四种水泥发泡剂发泡效果评价

发泡水泥保温板作为近几年来兴起的无机保温材料,绿色环保,施工简单,耐火性能高,与建筑同寿命。但国内发泡剂市场鱼龙混杂,质量参差不齐,衡量发泡剂性能的标准不完善,因此进行本次实验选用了工程中应用较广泛的四种发泡剂,采用普通硅酸盐水泥作为主要胶凝材料,通过测试发泡水泥保温板的干密度、开孔情况、抗压强度和抗折强度性能,对四种常用发泡剂进行评价。结果表明不同类型的发泡剂对试件强度、密度性能指标有较大的影响,其中LG-2258不仅发泡效果明显,同时还兼具一定的抗压强度与抗折强度。通过此次研究表明,LG-2258发泡剂具有较高的性价比,实际工程中可以采用水泥:水:发泡剂为1:0.2:0.06来制备发泡水泥试件。

高铁圆端形空心高墩日照温度场数值分析

为获得山区高速铁路圆端形空心高墩任意高度处的三维日照温度场及温度变形规律,以合福高铁南平建溪特大桥的68m圆端形空心高墩为例,通过建立高墩截面的二维温度场有限元模型,并采用三维插值算法将其拓展至三维温度计算模型,计算分析了高墩径向、竖向温度场,以及高墩在日照作用下的变形特征。结果表明:高墩在日照作用下,径向温度沿壁厚方向变化符合负指函数变化规律,日照温度影响深度约为0.60m;桥墩表面竖向温度符合负指数加线性函数变化规律;在日照作用下,墩顶最大水平位移和墩顶转角均发生在18:00左右,最大位移为12.9mm,最大转角为0.261‰rad,可取18:00左右的温度场作为控制荷载,对桥墩结构的变形进行检算。

基于气象参数的轨道板竖向温度梯度预测模型

传统基于热力学的混凝土结构温度场分析方法存在着假设过多、参数取值困难、计算能耗过大的缺点．为研究轨道板竖向温度梯度分布规律，结合轨道板温度场的长期观测数据，建立误差反向传播的多层人工神经网络，选用易于取得的气象参数作为训练样本，对轨道板竖向温度梯度进行预测，并采用实测数据验证其准确性．在此基础上研究了日温差、日照时数和风速对轨道板竖向温度梯度的影响规律．研究表明：采用日温差、日平均风速和日照时数3种气象参数作为训练样本，所建立的4-16-1结构人工神经网络预测结果最大误差为2．0℃，平均相对误差为0．38％，可准确预测轨道板竖向温度梯度，且具有较好的鲁棒性；各气象参数与轨道板竖向温差之间存在着复杂的非线性映射关系，总体而言，日照越强，风速越高，轨道板竖向温度梯度越大；对我国中部地区而言，轨道板竖向温度梯度为-2～10℃．

高温季节桥上纵连板式无砟轨道的温度分布

为得到桥上纵连板式无砟轨道在夏季高温环境下的温度分布规律,在某客运专线上的CRTSⅡ型纵连板式无砟轨道中埋设温度传感器对其内部温度进行长期连续观测,得到无砟轨道内温度分布规律以及无砟轨道内横、竖向温度梯度荷载模式。研究结果表明:无砟轨道在与外界进行热交换的过程中,内部温度分布呈现明显的非线性并随环境温度呈周期性变化;随着轨道结构深度增加,不同位置出现的温度峰值逐渐减小,出现时间不断滞后,夏季底座板底部较轨道板顶部出现峰值时间一般滞后3 h,无砟轨道竖向温度梯度分布曲线符合指数分布规律,与中国铁路设计规范规定的箱梁竖向温度梯度分布曲线在形式上较相近;横向梯度分布曲线宜采用三段线分别拟合。

