大跨度双层甲板在轴压载荷下的稳定性研究

针对大跨度双层甲板缩尺模型设计并开展了单轴压缩试验,分析了缩尺模型的极限承载力以及结构的崩溃特性.计及初始缺陷的影响建立数值仿真模型,将试验结果与仿真结果进行对比,分析了双层甲板模型在轴压载荷作用下的稳定性及极限承载特性.结果表明:文中研究的双层甲板缩尺模型的失效模式主要是板格屈曲变形,仿真计算得到的模型应力分布情况与试验测量的结果也基本吻合.

聚氨酯混凝土钢桥面铺装层间性能研究

通过试验研究了聚氨酯混凝土的力学性能和微观结构等。结果表明,聚氨酯混凝土可以与钢桥面形成牢固的粘接力,层间粘接强度均高于聚氨酯混凝土的抗拉强度,环境温度60℃下聚氨酯混凝土的抗拉强度不足25℃时的50%且不足-30℃的30%,受压剪切角度为15°时试件破坏形式为受压破坏,受压剪切角度为45°试件的破坏形式为剪切破坏,组合结构具有较好的抗疲劳开裂能力。本研究为聚氨酯混凝土钢桥面铺装层的设计和应用提供了重要的参考依据。

基于防水粘结层附着力的桥面铺装层间粘结强度和抗剪强度预测

针对目前水泥混凝土复合式桥面铺装层间结合效果有损评价方法存在的弊端,通过室内试验建立特定桥面铺装结构和材料条件下组合结构的层间粘结强度和层间剪切强度与附着力之间的函数关系,同时求得温度修正系数;根据测得的工程现场防水粘结层的附着力计算得到组合结构的层间粘结强度和抗剪强度,进而换算成20℃条件下的强度标准值;并参照相关规范对实际工程层间结合效果进行质量评定。结果表明,防水粘结层对水泥混凝土的附着力与组合结构的层间粘结强度及抗剪强度存在较强的线性正相关,且强度预测值与实测值的误差基本都在10%以内;强度预测值换算成标准值后可直接借助规范进行层间结合效果评价。

钢桥面聚氨酯改性环氧树脂碎石黏结层材料设计

聚氨酯改性环氧树脂以较高的黏结强度及优良的变形性能成为钢桥面黏结层材料选择之一。根据钢桥面黏结层层铺法特点,制作了钢板+黏结层+SMA复合试件,以层间抗剪强度为评价指标,将黏结层各材料用量作为变化因素,采用正交试验方法进行五因素四水平试验设计和分析。结果表明:聚氨酯改性环氧树脂碎石与钢板间黏结强度高,复合试件破坏均发生在黏结层与上覆层SMA之间;热熔型改性环氧树脂用量对黏结层剪切强度影响最大,第一层碎石撒布量影响最小;热熔型改性环氧树脂、第二层碎石及聚氨酯改性环氧树脂用量3个因素变化时,层间剪切强度均先增大后减小,最佳用量分别为1.9 kg·m^(-2)、6.0 kg·m^(-2)和2.4 kg·m^(-2);第一层碎石撒布量建议为6.0 kg·m^(-2),聚氨酯改性环氧树脂用量应在小于2.1 kg·m^(-2)区间进一步试验确定。

二阶热固性环氧沥青桥面铺装黏层黏结性能试验研究

该文以宜昌伍家岗长江大桥为工程依托,针对铺装结构中RA沥青混凝土与高黏高弹SMA沥青混凝土层间的二阶热固性环氧沥青材料的不同洒布量、不同第一阶段固化时间、不同养护时间、不同服役温度下的界面抗剪与拉拔强度以及洒布量对耐剪切疲劳性能的影响开展研究。研究结果表明:随着二阶热固性环氧沥青洒布量的增加,黏结与抗剪强度提高,结构耐剪切疲劳性能增强,施工环境温度为25~35℃时,二阶热固性环氧沥青黏结层与高黏高弹SMA的施工间隔建议44~52 h,施工完成后封闭养护时间应大于7 d,二阶热固性环氧沥青黏层可实现组合铺装结构的25℃抗剪强度≥3.8 MPa,拉拔强度≥1.7 MPa,60℃抗剪强度≥1.7 MPa,拉拔强度≥0.9 MPa,研究结果对二阶热固性环氧沥青材料在桥面铺装工程中的应用具有指导意义。

邮轮甲板结构冗余度的可靠性研究

开展船体结构冗余度的可靠性研究,对于保证船体结构在局部损伤(如永久的局部变形、裂纹或焊缝失效)之后不会导致整个加筋板甚至船体梁的破坏具有重要意义。本文拟合了损伤前后扶强材单元承载力比值与扶强材柔度的关系,提出损伤加筋板极限承载力计算的逐步迭代法。以邮轮甲板结构为研究对象,构造邮轮甲板结构冗余度可靠性计算的极限状态方程,基于概率统计的方法,确立邮轮甲板结构的极限强度、波浪弯矩和静水弯矩等随机变量的随机模型和概率特性;采用一次二阶矩法计算一艘极地邮轮甲板结构冗余度的可靠性指标和失效概率,讨论了上层建筑不同参与度对甲板结构冗余度的影响。结果表明,该极地邮轮甲板结构具有足够的冗余度,所提方法对于其它船型的冗余度评估具有借鉴作用。

