超长大跨度公铁合建桥梁结构体系研究

新建甬舟铁路西堠门公铁两用大桥连接金塘岛和册子岛,桥位处海域宽2.7 km,最大水深93 m,地形复杂,桥梁设计难度大。为研究超长大跨度公铁合建桥梁合理结构体系,结合地形地质条件,选取主跨1500 m悬索桥、斜拉桥及斜拉悬索协作体系3种桥型方案,对上部结构设计进行详细介绍,并从静力性能、动力性能、经济性能等方面对不同结构体系进行对比分析。研究表明:(1)与斜拉体系相比,协作体系桥可减小30%~50%的主梁内力和60%的桥塔内力,一定程度上解决了加劲梁承受巨大轴压力造成屈曲问题,并有效减小了桥塔规模;(2)与悬索桥相比,协作体系可减小50%的主缆内力,主缆钢丝和锚碇的工程量相应减小,施工难度得以降低,同时协作体系扭转频率更高,降低了结构在较低风速下发生涡激振动的可能性;(3)斜拉悬索协作体系能够充分发挥斜拉结构和悬索结构的组合优势,实现超大跨度的同时具有较大的纵向刚度和竖向刚度,满足铁路行车对结构刚度的要求;(4)对于主跨1500 m级超长大跨度公铁合建桥梁,斜拉悬索协作体系经济性更好。

一种新型转向架橡胶垫的开发与应用

橡胶垫在机车车辆一、二系悬挂系统上得到广泛应用,作用是绝缘、减振以及调整系统组合刚度,通过调整组合刚度能有效地改善机车车辆的动力学性能。文章首先从橡胶垫对一系悬挂装置系统组合刚度影响的角度出发,利用Abaqus软件建立了一系悬挂系统仿真模型,分析了不同结构的橡胶垫对系统组合刚度、橡胶垫应力和应变的影响;其次模拟橡胶垫实际运用工况,搭建了一系悬挂系统的刚度试验台,对装有不同结构橡胶垫的一系悬挂垂向刚度进行了试验测试,并与计算结果进行了对比分析,结合仿真计算和试验验证结果,最后选取对调整系统组合刚度最优方案的橡胶垫进行了产品开发。该橡胶垫顺利通过了疲劳试验,并装用于某出口动车组上,效果良好、性能稳定,为后续橡胶垫的开发提供了参考依据。

缆-梁加劲联合体系悬索桥结构受力机理分析

西部山区高烈度地震区铁路桥梁跨越峡谷时,由于抗震要求,需要修建对大位移适应能力强的大跨度悬索桥。针对深切峡谷地形陡峻不利于建造桥塔且无法设置外伸边跨的一种地形,提出一种缆-梁加劲联合体系悬索桥结构体系,用于提高结构的整体刚度并减小活载作用下梁端的转角。以某桥位的设计方案为研究对象,比较分析常规悬索桥方案、满布桁杆方案及拉压杆-拉索缆-梁联合体系3种悬索桥结构方案在列车活载和铁路横风荷载作用下的结构竖向、横向刚度特征。结果表明,增加加劲梁与主缆之间连接,可明显提高结构整体刚度;拉压杆-拉索方案使索夹下滑力降幅约为50%;增加斜杆对数对结构整体刚度提升明显,可以有效减小索夹下滑力。

斜拉-悬吊协作体系的设计探索

中国２１世纪的跨海工程将面临软土地基、强台风、深水基础等条件，仅用悬索桥和斜拉桥作为大跨桥型，已不能满足工程需求。作者建议采用斜拉－悬吊协作体系以及多跨索支承组合体系来取长补短，弥补体系之不足。本文以伶仃洋大桥工程为背景，探索了１４００ｍ伶仃东航道斜拉－悬吊协作体系的设计，为这种桥型的设计和跨世纪、跨海大桥方案研究提供参考依据。

公铁两用斜拉-悬索协作体系桥结构参数研究

为探究结构参数对公铁两用斜拉-悬索协作体系桥受力性能的影响,确定结构参数的合理取值,以甬舟铁路西堠门公铁两用大桥为背景,采用MIDAS Civil软件建立该桥杆系有限元模型,计算分析辅助墩、吊跨比、矢跨比及交叉索数量等参数变化对结构竖向刚度、端吊杆活载轴力幅、桥塔弯矩等的影响,提出各结构参数的合理取值建议。结果表明:在边跨设置辅助墩能提高结构的竖向刚度、降低桥塔顺桥向弯矩和端吊杆活载轴力幅;吊跨比越大,结构的竖向刚度越小;矢跨比越大,结构的竖向刚度越大;增加交叉索对数可以降低端吊杆的活载轴力幅,但交叉索数量增至一定数量,端吊杆活载轴力幅值降低趋势趋于稳定;推荐大桥采用边跨设置2个辅助墩、跨中纯悬吊段吊跨比0.3、主缆中跨矢跨比1/6.5、交叉索9对的结构布置。

