公路桥梁梳齿板伸缩装置的优化设计

为减少某型梳齿板伸缩缝的制造成本,利用有限元ANSYS Workbench平台对结构进行轻量化设计。首先对100%开口极限工况下的梳齿板伸缩缝进行静强度和刚度验算。其次根据行业标准对实际极限工况下的梳齿板伸缩装置进行承载力试验,验证仿真计算的正确性。最后选择对伸缩装置重量、应力和变形影响较大的参数作为设计变量,以装置的许用应力与变形作为约束条件,装置的总重量为优化目标,采用两种不同的优化方法对其进行轻量化设计并进行强度刚度验证。优化结果表明:优化后的总重量减轻38.06%,优化效果显著,且符合该装置的强度和刚度要求。互相对比两种优化结果,验证了方法的可行性及可靠性,为研究桥梁伸缩装置结构轻量化设计提供了参考。

高速公路桥梁工程建设的伸缩缝设计分析

探讨了高速公路桥梁工程中伸缩缝设计的关键要素、设计步骤以及施工与维护,以确保伸缩缝在桥梁结构中的可靠性和长期性能,介绍了伸缩缝位置的确定、尺寸计算、材料选择和施工质量控制等关键步骤,强调了伸缩缝施工后的维护工作对桥梁安全的重要性。

铁路全钢结构框架墩设计与施工关键技术

针对传统钢横梁-混凝土立柱框架墩邻近营业线时,混凝土立柱施工周期长、钢横梁吊装难度大的问题,提出钢横梁-钢立柱全钢结构框架墩方案。以宣绩高铁跨越既有皖赣铁路工程为背景,对全钢结构框架墩进行设计及应用研究。全钢结构框架墩立柱与横梁均为钢结构,提升了结构整体性;采用轻量化设计降低吊装难度和工程投资;通过柱底混合连接构造连接框架墩钢立柱和混凝土基础,提高了安装精度和连接可靠性。对结构稳定、局部承压、疲劳强度、刚度变形等各项指标进行验算,结果表明均满足规范要求。全钢结构框架墩采用旁位拼装、整体吊装、柱底对位连接的施工方案,施工阶段采用吊装变形控制和对位引导等施工关键技术,有效提高了施工工效和安装精度。对比传统钢横梁混凝土立柱框架墩,全钢结构框架墩工程投资相当,但减小了对既有铁路运营的干扰,施工难度和施工风险均大幅降低。

膨胀节波纹管优化设计系统研究

通过分析波纹管的结构,以单波补偿量最大、质量最小为优化设计目标,建立了膨胀节波纹管优化设计数学模型,采用以离散复合形法为基础的混合离散变量组合型优化方法对模型进行求解,开发出膨胀节波纹管优化设计系统,获得了较好的优化结果。

公路桥梁伸缩缝过渡区混凝土修复技术研究

桥梁伸缩缝过渡区混凝土性能的优劣不仅对桥梁伸缩缝结构服役性能有着重要的影响,且对行车安全有着直接的影响。首先简要介绍了公路桥梁伸缩缝过渡区混凝土病害的产生机理。然后综合评述了国内外近年来有关公路桥梁伸缩缝过渡区混凝土修复结构和修复材料等最新研究应用成果。最后根据功能/结构一体化设计理念,建立了一种基于功能梯度组合结构设计的超高韧性混凝土快速修复技术,并探讨了其在实际工程中的应用。工程实践表明:这种基于功能梯度组合结构设计的新型快速修复技术实施效果良好,具有广阔的推广应用前景。

GQF型桥梁伸缩装置的设计与施工

介绍了各种跨径所适应的不同伸缩装置的构造及特点,桥梁伸缩装置设计施工的基本要求,简要介绍了桥梁伸缩装置计算方法及选型原则,着重介绍了GQF(交通行业标准代号)型桥梁伸缩装置施工工艺,供从事桥梁设计及施工工作的技术人员参考。

GB 151中带膨胀节固定式换热器管板计算方法的改进

介绍了修订现行国家标准GB 151—1999《管壳式换热器》时,对带膨胀节的固定式换热器管板设计中应力计算方法的改进意见。文中指出现有计算忽略了膨胀节圆环内部压力引起轴向位移影响,会对某些高参数换热器固定管板的应力分析带来较大误差,并基于板壳理论得到膨胀节圆环内部压力与其两端受轴拉力引起轴向位移之间的相互关系,并结合现行GB 151管板计算模型,提出修订原则和方法。通过有限元计算,证明该方法是可靠的。

