完全弹性支承变截面梁动力特性半解析解

基于Bernoulli-Euler梁理论对直接模态摄动方法进行改进,建立求解完全弹性支承变截面梁振动方程的半解析方法。改进摄动法(IPM)在等效等截面完全弹性支承梁的模态空间内将变截面简支、连续梁的变系数微分方程组转化为非线性代数方程组,获得完全弹性支承变截面梁动力特性的半解析解;推导弹性边界条件下系数Δkki的具体计算公式。算例分析表明,改进摄动法计算精度高、收敛速度快,可有效考虑弹性支承对结构动力特性影响;据振型的对称性给出完全弹性支承变截面对称梁动力特性的简便计算方法(SIPM);研究支座出现损伤对变截面简支梁桥自振频率影响。

考虑第一批预应力损失的后张法箱梁张拉顺序优化

基于预应力钢筋第一批预应力损失最小原则,在构件应力和变形允许的范围内利用有限元软件实现第一批预应力损失及预应力钢筋张拉过程的模拟.同时,提出了一种在有限元软件中模拟预应力钢筋与管道间摩擦损失,锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩损失和混凝土弹性压缩预应力损失的计算方法,并给出了一种有限元模拟预应力的修正方法.利用ANSYS软件对后张法预应力混凝土箱梁张拉顺序进行数值模拟,根据仿真结果给出了适用于不同施工工艺的最优预应力张拉顺序.

双线性时频分布交叉项提取及损伤识别应用

对信号时频分析方法进行了综述,并比较了线性时频分布及以Wigner-Ville(简称WVD)分布为代表的双线性时频分布的特性。论证了交叉项的存在及其在结构损伤识别中应用的价值,提出采用短时傅里叶谱图与WVD内积提取主项的方法,构建了二维时频转换矩阵,进而获得完整的交叉项并可利用交叉项的分布特性实现结构损伤识别。通过理论论证并结合梁式结构试验和仿真模拟,表明利用交叉项幅值变化率可以准确识别出结构损伤部位和程度,验证了利用双线性时频分布的交叉项进行损伤识别的有效性,为工程结构损伤识别提供了一种可靠的分析方法。

多跨体外预应力连续梁动力特性研究-模态解析解

为研究多跨体外预应力连续梁动力特性解析表达,基于Bernoulli-Euler梁理论建立任意预应力筋布置形式的连续梁分析模型。在Ayaho Miyamoto研究基础上,建立预应力变化量与位移函数关系,将连续梁视为满足弯矩、转角条件的多个单跨梁,采用分段联立方法建立多跨体外预应力连续梁振动方程组,获得频率方程解析解。以两、三跨体外预应力连续梁为例,通过求解频率方程获得自振频率,与有限元及试验比较表明结果吻合较好。用该方法可较准确求得多跨体外预应力连续梁自振频率、振型等动力参数。

TMD对大跨钢管混凝土拱桥的减震性能研究

以某单拱肋钢管混凝土拱桥为原型,通过Midas软件对其有限元模拟并进行动力分析得到该拱桥的动力特性。根据分析结果在主拱肋顶部拟安装TMD系统,分别按照主结构无阻尼和有阻尼两种情况研究该TMD最优参数的取值。对比布置所求参数的TMD前后该拱桥主拱圈顶部在三种不同地震波作用下的位移反应,分析该TMD装置对该拱桥的减震性能。

基于裂缝梁动力特性和自振频率的参数敏感性

基于Bernoulli-Euler理论,将开口裂缝梁视为变截面梁,利用模态摄动方法建立了一种求解带任意数量开口裂缝简支梁和连续梁动力特性的半解析分析方法。在等截面无损梁的模态子空间内将裂缝梁的变系数微分方程的求解转化为非线性代数方程组的求解;利用无损梁的自振频率和振型函数摄动求解裂缝梁的模态参数;通过矩形开口裂缝简支梁和两跨连续梁的动力试验验证了笔者方法的准确性;最后,利用开口裂缝梁动力特性的半解析解研究了简支梁和两跨连续梁的自振频率对裂缝尺寸和位置的敏感性。

用于煤与瓦斯突出的3D电磁辐射探测系统

针对煤与瓦斯突出时产生的电磁辐射信号微弱的情况,给出一种3D电磁辐射探测系统。该系统采用3个空间相互垂直的偶极天线感应探测电磁辐射信号,利用超外差接收原理,通过混频、放大、滤波、模数转换等处理,完成感应电磁辐射信号的处理。采用这种装置,既可分别独立探测空间3个相互垂直的电磁辐射信号,也可进行3维电磁辐射信号的综合探测。实测表明,系统具有很好的性能,其工作频率范围为100kHz^3GHz,电场感应灵敏度为0.1V/m。接口可以输出中心频率为36MHz,带宽为6MHz的电磁辐射信号,也可实时进行FFT等信号处理。

基于BIM技术的涵洞一体化设计应用研究

为了实现涵洞设计的计算、出图、工程量统计一体化,依托MicroStation CONNECT Edition平台,研发了铁路涵洞一体化设计程序。(1)根据铁路BIM联盟相关规范,对铁路涵洞构件进行颗粒度分类和编码,并对构件非几何属性进行细化,形成结构化、便于检索的涵洞模型信息数据库;(2)根据涵洞构件几何特点,通过二次开发,建立涵洞构件及附属构件全参数化模型库,并根据构件间约束关系,将各涵洞构件装配为整体三维模型;(3)对构件编码与数据库进行关联,输出涵洞的主要工程数量,实现涵洞的一体化设计。基于本程序,可实现涵洞的三维可视化和参数化批量设计,减少铁路工程中涵洞设计人力资源投入,提高涵洞的设计生产效率。

