采空区下沉盆地防积水淹没框架桥“桥上建桥”力学特性研究

为防止采空区下沉盆地框架桥被积水淹没,提出2种治理方案,采用ANSYS建立其有限元模型,研究不同土压力作用下框架桥“桥上建桥”的可行性。研究结果表明,①采空区下沉盆地压缩区原有框架桥随着侧土压力的增大,其合位移随之增大;②采空区下沉盆地压缩区原有框架桥随着侧土压力的增大,其第一主应力也随之增大;③极限被动土压力作用下,原有框架桥可采用加大截面法进行加固,但加大截面尺寸较大,不经济;④通过松动框架桥两侧土体,减小框架桥侧土压力,然后在其上续建新框架桥,形成组合框架桥,可以节省混凝土,更为经济。

采空区新填覆土压力作用下废弃立井力学性能研究

为揭示新建公路所导致的新填覆土对废弃立井力学性能的影响,该文采用ANSYS进行模拟计算,研究不同覆土厚度和井壁厚度工况下废弃立井力学性能。研究结果表明,当井壁厚度相同时,随着覆土厚度的增厚,废弃立井井壁水平向位移极值也随之增大,当新填覆土厚度相同时,废弃立井井壁水平向位移极值随井壁厚度的增大而减小,最大水平向位移均在废弃立井底部区域;当井壁厚度相同时,随着覆土的增厚,废弃立井井壁第一主应力极值也随之增大,当新填覆土厚度相同时,废弃立井井壁第一主应力极值随井壁厚度的增大而减小,废弃立井混凝土大部分处于受压状态,废弃立井底部内侧混凝土处于受拉状态。

支撑布置对多层钢结构抗侧刚度的影响

从框架支撑等效刚度和层间位移基本原理出发,以鹤壁某煤矿六层钢框架办公楼工程实例为背景工程,通过改变支撑在结构平面内的布置位置和增加支撑数量等,对结构层间位移、层间位移角进行计算对比分析。研究支撑布置对钢框架结构抗侧移性能的影响,探讨支撑布置的影响规律,为多层钢框架结构的设计提供理论参考。

基于扰动度平移模式刚性挡墙被动土压力研究

为了揭示刚性挡墙平动挤压土体模式(T模式)下挡墙非极限被动土压力的分布规律,基于扰动度理论,结合莫尔-库伦理论,以挡墙平动位移为扰动参量,提出墙后填土扰动函数。建立了填土面倾斜,挡墙平移变位模式下,刚性挡墙非极限被动土压力的计算方法;并和模型试验进行对比分析。算例分析表明:平移模式下,随着挡墙平动位移的增大,墙后填土扰动度随之增大,填土内摩擦角以及外摩擦角随之增大,挡墙侧土压力也随之增大,侧土压力合力作用点位于挡墙高度2/3附近区域。理论公式所计算的土压力和模型试验结果基本吻合,可作为库伦理论公式的有效补充。

暴雨洪涝灾害下漂浮物堵塞对施工栈桥稳定性影响分析

【目的】暴雨洪涝灾害中,洪水会携带大量杂木杂草垃圾等漂浮物,施工栈桥上部贝雷梁由于杆件密集,容易堵塞,堵塞后水流压力更大,更容易导致施工栈桥的破坏。【方法】为分析不同工况下漂浮物堵塞对施工栈桥稳定性的影响,以黄河特大桥施工栈桥为例,利用ANSYS模拟计算,分析了(1)漂浮物未堵塞贝雷梁;(2)漂浮物堵塞单跨贝雷梁;(3)漂浮物堵塞双跨贝雷梁以及在不同水流速度下施工栈桥稳定性。【结果】结果显示:随着水流速度的增大,施工栈桥水流方向位移极值和米塞斯应力极值也随之增大,贝雷梁未被堵塞工况下,位移极值和米塞斯应力极值增长率最小,双跨贝雷梁被堵塞工况和单跨贝雷梁被堵塞工况位移极值和米塞斯应力极值增长率接近。【结论】暴雨洪涝灾害中,漂浮物堵塞和水流速度对施工栈桥稳定性不利,会增大施工栈桥的位移和应力,导致施工栈桥的局部破坏,可为暴雨洪涝灾害中施工栈桥防护提供参考。

