承插式管片拼装误差仿真分析研究

为解决承插式管片在拼装过程中出现的误差累积问题,提出一种基于管片装配尺寸链的仿真方法,通过建立MATLAB仿真模型并采用蒙特卡罗法对管片拼装过程进行模拟分析。研究结果表明:1)管片纵缝接触面张角是管片成环拼装可靠度的主要影响因素,实际管片拼装中应严格控制纵缝接触面张角的偏差;2)多环管片拼装分析中,在相同管片拼装公差控制条件下,错缝拼装方式对应的管片环内拼装可靠度较通缝拼装方式高;3)对南京江心洲隧道工程采用的承插式管片拼装公差进行优化设计,拼装可靠度得到有效提升,管片拼装质量更高。

预埋承插式接头错缝拼装盾构隧道受力性能及管片开裂原因分析

[目的]以上海轨道交通某区段新型隧道顶部管片开裂为背景,分析预埋承插式接头错缝拼装隧道在外荷载作用下变形特点及管片开裂原因,并提出此类隧道的运维侧重点。[方法]根据盾构推进时间、保护区历年变化及隧道收敛变形数据,分析了隧道管片开裂原因。并且发现顶部有无拼接缝的隧道环,在变形程度及裂缝产生方面存在差异。通过与相同环境下单圆通缝隧道收敛变形数据进行对比,得出了新型隧道与单圆通缝隧道受力性能的异同及相对刚度。[结果及结论]此次管片开裂是由侧方拔桩施工导致水平方向土压力变小以及正上方填土使得竖直方向土压力增大两者叠加产生的。顶部为整块管片的隧道环相较顶部为拼接缝的收敛变形更小,但容易开裂,运维时宜重点关注顶部为整块管片隧道环的收敛变形数据。新型隧道横断面刚度约为单圆通缝隧道的2.5倍,峰值处的荷载会传递到邻近的隧道环共同承担,使得隧道收敛变形较为平缓,隧道在外荷载消除后变形恢复能力更强。因这种裂缝而产生的渗漏水病害及通路很难通过隧道回缩愈合。

嵌入式钢管混凝土墩柱-盖梁承插节点抗震性能研究

预制装配桥梁采用工厂化预制、现场拼装的施工方法,具有施工质量高、建设周期短和环境扰动少等优点。为满足预制装配桥梁下部结构的建造需求,结合了超高性能混凝土(ultra high-performance concrete,UHPC),提出一种新型的嵌入式钢管混凝土(concrete-filled steel tube,CFST)墩柱-盖梁承插连接节点。开展1∶3缩尺的拟静力试验,揭示节点的损伤发展和失效模式,探究承插深度对节点抗震性能的影响规律,并基于ABAQUS建立节点的精细化数值分析模型。研究结果表明:1.2倍CFST直径的承插深度可保证损伤发生在节点区域以外,盖梁保持弹性状态,通过分析滞回曲线、承插能力和耗能能力等抗震性能指标,验证了新型节点良好的抗震性能;基于试验结果验证了节点数值分析模型可以合理精度预测节点的整体地震响应和承载能力。研究工作可为预制装配桥梁下部结构在中高烈度区的工程应用提供参考。

大口径预应力钢筋混凝土输水管道渗漏抢修方案

文章针对大伙房水库输水系统中广泛使用的预应力钢筒混凝土管(PCCP)的应急修复问题,鉴于大口径PCCP管道在发生爆管、接口泄漏、贯穿性裂缝和物理破损等事故时修复效率的重要性,根据实际运维和抢修经验,提出了一系列创新性抢修方案。这些方案专门针对抢修施工面临的问题而设计,显著提高了抢修速度和修复作业质量,进而保障了供水系统的连续性和可靠性。

碗式半刚性节点网壳弹塑性稳定分析

碗式节点(Socket-joint)具有一定的抗弯承载力,是一种典型的半刚性节点,也是一种新型的大跨空间结构节点形式.为能够较准确地得出碗式节点的弯矩-转角曲线,使用有限元软件ANSYS对其进行数值模拟,研究了碗式节点的弯曲刚度特征,得到节点的弯矩-转角曲线.在此基础上,研究了40m的K8型半刚性节点的单层球面网壳的弹塑性稳定性能,分析了网壳在矢跨比,节点的弯曲刚度,网壳分频数等参数变化的情况下,网壳极限承载力的变化规律.通过参数分析,较为全面掌握了碗式半刚性节点单层球面网壳的稳定性能.

