150 m超长管幕支护下隧道施工力学特性研究

依托某浅埋下穿高速公路的铁路隧道工程,通过有限元数值模拟,分析超长管幕、超前小导管两种支护体系下隧道施工时支护结构的受力及变形规律。结果表明:管幕支护拱顶最大沉降量3.55 mm,初支结构峰值拉应力2.19 MPa,围岩压力最大值2.06 MPa,围岩与支护结构稳定性满足施工安全要求,各支护结构变形量及受力状态均处于稳定状态;相较于超前小导管支护措施,管幕支护体系抵抗地表及周边围岩变形作用明显。

高压井口天然气涡流管节流加热参数优选

涡流管具有制热性能,因此可用涡流管替代加热炉,用于加热节流后的井口高压天然气。为了优选涡流管的最佳结构参数与操作参数,发挥涡流管加热高压井口天然气的最佳效果,利用Fluent进行了数值模拟研究,建立用于高压气井井口加热的涡流管模型,通过模拟结果与实验结果对比,验证了数学模型及模拟结果的正确性。当涡流管长度为188 mm、冷端管直径为7 mm、进口数为6、锥度为6°、进气流量为0.18 kg/s、冷流率为0.6时,达到最佳加热效果。根据气井井口温度与压力参数,确定了涡流管的串并联组合方式,并将涡流管加热与加热炉加热进行了经济性对比,结果表明涡流管加热具有优异的加热效果,经济效益显著。

铁路客运专线连续梁-拱组合结构设计

研究目的:本文以成绵乐客运专线鸭子河特大桥(56+116+56)m连续梁-拱桥为工程背景,研究梁拱组合结构的梁拱构造、吊杆受力特性、支座布置、施工方法等,通过对模型的建立、荷载的选取、梁拱及吊杆的检算、动力特性及拱座局部分析计算,介绍梁拱结构的结构特点,为今后类似工程的修建提供参考。研究结论:连续梁拱组合结构能较好地发挥连续梁和拱两种结构体系的优点。与同跨度连续梁相比,由于拱的加劲作用,能够有效降低主梁的高度,同时,钢管对混凝土的套箍作用,提高了混凝土的抗压强度和变形能力,管内混凝土又有效地增加了钢管的局部稳定性,使拱与梁受力性能都得到较好的发挥,使梁拱组合结构具有整体受力特性好、结构刚度大、建筑高度低、施工方法成熟等优点。

大跨屋盖结构风致抖振响应研究

建立基于非定常风荷载的大跨屋盖结构风致动力响应的试验和分析方法。该方法采用多通道测压系统扩大同步测压点的数目,更全面地获得屋盖表面风压的时空特性,为准确计算结构风致响应奠定了基础。在动力分析方法上应用CQC法计算屋盖结构的风振响应,考虑多模态及模态间的耦合影响,编制了结构风致动力效应计算程序SWDP。最后对上海铁路南站工程屋盖结构的抖振响应结果进行了计算和分析。结果表明,采用多通道测压系统可以有效地扩大同步测压点的数目;基于非定常风荷载的CQC方法是计算复杂大跨屋盖结构风振响应的有效方法;背景响应对于总响应的贡献通常是不可忽略的。

钢管混凝土拱组合梁渡槽结构静力分析

针对钢管混凝土拱组合梁渡槽复杂结构 ,建立了合理的有限元模型 ,编制了前后处理程序 ,并利用Sup 91程序对结构整体进行了计算和分析 ,给出了渡槽结构各构件在不同荷载组合情况下的应力、应变及其最大值所发生的部位 ,提出了结构尺寸调整的合理化建议 ,为工程设计单位提供了有价值的分析结果 ,为渡槽结构优化造型的初步设计提供依据 .

FRP约束钢管混凝土柱轴力-弯矩相关关系研究

为了建立FRP(Fiber Reinforced Polymer)约束钢管混凝土压弯构件轴力-弯矩相关关系曲线,分析组合结构中各组份对柱体压弯性能的影响,建立了FRP约束钢管混凝土截面分析计算模型,考虑不同FPR-钢复合约束程度和荷载偏心率对混凝土本构的影响。与现有CFRP(Carbon Fiber Reinforced Polymer)-钢管混凝土压弯试验结果对比,验证了模型的合理性。对模型开展参数分析,结果表明,FRP约束混凝土压弯性能主要受环向FRP影响,环向FRP层数的增加在提高柱体轴压承载力的同时可有效降低其界限偏心率,提高大偏心状态下柱体的轴压比;纵向FRP层数仅会影响柱体承载力,对其界限偏心率及大偏心受压状态下的轴压比影响不显著;随着环向FRP约束程度的提高,柱体对P-Δ效应的敏感性增强。