中型邮船甲板薄板分段吊装方案

以中型邮船的3种典型甲板薄板分段为例,设计相应吊装方案,探讨起吊设备在整个吊运过程中影响建造效率的因素。采用有限元分析方法,计算3种薄板分段在不同工况条件下的强度和变形,并对发生超大变形的分段提出临时加强方案。结果表明,该吊装方案适用于甲板薄板分段结构强度弱的特点,满足中国船级社(CCS)吊装规范要求,可使中型邮船甲板薄板分段的吊装作业更加便捷和高效。

大纵肋正交异性钢-免蒸养UHPC组合桥面板力学性能研究

为明确大纵肋正交异性钢-免蒸养UHPC组合桥面板的力学性能,进行免蒸养UHPC材料力学性能试验、构件静力模型试验与疲劳模型试验,分析其材料基本力学性能、剪力钉抗剪性能、组合桥面板抗弯性能及疲劳性能。结果表明:免蒸养UHPC材料的弹性模量略高于高温蒸养UHPC材料,其他力学性能指标相较于高温蒸养UHPC材料均有不同程度的降低;免蒸养UHPC中剪力钉的破坏模式表现为剪力钉根部剪断并伴有焊环局部UHPC压溃,组合桥面板名义开裂应力为13.7 MPa,满足结构抗裂性要求;组合桥面板的疲劳破坏模式表现为UHPC结构层开裂,继而纵肋与横隔板连接焊缝焊趾处疲劳开裂,组合桥面板的疲劳寿命最终由焊接细节的疲劳强度所控制;纵肋与横隔板连接焊缝的等效疲劳强度为157 MPa,满足现行规范要求。

水泥混凝土桥面防水黏结层性能研究

桥梁对不利地形有着独特的跨越作用,极大地方便了交通运输,在公路网中广泛使用,它对交通起着至关重要的作用。防水黏结层是桥面铺装中的重要功能层,但其质量极易受到所用防水黏结材料性能的影响。针对目前桥面防水黏结层材料存在的耐高温性能差和施工黏轮,以及低温柔韧性差等问题。采用环氧改性水性聚氨酯、环氧改性丙烯酸乳液制备高性能防水黏结材料,以水性环氧沥青和SBS改性沥青为对比,研究不同环氧改性水性聚氨酯、环氧改性丙烯酸乳液掺量对防水黏结层耐热性和柔韧性、力学性能和高温黏轮性能的影响,开发一种综合性能优异的高性能水泥桥面防水黏结材料。研究表明:环氧改性水性聚氨酯可用于制备综合性能优异的水泥桥面防水黏结材料;环氧改性水性聚氨酯和环氧改性丙烯酸乳液均可用于制备高性能防水黏结材料,当环氧改性水性聚氨酯掺量为40%和环氧改性丙烯酸掺量为30%时,其耐热性与水性环氧沥青相当,明显优于PG76-22改性沥青;当环氧改性水性聚氨酯掺量为50%时,附着力拉拔强度、复合件拉拔强度和复合件剪切强度等各项性能指标均满足江苏省地方标准的要求,且保证在桥面温度70℃情况下,不会被施工车辆带走而造成防水黏结层产生破坏。

新型上承式拱桥结构体系静力特性分析

随着跨径及荷载的不断增加,传统上承式拱桥结构刚度小、自振频率低的特性难以满足现代交通需求。在此背景下,介绍一种新型上承式拱桥结构,该结构在拱肋与主梁间增设刚性斜杆,形成桁架结构,实现拱结构到桁架结构的体系转换,从而减轻拱肋的负担。并以1座跨径为500m的公路上承式拱桥为例,通过有限元数值法进行强度与刚度的计算,结果表明:新型上承式拱桥的强度和刚度均优于传统上承式拱桥。

甲板货船总纵强度校核系统研究

甲板货船主要是甲板载货,具有开敞的载货甲板、卸货方便等特点。这类船长深比和宽深比较大,往往船体变形较大,总纵强度的校核和挠度变形必须给与足够的重视。文章以NAPA软件为平台,开发了一套甲板货船总纵强度校核系统,实现了船体挠度计算和船体变形后总纵强度校核,供图纸设计、船舶检验等相关技术人员参考。