超大跨度缆索承重桥梁结构体系

设计和建造跨海连岛大桥是新世纪桥梁工程面临的巨大挑战。超大跨度桥梁并不只是常规概念的外推,需要与之对应的结构体系。从根本上改变缆索承重桥梁的缆索体系,可以突破跨度极限。本文指出了常规结构体系向更大跨度发展的制约因素,从缆索体系的角度介绍了超大跨度斜拉桥、悬索桥以及斜拉 悬索组合桥可能采用的各种体系。这些体系试图在静力、动力方面能远远超出现有限制范围,极大地提高桥梁的跨越能力。同时,新体系的采用也给材料、设计和施工提出了很大的挑战。

自锚式斜拉-悬吊协作体系动力特性及模型试验研究

自锚式斜拉-悬吊协作体系桥作为一种新的大跨径桥型,综合了悬索桥和斜拉桥的特点,对其动力特性的研究十分重要.利用大型通用程序ANSYS建立空间有限元模型,用子空间迭代法对这种新型结构的动力特性进行了计算分析.同时通过动力模型试验对其动力特性进行研究,模型试验结果与理论分析相吻合,说明用现有的有限位移理论分析自锚式斜拉-悬吊协作体系的动力特性,并进行抗风、抗震设计是可靠的.

履带联合收获机式动力平台油菜直播机设计与试验

针对长江中下游稻油轮作区油菜播种作业常因前茬稻收后秸秆量大,机具一次进地难以完成播种作业所有工序,且土壤含水率较高时易打滑沉陷,而联合收获机专用收获利用率较低等问题,提出了一种以联合收获机为动力平台配置油菜播种机组合式方案,设计了一种履带式联合收获机为动力平台的油菜直播机,该机通过前置收获平台收集浮草残茬,后置耕播系统实现旋耕播种,能用于稻收后未处理地表直接进行油菜播种作业,一次进地能完成秸秆还田、种床旋耕、作畦开沟与播种覆土等工序。设计了导轨式悬挂升降系统,基于ANSYS Workbench、Matlab优化工具箱开展了静力学分析,校核了悬挂升降系统强度并优化了链传动参数,确定了整机各部分结构与参数。通过对整机纵向稳定性进行分析,得到其纵向稳定性储备利用系数为0.198,符合履带式机组质量配置要求。以耕深稳定性系数、碎土率、旋耕层深度合格率以及机具通过性与工作稳定性为指标进行田间试验,试验结果表明,工作参数设置为作业速度0.6 m/s、发动机转速2000 r/min、导草装置风机转速3500 r/min时,在留茬与土壤含水率较高工况下作业机具通过性和工作稳定性较好,耕深稳定性系数和旋耕层深度合格率均达90%以上,碎土率达83.7%,可满足稻油轮作区水稻收获后地表直接开展油菜播种作业农艺要求。

悬吊斜拉组合桥结构应用于武汉市杨泗长江大桥的技术经济优势分析

采用悬吊与斜拉组合而成的桥结构,是改变传统的双塔单跨或三跨悬索桥随着主跨的增大而加大主缆的截面和两端锚碇规模的工程量的惟一模式。杨泗长江大桥采用中间悬吊和两桥塔前后配以斜拉的方式,在保持同等跨越能力的条件下,既使桥梁提高了体系的刚度,又达到在材料使用上的合理配置。悬吊斜拉组合桥结构为世界大跨度桥梁的技术进步又提供了一种新的构思。

重庆土湾大桥主桥方案设计

重庆土湾大桥为城市公轨两用桥,结合该桥建设条件,经比选,采用跨径布置为(95+90+690+90+95)m的斜拉-自锚式悬索协作体系桥梁。主桥中跨采用正交异性钢桥面板桁架结构,边跨采用叠合混凝土桥面板桁架结构,钢-混结合段区域正交异性钢桥的U肋间增加了板式加劲肋进行刚度过渡。主桁标准节段长为15m,2片桁横向间距为14.7m,桁高13.19m。梁端设置混凝土主缆型钢锚固系统。大桥中跨中央225m范围内主桁由16对主缆吊索支撑,其余主桁由斜拉索(共28对)支撑。下部结构采用钻石形桥塔,塔高197m,圆端形承台接群桩基础。主桥边跨桁架采用顶推施工,中跨桁架采用临时拉索悬臂施工。主缆吊索区先施工直至主桁合龙,再通过体系转换完成主缆架设。

汽车悬架与制动系统联合仿真研究

将悬架与制动系统相结合,在建立了各自数学模型的基础上,设计了两个控制器,进行两系统的联合控制。在Matlab/Simulink下仿真表明:采用联合控制,不但提高了乘坐舒适性,而且提高了行驶安全性,证明了该控制方法的有效性。

万州长江二桥隧道式锚碇与钻岩锚组合结构计算分析和设计

万州长江二桥主桥锚碇采用了隧道式锚碇与钻岩锚组合结构,设计计算采用了三维有限元分析计算和比较,并对钻岩锚及锚碇锚固系统进行了介绍。

冷热电三联供系统研究(7):动态冰蓄冷和磁悬浮热泵

充分利用当地的电力政策,减少不利条件的制约,提出了一种将动态冰蓄冷、磁悬浮热泵、热源塔、热回收等多项技术融入燃气冷热电三联供(CCHP)系统中的新的设计方法,有机结合、性能互补,解决了由于天然气价格居高不下导致的燃气CCHP系统经济性无法满足要求的问题,有助于推动燃气CCHP系统的应用。