不同变位模式黏土非极限被动土压力试验研究

为了揭示墙体平动和转动模式下黏土非极限被动土压力分布规律,采用自制模型箱,进行了墙体平动和转动模式下黏土非极限土压力试验,研究了墙体变位模式以及墙体位移大小对侧土压力的影响规律细化方法,首先进行了室内试验,得到了黏土的基本物理参数,其次进行了模型箱和测试仪器的固定安装,最后进行了挡土墙平移模式(T模式)、绕墙顶转动模式(RT模式)以及绕墙底转动模式(RB模式)3种模式下的土压力试验.试验结果表明:T模式下,非极限侧土压力沿墙体深度的增加总体趋势增大,局部会有减小趋势,总体接近线性分布,当土体达到极限破坏时,靠近加载墙体处土体表面形成阶梯状错层;RT模式下,侧土压力随墙体的深度总体接近凹曲线分布,上部侧土压力随深度增加较慢,下部侧土压力随深度增加较快,当土体达到极限破坏时,靠近加载墙体处土体表面产生裂纹,模型箱中部土体表面鼓起;RB模式下,侧土压力随墙体的深度的增加先增大后减小,总体接近凸曲线分布,当土体达到极限破坏时,靠近加载墙体处土体表面形成阶梯状错层,其阶梯状错层范围要小于平动模式工况;三者非极限侧土压力合力随着压缩位移的增大而增大,当压缩位移相同时,RT模式下土压力合力与T模式下土压力合力比值在0.53~0.97之间,RB模式下土压力合力与T模式下土压力合力比值在0.65~0.83之间.结论中是否有可以量化的数据,参考附件模板修改.

采动下沉盆地压缩区斜交框架桥受力性能

为揭示采动区下沉盆地压缩区土压力对正交框架桥和斜交框架桥的受力性能的影响,采用ANSYS进行建模,研究了不同土压力工况下正交框架桥和斜交框架桥的位移及力学响应。结果表明:正交框架桥和斜交框架桥在土压力作用下,水平向位移最大值在框架桥侧墙中部区域,竖向位移最大值在框架桥顶板中间区域,最大米塞斯应力值在框架桥侧墙和底板交界处区域;当土压力从静止土压力增大到极限被动土压力过程中,以上参数极值绝对值出现的区域不变,数值不断增大;当土压力工况相同时,斜交框架桥位移和应力极值绝对值稍大于正交框架桥。

采空区公路下伏废弃立井半球面盖帽简化计算方法研究

公路下伏废弃立井时,可采用半球面混凝土盖帽处理废弃立井,为了方便设计半球面混凝土盖帽,本文提出将半球面混凝土盖帽简化为半圆形拱进行设计,并用力法推导了计算公式,利用公式分别设计了不同填土厚度下半球面混凝土盖帽,并用Ansys计算验证了该设计方法的可行性,可以在工程中推广应用。

采动区覆冰输电线路塔线体系内力变化规律

为了揭示覆冰和地表变形耦合作用对采动区输电线路铁塔内力的影响规律,建立了两档一塔的梁桁混合有限元模型,根据下沉盆地地表变形规律,研究了覆冰作用下采动区塔线体系铁塔的支座竖向反力、杆件应力的变化规律。结果表明:塔线体系20mm覆冰作用下,铁塔的远侧支座竖向反力随最大下沉值增大而增大,而近侧支座竖向反力由压力变为拉力;随最大下沉值增大,铁塔底部主材应力变化较上部主材应力变化明显;当铁塔位于最大倾斜点时,塔线体系铁塔受力最不利。

黑岗口下延控导工程防汛抢险减灾方案技术分析

2021年秋汛洪水期间黑岗口下延控导工程根坦石滑塌险情多发频发,坝裆及非裹护段受回溜淘刷滑塌严重,是黄河下游最危险的防洪工程。为确保黄河下游防洪工程和滩区安全,根据现场险情判断和防汛形势,采用削坡减重、打点护根、沉降测量预警、巡查蹲查相结合等技术方案,优化料物运输供应、督导抢险过程等技术措施,有效地控制了险情的发展,为防汛抢险提供了强有力的技术支撑。

