不同海况条件下舰载无人机着舰安全分析

针对无人机上舰的使用需求,本文对舰载无人机着舰开展了系统的研究。建立了机-舰-环境综合模型和舰载无人机全自动着舰引导控制系统;基于建立的舰载无人机着舰综合模型对不同海况下的着舰过程进行仿真分析,研究不同海况条件以及航母不同航速和遭遇角对着舰安全的影响。仿真研究表明:在复杂海况下,航母可通过适当提高航速以获得更高的着舰成功率,但过高的航速会导致舰尾流扰动加剧,使得着舰成功率显著下降;通过对仿真结果进行统计分析,给出了不同海况下的着舰安全范围,为无人机着舰辅助决策提供参考。

宜宾新市金沙江大桥主桥总体设计

宜宾新市金沙江大桥主桥为(304+680+304)m双塔双索面钢桁梁斜拉桥,采用半飘浮体系,在桥塔横梁顶设置含限位功能的纵向阻尼器,两岸边跨各设置1个辅助墩。桥塔采用宝瓶形钢筋混凝土塔,四川岸和云南岸塔高分别为290.2 m和297.5 m,由上、中、下塔柱和上、中、下横梁及下塔柱横向连接隔板组成。主梁采用钢桁梁与钢-混组合桥面板的板桁结合型式,主桁横向中心距28 m,桁高6.8 m,标准节间长6.8 m,上、下弦杆与腹杆呈“N”形布置,采用焊接整体节点。桥面板采用钢-混组合桥面板。斜拉索采用环氧喷涂钢绞线体系,疲劳应力幅280 MPa,斜拉索在主桁上采用锚拉板锚固方式,在桥塔上采用钢锚梁锚固方式。采用桥面全回转吊机进行主桁、横桁单元件安装;钢-混组合桥面板滞后主梁2个节段施工。

Aerodynamic problems of cable-stayed bridges spanning over one thousand meters

The elongating of cable-stayed bridge brings a series of aerodynamic problems. First of all,geometric nonlinear effect of extreme long cable is much more significant for cable-stayed bridge spanning over one thousand meters. Lateral static wind load will generate additional displacement of long cables,which causes the decrease of supporting rigidity of the whole bridge and the change of dynamic properties. Wind load,being the controlling load in the design of cable-stayed bridge,is a critical problem and needs to be solved. Meanwhile,research on suitable system between pylon and deck indicates fixed-fixed connection system is an effective way for improvement performance of cable-stayed bridges under longitudinal wind load. In order to obtain aerodynamic parameters of cable-stayed bridge spanning over one thousand meters,identification method for flutter derivatives of full bridge aero-elastic model is developed in this paper. Furthermore,vortex induced vibration and Reynolds number effect are detailed discussed.

京港高铁鳊鱼洲长江大桥北汊航道桥设计

京港高铁鳊鱼洲长江大桥北汊航道桥设计为双主跨140 m独塔预应力混凝土曲线梁斜拉桥,4线铁路整幅布置,客运专线和客货共线分别采用无砟、有砟轨道。大桥采用塔墩梁固结体系;主梁采用单箱六室预应力混凝土曲线箱梁,梁高4 m,主跨全宽32.5 m,边跨主梁因不设斜拉索,梁宽缩减为28 m;桥塔采用双柱式钢筋混凝土结构,上、下塔柱间设置1道半圆拱形横梁,主梁通过横梁与桥塔固结,上塔柱设置横桥向预偏,以抵消索力引起的塔柱横桥向往主梁曲线内侧产生的位移;全桥共设32对斜拉索,按竖琴式双索面布置在主跨;斜拉索采用标准抗拉强度1770 MPa的锌铝合金镀层平行钢丝;基础采用钻孔灌注桩基础。桥塔采用爬模施工,主梁分区段采用牵索挂篮悬臂浇筑和支架现浇施工。该桥设计验算和成桥荷载试验结果均满足要求。

湖北观音寺长江大桥主桥方案构思与总体设计

湖北观音寺长江大桥主桥为(350+1160+350)m混合式组合梁斜拉桥。该桥设计过程中对跨径布置、桥型方案、主梁方案、结构体系等进行系统研究。为最大限度地减少桥梁对长江航道、河道行洪等的影响,确定采用1160 m主跨一孔跨过可通航水域。综合考虑建设条件、结构性能、施工难度、安全风险、经济性等因素,最终选取斜拉桥方案。为降低结构自重、充分发挥材料性能、提高桥面耐久性,主梁采用边跨377 m混凝土箱梁+中跨两侧401 m钢-UHPC组合梁+中跨跨中304 m钢-UHPC轻型组合桥面钢箱组合梁的混合式组合梁。结构体系采用带纵向约束的弹性半飘浮体系。桥塔采用中、下塔柱混凝土结构+上塔柱钢壳组合结构A形塔,塔高262 m,基础采用直径3.2 m的钻孔灌注群桩基础。斜拉索采用标准抗拉强度2100 MPa的高强度锌铝合金镀层平行钢丝拉索,斜拉索与塔、梁端均采用钢锚箱锚固。辅助墩、过渡墩均采用空心截面双柱墩,下设分离式承台+群桩基础。