杨泗港长江大桥总体设计

杨泗港长江大桥全长约4.13km,主航道桥采用主跨1 700m的单跨双层钢桁梁悬索桥。大桥采用双层桥面布置,上层设6车道城市快速路,下层设4车道城市主干路和2条非机动车道,上、下层桥面两侧均设置人行道。两岸接线采用双层高架桥+地面辅道建设方式。主桥主缆跨度布置为465m+1 700m+465m,加劲梁采用华伦式钢桁梁,桥塔采用门式钢筋混凝土塔,主缆采用极限强度1 960MPa的大直径高强钢丝,桥塔基础采用圆端形沉井,锚碇基础采用圆形地下连续墙。

成贵铁路宜宾金沙江公铁两用桥总体设计

成贵铁路宜宾金沙江公铁两用桥主桥跨径布置为(116+120+336+120+116)m,其中336 m主跨为钢箱系杆拱桥,120 m和116 m边跨为混凝土简支系杆拱桥。为解决大桥公铁合建、两岸地形高差大等技术难题,采用铁路在上、公路在下的双层桥面钢箱拱桥新结构,上、下2层桥面高差32 m,上层设4线铁路,下层设6车道城市快速路和两侧人行道。336 m主拱拱肋采用钢箱结构,在主拱上采用将公路柔性吊索内穿于铁路刚性吊杆并独立锚固于拱肋的新技术;系杆采用高强度可换型镀锌钢绞线索。

接触爆炸下舰船强力甲板塑性动态响应特性研究

基于舰船强力甲板结构和接触爆炸工况设计,采用非线性有限元计算方法对在不同炸药量下、不同尺寸的纵桁和强横梁的强力甲板进行接触爆炸数值模拟。分析球形炸药接触爆炸下空气冲击波的压力分布以及对甲板的冲击过程,结果显示强力甲板结构在接触爆炸下呈现出3种破坏模式,并通过定义构件相对强度因子,提出了破坏模式的判别条件,初步揭示舰船强力甲板在接触爆炸下的塑性动态响应特性。

双体船连接桥结构强度的简化计算

双体船的连接桥结构强度是设计时需要重点考虑的问题,采用全船有限元法来分析计算要耗费大量的时间。将连接桥结构简化为一种梁模型,采用简化解析计算方法来分析其扭转强度和横向强度,并与实船的全船有限元法的对比分析结果表明:简化模型和计算方法是可行的,可应用于双体船初步设计阶段,估算连接桥的结构强度,指导结构设计。

110m趸船结构强度分析及加强方案的模糊综合评判

利用MSC.Nastran软件对110m趸船在三种不同工况下进行有限元强度评估.在甲板结构不满足强度要求的情况下,对甲板结构提出三种加强方案,基于模糊综合评判理论,将船体强度、工艺性和经济性等因素作为评判参数,按成对比较法确定各参数的权重系数,构建满意度函数,对110m趸船甲板结构的三种加强方案进行模糊综合评判,确定出最优方案.

苏通大桥正交异性板局部模型极限承载力试验

以苏通大桥钢箱梁U肋加劲桥面板为研究对象,采用1/2.5模型试件,对U肋加劲桥面板的抗压承载力进行试验研究。试验结果表明,桥面板试件的屈服应力小于材料的材料屈服强度,设计中应该加以考虑。

大型双层非线性共振筛强度计算的有限元建模技术

针对双层共振筛强度计算时惯性力难以施加的问题,提出了一种分别计算上下筛体强度的有限元建模技术.应用该建模技术建立了30 m2大型双层非线性共振筛的有限元模型,考虑两种危险工况,对该共振筛进行了动应力计算,给出了共振筛整体的应力分布规律,指出了危险应力区域,对系统的强度特性进行了评估.有限元动应力计算结果与实测结果吻合,说明模型建立以及参数的选择是合理的.

正交异性钢桥面板疲劳验算

国内外已得到广泛应用的正交异性钢桥面板在车辆荷载的作用下容易疲劳开裂，可是目前各国公路桥规还没有其疲劳验算的细则。本文对钢桥疲劳验算所涉及的诸如荷载、结构分析、低应力幅处理、焊接节点的疲劳强度、验算方法等问题进行了探讨，并通过一个实例来加以说明。

基于响应面法的强力甲板结构优化设计

对于大型散货船,强力甲板是船体承受总纵弯矩及局部载荷的主要构件。特别是在压载工况下,强力甲板易出现结构问题,因此合理的强力甲板设计对船舶结构安全性和经济性十分重要。提出了基于响应面法的船体结构优化方法,并对一艘76 000 DWT散货船货舱段的强力甲板结构进行优化设计以验证该方法的有效性。在不同板厚尺寸、相同工况下进行甲板参数的灵敏度分析,选取适合的参数作为自变量。在计算出最大相当应力的基础上,应用响应面法的均匀设计试验方法,得出该舱段强力甲板最大应力与结构尺寸的函数表达式。以结构重量最轻为目标函数,在结构强度以及规范要求的最小厚度的约束条件下,对该舱段的强力甲板结构厚度进行优化。所得的优化结果说明该优化设计方法在实际工程中具有应用价值。