悬浮隧道水下锚索抑振装置试验研究

悬浮隧道锚索是连接悬浮隧道管体与水下基础的重要构件,其在水流作用下可能会发生涡激振动,导致结构疲劳,影响结构安全。因而,研究悬浮隧道锚索涡激振动的抑制方法,具有重要的理论和现实意义。设计了三种抑振装置:螺旋条纹,控制杆和整流罩,采用试验方法研究了其抑振的有效性和适用性。通过试验发现,随着锚索倾斜角度的减小,三种抑振装置的抑振效果均有不同程度的提高,其中以三螺旋线的抑振效果最好且最稳定;随着来流角度的增大,三螺旋线和整流罩的抑振效果会不同程度的提升,但三控制杆对来流角度变化较为复杂;在多参数综合影响下,三螺旋线的抑振性能最好,推荐使用。

基于流固耦合的锚索涡激振动抑制方法研究

悬浮隧道锚索的涡激振动会加剧锚索的疲劳破坏,进而影响悬浮隧道的使用寿命和安全.文章在海洋立管涡激振动抑制研究的基础上,考虑悬浮隧道锚索倾斜角度和来流方向的影响,采用流固耦合的数值方法,对整流罩方法和三控制杆方法的抑制效果进行了分析.结果表明,在顺来流方向,两种方法均具有良好的抑振效果;锚索有倾斜的情况下,三控制杆方法的效果会有所提升;但在来流方向改变时,整流罩方法具有较强的适应性.

悬浮隧道锚索流固耦合振动试验研究

悬浮隧道跨越长深水域的新型交通结构物。在水流的作用下,锚索将会发生涡激振动,以往的研究主要采用数值方法,而进行模型试验研究是探索悬浮隧道锚索涡激振动机理不可或缺的研究手段之一。利用风浪流多功能水槽,以千岛湖悬浮隧道锚索为原型,采用节段模型试验的方法,进行了均匀流作用下锚索涡激振动试验研究。通过试验发现,圆形锚索的Cm值约为0.94,线性流体阻尼比ξ＇约为1.26%;锚索在约化速度U/fnD=5.8-10.1发生涡激锁定现象,产生涡激共振,此时横向振幅约化值（Ay/D）最大达到1.10,顺流向振动依旧较小,而升力系数CL和拖曳力系数CD均会显著的增大;参数分析发现,圆形锚索倾斜布置有利于降低涡激共振的不利影响,但当来流角度的变化后会对倾斜布置的锚索产生不利影响。

理想流体层中悬浮隧道管体动水荷载研究-P波

针对理想流体层中的悬浮隧道管体及锚索体系,借助波动方程理论对平面P-波作用下的悬浮隧道,通过引入其管体只在竖直方面上运动和产生刚体位移而不发生变形以及只考虑海水和管体质量产生的动力效应等假定,同时考虑管体上下部海水和锚索刚度及间距的影响,导出了在理想流体层中悬浮隧道管体受到的动水荷载的计算方程组和边界条件。结合一座典型的悬浮隧道,通过参数研究,分析了上部海水厚度h,P-波频率值ω,入射角度α,锚索刚度Kc和锚索间距L对动水荷载值的影响,结果表明:上部海水的存在有利于减小动水荷载值,P波频率值与海水频率一致时将产生共振,入射角度的增大会大幅减小动水荷载值,较小的锚索刚度和较大的锚索间距也会减小动水荷载值。

铰接预应力混凝土空心板梁桥的空间受力行为及加固分析

为研究铰接预应力混凝土空心板梁桥沿铰缝产生裂缝的病害机理及其加固方案,以某装配式空心板桥为背景,通过利用实体单元对包括企口铰缝在内的准确模拟,建立空间有限元模型进行数值分析.通过分析控制截面处相关应力值,得出铰缝处横向应力超标为产生此病害的主要原因;在此基础上,提出采用增设横向预应力体系进行加固和改善桥梁横向受力的2种方案,并对其进行数值分析和比较.结果表明,所提出的加固方案均能有效减少铰缝间混凝土的横向拉应力,改善结构的整体受力;在距梁底25 cm处设置相应的横向预应力钢筋的加固效果更加明显,且在耐久性与安全性方面更具优势.