基于双剪统一强度理论的挡土墙土压力计算

在工程实践中采用未考虑中间主应力对强度影响的经典的朗肯土压力理论来对挡土墙进行支护设计时往往存在误差较大的问题。文章基于双剪统一强度理论,将平面应变条件下的强度准则引入挡土墙土压力计算中,推导了基于双剪统一强度理论的挡土墙主动以及被动土压力计算新解。分析结果表明:中间主应力系数b对挡土墙的主动以及被动土压力值均有较大的影响,随着b值的增大,挡土墙主动土压力减小,墙后填土拉张区开裂深度增大,挡土墙被动土压力增大。因此,在工程应用中若能合理地考虑中间主应力对挡土墙土压力的影响,则会产生一定的经济效益。

工程训练竞赛与桥梁工程教学相融合的实践探索

本文将桥梁工程课程与全国大学生工程训练竞赛实践相融合,在桥梁工程课程理论知识教学过程中引入桥梁结构设计的竞赛案例,实现了复杂理论知识的边学边用,加深了学生对课程内容的理解。同时,将结构设计竞赛培训环节融入桥梁工程常规课堂教学中,提高了学生竞技技能水平,达到课时减负、选拔优秀和提高人才培养质量的目的。

节点刚度对贝雷梁强度和刚度性能影响分析

针对贝雷片连接刚度问题,为研究贝雷片之间节点刚度对贝雷梁整体强度和刚度的影响规律,结合小浪底黄河大桥施工栈道中贝雷梁桁架,采用Ansys中Matrix27模拟了节点,并对整体贝雷梁进行了有限元分析。结果表明:当跨度相同时,随着节点转动刚度的增大,贝雷梁最大位移减小。跨度18 m时,当节点为铰结时,最大位移为13.82 mm;当节点为半刚性时,最大位移为12.49 mm;当节点为刚结时,最大位移为12.28 mm。当跨度相同时,随着节点转动刚度的增大,贝雷梁最大应力减小。当节点为铰结时,最大应力为110.33 MPa;当节点为半刚性时,最大应力为88.52 MPa;当节点为刚结时,最大应力为87.60 MPa。随着跨度的增大,节点刚度不同导致的最大应力之差也随之增大。随着加载力的增大,贝雷梁最大应力也随之增大,节点刚度不同导致的最大应力之差也随之增大。

钢栈桥桩顶梁截面ANSYS简化对其力学性能的影响

为了研究钢栈桥桩顶梁截面形式在ANSYS中简化后对其力学性能的影响,以黄河大桥施工栈道桩顶梁为研究对象,利用ANSYS建立原始模型和简化模型,首先分析静力作用下两者应力的差异,然后分析风荷载作用下施工栈道动力响应的差异。结果表明:(1)在上部结构自重作用(静力作用)下,两者最大竖向位移相差仅为0.56%,米塞斯应力相差仅为0.68%;(2)在风荷载作用(动力作用)下,两者桩顶梁中部节点最大速度绝对值相差0.023%,最大加速度绝对值相差0.2%。在上部结构自重作用或者风荷载作用下进行钢栈桥受力分析时,可用简化截面代替原截面进行计算。

钢栈道施工全过程抗风稳定性分析

为研究钢栈道施工全过程的抗风稳定性问题,通过以黄河大桥施工栈道施工全过程为背景,采用有限元模拟方法对此进行了分析研究。结果表明:在横桥方向风荷载作用下,钢管桩打入地基,在钢管桩之间焊接剪力撑后,其位移绝对值最大为43.7 mm,其最大米塞斯应力为43.6 MPa;钢管桩顶部焊接桩顶梁后,位移绝对值最大为46.8 mm,其最大米塞斯应力为45.9 MPa;桩顶梁上架设贝雷梁,铺设桥面板后,位移绝对值最大为0.76 mm,其最大米塞斯应力为19.6 MPa。可见在横桥向风荷载作用下,从位移和应力角度来分析,钢管桩顶部焊接桩顶梁后为最不利情况。