干纤维增强橡胶膨胀节缠绕线型设计及仿真

橡胶膨胀节作为一种能自由伸缩的弹性补偿元件,相比较于目前国内使用的金属膨胀节具有良好的耐腐蚀性能、较高的冲击强度和优异的减振降噪特性等优点,主要应用于大型管道输送。传统的橡胶膨胀节采用橡胶帘子布手动或半自动缠绕/铺放成型,效率低且在受压时纤维无法优化方向,起不到很好的承压作用。采用干纤维增强橡胶膨胀节可充分发挥纤维作用,而且能实现自动化缠绕成型,提高效率、质量、产品一致性。本文分析干纤维缠绕成型原理,结合网格理论和薄膜理论计算等张力模型方程,根据方程建立回转体单波纹等张力膨胀节模型,并采用数值模拟技术确定回转体表面纤维缠绕的测地线路径,最后根据设计的缠绕线型进行仿真验证。

大跨度上承式拱桥上无缝线路铺设方案研究

基于桥上无缝线路尽可能避免使用钢轨伸缩调节器的原则,对国内某改建铁路线上大跨度上承式拱桥上无缝线路铺设方案进行研究,建立了线桥墩一体化拱桥计算模型,从3个方面入手优化设计方案:(1)铺设小阻力扣件;(2)采用速度锁定器;(3)局部降低锁定轨温。对各方案的伸缩力、挠曲力,以及梁轨快速相对位移、断缝值进行了计算和分析。综合比选5种方案后,铺设小阻力扣件为最佳方案;速度锁定器可以限制梁端位移,但在拱桥上的使用经验较少,降低锁定轨温不方便运营和管理;大跨度桥梁精确计算钢轨断缝值时,建议进行梁轨相互作用分析。

长联多跨不对称刚构-连续梁组合结构设计

成昆铁路毛坪大渡河特大桥采用一联多跨不对称预应力混凝土刚构-连续梁组合结构,全桥孔跨布置为(72+3×128+96+52) m。梁体采用变截面箱梁,其中主、边墩处梁高分别为9.8,7.5 m,等高梁段处为5.4 m;主墩采用双薄壁圆端形墩,墩高均为46 m,与梁结合部位采用固结方式,节省大吨位支座及后期维修养护;为降低温度及混凝土收缩徐变对梁体的影响,边墩采用活动支座;采用有限元程序对主桥进行分析,其一阶竖、横弯的频率分别为0.537,0.590 Hz,各项指标均满足规范要求;以中间向两侧对称合龙的顺序进行施工,经过3次体系转换后形成全桥。

江阴大桥伸缩缝损坏原因分析及设计改进

以江阴大桥伸缩缝损坏及更换为例,分析伸缩缝损坏的原因,并对伸缩缝进行了设计改进,提出减少加在中梁与支承梁之间的预加压力、增强支座系统等5种设计改进的方法。阐述了支座系统的疲劳试验和摩擦试验,并对老伸缩缝的拆除和新伸缩缝的安装过程和方法进行了介绍,为大型桥梁更换伸缩缝提供参考。

温度膨胀系数对刚性路面设计的影响分析

为了研究热膨胀系数对水泥混凝土路面结构设计的影响,根据我国规范分析了热膨胀系数对面层板温度应力的影响,同时采用美国力学经验设计法分析了热膨胀系数对水泥混凝土路面横缝错台量的影响.结果表明:热膨胀系数对接缝传荷能力以及板角翘曲变形的影响会直接改变水泥混凝土路面设计厚度.因此,在水泥混凝土路面设计中引入热膨胀系数参数意义重大.

管道应力分析及柔性设计

论述了管道应力分类、产生的因素以及应力消除方法。管道在内压、持续外载以及热胀、冷缩、位移等因素作用下,其最大应力往往超过材料的屈服极限,使材料在工作状态发生塑性变形,高温管道的蠕变和应力松弛,也将使管系上的应力状态发生变化,利用固定支架将复杂的管系划分为若干段较简单的管系进行应力分析,根据结果对管道进行自然补偿、设置支架或合理选择膨胀节以减小推力和力矩,保证管道的安全运行。

含膨胀节固定管板换热器管板的简化计算探讨

为简化带波形膨胀节固定管板换热器管板的有限元分析计算,以某余热回收换热器为例,利用ANSYS软件分别建立该换热器管板的全模型和简化模型,并将两种模型的管板应力及位移分布进行对比。结果表明:简化模型管板的Tresca当量应力分布及径向位移分布与全模型的一致,但简化模型管板的计算最大应力强度值比全模型约大2.6%。计算结果证明此简化方法可行。