佛山富龙西江特大桥主桥设计

佛山富龙西江特大桥主桥为(69+176+580+176+69)m双塔双索面混合梁斜拉桥,全宽41.4 m(含风嘴)。该桥采用半飘浮体系,桥塔下横梁设置竖向支座及横向抗风支座,塔梁间设置纵向阻尼器。桥塔采用融入佛山文化性与地域性特征的“白鹭”形桥塔。主梁采用混合梁,边跨为混凝土箱梁;中跨为超高性能混凝土(UHPC)组合梁,由高3.1 m的槽形钢主梁和带PBL剪力键的UHPC组合桥面板构成。斜拉索采用∅7 mm锌铝合金镀层平行钢丝斜拉索,标准抗拉强度1770 MPa。桥塔墩采用钻孔灌注桩基础,辅助墩和过渡墩均采用分幅式板式墩。建立该桥的空间有限元模型进行静、动力分析,结果表明:该桥整体静力性能、抗风及抗震性能均符合规范要求。

某宽幅矮塔斜拉桥Y形桥塔施工方案优化

某(105+180+105) m波形钢腹板-PC组合梁矮塔斜拉桥桥塔采用外倾式分肢双塔柱,外倾15°,外观呈Y形。针对桥塔先塔后梁施工过程中上塔柱塔根内侧拉应力和塔顶横向变形过大的问题,提出先塔后梁增加临时对拉索和塔梁同步施工2种施工优化方案,采用MIDAS Civil软件建立有限元模型,研究各施工优化方案对桥梁结构受力性能的影响,并进行综合比选。结果表明:施工过程中,2种施工优化方案均能将塔根拉应力减小至材料抗拉强度设计值以下,且塔梁同步施工方案塔顶横向变形比先塔后梁施工方案最大减小40.2%;成桥状态时,2种施工优化方案的斜拉索成桥索力值与设计成桥索力值比较接近,且误差均在5%以内,2种施工优化方案对成桥质量控制无不利影响;通过工期、工程造价、工程质量和施工安全方面的比较,经综合考虑,该桥桥塔施工采用塔梁同步施工方案。工程实践证明塔梁同步施工方案实施效果较好。

公铁平层桥梁桥塔遮风效应风洞试验研究

车辆经过桥塔区域时,由于桥塔的遮风效应,其气动荷载会产生突变,且公铁平层桥梁的桥塔由于纵向尺度较大,车辆经过桥塔区域时气动荷载的变化更加剧烈.为明确某公铁平层桥梁上车辆在桥塔区域的气动特性,制作了1/20大比例尺的风洞试验模型;基于优化后的测试系统,测试了车辆通过公铁平层宽幅桥梁桥塔时的气动荷载,研究了车道位置、车辆类型以及桥塔外形对通过桥塔车辆的气动特性的影响.结果表明:越靠近桥塔车道上的车辆,经过桥塔时的横向力系数、摇头力矩系数的突变量更大,正向升力也越大,因而更容易发生侧滑与侧偏;车长对车辆通过桥塔区域的性能有显著影响,长度较小的车辆具有更大的横向力系数突变量,长度较长的车辆具有更大的倾覆力矩系数、摇头力矩系数及点头力矩系数突变量;与矩形截面桥塔相比,带倒角的桥塔使得厢式货车的横向力突变量减小了43.7%,使集装箱车的横向力系数突变量减小了25.8%,且使集装箱车的摇头力矩系数突变量减小了29.2%.

