悬链线公式推导及在锚链设计中的应用

针对现有水运规范和手册对锚链设计计算方法不足的问题,进行理论推导和数值解决方法研究。采用悬链线理论推导方法,得出锚链拖地形态基本曲线方程,并进一步列出锚链不拖地情况和锚链中间有沉块情况的补充方程。结果表明,可以采用本方法结合数学软件准确求解锚链拖地、不拖地、中间有沉块等各种工况下的曲线方程,以及起锚角、抛锚距离、锚拉力等各参数。

悬浮隧道多锚固方案结构综合分析与评价研究

提出一种悬浮隧道锚索方案综合分析与评价方法,通过设置1 km长直线形悬浮隧道6个特征锚索方案,采用几何非线性静力及模态有限元计算各方案在特征荷载作用下管体、锚索、锚点响应及结构动力特性。发现:1)空间布置方案如“倒置索桥”锚索工程量较大;2)高长比1:100管体扭转刚度贡献仍然受控于岸边约束和管体结构;3)缆力变化最大方案,其缆力变化分布通常也最不均,也即缆力纵向不均程度超过其横向的;4)“两竖两斜”和“两撇两捺”锚索横向布置方案性价比较高,当不需控制管体水平位移时,“两竖”布置方案性价比最高。

悬浮隧道运营期横断面分析方法及受力特征研究

借鉴港珠澳大桥岛隧工程沉管隧道横断面结构分析方法,依托工程研究,进行运营阶段横断面分析方法及受力特征研究。得到如下结论:1)首次提出了悬浮隧道典型横断面平面应变模型边界约束方式,内力计算结果相对保守;2)横断面外轮廓曲线越光滑、棱角越小,横断面受力性能越好;3)系统划分与整理各种永久荷载、可变荷载及偶然荷载,初步研究了ULS和ALS系数取值及荷载组合;4)20 m淹没水深净浮力作用内力包络值约为温度梯度作用的3倍,交通荷载作用的10倍;5)ULS轴力及剪力包络值大于ALS,而弯矩包络值前者小于后者。

悬浮隧道横断面结构轴力-弯矩-曲率曲线特性分析

悬浮隧道管体实际内力与轴力、弯矩和曲率有关且相互影响,有必要研究横断面的力学指标——强度与延性。基于同等设计条件拟定的7个悬浮隧道横断面,包括矩形、马蹄形、四心圆形、八边形、圆形、椭圆形、双船壳形,分析了这些横断面的轴力-弯矩曲线和弯矩-曲率曲线力学性能;比较了考虑和不考虑外包钢壳时的横断面的力学性能,分析了轴压比对横断面力学性能的敏感性。由结果可知,趋于“四边形”的横断面承受轴力和弯矩组合包络范围要大于趋于“圆形”的横断面,除八边形外,其余横断面的延性系数相差不大;外包钢壳可在较大程度上提高断面的抗压及抗弯承载能力,而对延性影响较小;轴压比可在一定范围内提高横断面承载能力,但会导致其延性降低。

悬浮隧道纵向结构工程数值分析方法研究

对悬浮隧道纵向结构梁杆单元数值分析中的管体扭转模拟方法与必要性、单元划分长度、几何非线性算法必要性、结构阻尼、水阻尼、附加水质量系数及锚索单元选择问题从工程参数影响、计算效率、设计风险和可接受偏差等方面进行了研究。主要发现:1)通过刚臂来模拟扭转的必要性,取决于横断面外轮廓形状、长宽比、锚索长度,以及锚索断面布置形式;2)耗费更多计算资源的几何非线形算法的必要性,与作用于管体的荷载量级和管体高跨比正向相关;3)多数情况水阻尼在结构整体动力分析时取定值可满足工程分析精度要求。

悬浮隧道纵向结构受力工程规律研究

对包括水平线形、管节刚度、接头刚度、缆索刚度、基础沉降以及缆索失效等悬浮隧道纵向结构相关工程参数开展研究,并对部分参数进行敏感性分析。发现:悬浮隧道水平曲率半径应综合考虑管体挠度、弯矩和扭转并结合规范进行取值;管节刚度与缆索刚度对隧道体系的影响存在此消彼长的关系,接头刚度的影响与管节刚度相同;近岸缆索沉降及单根竖缆沉降为较不利沉降工况;跨中缆索失效引起的挠度增量较大。

悬浮隧道波浪作用下弹振工程分析方法研究

基于以往悬浮隧道弹振问题分析方法,提出了可用于指导悬浮隧道设计的弹振验算分析思路。并且,基于既有研究给出的波浪作用下悬浮隧道运动位移解析表达式,进一步推导得到了忽略缆索垂度效应的弹振判断式,用于悬浮隧道设计起步时最小净浮力或浮重比的初始取值,并指导缆索布置方案的比选。

前瞻性工程研究工作致谢方法探讨

前瞻性工程研究工作成果落地前,知识载体是文字,对知识的保护以及个人与团队贡献的澄清存在多专业、跨学科、多团队协同工作等挑战。文中首先对剽窃与致谢有关文献进行调研与分析,并提出对该类研究成果的致谢方法设想。主要论点:1)注重发现问题和提出问题的贡献;2)预先策划不同专业团队合作成果规划并注意动态调整;3)现代科技辅助手段有助于提高致谢效率;4)发展高效的知识固化模式有助于知识快速流通和增值。