催化裂化装置管道膨胀节失效分析及防护

对在役催化裂化装置的奥氏体不锈钢波纹管膨胀节失效原因进行了全面分析 ,由于刚度、温度、安装等因素引起的膨胀节失稳以及Cl-和SO2 引起的腐蚀破坏 ,是膨胀节失效的主要破坏形式。其防护措施包括 :在设计选型方面 ,采取导流形式防止介质冲刷和残留 ;在选材方面采取表面改性或选用 316L、317L或SAF2 2 0 5等耐蚀材质 ;减小安装误差和减少停工次数等。

大型多层框架的裂缝控制设计理念及其应用

钢筋混凝土框架结构的裂缝设计主要是针对温度和收缩应力产生的裂缝,历来有“抗”与“放”两种不同的处理方法。我国有关规范采取了简便易行的留伸缩缝方法,释放温度和收缩应力,但在超大型建筑物中不易做到。浙江涌金广场结构设计中,采用“抗放兼施,以抗为主”的设计原则,在136m长、124m宽的现浇框架上未留贯通的伸缩缝,采取局部屋面或楼面设置伸缩缝、柱梁按温度应力计算配筋的对策控制温度裂缝,采取设置混凝土后浇带、使用微膨胀混凝土、控制水泥用量和加强养护等措施防止产生收缩裂缝,获得了成功。

中低速磁浮轨道伸缩接头的布置及结构设计

研究目的:中低速磁浮轨道伸缩接头是设置在相邻轨排间伸缩缝位置的连接装置,根据其适应轨缝伸缩量大小的不同,可分为Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型伸缩接头。为满足中低速磁浮运营线建设的需要,需对轨排与下部基础相互作用规律进行研究,提出伸缩接头的布置原则,并对其结构进行优化。研究结论:(1)桥梁中部轨排间伸缩位移的量值较小,采用Ⅰ型伸缩接头即可满足轨排间伸缩变形的要求;(2)桥梁端部轨排间伸缩位移主要受桥梁温度跨度的影响,伸缩接头的选用应根据桥梁的温度跨度,并结合所处气温条件和桥梁伸缩徐变具体计算确定;(3)提出了新型伸缩接头,包括Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型伸缩接头,满足了磁浮车辆对伸缩接头提出的要求,并在长沙磁浮工程中得到了应用;(4)本文研究对中低速磁浮伸缩接头的选用和结构设计具有一定的参考意义。

膨胀节的计算机辅助设计及参数化绘图系统

针对机械产品CAD开发技术上的问题 ,对二维图形参数化技术进行了研究 ,提出了基于图形单元技术的装配图的参数化设计 ,并利用ActiveXAutomation技术顺利实现了结构设计与图形参数化设计的一体化。在此基础上 ,结合机械设计的专业知识 ,开发了“膨胀节的计算机辅助设计及参数化绘图系统”CAD软件包。本文通过设计界面、建立数据库、编写算法等一系列工作进行了膨胀节的结构设计和优化设计 ,实现了膨胀节的计算机辅助设计 ;对零件图与装配图进行图形参数化设计 ,使得膨胀节的设计与绘图工作效率大大提高。

波纹膨胀节的轴向力及其导向支座设计

波纹膨胀节是用于补偿管道的热膨胀及各种位移的新型补偿元件。本文结合轴向型膨胀节设计中遇到的问题,讨论了它的轴向力,并由此对美国标准推荐的确定导向支座间距的公式提出了修正意见。

基于“界面脱黏”的桥梁连续式伸缩缝力学分析

以"界面脱黏"病害为切入点,建立连续式伸缩缝结构有限元模型,在对有限元计算结果进行可靠性论证的基础上,探讨荷载作用位置、伸缩缝铺装与桥面铺装材料的模量比、伸缩缝铺装厚度及宽度、界面摩擦系数、桥端转角对界面法向拉应力的影响。结果表明:不同工况下的界面法向拉应力计算结果均在伸缩缝材料的允许拉应力范围之内,且选择柔性更大、变形协调更好的伸缩缝材料,并选择较厚的伸缩缝铺装、宽度选择45-50 cm,并且将界面进行粗糙化处理可有效地改善应力状态以减缓甚至避免"界面脱黏"病害。在此基础上,得出连续式伸缩缝铺装参数设计方法,为实体工程的设计和施工提供了新思路。