基于非达西渗流定律的沥青饱水路面结构动力特性研究

目的 提出考虑非线性渗流定律的沥青饱水路面模型,对其结构力学性能进行研究,为道路结构排水设计提供参考。方法 利用COMSOL有限元软件,对动荷载作用下的路面结构进行有限元建模,分析动荷载下Forchheimei非线性渗流时饱水沥青路面的动孔隙水压力、水平应力以及剪切应力的变化,并通过正交试验探寻轮载峰值、孔隙率、弹性模量三种变量参数对沥青路面结构的动孔隙水压力的影响。结果 动孔隙水压力在动荷载的作用下先到达正向峰值后逐渐减小至出现负向峰值后慢慢减小至平稳;水平压应力在动荷载的作用下随着结构层的深度增加而减小;剪切应力随着荷载的增加而增加,随着荷载的减小而减小。由正交试验结果可得,轮载峰值对沥青饱水路面动孔隙水压力的影响呈正相关特征,而孔隙率、弹性模量呈负相关特征。其中考虑轮载峰值时,沥青饱水路面的最大动孔隙水压力均值增幅最大,达56%。结论 数值模拟结果验证了结构层内正负水压力随时间交替存在,证实了水损害过程中的泵吸作用,非线性渗流对沥青面层的冲刷作用较强;动孔隙水压力受轮载峰值的影响较大,孔隙率对其影响次之,弹性模量影响最小。

抗弯刚度对斜拉索-黏滞阻尼器系统风致振动影响的研究

目的研究抗弯刚度对斜拉索及斜拉索-黏滞阻尼器系统的影响,为风致振动分析以及黏滞阻尼器设计提供参考。方法以沈阳市昆山西路斜拉桥作为工程背景,选取桥上长度在36~146 m的三根斜拉索建立索结构动力分析有限元模型,通过自回归方法生成斜拉索不同坐标处的风荷载时程,计算并分析忽略抗弯刚度的杆单元模型、考虑抗弯刚度的梁单元模型在风荷载作用下的振动及安装黏滞阻尼器后的抑振效果。结果考虑斜拉索抗弯刚度时,中点处的初始垂度静力计算结果较忽略斜拉索抗弯刚度时大;风荷载作用下,考虑抗弯刚度时的位移最大值和振幅为忽略抗弯刚度时的2倍左右;安装于三根斜拉索上的黏滞阻尼器在考虑抗弯刚度时的最佳阻尼系数大于忽略抗弯刚度时的最佳阻尼系数,斜拉索越短对应的这两个值的差值越大;考虑高阶模态设计黏滞阻尼器能降低3 Hz以上的高频振动,但低于3 Hz的最大振动峰值反而变大。结论在斜拉索以及斜拉索-黏滞阻尼器系统的有限元模拟中,特别是对于长度较短的斜拉索,应使用带抗弯刚度的单元模拟;对于斜拉索的风致振动,使用一阶模态设计黏滞阻尼器即可达到较好的抑振效果。

基于LSTM神经网络和残余力向量法的结构损伤识别

目的 为减少传统残余力向量法的工作量,提高计算效率,提出一种采用LSTM神经网络与残余力向量法相结合方法。方法 以结构损伤后的残余力作为LSTM神经网络的损伤识别指标,建立输入与输出之间模型,同时运用分步损伤识别法,对可能存在损伤的结构进行判断,并通过简支梁模型进行验证。结果 LSTM神经网络对简支梁损伤情况判断较为准确,在样本数为350组的情况下,其分类准确率为97%,训练结果的均方根误差值为0.64,预测结果的最大误差为3.7%;噪声水平在10%及以下时,最大误差为6.8%,噪声水平在15%及以下时仍可对单损伤做出较为准确的判断,最大误差为9.4%,抗噪性较好。结论 所设计的基于残余力LSTM神经网络对结构损伤定位与程度识别效果较好,具有一定可行性。

BIM技术在大跨度斜拉桥设计中的应用

目的研究建筑信息模型(BIM)技术在大跨度斜拉桥设计中的应用方法,推广BIM技术在桥梁工程中的应用.方法利用BIM的核心建模软件Revit Structure建立斜拉桥各个构件族库,利用建立完成的族库逐步建立完整的斜拉桥的信息化模型,在族库的应用及斜拉桥模型建立和应用过程中探索出BIM技术在斜拉桥施工图设计中减少繁琐的工作量,减少错漏现象的发生中发挥的作用.结果桥梁工程族库能够很好地解决桥梁工程建模速度不高的问题;通过斜拉桥的信息化模型可以导出二维的施工图纸,同时可以生成三维的图纸,而且在任意视图下改变图纸的任意地方其他地方会自动修改.结论 BIM技术能够给大跨斜拉桥的设计带来极大的便利,节省大量的时间,减少由常规方法所带来的材料浪费现象,降低成本,具有在斜拉桥设计中推广应用的价值.