考虑地基变形时超高层建筑束筒结构的半解析自由振动分析

该文建立了超高层建筑束筒结构与其基础、地基共同工作的具有连续分布质量特性的三维半解析自由振动分析模型,也就是将超高层建筑束筒结构等效连续化为一个支撑在半无限大弹性地基上的具有连续分布质量特性的加劲薄壁筒组合体,然后选取适当的节线对其进行划分,并用定义在这些节线上的形变未知函数作为广义坐标,把超高层建筑束筒结构的自由振动问题,运用能量原理转化为这些未知函数的常微分方程组的特征值问题,再利用高质高效的常微分方程求解器进行求解。算例结果表明:模型的简化是合理的、可行的。并总结出了几点有工程参考价值的结论,从而为超高层建筑束筒结构考虑地基、基础以及上部结构的整体动力分析提供了一种新的分析方法。

用剪切型-剪弯型组合模型对高层建筑结构进行动力弹塑性时程分析

在已有层模型的研究成果基础上，提出用剪切型-剪弯型组合模型来处理高层筒中筒结构和框架-剪力墙结构的动力弹塑性时程分析问题，该模型可以统一反映双重体系各自部分的剪切和弯曲弹塑性变形，更符合结构各自部分的变形特性，且对通常高层结构形式具有一定的普遍适用性．

组合油管柱接力式柱塞气举装置研制

深井采用不同直径组合油管,常规柱塞举升不再适用该油管。提出了一种应用于上大下小组合油管柱的新型接力式柱塞气举装置。这种装置在结构上能够满足深井采用组合油管的要求,为深井柱塞排水采气与柱塞举升采油提供了一种新的思路。介绍了这种装置的结构、特点以及工作过程。

射孔抽油联作泵的改进及应用

油田的射孔作业最易发生井喷,为预防井喷及井喷发生后能够很容易控制,并且在不发生井喷时也不需要进行起油管和压井作业就可直接投入生产,并完全符合安全操作规程,引进和改进了射孔抽油联作泵。介绍了该装置的改进设计过程、工作原理及应用效果。

动臂塔塔吊不利荷载工况下的承载力验算

根据已有项目某塔的塔吊在施工过程中遇到的不利工况,本文综合分析并采用ansys有限元软件建立2台ZSL1250动臂塔核心筒结构中的局部模型,针对8个典型不利荷载工况进行加载,得出塔吊对结构的影响受力.

列车端部双层方管组合式吸能结构耐撞性研究

为了克服现有缓冲吸能装置不能同时满足高比吸能和低撞击峰值力的问题,提出一种具有内外双层方管的组合压溃式金属薄壁方管吸能结构,该结构具有压缩效率高,吸能量大的优点。根据列车安装空间要求对吸能结构进行初步几何参数设计,建立详细的有限元模型,并进行相关数值仿真模拟。针对吸能结构设计方案进行实物样机试制,开展吸能结构轴向动态冲击试验,通过对比分析结果可知,仿真与试验的相对误差在5%以内,证明所建立的有限元模型是有效的。通过建立有限元模型对吸能结构的耐撞性能进行参数化研究,研究结果表明:所提出的组合压溃式金属薄壁方管吸能结构的压缩效率仅受单个方管壁厚的影响,相对于传统的带隔板单层金属方管,组合压溃式吸能结构充分利用了方管的内部空间,其内外双层方管结构明显增大了压缩效率与平均压溃力,从而大幅提升了轴向冲击载荷下的吸能量。对于吸能结构的初始撞击峰值力而言,诱导槽能够显著降低吸能结构在承受轴向冲击载荷时的初始撞击峰值力,随着诱导槽宽度和深度的增大,撞击峰值力呈现出明显的下降趋势。同时,隔板数目与初始撞击峰值力基本无关,但随着隔板数量的增多,吸能结构所产生的屈曲褶皱也会随之增多,吸能量逐渐增大,但隔板数量对吸能量的影响会随着其数量的增大而逐渐减弱。

京杭运河特大桥连续梁拱组合结构设计

京杭运河特大桥是宁启铁路复线电气化改造的重要节点工程,跨越京杭运河。主桥采用65 m+114 m+65 m单线预应力混凝土连续梁与钢管混凝土拱组合结构。介绍京杭运河特大桥主桥情况,着重阐述其结构构造、施工方法、考虑施工阶段的静力计算分析及受力特点,有关经验可供相关专业人员参考。

淮南孔李淮河大桥设计方案要点

介绍了淮南孔李淮河大桥主航道桥初步设计方案。该桥为钢-混凝土组合结构桥面系和钢管混凝土拱结构组成的连续组合体系。主桥采用双向6车道,全宽为39.5 m,跨径布置为(55+110+180+110+55)m。桥梁采用拱梁多点同步顶推的施工工艺。

近场高烈度区某高层筒体结构组合隔震设计的分析

位于高烈度区且靠近断层的高层建筑结构,其相关抗震设计需要考虑较大的水平和竖向地震荷载,使得传统、单一的隔震方案难以满足规范的要求。鉴于此,针对西昌市靠近断层的某筒体结构提出了一种叠层橡胶支座加黏滞阻尼器的组合隔震设计方案,即在隔震层布置黏滞阻尼器以控制结构在罕遇地震作用下的位移。与此同时,为了满足结构的功能使用要求,将外部框架以及内部核心筒(除去电梯井)在零标高处进行隔震设计,而电梯井则下沉至基础底部加以隔震。通过弹塑性时程分析,研究结果表明:相比非隔震结构,采取组合隔震设计的框筒结构在设防地震作用下,其X、Y向的最大层间剪力分别减小72.37%和79.63%,水平向减震系数为0.35,满足抗震措施降低一度的要求;在罕遇地震作用下,其X、Y向的最大层间位移角分别减少81.06%和76.38%,隔震橡胶支座的拉压应力均在规范允许范围内,且铅芯橡胶支座与黏滞阻尼器均进入耗能阶段,滞回曲线较为饱满,进而验证了该组合隔震设计的合理性。

