悬索桥主缆与索鞍间侧向力分布模式的模型试验研究

为明确主缆与索鞍间侧向力分布模式并为理论研究提供支撑,需开展针对性试验研究。通过在模型设计、加载方式及测试方法等方面的探索实践,形成了可行的侧向力试验方案。根据测试结果,研究了侧向力的分布模式及变化规律,并验证了理论研究成果的准确性。研究表明:侧向力与索力间基本呈线性变化关系,即在通常范围内增加索力所引起的接触挤压力的增大对鞍槽内离散体间的接触关系及传力机理并无明显影响;侧向力在层间分布差异明显,且不同高度处的侧向力随索力的变化率不同,说明侧向力与径向力间并非Janssen公式所述的固定比值关系;侧向力发展具有单向不可逆性;钢丝排列高宽比越大,其对应高度处的侧向力越小,但沿全高范围内的侧向合力越大;试验结果与理论结果吻合较好,证明所建立的主缆侧向力理论计算方法与公式是准确的。

基于组合函数响应面的桥梁有限元模型修正

针对基于响应面的桥梁有限元模型修正方法进行研究,采用2阶多项式和高斯径向基函数构造组合函数,通过ANSYS重复试验获得样本数据,利用最小二乘法拟合回归响应面,在其基础上构造目标函数并使用MATLAB实现优化求解,该方法具有拟合精度高、抗噪能力强、计算量可控等特点。通过室内悬臂梁模型实验验证、贝雷梁桥的模型修正与动力响应分析,发现修正后所得有限元模型能够较准确地再现实测结果,表明其能够反映出实际结构的真实状态,证实了该方法的有效性。

多塔悬索桥中间桥塔结构顺桥向弹性稳定简化分析方法

为解决多塔悬索桥中间桥塔顺桥向线弹性稳定性简化分析问题,以一座两主跨相等的三塔两跨悬索桥为背景,提出单主跨满布活载和两主跨满布活载2种极限加载工况下中间桥塔顺桥向弹性稳定简化分析方法。该方法将主缆结构对中间桥塔的约束作用等效为一对非线性弹簧,基于加载条件下缆索刚度的变化规律及梁的平衡微分方程,分析了单主跨满布活载和两主跨满布活载2种极限加载工况下中间桥塔的弹性稳定性问题,并将分析结果与有限元计算结果进行了对比。结果表明:多塔悬索桥中间桥塔结构在单主跨满布活载工况下,不会发生整体弹性屈曲失稳;两主跨满布活载工况下,稳定验算解析公式求得的稳定系数与有限元计算结果相差约7%,且偏于安全,能够满足初步设计和结构选型的要求。该方法具有一定的精度,适用于桥塔结构的结构选型和初步设计。

基于传递矩阵法的变截面连续梁动力分析方法

从建立更为快捷的变截面连续梁动力分析方法出发,以某一类常见结构形式的变截面梁为切入点,基于传递矩阵法建立了变截面连续梁的节段式传递矩阵推导方法、自振特性分析方法,研究了移动弹簧质量作用下的动力时程计算方法。首先,由变截面梁横向弯曲振动微分方程出发,建立节段式单元传递矩阵的推导方法;然后,建立变截面连续梁整体传递矩阵的构建方法,完成其自振特性分析;之后,结合Newmark-β法完成移动弹簧质量激励下变截面连续梁的动力时程计算;最后,以MATLAB为平台开发了适用于变截面连续梁动力分析的数值仿真模拟程序。计算结果表明:该变截面梁动力分析方法不仅正确可靠,相比于有限元法还更为简单、高效,具有一定的应用前景。

风力机结构多重调谐质量阻尼器振动控制对比

单调谐质量阻尼器(STMD)作为一种有效的减振器,常安装在高层结构的顶部。由于结构的空间和承重有限,STMD的安装可能会受到限制,特别是对于如风力发电机这类结构。更重要的是,STMD对多模态振动控制效果有限。为了解决上述问题,采用多重调谐质量阻尼器(MTMD),在预先给定初始配置的基础上,研究风力机MTMD系统参数的约束优化问题。采用模态叠加法,综合考虑塔架位移、加速度和底部反力的影响,利用塔架响应相对于地面运动的传递函数,组合后得到阻尼器优化目标,并采用遗传算法搜索MTMD系统的最优设计参数。以某风力机模型为例,通过与经典Den Hartog公式的比较,验证了该方法设计的MTMD系统的工作效率。结果表明:所设计的MTMD系统可适用于多种工作模式,实际应用中具有更好的适用性。

煤矿瓦斯治理及防突对策研究

在煤矿井下生产中,瓦斯是制约矿井安全高效生产的重要因素,受到各级领导的广泛关注,加强瓦斯治理和防突工作对于煤矿企业高质量发展意义重大。为了使瓦斯治理及防突措施能够更加严格地执行,一些煤矿企业正在不断改善其防突管理水平,尤其是一些大型企业正致力于实施更严格的瓦斯监测和治理,以确保煤矿的安全生产和可持续发展。为了有效控制和减少煤矿瓦斯的危害,瓦检部门应该加强对地质结构和瓦斯的研究,深入了解它们之间的联系,并制定出有效的瓦斯管控和预警措施,从而有效实现矿山的安全运行。

基于美国规范的电厂结构优化及高性能结构体系研发

获奖情况:2022年中国安装协会科学技术进步奖二等奖一、成果研究背景电力是当代社会发展和人类日常生活中不可或缺的能源,是现代城市重要生命线系统之一。常规的能源电力结构设施的设计需保证强度和刚度满足规范要求。但在国内外一些地震高风险地区,常规的电力厂房结构设计方案不但造成经济成本过高,较大灾害下结构会经历较大损伤甚至倒塌,从而无法保证震后生产功能得到恢复,重大的经济损失和人员伤亡难以避免。