大跨预应力混凝土连续梁桥悬臂施工结构控制分析

目的研究大跨度预应力混凝土连续梁桥悬臂施工的成桥线形和受力情况,为施工控制提供理论依据,并指导桥梁的设计和施工.方法模拟分析大跨度预应力钢筋混凝土连续桥梁悬臂施工的受力状态和变形特点,得到桥梁结构各个施工阶段的受力状态和变形,利用TDV软件建立桥梁模型,分别采用正装分析法、倒装分析法和无应力状态分析法,对桥梁施工过程进行结构控制分析.结果模拟分析出桥梁结构在各个施工阶段的变形和受力状态以及它们的变化规律,保证桥梁成桥的线形和受力情况符合设计要求.结论根据结构控制原理并结合模拟分析数据特点,正装分析法适用于施工过程中结构应力计算,倒装分析法适用于施工过程中立模标高的确定,无应力状态分析法适用于预测成桥状态下的结构应力和线性情况.

北京雾灵山自然保护区冬季鸟类物种多样性调查

采用固定调查样线法连续两年对北京雾灵山自然保护区冬季鸟类组成进行了调查 ,共记录鸟类 7目 1 4科 44种 ,其中 2 9种属于留鸟 ,5种为冬候鸟 ,7种旅鸟 ,3种夏候鸟 ;优势种以留鸟为主 ,表现出冬季鸟类群落的特点。古北界和东洋界的种类分别为 75 %和 1 4% ,在分布型上划分为 7种类型。出现种类最多的生态环境是村落 ,鸟类种数为 3 1种 ,其植被类型是低山砾石、农田林果带。调查种类中有国家一级保护鸟类 1种 ,二级保护鸟类 6种 ,北京市重点保护鸟类 6种。通过与邻近地区相关调查比较 ,表明本区冬季鸟类具有较高的丰富性 ,并提出了有效保护鸟类多样性的对策。

考虑管冷的大体积混凝土水化热分析

目的研究管冷的设计方法和控制措施,从而减小混凝土内部温度梯度,控制混凝土温度裂缝.方法采用混凝土内部布置冷水管,研究管径、进水温度、水流量和通水时间等因素对大体积混凝土水化热现象的影响,以确定对应参数合理范围.结果分析得到在管冷直径为20 mm、进水温度15℃、水流量为1.5 m3/h时,承台的冷却效果较好并达到要求.结论通过合理的管冷设计,能够起到良好的降温效果并且减少资源浪费.在大体积混凝土温度控制中要尽量控制好各个影响因素的相互关系.

超声波法检测混凝土裂缝注胶质量

为了研究混凝土构件的裂缝注胶质量,进行了超声波法检测试验.根据裂缝所处位置的具体情况,分别采用了单面平测法和双面斜测法进行检测试验,通过将实际声时与理论声时进行比较,并辅以波形和波速对注胶质量进行判断,得出了单面平测法和双面斜测法测得的实际声时与理论声时的差别.结果表明,超声波在裂缝及裂缝表面抹胶情况下传播路线基本一致,在相同测距情况下,当灌缝混凝土实测声时与完好混凝土理论声时差在5%以内时,认为混凝土灌胶已密实.

高架轨道交通引起地面振动有限元分析

目的研究高架结构下轨道交通引起的振动在成层土的传播规律,为高架结构周围环境减振降噪提供解决方法.方法考虑轮轨间的竖向不平顺,建立列车-高架桥梁-多层土体三维有限元模型,对不同车速下的三维空间有限元模型进行瞬态分析,分析了土体的振动,得到距振源不同距离的地表振动和振动在成层土的传播规律.结果高架结构对列车引起的振动有很好的衰减作用,桥墩墩底的竖向振动加速度是跨中的1/100左右.与二维模型相比,三维有限元模型中振动的计算结果较小,更接近实际状况.墩底与主梁跨中相比,竖向加速度可以衰减103倍左右,桥墩底部地表最大加速度是23 m处的97倍.结论振动在高架结构中衰减非常大,在该地区土质条件下,在距离高架结构10 m的区域,振动衰减到非常低的水平,不需要减隔振就能够满足国家规范要求.