高墩三维日照温度场数值模拟及试验研究

研究目的:山区高速铁路圆端形空心高墩在日照作用下会存在温差,当截面温差及桥墩高度较大时,就会引起桥墩温度应力及墩顶位移,从而影响高速铁路运行的安全性及舒适性。为获取高墩三维日照温度场及温度变形规律,本文建立高墩三维温度场有限元模型,对高墩日照温度变化开展现场试验及模型验证,以68 m圆端形空心高墩为例,分析高墩径向、竖向温度场,以及高墩在日照作用下的变形和受力特征。研究结论:(1)高墩在日照作用下,径向温度沿壁厚方向变化符合负指数函数T_x=Ae^(-ax)+B变化规律,日照温度影响深度约为0.60 m;(2)桥墩表面竖向温度符合T_z=Ae^(-ax)+kz+B函数变化规律;(3)墩顶最大水平位移发生在18:00左右,因此可取18:00的温度场作为控制荷载,对桥墩结构的变形进行检算;(4)桥墩内、外壁均会受到拉应力的影响,在设计时应同时考虑内、外表面的配筋加强,以保证桥墩的抗裂和安全性;(5)该研究成果可为高速铁路圆端形空心高墩的设计和施工提供参考。

圆曲线段无砟轨道横竖向温度梯度研究

研究目的:为得到设有超高的无砟轨道温度场分布的时变规律,建立无砟轨道横竖向温度梯度荷载模式,在某客运专线圆曲线段上CRTSⅡ型纵连板式无砟轨道中埋设温度传感器对其温度场进行了长期连续观测。研究结论:(1)无砟轨道昼夜温度变化较大,表面最高日温差可达24.7℃,平均日温差达19.0℃;(2)随着距表面深度的增加,无砟轨道温度变化幅值逐渐减小,峰值出现时间不断滞后;(3)底座板底面最大日温差为6.1℃,平均为5.0℃;(4)纵连板式无砟轨道的竖向温度梯度可拟合为指数曲线,与铁路桥梁设计规范规定的箱梁竖向温度梯度分布在形状上较为符合;(5)纵连板式无砟轨道横向温度梯度分为轨道板和底座板两类,轨道板横向温度梯度可采用二次函数拟合回归,底座板横向梯度可采用线性分段函数拟合;(6)研究成果可为我国中部地区高速铁路设计温度荷载模式提供指导作用。

秋季桥上纵连板式无砟轨道竖向温差试验研究

通过对某客运专线曲线段简支梁桥上纵连板式无砟轨道结构温度场的连续观测,研究了秋季多种天气情况下曲线桥上无砟轨道温度场的时变规律.基于统计拟合,提出适用于我国典型地区纵连板式无砟轨道秋季竖向温度荷载模式.研究表明:轨道结构昼夜温度变化剧烈,表面最高温差可达16.0℃,平均日温差达8.0℃;随着距表面深度的增加,轨道结构温度变化幅值逐渐减小,峰值出现时间不断滞后;底座板底面最大日温差为1.5℃,平均为0.8℃;纵连板式无砟轨道结构的竖向温差可拟合为指数曲线,其曲线形式与中国铁路桥梁设计规范规定的箱梁竖向温差分布曲线在形式上较为相似.

春季纵连板式无砟轨道非线性温度分布

为得到圆曲线上无砟轨道结构温度场分布的时变规律,在某客运专线圆曲线段上的CRTSⅡ型纵连板式无砟轨道中埋设温度传感器,对其温度分布进行了长期连续观测,在大量测试数据的基础上通过概率统计获得无砟轨道横、竖向温度梯度荷载模式.结果表明:无砟轨道结构在与外界的热交换过程中,其内部竖向和横向温度呈非线性分布;轨道结构温度随着环境温度变化呈现周期性变化;随着与表面距离的增加,不同位置处出现温度峰值的时间存在明显滞后,轨道结构底部出现温度峰值的时间比顶部延迟约5 h;无砟轨道竖向温度梯度分布曲线符合指数分布规律,与中国铁路设计规范规定的箱梁竖向温度梯度分布曲线在形式上较为相近.