基于遗传算法考虑附加荷载刚性挡墙被动土压力计算

当挡墙后黏土滑裂面为对数螺旋组合面,为了能够求解填土上有附加荷载及填土面倾斜工况下的墙体被动土压力,通过在图解法中加入了附加荷载及填土面倾斜的影响,同时基于遗传算法进行了被动土压力的求解公式推导,并采用算例对两种方法进行了验证。结果表明:遗传算法计算结果与试验值比较,误差为1.4%~3.3%,计算结果与试验值接近。作图法和遗传算法两种方法计算所得结果非常接近,作图法与遗传算法比值为1.023~1.035。可见,挡墙背后填土有均布荷载或填土面倾斜时,作图法和遗传算法两种方法计算所得结果非常接近,但作图法十分烦琐,计算需要耗费大量时间,遗传算法程序简单易用,更利于在工程中应用。

采动区墙体转动模式下非极限被动土压力试验研究

为了揭示采动区下沉盆地压缩区刚性墙体非极限被动土压力的分布规律,根据采动区下沉盆地压缩区挡墙主要发生挡墙绕墙底转动变位模式(RB模式)的特点,进行了挡墙绕墙底转动变位模式下,填土为松砂和密砂时非极限被动土压力试验,同时对比了填土为松砂和密砂挡墙平移模式时非极限被动土压力试验。研究结果表明:(1)采动区下沉盆地压缩区挡墙绕墙底转动压缩土体,侧土压力和墙体深度和位移都有关系,侧土压力、深度和位移三维曲面波动较大;(2)侧土压力随深度呈非线性分布,墙体中上部土压力较大;(3)侧土压力随挡墙位移也呈非线性分布,随着位移的增大,非极限侧土压力合力随之增大。

风荷载作用下施工栈道钢管桩施工稳定性分析

针对钢管桩上下部剪力撑不同施工次序所引起的风荷载响应问题,为了揭示施工过程中风荷载对钢管桩稳定性的影响规律,以黄河大桥施工栈道钢管桩施工过程为背景,采用谐波叠加法合成了风荷载,对钢管桩不同施工次序中风荷载的影响进行了分析研究.结果表明:钢管桩施工过程中,风荷载的作用会使钢管桩产生位移;当下部剪力撑焊接完毕而上部剪力撑未焊接时,风荷载作用下桩顶平均位移为0.337 m,最大位移为0.384 m;当上部剪力撑焊接完毕而下部剪力撑未焊接时,风荷载作用下桩顶平均位移为0.704 m,最大位移为0.767 m;当上部剪力撑和下部剪力撑焊接完毕后,风荷载作用下桩顶平均位移为0.3447 m,最大位移为0.404 2 m;同一时刻,风荷载作用下,钢管桩位移随着钢管桩高度位置的增大而增大,钢管桩的最大米塞斯应力随着桩项位移的增大而增大,钢管桩最大米塞斯应力位于钢管桩中下部.研究成果对钢管桩剪力撑的施工次序设计具有参考价值.

采空区公路下伏废弃立井混凝土球面盖帽力学性能研究

为了研究公路下伏废弃立井混凝土球面盖帽及其平面盖板力学性能,采用ANSYS建立其有限元模型,研究不同厚度盖板、不同矢跨比盖帽以及不同填土厚度下的盖板和盖帽的力学性能,研究结果表明:①混凝土平面盖板,随着盖板厚度的增大,第一主应力极值随之减小,盖板底部中心始终会存在拉应力;②混凝土球面盖帽,当矢跨比为2∶16、3∶16、4∶16、6∶16时,混凝土球面盖帽局部存在拉应力,当矢跨比为5∶16、7∶16、8∶16时,混凝土球面盖帽整体受压,均不存在拉应力;③随着土体厚度的增大,混凝土平面盖板的拉应力随之增大,混凝土球面盖帽最大主应力绝对值随着土体厚度的增大而增大;④厚度相同时,平面盖板第一主应力极值为拉应力,且大于球面盖帽。可见:由于盖板力学特征,其底部存在拉应力,从长期考虑,会产生微裂缝,进一步导致钢筋锈蚀,危害行车安全,球面盖帽合理调整矢跨比,整体受压,耐久性能好。

新型环保改性沥青在路面施工中的应用技术

以山西运城境内PPP项目路面改建工程为例,从新型环保沥青改性混合料、配合比设计、施工工艺等方面,阐述了新型环保改性沥青在路面施工中的应用技术,指出新型环保改性沥青相比热拌沥青混合料的生产环保效果更好,能极大降低施工过程中的污染。