变宽道岔连续箱梁偏载系数研究

以7×32 m双线变三线道岔连续梁为例,基于理论和数值模拟方法研究活载作用下道岔梁弯矩和支座反力的偏载现象;分析道岔梁弯矩偏载效应沿截面横向分布规律以及支座反力的偏载规律,最后给出道岔梁纵向计算的偏载系数合理值。

城市轨道交通隧道变形缝涌流水系统治理技术探究

城市轨道交通隧道变形缝涌流水病害严重影响地铁运营,本文基于“工前检测-回填注浆-变形缝功能修复-工后检测评价”的系统治理思路对变形缝涌流水病害进行系统治理。本文采用首先采用空气耦合雷达进行病害位置初衬与二衬间状态进行检测,基于检测结果先利用快硬微膨胀硫铝酸盐水泥浆进行初衬与二衬回填注浆,实现快速的涌流水的封堵;再利用化学浆液对变形缝进行迎水面和背水面注浆实现功能修复,最后采用空气耦合雷达进行注浆效果检测评价。最终实现质量可控的变形缝系统治理,本文对治理工艺、治理材料进行了综合试验和评价,并最终给出工程案例进行应用验证。

基于混沌理论的煤与瓦斯突出预测研究方法

煤矿开采过程中会有电磁辐射产生，研究表明，煤与瓦斯突出时，电磁辐射信号会发生明显的异常前兆。根据煤与瓦斯突出时产生的电磁辐射信号的特征和混沌时间序列可以短期预测的特点，重构电磁辐射时间序列相空间，并采用改进的C-C算法确定相空间的两个重要参数延迟时间T和嵌入维数m。然后运用加权一阶局域法构建煤矿瓦斯浓度预测模型，进行煤矿瓦斯浓度预测。

郑济高铁40 m整孔预制简支箱梁应用研究

目前,我国高速铁路预制架设简支箱梁的最大跨度为32 m,因受运架设备的控制,跨度大于32 m的简支梁基本采用现浇法或节段拼装法施工。结合郑济铁路黄河特大桥工程,开展40 m预制架设简支箱梁的应用研究。通过计算确定梁高、截面尺寸、钢束布置等梁体设计参数,并进行静力和动力分析;研究市域铁路40 m简支箱梁设计方案,采用与高速铁路梁相同的外形及构造设计;提出钢横梁人行道方式,满足预制箱梁通过连续钢桁梁的需要;对比40 m简支箱梁预制和现浇方案工程造价,得出预制架设方案经济效益明显;引入BIM技术,创建简支箱梁的高精度BIM模型,提高制梁生产过程中的标准化。本项目是40 m预制简支箱梁在铁路上的首次工程化应用,对于指导同类型大跨度预制简支箱梁设计具有借鉴意义。

丙烯酸防水涂料用胎体增强材料的选用与效果评价

变形缝注浆前,需要对缝隙表面进行密封处理,由于要求密封处理材料具备柔性,所以常会用到延伸率比较高的丙烯酸防水涂料。丙烯酸防水涂料胎体增强材料的选用既要考虑施工的可行性,更要考虑胎体增强材料对防水涂膜性能的影响。本文测试了8种胎体增强材料,系统地测试了其与丙烯酸涂料施工复合性、复合后力学性能、抵抗基层开裂性能、阴角施工外观性能、复合后的粘结性能等。综合评价,结果表明无纺布和缝织布性能最佳,更适合作为丙烯酸涂料的胎体增强材料使用。

高速铁路(60+100+60)m连续梁桥墩设计

介绍高速铁路(60+100+60)m连续梁桥墩通用图的设计与计算。

三跨有粘结预应力连续梁自振频率解析解

为了研究三跨有粘结预应力连续梁的动力特性,建立了基于Bernoulli-Euler梁理论的有粘结预应力钢筋布置形式的连续梁分析模型。通过建立有粘结预应力与位移的函数关系,将连续梁视为满足弯矩、转角和位移条件的多个单跨梁,采用分段联立法建立三跨预应力连续梁的振动方程组,获得了频率方程的解析解。通过求解频率方程得到自振频率,以三跨有粘结预应力连续梁为例,分别将本文方法计算结果与有限元法计算结果及实桥测试结果进行对比。研究结果表明:本文方法所得预应力梁的基频与有限元法计算结果的相对误差仅为0.6%,与实桥测试结果的误差为-1.18%;前四阶频率与有限元法计算结果的最大误差在3%以内;前三阶自振频率与实桥测试结果的平均误差在3%以内,结果吻合较好。通过本文公式可以较准确地求得三跨有粘结预应力连续梁的自振频率等动力参数。

带任意附加质量的变截面弹性支承梁动力特性的解析解

根据变截面梁桥的结构特点,建立了带任意附加质量的变截面弹性支承梁(桥)动力特性的简化计算模型。基于Bernoulli-Euler梁理论,对直接模态摄动法进行改进得到改进摄动方法(IPM)。在完全弹性支承梁的模态子空间内,IPM法将带任意附加质量的变截面弹性支承梁的变系数微分方程转化为线性代数方程组。IPM法适用于求解带任意附加质量的变截面弹性支承简支和连续梁(桥)的振动方程。算例分析表明:IPM法具有较高的计算精度和较快的收敛速度。根据变截面对称梁(桥)的振型对称性给出了对称梁(桥)动力特性的简便计算方法(SIPM)。SIPM法可以减少未知系数和未知数约50%,计算精度与IPM法接近,计算效率更高。最后,研究了附加质量和弹性支承对三跨变截面连续梁桥动力特性的影响规律。