对我国城市地下空间开发利用的思考

随着人口的增加和城市化进程的加快,土地供求矛盾越来越尖锐,开发和利用地下空间资源将成为城市发展的必然选择。本文通过对国内外城市地下空间开发利用现状的对比分析,总结我国城市地下空间利用中存在的缺陷和不足,提出在规划,立法等方面的措施。

沥青路面非线性瞬态温度场的分析

沥青路面温度场属于非线性瞬态温度场,其微分方程难于求得解析解.通过对进入路表的对流换热、太阳辐射及辐射换热等方面进行全面地分析.其中包括采用有限元按平面问题进行瞬态温度场的分析,在空间域上采用有限元离散,在时间上则采用差分法.通过与实测的结果比较分析可见,在正确的掌握边界条件、路面材料特性参数及本地区气候条件情况下,能够可靠地计算出不同位置、不同时间路面结构的温度分布.以便于进行温度应力的计算.

单肋拱加劲V型撑刚构-连续梁桥稳定和动力性能研究

目的为新型组合桥梁—单肋拱加劲V型撑刚构连续梁桥的实际应用打下了较好的理论基础.方法运用Midas/Civil对福州湾边大桥建立空间有限元模型,计算了该桥的稳定系数和动力特性.结果各工况下桥梁结构的稳定系数均大于7.0,满足规范要求.桥梁的第1阶振型以桥墩和桥面振动为主,基频为0.67Hz,小于一般的单孔刚性结构的第1阶自振频率2.5～3.3Hz;大于结构较柔的斜拉桥和悬索桥的第1阶自振频率0.2Hz以下.结论单肋拱加劲V型撑刚构—连续梁桥是一种新颖的梁拱组合结构形式,结构受力合理,发挥了拱结构和连续刚构的特点,方便施工,造型美观.

崇东双曲拱桥加固技术研究

目的提出崇东双曲拱桥加固设计方案.方法通过现场调查,检测试验,有限元软件建模内力计算从而掌握桥梁结构的实际工作状态,并对该桥病害进行分析,提出了加固整治该桥的方案.即主跨、边跨拱肋拱顶腹缘粘贴碳纤维布,主跨拱肋侧缘粘钢和主拱圈拱脚附近拱背上缘2个边腹孔内现浇10 cm厚混凝土层,拱上立柱粘钢,腹拱套拱和重新进行桥面铺装等.结果加固后崇东大桥正常使用极限状态,承载能力极限状态均满足规范要求.结论经过加固以后崇东双曲拱桥,提高主拱圈及全桥承载能力,桥跨结构表现出较大的刚度和强度.其承载能力和工作性能满足加固设计的荷载标准和使用要求.

轨道交通荷载作用下单双箱梁桥空间振动研究

目的为解决一体式单线桥梁占地空间大、施工周期长、造价高的问题,建立单双箱有限元模型,对单双线高架桥梁在轨道荷载的动力作用下进行研究.方法分别建立桥梁子系统模型和车辆子系统模型,忽略轨道竖向不平顺,考虑车辆横向蛇形运动,运用快速模态动力学分析工具(IMDplus)进行移动荷载作用下桥梁结构动力响应计算.结果双线桥的主频率比单线桥大12%;单列车过桥工况下,双线桥的横、竖向位移比单线桥分别减少42%、36%,双线桥的横、竖向加速度比单线桥分别减少21%、22%;双列车过桥工况下,双线桥的横、竖向位移及其加速度较单线桥分别减少20%、17%和12%、17%.结论在轨道交通荷载作用下双线桥较单线桥具有刚度大、节省空间、结构动力响应小等优势.

