有效弹性模量的影响.结果表明,炸药颗粒形状和分布方式对PBX炸药的有效弹性模量影响较小;颗粒级配对PBX炸药的有效弹性模量影响较大.PBX炸药的有效弹性模量随炸药颗粒体积分数以及弹性模量的增加而增大,在炸药颗粒体积分数较高时,炸药颗粒性质对PBX炸药有效弹性模量的影响较明显.黏结剂的体积分数虽然很少,但黏结剂的弹性模量对PBX炸药有效弹性模量的影响较大.     

桥墩弹性模量变化对基岩承载力影响试验研究

依据福建省宁德地区高速公路下白石大桥主桥墩基础模型模拟试验,分析了桥墩弹性模量变化对基岩极限承载力的影响。试验结果表明桥墩混凝土的弹性模量变化不但影响基岩承载力,而且桥墩弹性模量与基岩弹性模量之间存在着某一最佳匹配。试验结论不仅为桥墩的合理设计提供参考,也为弥补嵌岩桩现有设计理论的不足提供某种新的思路。     

大跨度桥梁深水基础单壁钢套箱围堰有限元应用技术

深水基础因其工程特点成为了大跨度桥梁的施工关键,钢围堰作为深水基础施工中常用的一种挡水结构,其设计应符合各个工程特点及现场施工条件,力求经济合理。论文以某大桥实际工程为背景,详细介绍了单壁钢围堰的设计方案及借助有限元模型进行合理性检算的过程,为同类型深水基础钢围堰施工检算提供技术参考。     

氯盐环境下修正钢筋腐蚀速率的混凝土桥梁抗弯可靠性

在氯离子侵蚀环境下,钢筋混凝土桥梁受弯构件抗力的衰减,主要是由于钢筋腐蚀造成的,因而引起了结构在设计基准期内的可靠性下降.本文分析了影响钢筋锈蚀速率的因素,建立了修正的钢筋腐蚀速率模型,计算了不同水灰比、不同保护层厚度等对桥梁构件可靠性发展的影响.     

线材质量对PC钢丝钢绞线力学性能的影响

通过对四种不同线材在同一生产线、相同工艺参数条件下生产的钢丝钢绞线力学性能的实验研究,分析线材的原始性能、显微组织与制品的强度和塑性之间的关系,结果表明在此条件下线材的质量是影响制品的力学性能的关键因素。     

基于灵敏度分析的桥梁模型修正

在役桥梁的结构安全评估和承载力分析往往采用原始设计模型,存在局限性,本文提出了基于灵敏度分析的模型修正实用方法。使用基于优化设计和灵敏度技术的模型修正方法,进而调整桥梁模型的几何与物理参数等,以使模型计算值与实际测量结果相吻合或在合理误差范围内。模型修正完全基于ANSYS软件进行较适合于实际工程的应用。     

综合管廊深基坑施工对邻近桥梁的影响

为了解综合管廊基坑施工对邻近桥梁的影响规律,以平潭某区间段管廊深基坑为研究对象,采用PLAXIS 3D岩土有限元分析软件建立三维数值模型,模拟综合管廊深基坑开挖回填,分析围护结构、周边土体变形以及桥桩和桥台的响应情况。结果表明:在桥台影响范围内,地层变形和围护墙侧移明显高于其他部位;越靠近管廊基坑的桥台及桥桩附加位移越大,桥台侧移和沉降极值约为4.00 mm;桥桩水平方向都是朝基坑内移动,在基坑开挖及管廊施工过程中,其竖向主要表现为上浮,随着基坑回填才缓慢发生下沉;邻近的桥台及桥桩位移随基坑围护桩桩长减小而增大,总体上管廊基坑开挖对邻近桥梁引起的位移变化不大。通过对管廊基坑的监测数据分析,表明数值模型可靠,基坑总体上安全稳定,邻近桥梁有足够的安全度。     

美国某洲际大桥桥梁结构的有限元分析

采用Python面向对象语言来进行二次开发的应用,计算平台采用著名的Simulia Abaqus,本文主要讨论Abaqus脚本接口和对象结构逻辑化在开发中的优势,把工业模拟计算平台再次模块化可以减少重复逻辑的调用,流程更清晰、简明,应用更方便,提高效率.     

大跨度桥梁颤振时域的直接分析法

文章采用三维空间内单位脉冲响应函数描述自激力的方法,改进传递函数最小二乘法的拟合方法,从自激力时域描述公式中分离出气动质量,使得公式中的时间历程与当前时间无关,消除了迭代计算中由自激力时域公式引起的荷载非线性,提高了计算速度和计算精度;通过ANSYS实现颤振时程分析,以具有理想平板截面的简支梁和马鞍山长江大桥右汊桥为例...     

冲孔灌注桩施工对既有桥梁桩基的动力影响分析

桥梁桩基冲孔施工引起的振动效应对周围既有桥梁及建筑物的振动影响是目前人们关注的问题.结合工程实例,建立了冲孔灌注桩施工对既有桥梁桩基影响的分析模型,研究了冲孔灌注桩施工过程中不同水平方向的冲击荷载、冲击荷载距离、深度和大小以及土层分布等因素对邻近桩基受力变形的影响,得出一些有益结论,可供工程施工参考.     

盾构近距穿越桥梁施工对地表及桥梁桩基的影响

结合某地铁区间隧道盾构施工近距穿越桥梁桩基的复杂条件,选取桥台与桥墩基础影响最大断面,对盾构施工引起地表沉降及桥梁桩基的变形、应力及内力进行三维数值模拟计算。结果表明:①双线隧道盾构推进引起地表最大沉降位于双线隧道中间某处,大于单线隧道引起的地表最大沉降,地表沉降随着两条隧道间距的减小而增加;②右线隧道盾构施工引起B0C0桥台桩基近隧道边桩产生的最大变形与内力均发生在距桩顶13 m处,最大横向挠曲变形、纵向挠曲变形分别为2. 0、4. 8 cm,边桩内力致使桥台桩基超出承载能力,承台发生倾向隧道一侧的倾斜和水平面内扭转,严重影响桩基的安全;③双线隧道盾构施工引起B7C7桥墩桩基近隧道边桩桩顶处产生最大位移,最大横向水平位移、纵向水平位移分别为2. 6、5. 2 cm,右侧桥墩桩基承台产生的最大横向水平位移、竖向位移、纵向水平位移分别为3. 2、3. 4、4. 6 cm,承台发生倾向隧道一侧的倾斜和水平面内扭转,倾斜值为0. 001 8,接近规范规定的允许值,盾构施工时须引起注意。基于上述分析结果,提出盾构近距推进时的施工监测及施工参数调整的建议。     

弹性模量对TC4超声刀变幅杆性能影响的模拟

变幅杆是超声刀的重要组成部分,起放大振幅的作用。材料弹性模量的改变对同一结构下变幅杆的性能会产生影响。利用纵向波动方程理论进行超声变幅杆的参数化建模,并使用有限元模拟软件对不同弹性模量变幅杆进行模态与谐响应分析。在满足变幅杆设计要求的前提下,研究了TC4钛合金弹性模量对阶梯悬链形超声刀变幅杆结构共振频率、输出端位移幅值和应力极大值的影响。研究结果表明：结构共振频率随TC4弹性模量的增加而升高;输出端位移幅值和应力极大值均随TC4钛合金弹性模量增加先增大后减小;工作频率为55.5kHz,弹性模量在106～107GPa,110～111GPa时变幅杆的应力极大值均小于400 MPa,输出端位移幅值均在30～50μm,达到超声刀变幅杆的性能要求。