高速铁路箱梁-双块式轨道系统温度梯度研究

温度作用对高速铁路箱梁-轨道整体工作性能有重要影响,通过对我国东南地区某32m简支梁-CRTS I型双块式无砟轨道结构温度的持续监测,重点研究了箱梁-轨道系统日温度变化规律与竖向温度梯度分布规律,基于全年每测点16 560个数据,采用高阶矩法确定具有一定重现期的箱梁-轨道系统竖向温差代表值,提出了适用于我国东南地区箱梁-轨道系统的竖向温度梯度拟合模式.研究表明:可采用一阶傅里叶级数模拟结构晴天温度升降变化特征,拟合程度较高,同一季节拟合参数a、b、ω与φ自上而下逐渐减小,温度波动幅值a随深度增加趋近于0℃;不同季节各截面竖向晴天温度日变化特征基本一致,于11:00~21:00前后出现正温度梯度,于01:00~9:00前后出现负温度梯度;轨道-箱梁整体对应超越概率0.01的竖向正负温差代表值分别为14.87℃与-6.3℃,箱梁顶板对应超越概率0.01的正负温差代表值分别为13.74℃与-3.54℃,底板为2.38℃与-1.12℃,可采用指数对箱梁顶板竖向正负温差代表值进行拟合,其分布规律在形式上与中国铁路桥梁规范相接近,可采用线性形式对底板温差代表值进行拟合,两种拟合形式相关系数的平方均在0.99以上,可为规范修正与桥梁设计提供参考.

预应力锚垫板结构优化设计

预应力混凝土结构应用范围的扩大对锚下混凝土结构的安全性提出了更高的要求。根据南水北调中线干线工程预应力设计中对于锚垫板的锚具要求,对OVM锚固体系中YM-M15E-12D进行优化改进分析,提出优化设计思路,确立新型锚垫板M15CJ-12D的结构形式,对新结构进行ANSYS分析,并与原结构进行有限元对比分析,且通过荷栽传递试验测试构件的性能及检验其安全性,对比分析锚下混凝土结构试验应变值跟模拟应变值,验证模拟的各项参数符合实际工况,最终得到更为安全、先进、经济的锚下混凝土结构体系。

桥上CRTS Ⅱ型板式无砟轨道均匀温度研究

在某客运专线曲线段桥上设置温度传感器,通过对CRTSⅡ型板式无砟轨道进行长达两年的监控,得到其时变规律,利用时间序列差分法求得测点日平均温度,得到代表整体温度变化趋势的均匀温度时程曲线,有效反映了结构温度随大气的季节性变化规律.基于傅立叶曲线拟合及高阶矩统计模型研究其规律,提出无砟轨道整体的均匀温度变化规律.结果表明,结构各测点均匀温度呈现以365d为周期的三角函数变化规律,其拟合参数可分别表示均匀温度变化规律中的中位值、幅值及相位差;各测点间的均匀温度拟合结果差异较小,可将轨道全截面作为一整体分析,用其统一温度代表轨道整体的均匀温度变化规律;通过高阶矩概率统计模型对统一温度分析,可得到具有概率保证的均匀温度变化方程.

桥隧过渡段铁路Ⅰ型无砟轨道纵向温度场的试验研究

通过对我国中部山区复杂地形地质条件下高速铁路桥隧过渡段无砟轨道钢轨和道床板纵向温度分布的连续观测,得到桥隧过渡段钢轨和道床板的纵向温度分布规律,并提出适用于春季的桥隧过渡段钢轨和道床板纵向温度梯度荷载模式.结果表明:从隧道外到隧道内,钢轨温度变化幅值不断减小,隧道内75 m处的钢轨温度峰值出现时刻比隧道外22 m处的滞后4 h;钢轨纵向温度随隧道径深增加变化最大的位置位于0~8 m区间,隧道深75 m以后,钢轨的温度变化幅度明显变小,基本稳定在0.2℃;道床板纵向温度随隧道径深增加变化最大的位置位于0~8 m区间,隧道深25 m以后,道床板的温度变化幅度明显变小,基本稳定在1.7℃;一天中钢轨和道床板温度沿纵向变化幅度最大的时刻出现在14:00~16:00;纵向温度梯度模式可分为钢轨和道床板两类,钢轨和道床板纵向温度梯度均可采用分段函数进行拟合.