混凝土内部钢筋的腐蚀及使用寿命

目的为了探讨混凝土内部钢筋的腐蚀机理,便于能够对结构恶化问题提供不同的解决方法,提高混凝土结构的使用寿命.方法通过研究碳化腐蚀和氯化物腐蚀来预测钢筋混凝土结构的使用寿命.混凝土碳化使用寿命预测认为混凝土中钢筋一旦开始锈蚀,则在较短的时间内就会引起混凝土保护层开裂、脱落,致使结构构件的承载力下降,从而严重影响其使用寿命.因此,碳化使用寿命预测是将钢筋开始锈蚀的时间作为结构构件适用性终结标志.并与一般劣化外力作用的计算方法进行对比.结果保护层厚度和混凝土类型及环境湿度影响混凝土内部钢筋的腐蚀,进而影响结构的使用寿命.通过分析工程状况可知,混凝土保护层厚度过薄是导致桥梁结构过早破坏的主要原因之一.结论通常为了获得尽量长寿命的结构,必须设计足够的混凝土保护层厚度.在设计中要尽量控制好保护层厚度和混凝土配合比,以提高结构的耐久性.

基于超声回弹综合法探索双侧加固砼的测强方法

为了分析超声回弹综合法检测经双侧加固后混凝土构件强度的可行性,研究了混凝土构件中钢筋对超声波速的影响,运用超声回弹综合法,剔除试件中旧混凝土部分对试件整体强度的影响,配合回弹值对经过双侧加固的混凝土试件进行强度检测.结果表明:辽宁地区测强曲线优于全国测强曲线;探索出的新检测方法对试件强度进行检测时,其结果能够达到规范要求的检测精度;混凝土构件中的钢筋能够使超声检测的声时值变小;该方法能够准确地检测出双侧加固混凝土试件的强度,拓宽了超声回弹综合法在工程中的应用范围.

V型缀管钢管混凝土格构柱极限承载力试验

目的对钢管混凝土之间采用V型钢管连接的格构柱进行试验研究,探讨V型缀管钢管混凝土格构柱承载能力及其实用算法.方法采用柱轴压和偏压试验研究,对不同长细比和偏心率的格构柱进行承载力试验,建立经过验证的有限元模型,确定格构柱承载力的双参数计算方法.结果斜缀管为压弯受力或拉弯受力且受力较大;柱肢之间受力有一定差别;随着长细比的增加,试件由分肢屈曲向整体失稳转变.长细比较小的试件其承载力应进行单肢承载力验算.结论V型缀管格构柱存在相关屈曲的问题,得到了V型缀管钢管混凝土格构柱考虑偏心率折减系数和稳定系数的极限承载力计算方法.

安徽地区吸血蠓类名录及区系分布

目的调查研究安徽地区已知吸血蠓种类及区系分布情况。方法用灯诱法和挥网法采获蠓科昆虫,并进行标本的制片、分类和鉴定,同时收集安徽地区吸血蠓类相关文献。结果安徽地区吸血蠓类共20种包括2待定种,隶属于2亚科2属,分别为蠓亚科库蠓属14种及铗蠓亚科蠛蠓属6种。区系分布结果表明,安徽地区已知18种吸血蠓类,其中东洋界独有种5种,两界兼有13种,未发现典型古北界吸血蠓类。结论本研究摸清了安徽地区已知吸血蠓种类构成及区系分布情况,可为安徽地区吸血蠓类的本底及蠓媒性疾病的防控研究提供科学依据。

超声法检测碳纤维加固混凝土粘贴质量研究

目的研究碳纤维加固混凝土粘贴质量,确定此类结构超声检测方法和适用范围.方法通过超声对粘贴碳纤维的混凝土试件进行检测,通过测量声时、声速和首波幅值等参数,提前设置粘贴缺陷,以粘贴密实部位检测结果作为基准,比较声速和波形的变化,以此作为缺陷评价的依据:当缺陷部位声速明显下降,波形为缺陷波,可判断为粘贴缺陷部位.结果超声检测缺陷部位及圆形、方形缺陷部位的声速比密实部位的声速均小约0.23 km/s;检测碳纤维粘贴缺陷的最小面积2 cm2;检测有钢筋试件声速比无钢筋试件声速约大0.34 km/s;超声检测二层、三层碳纤维缺陷部位声速分别低于二层、三层密实部位声速0.37 km/s、1.40 km/s.结论超声法可有效检测碳纤维加固混凝土缺陷位置、大小等粘贴质量问题;检测结果无边缘效应;确定检测精度的最小面积;混凝土振捣不密实的试件,声速明显下降;碳纤维层数越多,声速下降越明显.