超高层建筑束筒结构受确定性动力作用的三维半解析分析模型研究

文章建立了超高层建筑束筒结构与其基础、地基共同工作的三维半解析分析模型,也就是将超高层建筑束筒结构等效连续化为一个支撑在半无限大弹性地基上的具有连续分布质量特性的加劲薄壁筒组合体。文献中的算例结果表明:模型的简化是合理的、可行的。并总结出了一些切合实际且很有意义的结论,从而为超高层建筑束筒结构的整体分析计算提供了一种可行的分析方法。

0.14 THz双注折叠波导行波管的高频系统设计

随着太赫兹通信技术的发展,对于0.14 THz折叠波导行波管(FWTWT)的研究需求向着更高的功率和更宽的带宽发展。对双注行波管中的双路折叠波导慢波电路进行分析,得到不同参数下的高频特性变化规律。并对双路折叠波导慢波电路的功率分配和功率合成效率进行分析计算,得到功率合成效率96.3%。最后对双路慢波电路、功率分配/合成器和集中衰减器进行建模,并对注波互作用进行计算。在高压15 kV和单注电子的发射电流为40 mA条件下,得到0.14 THz频率下的合成输出功率为56 W,增益为31.4 dB,3 dB带宽为7 GHz。

开孔多管组合式吸能结构轴向压缩力学性能研究

吸能装置发生碰撞时撞击力曲线波动较大,存在撞击力不能被平缓耗散的问题。通过准静态压缩试验及有限元仿真模型,从开孔层数、每层开孔数和开孔尺寸对轴向载荷作用下的开孔方管的力学特性进行研究,发现改变开孔中心距可以使得方管轴向压缩的载荷-位移曲线相位发生分离。在此基础上进行了开孔多管组合研究,结果表明将无开孔方管和不同开孔中心距的开孔方管进行组合,可以有效缓解载荷波动,减小峰值载荷。最终得到了吸能特性良好、载荷-位移曲线平缓的开孔多管组合吸能结构,与传统的无孔组合式吸能结构相比,该结构的压缩力效率增加到48.36%,初始峰值力载荷和载荷波动分别降低了10.28%和33.33%。

港珠澳大桥岛隧工程建设的科技创新和运营后应关注的若干问题

针对当年为何在港珠澳大桥东侧主航道海域选用海底巨型沉管隧道,而摒弃不用桥梁或盾构隧道方案进行了阐释。总结了港珠澳大桥岛隧工程建设中几项位居国内外领先水平的创新科技,包括构筑人工岛时采用自稳式的巨型钢质圆筒作为施作基坑围护结构,大面积、超深度"挤密砂桩复合地基"加固处理技术,采用"半刚性管段接头","三明治"式钢-钢筋混凝土组合结构倒梯型最终接头,钢筋混凝土沉管结构的控裂和防腐耐久性设计,中国智慧、中国速度的建造技术,等等不一而足。指出了大桥沉管隧道在运营期间应关注的若干技术问题:1)大桥通车后,沉管隧道后续的工后沉降和差异沉降量是否会进一步发展?最终的收敛值又将有多大?如果超限,又应作何种管控对策? 2)如果发现有大/小管节/管段的接头张开,又该怎样应对处理?如何确保设计预期的沉管各节段间大小接头都要求做到"滴水不漏"?并提出了一些建议及管控对策:1)如果大接头工后沉降(尤其是差异沉降)超限,建议采用深水下的"微扰动注浆"进行后处理; 2)如果接头在底板处有因正弯矩值过大而张开的不测情况,认为只需截断管段顶板内的部分预应力筋,而使截面正弯矩值降低,即可将接头处已张开的底板接缝重新闭合,达到整治的效果。

庞庞塔煤矿9-8062巷道管索组合结构支护优化设计

为提高庞庞塔煤矿9-8062托顶煤巷道围岩稳定性和锚索的抗剪承载力,抑制锚索的剪切破断,通过双剪试验、数值模拟等手段研究管索组合结构的力学性能,探索管索组合结构在巷道支护中的作用。双剪试验结果表明,管索组合结构的抗剪承载力优于锚杆锚索,横向变形能力与锚杆近似,具有比锚索更优异的变形能力,管索组合结构、锚索、锚杆中只有管索组合结构兼顾到了抗剪承载力与横向变形能力。根据数值模拟结果,与原方案相比,管索组合结构支护优化方案可以有效减小巷道的顶板下沉量、两帮移近量和塑性破坏区,有效控制巷道围岩变形。