白鹤滩水电站左岸尾水连接管及扩散段混凝土衬砌施工技术

白鹤滩水电站左岸布置8条尾水连接管及尾水扩散段,每条尾水连接管布置1座检修闸门井,该洞室结构体型复杂、跨度和高度较大、单洞结构变化多、施工工期紧、相互制约条件多。阐述了尾水连接管、扩散段及尾水管检修闸门井底部流道混凝土衬砌在以上因素影响下进行的施工方案比选和研究,根据不同的断面形式采取了多断面一体式衬砌台车、“移动主体排架+补充排架”新型组合支撑体系、定位锥悬挂定型钢拱架支撑体系等有针对性的措施,在保证施工安全和质量的前提下提高了施工效率,缩短了施工工期,所取得的经验值得借鉴。

柱式塔同向回转斜拉-悬索体系桥梁设计关键技术

安徽某跨江通道方案设计中,提出主桥采用主跨1620 m的斜拉-悬索协作体系桥梁。为解决该体系刚度低、主梁压力间断、边吊杆应力幅大等传统疑问,以及因不能设置辅助墩而引起的边跨刚度小、尾索应力幅高的特殊问题,设计采用单柱式桥塔、空间化悬索构建整体结构,并对结构的合理性、可行性进行理论和计算验证。设计针对体系形成的主要过程,提出边孔悬吊辅助跨构造,采用四索面斜拉索和空间双悬索四索面吊索。借助四索面拉吊融合方式在横向转换的便利、同向回转拉索对不对称布索的支持,使调整在更大空间内进行,实现两种体系更加平顺的融合。采用斜置阻尼约束系统使结构纵、横向动力性能满足规范要求。

自锚式悬索桥与上承式拱桥组合体系桥梁稳定性研究

自锚式悬索桥与上承式拱桥组合体系桥梁具有结构体系新颖、造型美观等特点,但由于这种结构形式尚未修建过,对其结构稳定性能进行研究具有重要的工程意义。在详细阐述结构恒载状态分析和活载传递机理的基础上,采用通用有限元软件ANSYS,分6种荷载工况对某座主跨406 m的组合体系方案作线弹性稳定、几何非线性稳定及考虑几何材料双重非线性极限承载力的分析,并探讨了初始缺陷对极限承载力的影响。通过与同等跨度的上承式拱桥作对比分析,得出两种桥型在稳定性方面的异同。分析表明:两种结构体系的一阶线弹性屈曲失稳模态均表现为中跨拱梁结合段的横向侧弯;不同加载模式对结构整体稳定性和破坏模式有一定影响;准确分析极限承载力需同时考虑几何、材料双重非线性的影响;面外初始缺陷对组合体系的极限承载力不会产生较大影响。

履带车辆悬挂系统现状及趋势

为清晰了解履带车辆悬挂系统现状,立足于现有文献,分析了国内外在被动悬挂、半主动悬挂、主动悬挂及以惯容-弹簧-阻尼(ISD)悬挂和扭杆油气复合悬挂为代表的新型悬挂领域的研究及应用现状,重点分析了油气悬挂及新型悬挂的相关研究情况.研究表明:在履带车辆悬挂系统的理论及工程应用上,建议积极研究开发能够工程应用的主动、半主动悬挂,积极研究新型悬挂,提高悬挂可靠性,注重在基础理论研究、材料与工艺改善等方面的投入.

地锚式悬索桥加固拓宽方案比选实例

以某工程为例,介绍了地锚式悬索桥加固拓宽改造方案的比选思路及过程。具体阐述了采用有限元理论计算分析得到的拟订改造方案的依据;提出斜拉悬吊组合体系是此类工程的一种可行的解决方案,为工程实践提供设计思路。

磁流变阻尼器悬架系统非线性振动行为分析

建立了简化的整车系统振动模型,研究汽车车身垂直振动非线性响应行为。利用SolidWorks与SimMechanics联合仿真方法,分析悬架系统的几何非线性和非线性磁流变阻尼力对其振动行为的影响,讨论其垂直振动位移响应的二次及以上谐波成分随系统参数变化的规律。结果表明:系统响应出现二次及以上的谐波成分,甚至在特定的外激励频率和幅值下,会产生二次和三次超谐波共振,表现出明显的非线性振动行为,导致车辆乘坐舒适性不佳。该工作对带有磁流变阻尼器的悬架系统优化设计,具有一定的理论参考意义。

自锚式悬索-斜拉组合体系桥梁施工期结构安全评价

针对自锚式悬索-斜拉组合体系桥梁施工期存在的诸多影响结构安全的问题,以实桥工程为依托,采用层次分析法,进行施工期结构风险识别,根据风险识别结果,基于BP网络的失效概率法,根据主要风险模式和风险因素,建立主要风险模式下的结构极限状态方程,得到各个施工阶段的失效概率,确定结构的目标可靠度。