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。

上海哥白尼路川杨河梁拱组合桥设计与研究

哥白尼路川杨河桥位于上海浦东张江高科技园区,跨越川杨河。受规划用地及两岸道路的制约,主桥梁高受限。设计方案采用侧向悬挂多重梁拱组合体系,较好解决了城市桥梁建设中经常遇到的车行和人非过河问题。采用有限元软件进行静力、动力分析及关键部位的精细化分析,验证了结构可靠性;提出“纵向悬浇+横向拼装”的施工工艺,实现了施工快速化和桥梁构件的轻型化。该桥型为国内首次应用,可对设计和施工起到指导作用,为城市桥梁建设提供参考。

大跨公轨两用悬索桥动力特性的参数敏感性分析

为了深入研究大跨度公轨两用悬索桥的动力特性,以贵州省在建的马岭河三号特大桥为研究对象,基于Midas/Civil建立全桥三维离散单元有限元模型,采用子空间迭代法进行模态分析,得到该桥的自振频率和振型,并采用控制变量法,分析主塔刚度、主缆刚度、加劲梁刚度、吊杆刚度、恒载集度、中央扣和横向抗风支座等六类结构关键参数对其动力特性的影响。研究结果表明:该桥基频为0.172 Hz,对应振型为主梁1阶正对称侧弯,该桥自振频率较同等跨径的普通公路悬索桥高,结构整体刚度较大;增大主塔刚度,主塔侧向振动频率提高;增大主缆刚度,主梁1阶竖向振动和扭转频率提高;增大吊杆刚度,纵飘频率有一定程度提高;增大加劲梁刚度,主梁侧弯和主梁扭转振型频率的提高显著,有助于提高结构的横向刚度和改善结构的颤振性能;而增大恒载集度,以主梁振动为主的侧弯、竖弯、扭转振型的自振频率均有不同程度的降低;中央扣和抗风支座能有效提高结构的整体刚度。

济南黄河公铁两用桥主桥结构型式研究

研究目的:石济铁路客运专线济南黄河公铁两用桥为刚性悬索加劲连续钢桁梁桥,其结构形式在我国铁路桥梁上尚属首次采用,故以此为工程背景,对此种结构体系的主桁片数及公路桥面板的形式进行分析研究,为下一步的工作打下了良好基础,为类似桥梁的设计提供参考。研究结论:(1)与3片主桁方案相比,2片主桁方案桁架腹杆的最大轴力增加了24.1%,并且框架效应表现明显,竖杆的面外弯矩增加很大;(2)3片桁桥面系荷载传递直接,且提供结构刚度大,3片桁方案比2片桁方案挠跨比小14%,轨道中心部位的梁端转角低12%;(3)由于正交异性钢桥面板的结构自重较纵横梁混凝土组合桥面板的少35%左右,故结构受力有较大改善,前者比后者上弦杆杆件轴力最大值减少了34.6%,而腹杆杆件轴力最大值减小了10%左右。

基于数值模拟的煤巷支护结构设计与稳定性研究

以山西某煤矿巷道支护为工程实例,基于组合梁和悬吊理论进行解析分析研究,应用FLAC-3D数值模拟,融合工程类比方法、数值模拟方法及监控设计方法,进行支护设计方案的优化组合,最终得到合理可行的支护方案,并应用于实际的工程中,得到了理想的效果。本文对巷道支护设计具有参考价值。

贵黄高速阳宝山大桥超宽钢桁梁设计

贵黄高速阳宝山大桥主桥为单跨650 m钢桁梁悬索桥,桥面全宽36.6 m。通过对比分析山区建设条件下悬索桥不同梁型的优、缺点,加劲梁采用板桁结合钢桁梁,主桁中心桁高5.5 m,中心桁宽36 m,全桥共分为57个吊装节段;钢桁梁纵断面线形采用景观效果好、便于杆件制造的对称凸形圆曲线;根据剪力分布规律,主横桁腹杆采用对称W形布置;钢桥面板对接焊缝及下方纵梁均设置在轮迹横向分布频率最低的位置;销接式吊索锚板选择传力明确、便于焊接的外置式连接形式;结合该桥风洞试验研究结果,全桥布置3道永久下稳定板,跨中130 m范围布置临时上中央稳定板,以解决施工和成桥阶段加劲梁的颤振稳定性问题。

基于组合预测的乌江干流货物结构及货运量预测

为了对乌江干流货运量及货运结构进行准确预测,首先采用产销平衡分析的方法,对乌江干流腹地的主要货种产量和待运量进行预测,然后根据乌江货运量占贵州省货物水运量的比重基本稳定的预测思路,建立组合预测模型对乌江水运量进行预测,得到预测通过能力下的乌江干流货运量和货物结构。预测结果表明,乌江航道必须考虑翻坝运输才能解决乌江航道上通航设施通过能力不足的瓶颈问题。

