高分辨星载海洋微波辐射测量技术发展综述

星载微波辐射计作为海洋观测的一种重要技术手段,能够全天时、全天候对海洋环境参数进行长期连续的观测,具有宽幅、高精度等特点,能够为数值预报、台风监测、防灾减灾等应用提供重要保障。随着海洋应用需求不断提升,星载海洋微波辐射探测技术也向着更高分辨率、更高精度的方向发展。文章对高分辨率海洋微波辐射测量新技术的概念、系统组成以及发展情况进行了介绍,包括基于密集馈源阵列的多波束推扫辐射计、集中式综合孔径辐射计以及分布式综合孔径辐射计。文章结合三种高分辨率微波辐射测量技术的特点和当前技术水平对未来星载海洋微波辐射测量技术的发展思路进行了讨论,对其中的重要的关键技术进行了梳理,并针对不同应用需求给出了发展建议。

钢-混凝土组合梁螺栓连接件受剪性能试验研究

传统螺栓连接件的直径小于钢梁预留孔的孔径,导致螺栓与孔壁存在间隙,容易引发钢梁与上部混凝土板间发生相对滑移使组合梁挠度增大。为尽量减小或消除上述间隙,本文引入铰制孔螺栓和螺纹孔螺栓作为组合结构的剪力连接件,并提出锥套自锁螺栓连接件。设计并开展了8个螺栓连接件推出试验,基于各试件的荷载-滑移曲线,研究了3种螺栓连接件与传统螺栓连接件间的抗剪承载力、滑移能力及抗剪刚度等受剪力学性能的具体差异。研究结果表明:3种螺栓连接件的破坏形态与传统螺栓连接件表现一致,均为螺栓杆剪断,混凝土无压溃现象;3种螺栓连接件的抗剪承载力均接近于传统螺栓连接件的抗剪承载力;基于试件的荷载-滑移曲线,3种螺栓连接件均可分为弹性阶段、塑性阶段及破坏阶段;3种螺栓连接件的延性系数和抗剪刚度均明显优于传统螺栓。综合考虑力学性能、施工性能和经济性,本文建议选用铰制孔螺栓用于组合结构的剪力连接件。

装配式槽钢组合梁中开孔钢板连接件力学性能

为研究新型装配式双拼槽钢-混凝土组合梁中开孔钢板剪力连接件(PSP剪力连接件)的力学性能,设计7组标准试件并开展推出试验,对比分析不同参数PSP剪力连接件的受剪承载力和破坏模式。利用ABAQUS非线性有限元模型对PSP剪力连接件的破坏模式和受力机制进行数值模拟,并与试验结果对比验证计算结果的可靠性。在此基础上,进一步分析开孔钢板厚度、开孔直径、混凝土强度、穿孔钢筋及连接件间距对PSP剪力连接件力学性能的影响。结果表明:除10 mm厚度的PSP剪力连接件外,所有4 mm与6 mm厚度的PSP剪力连接件均发生明显弯曲变形,试件破坏时连接件周围混凝土均出现斜向裂缝;开孔直径和穿孔钢筋对受剪承载力和抗剪刚度影响较小,而增加开孔钢板厚度、混凝土强度能提高剪力连接件受剪承载力和抗剪刚度;对于双排PSP剪力连接件,增大连接件间距能够显著提高单排PSP剪力连接件平均承载力,当间距为250 mm时,单排平均承载力达到单个PSP剪力连接件的91.2%。根据试验及有限元荷载滑移曲线提出装配式双拼槽钢-混凝土组合梁中单个PSP连接件荷载滑移曲线计算公式,为装配式双拼槽钢混组合梁的设计提供参考。

梁式与推出加载对钢-混凝土结构栓钉承载力影响机理分析

针对钢-混凝土结构中栓钉在推出和梁式加载时不同的受力行为,通过开展数值分析及试验验证,研究了两种加载情况下的栓钉承载力、刚度及传力路径等典型受力性能差异,提出了预留孔尺寸效应、钉簇间受力非线性梯度效应及单簇钉群受力簇群效应等影响效应及机理,建立了梁式加载单钉抗剪承载力计算式。研究表明:梁式加载时栓钉抗剪承载力低于推出加载,抗剪刚度高于推出加载;梁式加载极限承载力时栓钉根部受力相较推出加载呈现更为显著的非线性关系;尺寸效应使组合梁中栓钉承载力略高于推出试件;组合梁中簇群效应更为显著,使单钉承载力降低。梯度效应使组合梁栓钉根部受力非线性更为明显。基于上述分析,提出了考虑3种效应的梁式加载单钉抗剪承载力计算式。

顶推中不同临时墩间距对某无横撑拱桥的影响

为探讨顶推中不同临时墩间距对无横撑拱桥的影响,以某钢桁架拱桥整体顶推施工工程为背景,建立有限元模型,分析不同临时墩间距布置时钢桁架拱桥在顶推过程中的最值应力和挠度分布情况,拱桥及构件敏感位置的稳定性,以及第2种临时墩布置时主墩和临时墩在顶推过程中的反力变化情况。研究表明:拱桥的下弦杆PL01临时墩处主梁(跨中杆件)和拱肋端部受力最不利,且临时墩间距越大,产生的应力越大;导梁端部出现最不利挠度,且临时墩间距越大,变形越大;临时墩间距越大,上弦杆的稳定性越差;第2种临时墩布置时,主墩和临时墩在顶推至最大悬臂和顶推就位2个状态下达到最不利反力情况,且临时墩起关键作用。