基于气象条件的客运专线简支箱梁日照温度场研究

分析日照作用下混凝土箱梁与环境的热交换机理,结合桥位气象条件,采用瞬态热流边界模拟日照温度条件、计算客运专线简支箱梁温度场,采用实测数据对该方法进行验证。以我国客运专线采用的无砟轨道32m标准跨径简支箱梁为工程背景,分析基于气象条件的客运专线标准跨径简支箱梁日照温度场分布特征,探讨大气透明度系数、覆盖层厚度及混凝土表面吸收率等参数对箱梁温度场的影响。研究表明:箱梁日照温度边界可采用瞬态热流边界进行模拟,计算渡越时间约为84h;箱梁最值温度与大气透明度系数正相关,且对顶板温度的影响最大;梁顶覆盖层能有效减小梁顶的温度变化幅度;提高混凝土表面的光洁度或采用浅色涂层以减小混凝土表面吸收率,可有效降低箱梁的温度变化幅度。

基于高阶矩法的梁-轨系统温度作用代表值

提出了一种基于高阶矩法的结构温度统计方法,可避免传统方法拟合曲线求分布的不确定性,计算效率、精度高.基于我国华东一高铁桥梁长期监测数据,将箱梁和轨道作为整体,计算了其竖、横向温度和温差代表值,分析了温度云图和温差分布规律,研究了轨道结构对箱梁表面温度的遮盖效应.研究表明:结构年温度样本属中变异,分布规律平稳;高温标准值分别为35.4℃,38.15℃,竖向最大高温梯度分别为10.33℃,12.93℃;混凝土竖向有效导热长度约为60 cm,轨道遮盖可降低箱梁表面温度4.4℃.

有机三元共混异质结太阳能电池结构理论设计与光伏性能研究

利用光学近场激发与局域理论,通过光学仿真软件建立银/金方阵微纳结构理论模型,使用高分辨率光刻技术构建基于完美吸收体的聚合物/富勒烯太阳能电池结构,实现活性层对太阳光谱从紫外到近红外全波段光谱的完美吸收,提高了聚合物电池能量转换效率.设计和制备了结构上类似、彼此具备良好的"相容性"、在吸收光谱上互补的新型给体材料.与富勒烯受体材料混合制作三元体系的太阳能电池,以最大程度地匹配太阳光谱,该方法可以有效地提高器件对太阳光的响应能力,产生大量的光生载流子,大幅度地提高短路电流密度和开路电压.本文研究有望为获得新一代高效率、高稳定性的聚合物光伏器件提供参考.

结构动力反应的两种数值分析方法比较

在计算结构体系的动力响应时,经常采用数值计算方法。通过与复模态精确解进行比较,得出了中心差分法和线性加速度法的求解精度。结合算例对比分析,找到了计算较为简便、精度满足要求的数值计算方法,为今后求解此类问题提供了有益参考。

铰接板法计算桥梁荷载

用单位荷载作用在任意一梁上,认为铰接板梁计算图式有n个,按单位力p=1作用的第i块梁的中间的铰接缝讨论,建立了铰接板桥梁基本体系的载荷计算的一般方程,利用这些方程可以方便进行不同截面形式、不同板梁数量的铰接板桥的设计和计算,使铰接板理论更加完整。

寒冷季节桥上无砟轨道横竖向温度梯度研究

在某客运专线圆曲线段桥上纵连板式无砟轨道中埋设温度传感器,对无砟轨道温度分布进行了长期连续观测,得到无砟轨道温度场分布的时变规律,并建立适用于寒冷季节纵连板式无砟轨道横竖向温度梯度荷载模式.结果表明:轨道结构的温度变化以日为周期,随着距表面深度的增加,无砟轨道内温度变化幅值逐渐减小,峰值时间不断滞后;竖向温度梯度可拟合为指数曲线,与中国铁路桥梁设计规范规定的箱梁竖向温度梯度分布在形状上较为相似;横向温度梯度模式分为轨道板和底座板两类,轨道板横向温度梯度可采用二次函数拟合回归,底座板横向梯度可采用线性分段函数拟合.