局部场地效应下超千米跨度公铁两用斜拉桥时频域地震响应研究

为在时、频域范围内量化场地效应对超千米跨度公铁两用斜拉桥地震响应的影响,基于加速度功率谱模型并结合不同的场地条件细化模型参数,采用虚拟激励和多点时程分析法,分别在时、频域范围内开展超千米跨度公铁两用斜拉桥地震响应分析,并将结构地震响应进行对比,结果表明:对于主梁主跨,柔软场地工况下的主梁位移、内力响应最大,坚硬场地工况下的响应最小,其他工况均介于两者之间且呈规律性变化,柔软场地工况下的主梁内力响应较坚硬场地下的响应最大相差407%;考虑各局部场地效应工况对主梁左边跨地震响应影响,区别于主梁主跨,主梁左边跨位移、内力响应除在柔软场地工况下出现最大值外,其他场地工况下的地震响应值交替变化,变化规律并不完全明确。综合考虑各局部场地工况,采用时程分析法斜拉桥地震响应计算结果总体大于频域虚拟激励法计算结果,各关键地震响应增大率介于9%~182%。因此,对于超千米跨度公铁两用斜拉桥抗震分析,频域方法可能会低估其地震响应,为准确评估斜拉桥动力响应,时程分析法依然是首选的抗震分析方法。

千米跨度公铁两用钢桁梁斜拉桥几何非线性研究

为研究非线性因素对超大跨度公铁两用斜拉桥主要构件变形和受力的影响程度,采用5种分析状态,对一座跨度超过千米的公铁两用钢桁梁斜拉桥进行成桥状态下的活载非线性计算分析。建立全桥平面杆系模型,计算各控制量在最不利活载作用下的极值及非线性影响系数。结果表明:对超大跨度公铁两用斜拉桥而言,斜拉索的垂度效应仍然是几何非线性影响的主要因素,梁-柱效应和大位移效应相对较弱;目前桥梁设计的通常方法是考虑修正斜拉索弹性模量进行线性计算,并在此基础上活载考虑10%的非线性放大系数,该方法现实、合理而且稍偏安全。

超千米跨度桥上轨道不平顺能量谱的研究

建立大跨度斜拉桥模型,计算在温度荷载、公路荷载和列车荷载下的轨道几何形位,运用能量谱分析方法,计算了上述各工况下轨道不平顺的能量谱密度,并与德国低干扰能量谱密度进行对比,通过比较二者的交点波长与车体敏感波长的来研究轨道的质量状态。结果表明：超千米跨度桥上轨道不平顺的能量主要集中于长波频段,列车四股荷载工况下的轨道高低不平顺谱与德国谱的最小交点波长为93m,比较接近CRH2（200km/h、250km/h）的最大敏感波长,可能会引起车体较大的振动。

千米级大跨度桥上线路动态与静态轨道不平顺的关系

为了明确千米级大跨度桥轨道不平顺状态的分布规律,以某千米级大跨度桥上线路轨道不平顺检测数据为例,分析了动态和静态高低、轨向及轨距不平顺的时域分布特征,并进行了相关性分析,确定了动态和静态波形匹配参数,在此基础上提出了移动窗相关系数的里程匹配算法;给出了基于尺码法的轨道不平顺分形维数计算流程,分析了短波、中波和长波区段的动态和静态轨道不平顺分形维数及其分布规律特征。结果表明:以轨距作为对准参数项,采用滑动相关系数法可以实现动态与静态不平顺数据的有效对准;高低不平顺的分形维数可以作为诊断线路道砟服役状态的有效工具;大跨度桥的轨向及高低不平顺长波成分稳定,不因轮载动态作用而显著变化。

海上超千米水平井射孔关键技术

海上超千米水平井射孔作业难度大,作业安全性面临巨大挑战。以东海某平台底水气藏水平调整井A3H射孔跨度1066.2 m为例,通过分析其射孔作业在传暴失败、射孔冲击载荷大、射孔后管柱遇卡、射孔枪连接密封失效、超长非均质底水气藏控水等方面存在的难点,提出了超千米水平井射孔作业关键技术:射孔参数优选技术,如89 mm厚壁内定向射孔枪、后效复合射孔弹、变孔密、水平向上夹角60°四方位相位;管柱结构优化技术,如减振管柱、防沉砂缓冲装置、大直径防退扣传爆接头、管柱上提下放悬重敏感性计算;射孔点火工艺优选技术,如分段传爆、错峰设置延时点火和瞬间爆轰力计算。现场实践应用表明,本文提出的超千米水平井射孔作业关键技术明显降低了A3H井超长水平井射孔作业风险,实现了初期含水率20%以下、初期产量超配产2倍的效果。本文研究可为超千米底水低渗气藏井开发提供借鉴。

千米级跨度铁路桥梁的受力性能研究

结合上海至南通铁路过江通道工程,针对设计构思的千米级跨度桥梁方案,进行主跨1 008 m斜拉桥和悬索桥力学性能研究。按照我国双线铁路标准布置荷载,考虑客货共用,进行桥梁静力变形分析和车桥耦合动力仿真分析。结果表明,在时速80 km货运列车和时速200 km客运列车作用下,跨度1 008 m斜拉桥和悬索桥的静、动力变形性能均满足安全行车的要求,桥梁结构具有良好的刚度;我国铁路现行机车车辆的运行平稳性或乘坐舒适性指标达到"良好"标准。说明上海至南通铁路过江通道采用千米级跨度铁路斜拉桥和悬索桥在技术上可行。