形状记忆合金驱动的自适应梁的研究

把形状记忆合金驱动器和复合材料结合起来 ,复合材料就具有某些自适应功能。本文对表面粘贴NiTi记忆合金驱动器的层合梁进行了理论分析和实验测试 。

自适应张弦梁结构的非线性内力控制

根据预应力在自适应张弦梁结构中的作用和撑杆的可调控性,提出基于局部分析法的内力控制分析方法.建立外荷载作用下,以结构最合理内力状态为控制目标的线性内力控制算法的优化模型.利用模拟退火算法来获得可调撑杆的调节量;考虑内力控制的几何非线性,引入非线性迭代过程,对线性控制算法的结果进行修正,建立结构的非线性内力控制算法.通过多撑杆自适应张弦梁结构数值算例在不同外荷载作用下工作性能的分析,验证了非线性内力控制算法的适用性.

常泰长江大桥主航道桥结构体系及钢梁设计

常泰长江大桥主航道桥为主跨1176 m的公铁两用斜拉桥,上层为高速公路,下层为城际铁路与普通公路(采用非对称布置)。该桥首次采用温度自适应塔梁纵向约束体系,该体系采用塔梁分离、塔墩固结形式,塔梁之间设置支座和纵向阻尼器,有利于降低梁端位移和桥塔内力;辅助墩采用压重+锚索方案,以消除活载负反力。主梁采用N形桁式两主桁钢桁梁结构,桁宽35 m,有利于控制偏载对结构线形的影响,主桁及桥面系构件采用Q500qE、Q420qE、Q370qE钢;主桁上、下弦杆件采用箱形截面,腹杆采用箱形、H形或王字形截面;主桁节点处设置组合式横梁;上层桥面采用纵横梁体系正交异性桥面板,与主桁形成板桁组合结构;下层桥面采用整体钢箱桥面,与主桁形成箱桁组合结构;索梁锚固采用双腹拉板式钢锚箱结构。整体结构及桥面系局部分析结果表明,结构设计满足规范要求。

常泰长江大桥主航道桥纵向约束索CFRP筋材及成品索试制试验研究

常泰长江大桥主航道桥为主跨1208 m的公铁两用双塔钢桁梁斜拉桥,采用温度自适应塔梁约束体系实现对温度的完全自适应,该体系采用CFRP索作为纵向约束索。CFRP索采用127-∅7 mm扭绞型热挤聚乙烯平行CFRP筋材成品索。为保证CFRP索的质量,首先在工业化生产线上进行CFRP筋材试制及静载拉伸试验,然后在CFRP筋材试制基础上,进行CFRP成品索的试制及静载拉伸试验研究。结果表明:CFRP筋材试拉伸的强度为3099~3886 MPa,拉伸弹性模量为181~201 GPa;CFRP成品索加载至大于100%公称破断索力时,索体内的CFRP筋材未出现开裂、损伤、断丝等现象,锚固体(锚具及铸体)未见异常,拉伸弹性模量大于160 GPa,试验结果均满足相关要求。

超大跨度公铁两用斜拉桥结构体系研究

为了寻求超大跨度公铁两用斜拉桥结构受力最优的结构体系,以常泰长江大桥主跨1176 m公铁两用斜拉桥为工程背景,在设计中研究了常用结构体系在纵向风荷载、温度荷载、活载、制动力及地震等作用下的结构力学行为。针对超大跨度斜拉桥梁端位移大、桥塔弯矩大等主要问题,基于结构温度变形特征优化纵向荷载传力途径,提出了“温度自适应塔梁约束体系(TARS)”。该体系采用CFRP水平索连接桥塔和主梁上的温度不动点,主梁受到纵向约束的同时不会因温度变化产生较大的结构内力,可大幅降低梁端位移和塔底弯矩。与常用结构体系对比,TARS结构静、动力性能优越。

自适应张弦梁结构的内力控制理论研究

自适应张弦梁结构是可根据外部荷载变化调节结构中的预应力,实现对结构工作状态控制的智能结构。该文首先分析自适应张弦梁结构的工作机理;然后建立结构的内力状态方程;接着对在风吸作用下下弦拉索退出工作的内力控制问题进行分析,并建立相应的控制模型;再对在移动荷载作用下上弦梁受力不均匀的内力控制问题进行分析,根据移动荷载的大小和移动速度,将荷载空间划分为无时滞可控区域和有时滞控制区域,并以结构最合理内力分布状态为目标分别建立各可控区域内力控制模型;最后通过数值算例验证该类结构的工作性能。数值结果表明,相对于普通张弦梁结构,自适应张弦梁结构通过自适应控制能够降低结构的内力峰值和初始预应力水平要求,并提高结构的承载力。

自适应张弦梁结构的性能分析与设计

自适应张弦梁结构是可根据外部荷载变化调节结构中的预应力实现对结构受力状态控制的智能结构.本文通过结构控制分析,研究该类结构的性能随几何构形、构件截面特性和作动器工作性能等三类设计参数的变化规律.分析结果表明:增大垂跨比、作动器数量、作动器工作行程或减小梁弦刚度比均能够减小自适应张弦梁结构上弦梁的应力和位移,其中作动器的数量和工作行程影响最大;作动器数量和工作行程对上弦梁位移的影响大于对应力的影响,而垂跨比和梁弦刚度比的影响则相反.在结构性能研究的基础上,提出适用于自适应张弦梁结构的优化设计方法.

玻璃熔窑大碹的受力及运行

研究了玻璃熔窑大碹的受力状况。从单块碹砖受力规律推演到连续多块碹砖受力的受力支撑线。受力支撑线模式随着拉条的松紧可以从最小模式演变到最大模式。熔窑大碹是冷态气密性砌筑的。从冷态大碹到热态大碹过渡时,硅质碹砖在大碹内侧膨胀量很大,引起熔窑大碹的弧度特征改变。如果采用自适应碹脚梁支撑,可以把冷态大碹弧度支撑过渡到热态的大碹支撑模式。如果不能适应大碹热态弧度的碹脚支撑,则大碹碹砖会产生缝隙。缝隙分布与最大支撑线和最小支撑线模式有关;对于最大支撑线模式,缝隙主要分布在碹顶附近。

温度和纵向风荷载组合作用下斜拉桥结构体系研究

超大跨度斜拉桥的结构响应对体系升/降温作用和纵向风荷载作用是十分敏感的,对不同结构体系力学性能的研究是必要的。文章以某主跨1176 m的超大跨斜拉桥为工程背景,建立有限元模型,先后分析和考察了半漂浮体系、纵向固定体系、纵向弹性约束体系和温度自适应塔梁纵向约束体系等结构体系的结构力学响应及其结构性能规律。研究结构表明:温度和纵向风荷载组合作用下,塔梁纵向约束方案对超大跨度斜拉桥结构性能优化具有关键性作用;传统的纵向弹性约束体系不能使得斜拉桥结构纵向抗风性能优化和温度次内力控制同时分别达到最优状态;温度自适应塔梁纵向约束体系可以实现纵向抗风性能优化和温度次内力控制同时分别达到最优状态。研究内容和结论可以为超大跨度斜拉桥工程设计的结构体系优化选择提供了新的思路和研究支撑。