PC连续箱梁合龙束横向效应

PC连续箱梁合龙束张拉不仅使底板纵向受压,同时在横向产生附加效应;以某跨海大桥为例,对底板合龙束作用机理进行探讨,并通过精细有限元模型,对施工过程中合龙束的横向效应进行分析和参数研究;结果表明,合龙束张拉过程中底板横向应力处于动态变化过程,其横向效应远大于恒载和其它预应力作用结果,同时,合龙束的横向效应对底板的线形、厚度及孔道保护层较为敏感;最后,基于横向框架法,通过引入预应力效应简化系数和孔道修正系数,提出合龙束横向效应的简化计算方法。

悬浮隧道管体及锚索耦合作用的涡激动力响应

为了解决悬浮隧道在水流作用下的动力响应问题,对管体及锚索系统的参数振动和涡激振动进行了研究.利用Hamilton原理,通过综合考虑悬浮隧道管体和锚索系统的耦合振动效应,推导了锚索-管体耦合系统运动的微分方程组,采用变量分离及振型叠加法对其进行求解简化,同时对5种典型工况和参数设置下的锚索跨中位置和管体跨中位置的位移时程曲线进行了计算和比较,分析了悬浮隧道锚索-管体耦合系统振动的非线性特性.结果表明:锚索与管体之间耦合振动呈现"拍"的特征,管体的初始扰动对锚索瞬态振幅有很大影响,锚索的涡激振动能激发系统的参数振动,系统稳态振幅取决于涡激力的大小,锚索合理倾斜角在45o～60o之间.

MSS62.5移动模架分块浇筑大跨径箱梁桥的施工创新

针对80m跨径等高连续箱梁的特点,提出了采用已有MSS62.5m移动模架进行分块浇筑80m跨径等高连续箱梁的创新思路、施工工艺及步骤,并进行了80m跨径等高连续箱梁施工工法的概念设计及配筋估算,结果表明所提出的工法技术可行,施工经济,现行的MSS62.5m移动模架施工跨径可推广至80m跨径的等高混凝土连续箱梁的施工,且模架的主梁结构几乎不需多大的改造。

不同隧道位移边界和土体损失对上卧管线的影响

盾构隧道掘进对地表以及构筑物的影响主要是由掘进过程中土体损失引起的。前人在地铁盾构隧道开挖对地下管线的影响分析大多是基于三维的隧道开挖模型,隧道开挖引起的土体损失采用强度折减法或者假定一定的土体受损率。文章基于Park提出的隧道周边4种径向位移边界条件,以某实际工程为例建立二维隧道与管线的相互作用模型,讨论不同位移边界条件以及不同土体损失情况下,隧道开挖对管线的影响,对椭圆化位移边界条件和均匀位移边界条件进行比较分析。结果表明,椭圆化位移边界条件更接近实际,同时为了保证上部构筑物的安全,盾构掘进时土体损失率尽量控制在0.5%以内,并且可以对管线进行适当的注浆。

考虑边界土体性质悬浮隧道地震响应分析

悬浮隧道地震响应研究是确保该新型交通结构物安全的重要内容,现有的研究往往忽视了驳岸结构的影响,将其简化为铰支、固支等简单约束形式。考虑了悬浮隧道驳岸结构周围岩土性质对其边界条件的影响,研究在横向地震作用下悬浮隧道的地震响应特性;采用大质量法,以Messina海峡悬浮隧道方案为基本模型,结合我国东部海域海床岩土性质,计算得到了地震作用下悬浮隧道管体位移、弯矩、扭矩和锚索索力,并对驳岸段长度Lsh和粘性土剪切模量G进行了参数分析。研究表明,悬浮隧道管体最大位移和弯矩出现于跨中、最大扭矩出现于两端、索力增量最大值出现于短索;弹性支撑有利于管体受力,但不利于锚索索力控制;驳岸段计算长度和粘土剪切模量的变化会对悬浮隧道地震响应特性带来显著影响,且影响规律较为复杂,可能与悬浮隧道结构动力特性、地震波的特性等相关参数具有耦合关系,需要进一步的研究探索。

基于BP神经网络的预应力组合梁承载力预测

为提高预应力钢-砼组合梁的设计效率及合理性,精确预测其抗弯极限承载力,文中采用BP神经网络算法建立具有多个输入、单个输出的BP神经网络预应力钢-砼组合梁抗弯极限承载力预测模型,利用既有实测结果对该模型进行训练及验证,结果表明BP神经网络预测效果较好,其40次预测值与实测值比值的均值为1.002,具有较高的精度;选取浙江省绍兴市壶觞大桥边跨主梁进行抗弯极限承载力预测分析,结果表明该模型应用于实际工程可行,可用于预应力钢-砼组合梁抗弯极限承载力确定。

预应力混凝土箱梁桥施工过程中底板崩裂破坏机理分析

针对悬臂施工预应力混凝土箱梁合龙过程中底板崩裂问题,对其破坏机理和防治措施进行了研究。以某预应力混凝土连续箱梁桥为例,对其施工过程进行模拟,通过考虑材料非线性对底板开裂的过程进行仿真分析,并对底板崩裂的机理进行分析,在此基础上根据规范提出防治措施供设计应用。结果表明:由于合龙束孔道的影响,孔肋为受力最不利区域,在径向力作用下,孔肋的斜裂缝和撕裂裂缝是导致箱梁破坏的主要原因;在今后箱梁设计中,底板横向除应满足抗剪承载力外,孔肋尚需满足最小孔道间距的要求。