拱北隧道曲线钢顶管接头橡胶圈结构数值模拟研究

曲线钢顶管技术是给水工程和隧道支护工程中新的非开挖施工技术,其管节结构与传统混凝土顶管管节结构差别较大,但目前设计和施工缺乏理论依据和参考规范。为优化拱北隧道曲线钢顶管施工中采用的接头橡胶圈结构,采用ABAQUS有限元软件,建立接头安装模型,研究优化前后橡胶圈应力、接触压力和接头安装力的变化规律。结果表明:优化后的橡胶圈应力和接头安装力明显减小,且接触压力大于0.3 MPa,满足现场施工密封的要求,证明优化后的接头更加合理可靠。

供水管网渗漏模型研究

分析了柔性接头和刚性接头在地震下的破坏模式。在此基础上,给出了具有明确物理意义的接头渗漏面积表达式来修正已有的管线渗漏模型。利用管线渗漏试验确定了渗漏模型中的重要参数——渗漏系数。分别用不同模型对一个小型供水管网的抗震功能可靠度进行了分析。结果表明:既有渗漏模型高估了管网的抗震能力,而本文建议的渗漏模型的结果更加符合实际。

高拱坝基础大垫座及周边缝设置研究

提出高拱坝基础承载力对建基面的要求,讨论坝肩与河床基础大垫座及周边缝的工作机制、大垫座及周边缝设置的非线性分析特点以及其与高坝整体稳定的关系。指出大垫座设置对基础刚度的对称性、大坝整体稳定性有显著提高的效应。结合高拱坝(英古里、李家峡拱坝和锦屏I级拱坝)实例,详细讨论高拱坝在基础设置垫座后的安全度及坝踵、坝址应力分布优化情况。拱坝所提出的问题对我国目前的高拱坝建设具有指导意义。

除氧头接管座焊缝开裂分析及修复

某电厂4号、5号机组除氧器除氧头的三级抽汽平衡汽管(简称三抽管道)的接管座焊缝多次发生开裂泄漏,并且除氧头筒体内壁也存在大量裂纹。分析认为,造成焊缝开裂和除氧头筒体内壁裂纹的主要原因是接管座角焊缝未焊透及除氧头淋水盘结构不合理。对此,提出了修复改进措施。

管道承插式柔性接口轴向力学性能试验研究

通过球墨铸铁管承插式柔性接口的拟静力单调及往复加载试验,分析了柔性接口的轴向力学性能。试验结果表明,柔性接口的轴向拉力-位移曲线经历了3个阶段:弹性阶段、弹塑性阶段和滑动摩擦阶段,随着加载速率的增大,接口的轴向拉拔力、耗能能力等均有所增长,且单调加载力-位移曲线基本是逐级往复加载力-位移曲线的上包络线,表明胶圈柔性接口具有良好的抗震性能和耗能能力。基于试验结果及胶圈与管口的相互作用分析,提出了管道承插式柔性接口的轴向刚度方程和管道接口轴向滞回模型,该模型结果与试验结果具有较好的一致性,相关研究结果可为管道工程抗震设计提供参考。

大口径玻璃钢管承插式接头局部水头损失系数探究

针对大口径玻璃钢管承插式接头局部水头损失系数取值问题,以新疆小洼槽倒虹吸工程为例,结合工程实际选取合理的观测段,并依据多年实测资料,采用伯努利方程原理,初步确定倒虹吸管承插式接头局部水头损失系数。在此基础上,将倒虹吸全段水头损失（包含承插口接头局部水头损失）水力计算结果与上下游水位实测数据进行对比分析,验证该系数取值范围的准确性。最终建议大口径玻璃钢管承插式接头局部水头损失系数ζ取值范围为0.0035～0.005。

固体火箭发动机滚动球窝喷管摆动性能分析

某固体火箭发动滚动球窝喷管结构设计,必须保证在承受极端工作载荷时,系统满足最大摆角要求,摆心漂移及作动力矩皆在设计许可范围内。系统摆动中,其接头内部,滚动体与阴、阳球及保持架接触碰撞,各构件运动状态复杂。为解决决定系统结构设计和功能发挥的摆动性能这一关键问题,用并联非线性弹簧阻尼器,模拟滚动体与保持架间的弹性碰撞;用有限元法为数学工具,以阴、阳球的模态柔性描述其弹性,同时引入弹塑性摩擦接触变形的数值计算结果,建立滚动体与阴、阳球间的弹塑性接触模型;基于第一类Lagrange动力学方程,建立冷试车状态系统刚柔耦合多体动力学模型。计算分析系统摆动规律、摆心漂移及作动力矩。通过与系统冷试车及发动机热试车试验所测力矩的对比论证,检验系统结构设计、动力学建模及计算结果的正确性。

电站锅炉集箱管座接头焊缝裂纹分析

通过外观检查、成分分析、性能试验、金相诊断、电镜研究等方法对电站锅炉炉膛竖井转水平烟道处水冷壁下集箱管接头(材质为15CrMo)焊缝裂纹进行了失效分析。结果表明,集箱管座接头裂纹断裂属性为韧性,其成因主要是设计安装结构不合理,集箱和管束间温差大而造成应力集中所致。

