丹江口水库特大桥地锚式桥台设计

丹江口水库特大桥为主跨760 m的双塔双索面部分地锚式混合梁斜拉桥,1号、4号桥台采用地锚式设计。基于桥台规模限制及结构耐久性考虑,地锚式桥台创新采用了空腔式箱形台身结构(由底板、墙身、盖板和锚台段主梁等组成)。桥台全长45.8 m、顶宽31.6 m,共设置18个空腔,采用矩形扩大基础。为实现传力平顺,地锚式桥台台梁过渡段台身采用肋墙式构造;为降低桥台整体应力水平、提升桥台的抗裂性能,在台身侧墙设置竖向预应力;为增强1号桥台的抗滑稳定性,在台身侧墙设置CFRP岩土锚杆,锚杆锚入中风化基岩。采用有限元法对地锚式桥台构造的受力性能及抗滑稳定性进行验证,结果表明:桥台总体应力分布均匀,台梁过渡段应力过渡平顺,桥台纵、横隔墙应力以压应力为主,并且关键部位有一定的压应力储备;1号桥台设置CFRP岩土锚杆后其抗滑稳定系数提升了20%以上。

部分地锚式斜拉桥钢-混结合段力学性能分析

丹江口水库特大桥为主跨760 m的双塔部分地锚式混合梁斜拉桥,主梁钢-混结合段设置在主跨侧距桥塔中心线20 m处,总长6 m,采用多格室后承压板式构造,由后承压板、钢格室和预应力钢绞线等组成。为验证大桥钢-混结合段构造设计的合理性,明确钢-混结合段的受力性能及传力特征,采用ANSYS软件建立钢-混结合段有限元模型,分析承载能力极限状态轴力最不利荷载组合下钢-混结合段钢格室、承压板、格室填充混凝土、开孔板剪力键等主要部件的受力,以及主要传力构件的传力比。结果表明:钢-混结合段总体应力分布均匀,各构件受力指标均满足设计要求,钢-混结合段刚度过渡均匀,传力平顺,有效避免了刚度突变导致的应力集中;钢-混结合段剪力传递以边箱格室剪力键为主,顺桥向随格室填充混凝土与开孔板相对滑移累积,开孔板剪力键剪力逐渐增大;承压板承压传递与钢格室承剪传递轴力比例相当。该桥采用的多格室后承压板式构造,实现了承压板与钢格室承压传剪协同作用,改善了钢-混结合段的受力性能。

中央索面高墩部分斜拉桥减隔震措施比较

为探索针对中央索面高墩部分斜拉桥的有效减隔震措施,采用非线性时程分析方法对某拟建部分斜拉桥进行抗震分析。从反力和位移的角度,定量分析并比较了4种减隔震措施的效果,最终得出桥台处采用铅芯橡胶支座加顺桥向黏滞阻尼器减隔震混合装置对全桥抗震更有利的结论。

SiO_2/Al复合材料搅拌铸造工艺的数值模拟

采用基于CFD的Euler-Lagrange方法,模拟研究了搅拌铸造法制备SiO2/Al颗粒增强复合材料在不同搅拌转速(200、400、600r/min)下的增强颗粒分布特性。在不同搅拌速度下制备了SiO2/Al复合材料铸件,对复合材料铸件不同位置处的颗粒分布特性进行金相观测和量化分析,并与数值模拟结果对比。结果表明,试验量化结果与数值模拟结果一致;搅拌速度太低或过高使颗粒在搅拌槽特定区域聚集,产生较多的团聚;最优的搅拌转速是400r/min。