复合人工皮肤修复猪全层皮肤缺损

目的:探讨复合人工皮肤在修复中国小型猪全层皮肤缺损中的作用。方法:16头中国实验用小型猪于背部正中分别切除全层皮肤至深筋膜的3个创面,3个创面以数字表法分成复合皮移植组(实验组),刃厚皮移植组(对照组1)及全厚皮移植组(对照组2),术后定期留取创面组织进行组织学检测。结果:人工复合皮肤具有表皮,真皮双层结构,在愈合过程中表皮细胞逐步增殖、分化、发育形成基底层、棘细胞层、颗粒层和角质层。结论:表皮细胞悬液与脱细胞真皮基质重组的复合皮由于含有真皮与表皮双层结构,其组织学形态与超微结构与天然皮肤极为相似;通过表皮细胞培养可扩大皮源,为大面积深度烧伤患者提供了皮源。利用组织工程技术构建人工复合皮肤,可用于皮肤缺损者的治疗,解决了自体供皮不足。

斜拉-悬吊协作体系桥地震反应分析

为研究斜拉-悬吊协作体系桥的抗震性能,以一座主跨1 400m的斜拉-悬吊协作体系桥方案为背景进行分析。采用MIDAS Civil建立桥梁三维有限元模型,采用地震反应谱和时程分析方法进行水平和竖向地震作用下结构的地震反应分析以及结构非线性对地震反应的影响分析,并通过与相同主跨悬索桥和斜拉桥方案地震反应的对比,探讨斜拉-悬吊协作体系桥在超大跨度桥梁中的适用性。结果表明:在水平地震作用下,斜拉-悬吊协作体系桥塔、梁结合处的主梁和塔柱以及塔底截面产生最大内力,应重视这些关键截面的抗震设计;斜拉-悬吊协作体系桥的抗震性能介于斜拉桥与悬索桥之间,更偏向于悬索桥,比斜拉桥优越,适用于主跨超千米的大跨度桥梁。

西堠门公铁两用大桥主桥嵌岩重力锚设计及受力分析

西堠门公铁两用大桥主桥采用主跨1488 m公铁同层布置分离式钢箱梁斜拉-悬索协作体系桥。结合该桥册子岛侧锚碇区域地形与地质条件,对嵌岩重力锚和隧道锚进行综合比选,最终采用施工风险小、耐久性好、养护工作量小的嵌岩重力锚。为增加锚碇抗滑稳定性,基底后端设计为台阶型,并设置2道嵌岩墙;为减小基坑开挖量,锚碇底部左、右两侧及尾部设为斜坡状。采用ANSYS软件建立岩石-混凝土接触有限元模型,对锚碇受力性能、地基应力及抗滑稳定性进行计算分析。结果表明:锚碇前锚室底板与支墩、顶板与锚体等连接部位及后锚室锚后牵拉区均存在较大拉应力,需针对性配筋;地基应力及抗滑稳定性均满足要求;设置台阶型锚体对抗滑稳定性贡献显著。

一种中压配电线路用内置金属氧化物压敏电阻的悬式复合绝缘子研制

线路避雷器与线路绝缘子彼此独立设计与生产,现场组装,存在安装复杂、综合成本高、安全风险点多等应用不足,将避雷器与绝缘子集成一体化设计是一种解决方案。提出并研制了一种10 kV和35 kV线路用新型结构内置金属氧化物压敏电阻悬式复合绝缘子,研究确定了技术参数,设计定型结构形式为2个压敏电阻子单元分置两端、中间设置绝缘支柱间隙,并针对关键组件间相互干扰的特点,提出了组合干扰试验项目和方法,联合避雷器和绝缘子现行技术标准规定试验项目,试验验证了装置功能有效、性能稳定、运行安全。研制的装置已挂网试用,运行状态良好。

乌江大桥病害成因分析及加固设计

针对斜拉-悬吊协作体系桥出现的加劲梁平面线形畸变、主梁箱室内顶板开裂渗水等病害,进行加固技术研究。在多年实践积累的大跨径柔性悬吊结构体系桥梁加固经验的基础上,提出在保持桥梁恒载不变的情况下,尽量增大结构刚度,从而提高桥梁整体结构的动力特性。

开封黄河公路二桥桥型方案研究

河南省境内黄河宽浅游荡,拟建的七朝古都开封黄河公路二桥正处于这样的位置,在桥型方案设计中突出桥梁创新、桥梁景观,从结构组合入手,达到桥面变化的目的;提出了部分斜拉桥、自锚悬索桥、连续梁桥、梁拱组合结构这几种100至200m中等跨径与大跨度之间的桥梁方案,推荐的七塔部分斜拉桥方案,不但满足了黄河河道的要求,在桥梁新技术上有所突破,并使得桥梁的经济、使用和景观三者的结合上达到了理想的效果。

连续梁拱组合结构柔性吊杆张拉力的确定

连续梁拱组合结构跨越能力大、建筑高度低、造型轻盈、线条流畅,是一种很有发展前途的结构型式。本文结合一座目前国内最大跨度的下承式梁拱组合双线铁路桥,介绍连续梁拱组合结构的特点以及确定成桥阶段柔性吊杆张拉力的方法。