固体火箭发动机滚动球窝喷管强化接头材料性能分析

为提高某固体火箭发动机滚动球窝接头接触承载能力,降低系统摆动力矩,以单珠承载试验模型为计算模型,采用摩擦接触问题的Lagrange乘子法与弹塑性耦合的有限元理论,计算分析了具有不同强化层材料性能的阳球试件与滚动体接触位置处的接触应力、摩擦应力、变形及破坏机理;解决了阳球不同强化层材料性能对接头接触承载性能的影响问题。根据计算分析结果,提出了满足弹塑性摩擦接触性能条件下,小的摩擦系数、小的弹性模量和较大的屈服极限相配合的阳球强化层材料性能要求;通过与单珠承载试验对比分析,检验了有限元建模及计算结果的合理性。

承插焊接接头超声波检测方法研究

为了检测发电机组各种连接管的承插焊接接头内部缺陷,通过承插焊接接头的有限元应力分析,制作了模拟缺陷试块,选择合理的超声系统及超声反射信号进行试块的检测分析。检验结果表明,该超声波检验方法能灵敏有效地检测出该类焊接结构早期内部缺陷,可为该类焊接结构安全运行提供技术支持。

滚动球窝喷管动态性能分析

为检验极端载荷作用下,固体火箭发动机滚动球窝喷管动态性能及结构设计的正确性,理论计算中,接头内部,用并联非线性弹簧阻尼器,表征滚动体与保持架间的刚性碰撞;用有限元法为数学工具,以阴、阳球的模态柔性描述其弹性,同时引入弹塑性摩擦接触变形的数值计算结果,建立滚动体与阴、阳球间的弹性接触模型;充分考虑各构件的重量、转动惯量、材料特性及摩擦,建立系统整机刚柔耦合多体动力学模型。计算得到系统及接头内各主要零部件的运动规律、动态接触力、系统摆心漂移量及瞬时作动力矩。通过与系统冷试车试验所测力矩的对比论证,检验动力学建模方法及计算结果的合理性、正确性。

小尺寸管座角焊缝磁轭法磁粉检测工艺探讨

磁粉检测作为一种有效的无损检测方法被广泛应用于火力发电厂铁磁性部件表面和近表面缺陷的检测,但在小尺寸管座角焊缝的磁粉检测中,缺陷的检出率受磁化方式、磁化方向、磁化设备、磁化规范等因素的影响。因此,对站立式与跨越式2种磁化方式以及直流磁化法与交流磁化法2种磁化方法进行了试验对比,结果表明跨越法会造成缺陷的漏检,交流磁轭对工件的磁化效果更佳,有利于缺陷的检出。

我国新型脚手架的发展动向

简述我国脚手架发展现状，对近几年发展起来的新型脚手架——框式脚手架、承插式脚手架和附着式升降脚手架进行述评，并对推广应用工作提出了建议。

新型承插型盘扣式模板支撑体系承载力计算方法缺陷分析

对承插型盘扣式模板支撑体系的承载力进行准确预测,有着十分重要的工程意义,但目前普遍采用的承载力计算方法中存在诸多缺陷。根据规范建议方法设计搭建某实际工程承重型高大模板支撑体系。通过现场检测以及有限元模拟分析,探讨承插型盘扣式模板支撑体系的承载力计算方法。在有限元分析中,采用水平力法考虑初始缺陷对承载力的影响,在接头处设置转动刚度值以分析钢管接头处刚度的削弱;并将有限元计算结果与现场实测值对比。结果表明:仅仅采用规范建议的方法进行计算,其结果与实测结果误差较大;考虑初始缺陷和节点半刚性后,结果获得改善;进一步考虑接头转动刚度后,承载力计算结果与实测结果吻合较好。说明在承插型盘扣式模板支撑体系承载力计算中应充分考虑钢管接头处刚度的削弱,以保证施工安全。

固体火箭发动机滚动球窝喷管弹塑性摩擦接触承载性能分析

固体火箭发动机滚动球窝喷管的弹塑性摩擦接触承载性能,属于复杂结构在复杂载荷作用下的弹塑性摩擦接触问题,它直接决定着系统的结构设计和功能发挥。为保证系统在承受极端工作载荷时,喷管不产生大的轴向位移,阴球、阳球与滚动体间具有一定的接触强度,同时不产生过量的塑性变形,设计阶段,基于计算精度高的三维摩擦接触问题的Lagrange乘子法,解决了与弹塑性耦合的算法问题;在滚动体运动分析及摩擦测试的基础上,模拟系统冷试车冲压试验,充分考虑材料表面强化层,建立了各构件间的弹塑性摩擦接触模型。有限元计算结果及冷试车分解试验、系统作动力矩测试试验结果表明,系统弹塑性摩擦接触承载性能满足结构设计要求,有限元建模及计算结果正确。