珠机城际铁路公铁同层合建桥方案比选

珠机城际铁路金海特大桥跨磨刀门水道主通航孔跨径为3×340 m,采用公铁同层布置,结合桥址区建设条件,对桥型方案进行研究比选。从桥式上对比多塔斜拉桥方案与钢桁拱桥方案,由于设计基准风速大、台风频发、多主跨等因素,考虑经济性、施工难度及施工过程抗风稳定性,最终确定采用(58.5+116+3×340+116+58.5)m多塔斜拉桥方案。在此基础上,针对多塔斜拉桥,对桥塔中置和桥塔外包方案,从结构受力、施工、经济性、景观性等进行综合比选,最终推荐采用温度效应小及抗震性能好、施工工期短、经济性相当、景观效果好的桥塔中置方案。

双幅同步转体矮塔斜拉桥设计

广州市增城区新新公路跨广深铁路桥采用(114+96)m双幅预应力混凝土矮塔斜拉桥分幅跨越既有铁路。该桥主桥为塔墩梁固结体系,主梁采用单箱三室截面斜腹板变高箱梁,为平衡跨度不对称引起的不平衡重,主跨与边跨板厚采用不对称设计。桥塔采用顺桥向人字形独柱混凝土塔,桥面以上高31.0 m;斜拉索采用强度为1860 MPa的钢绞线拉索,单索面双排扇形布置;主墩采用矩形实体混凝土墩,群桩基础。采用转体过程角度控制图指导双幅桥同步转体施工,转体结构最大悬臂长114 m,设计转体吨位为3.2万吨。经验算,结构各项性能指标均满足设计要求。

大跨度三塔斜拉桥减震措施研究

研究目的：为探讨大跨度三塔斜拉桥的减震措施，本文以武汉二七长江大桥为实际工程背景，研究桥梁结构体系和附加液体粘滞阻尼器对该桥抗震性能的影响。基于非线性动力时程分析，研究桥梁采用支承体系、漂浮体系、刚构体系下的地震响应；对液体粘滞阻尼器的阻尼系数C和阻尼指数a进行参数敏感性分析。研究结论：（1）3种结构体系下主塔及主梁的内力、变形各有优劣，从结构在地震作用下的整体变形及受力角度上考虑，支承体系是适合于大跨度三塔斜拉桥的结构体系；（2）减震效果对速度指数Ot较为敏感，当O／为0．3—0．5时阻尼器的减震效果较好，综合结构的内力、位移响应，二七长江大桥合理的阻尼器参数为：阻尼系数C为5000kN／（m·s^-1）^a，阻尼指数α／为0．3；（3）本研究成果可为类似大跨度三塔斜拉桥的减震设计提供参考。

大跨度组合梁斜拉桥结构设计方案研究

为使大跨度组合梁斜拉桥的结构性能更优,以某(80+290+768+70+70+70+60)m双塔双索面半飘浮体系混合梁斜拉桥方案为背景,从主梁断面型式、主梁参数(梁高、断面面积、桥面板厚度)、桥塔高度、桥面铺装及主梁钢-混结合段位置等对结构性能的影响进行对比分析。结果表明:主跨800m左右的组合梁斜拉桥在理论计算分析上具备可实施性;箱形断面组合梁较为适合用于大跨、宽幅组合梁斜拉桥;提高钢主梁断面的有效面积和桥塔高度对改善组合梁斜拉桥受力状况有较大帮助;大跨度组合梁斜拉桥桥面铺装厚度应结合总体受力、大气环境、荷载类型等因素考虑;钢-混结合段位置选取应兼顾受力特性、施工工艺简便和经济性。

边中跨比及无索区长度对独塔斜拉桥静动力影响

以南充市区已建成的上中坝嘉陵江大桥主桥独塔斜拉桥为研究背景,建立了有限元对比分析计算模型,对边中跨比、主梁无索区长度两种参数进行单因素分析。计算结果表明:边中跨比、主梁无索区长度对结构静力特性有全面而深刻的影响,但对结构的固有振动特性影响却并不显著。分析结果可为斜拉桥的结构设计优化提供一定的参考。

武汉西四环汉江特大桥总体设计

湖北省武汉市西四环线汉江特大桥主桥为(77+100+360+100+77)m双塔双索面半飘浮体系预应力混凝土斜拉桥,引桥为3×65m预应力混凝土现浇连续箱梁桥。主桥桥塔采用H形结构,两桥塔塔高分别为130.1m和126.1m;主梁采用双边箱PK断面,整幅宽43.6m,按全预应力构件设计;斜拉索采用热镀锌钢绞线,按双索面扇形布置,每个塔柱布置28对斜拉索,全桥共224根;索塔锚固采用改进的紧凑型钢锚梁,并在索导管出口附近设预应力钢棒进行斜拉索锚下局部防裂。分别采用MIDAS Civil和ANSYS对主桥进行总体和局部计算,结果表明结构各项指标均满足规范要求。

泸州河东长江大桥总体设计

为满足地方交通路网衔接和功能需求,泸州河东长江大桥主桥采用主跨520 m的双塔双索面混合梁斜拉桥,全长936 m,桥面总宽28.5 m(不含锚索区),近期按双向4车道布置,远期可改造为双向6车道。主桥中跨采用钢-混结合梁,由工字形钢板边主梁+混凝土桥面板组成,边跨采用π形混凝土边主梁;斜拉索采用平行钢丝斜拉索,斜拉索及其锚具分别采用PVF胶带和氧化聚合型防腐蚀技术进行长效防护,显著增强主桥的耐久性;桥塔采用钢筋混凝土门形塔,塔墩基础采用钻孔灌注桩。主桥边跨混凝土梁采用支架现浇,中跨结合梁采用单悬臂拼装架设。引桥长270 m,为与主桥桥面宽度布置保持一致,采用9孔30 m整幅混凝土连续箱梁。对主桥、引桥结构及混凝土桥面板进行计算分析,结果表明:主桥、引桥的静力和动力性能及桥面板纵、横向受力均满足规范要求。

长周期地震动对独塔宽幅斜拉桥地震响应的影响

为了预测独塔宽幅斜拉桥长周期地震响应,以便进行更合理的抗震设计和评估,采用Open SEES软件建立了某独塔宽幅斜拉桥的非线性有限元模型,基于傅里叶变换分析了长周期地震动频谱特性,对比研究了桥梁在远场谐和型地震波、近断层脉冲型地震波、普通地震波以及与设计反应谱匹配的人工地震波作用下的动力响应,并基于能力/需求法对该桥的抗震性能进行了评估。研究表明:长周期地震动对周期为2~4s的独塔宽幅斜拉桥的地震响应具有明显的放大作用,远场谐和型地震波作用下的内力响应为普通地震波的2倍以上,位移响应为普通地震波的18倍以上;主塔塔底截面抗震性能是全桥抗震性能的关键环节,长周期地震动会使塔底截面产生显著的塑性变形,导致主塔和主梁产生大位移,并引发支座破坏;背景工程的横桥向抗震性能比纵桥向更低,且长周期地震动对横桥向抗震性能的影响更明显。

4线铁路曲线斜拉桥钢箱梁受力及疲劳性能分析

为研究独塔弯曲斜拉桥钢箱梁在4线铁路重载下的疲劳特性,以主跨2×175m,平曲线半径为1 147.8m的贵广铁路东平水道桥为背景,对主跨正交异性桥面板钢箱主梁在轴力、竖向弯矩、横向弯矩和扭矩耦合作用及剪力滞效应下的受力性能及抗疲劳性能进行分析。分析结果表明:在多线铁路活载和附加力等最不利荷载组合下,钢箱梁结构总体受力良好;钢箱梁在1.6线的ZK荷载作用下,叠加应力能满足规范中的疲劳强度要求;扁平钢箱梁截面在多线铁路弯斜拉桥设计中具有较好的适用性。

公铁平层超宽钢箱梁过塔方案设计与分析

川南城际宜宾临港公铁两用长江大桥采用国内首创公铁平层设计,由于桥面过宽,施工难度大,风险高。因此,提出部分桥面过塔方案。分析结果表明:采用慢行系统外绕桥塔方案,纵横梁的应力、稳定性、挠度等各项指标均满足规范要求,结构受力安全可靠,且慢行系统外绕桥塔整体外形流畅美观,气动外形较优,引桥净高不受限,可有效减小主梁过塔宽度和下横梁跨度,降低设计难度与施工风险。

佛山石湾大桥选型

佛山石湾大桥是禅西大道工程跨越东平水道的大型桥梁,河道防洪、通航等级高,且桥梁处于道路平面曲线上,因此选取合理美观的桥型成为该工程的要点之一。该文较为全面地介绍了该桥的方案比选过程,对不同方案进行了论述,希望对类似情况桥梁方案选择有所帮助。

舰载机安全逃逸复飞的参数适配包线

逃逸复飞特性对于确定舰载机的进舰速度、航母航速与着舰海况等级限制等均具有重要的影响。根据逃逸复飞的任务要求,提出了离舰滑跑距离、逃逸复飞段最大迎角相对进舰配平迎角的增量和着舰时的俯仰角作为安全性评定的3个参数。建立了数字飞行员模型,基于数字虚拟飞行仿真计算的方法,获得了满足逃逸复飞安全要求的参数适配包线。研究结果表明:在每一确定的着舰重量下,均对应存在一个最佳的进舰速度范围,能够使舰载机逃逸复飞的离舰滑跑距离最短;逃逸复飞段最大迎角相对进舰配平迎角的增量、着舰时舰载机的俯仰角分别决定了进舰速度大小的上、下边界;舰载机重心位置变化将使参数适配包线的边界位置和范围发生改变,但边界形状基本不变;航母航速减小将显著地缩小参数适配包线;适配包线内每一点的逃逸复飞成功率,可以为不同海况等级下的逃逸复飞安全性判断提供参考。