大跨度复杂竖曲线钢梁顶推控制关键技术

以柳州凤凰岭大桥为背景,其具有顶推跨径大、钢梁线形复杂等特点,介绍了凤凰岭大桥钢梁顶推过程中的关键技术,包括顶推控制、钢梁预拼和桥位拼装、顶推过程扣锚索调整、顶推到位整体落梁等方面;钢梁顶推过程中通过调整各支点的相对高程和扣锚索索力来控制各支墩支反力、钢梁导梁结构应力等参数,采用“隔墩交替落梁”的方法,平稳地将钢梁从顶推支撑线高度落至设计标高。柳州凤凰岭大桥较好地完成了钢梁顶推控制,对同类桥梁施工有很好的借鉴意义。

上跨石津干渠钢桁梁施工技术研究

顶推施工技术是桥梁建设中常见的施工技术之一,它可以有效地解决新建桥梁跨越既有沟渠、线路等复杂的施工环境问题。石家庄市复兴大街市政化改造工程中涉及到一联跨越石津干渠的钢桁梁施工项目,具有一定的施工难度,以该项目为背景进行顶推施工关键技术研究。该文重点阐述钢桁梁拼装与顶推的施工流程,以及施工过程中的相关注意事项,重点对顶推过程中的导梁及成桥后的钢桁梁进行施工过程仿真分析。分析结果表明,顶推过程中,钢导梁的最大应力σ=144.7 MPa,最大变形u=206.7 mm;成桥后钢桁梁的最大拉压轴向应力均发生在主桁架上,大小分别为σ拉=187.6 MPa、σ压=199.9 MPa,在恒载、活载作用下桥面系的位移分别为u恒=55.2 mm、u活=25.6 mm。以上均满足相关规范要求,为类似施工项目提供参考和借鉴。

系杆拱混凝土梁顶推技术探讨

顶推法是桥梁工程中常用的一种技术工艺,能最大程度上减小工程建设带来的影响。本研究以某立交桥改造工程为案例,首先指出桥梁基本情况和施工重难点,介绍顶推工况计算及顶推设备选型;然后从准备工作、试顶推、正式顶推等7个环节,详细阐述了系杆拱混凝土梁顶推施工技术方法;最后对梁体顶推过程中的线形控制措施进行总结,以为类似项目的施工提供参考,充分发挥出顶推技术的优势,提高桥梁建设的综合效益。

超重道岔梁夹轨式顶推施工技术应用探讨

在超重道岔梁施工中,由于道岔梁超重、体积大、变截面等特点,导致顶推施工难度增大。针对超重道岔梁顶推施工中的难点问题,论文结合长沙磁浮东沿线接入T3航站楼工程,对比分析了常规钢丝绳拖拉顶推和夹轨式顶推方案,并详细阐述了夹轨式顶推施工工艺流程和质量控制要点。

钢箱梁顶推施工过程导梁的计算分析与监测

钢箱梁顶推施工是桥梁建设中常见的施工方法。通过对钢箱梁顶推施工全过程进行计算,分析钢导梁在整个施工过程中的应力及位移变化,通过实际监测结果与理论计算分析值进行对比,结合应力自动化监测结果,实时了解结构的受力状态,为顶推施工提供技术支持。

在役桥梁桥面顶推纠偏技术和复位方案

运营期桥梁常出现上下部结构、支座偏位,偏位产生的原因各不相同,如今PLC同步顶升技术被广泛应用到桥梁纠偏工程中。以广东省梅龙高速公路深度3号桥为研究案例,对其伸缩缝间距、梁端间距、桥墩垂直度等情况进行分析,确定上部结构纵向滑移程度,分析表明梁底支座未调平和较大的桥梁纵坡为滑移产生的原因,相比盖梁顶推复位方案,桥面顶推复位对桥墩影响小,经比较采用桥面顶推复位、梁底支座调平、安装防滑移装置的措施进行桥梁纠偏,工程完工至今桥梁未见滑移。

吊杆锚固横梁与悬浇段同步施工技术

目前采用“先梁后拱”法的梁拱组合桥梁结构中,因吊杆的锚固需要,多在梁体翼缘设混凝土横梁,但横梁结构与悬浇节段间无法做到同步对应,导致出现横梁节段混凝土无法同步浇筑,挂篮体系因阻碍无法前移等问题。依托某连续刚构拱桥工程,对挂篮侧模结构开展局部推拉式改进优化,将位于横梁区域的挂篮侧模板结构调整为可推拉组合的3块模板结构,该体系由增设的支撑纵梁支撑;桁架结构增设钢模板作为横梁的侧模和底模,并利用滑轮实现结构横移。该技术实现了横梁区域内模板的切换、吊杆锚固横梁与悬浇阶段的同步浇筑、挂篮体系的无障碍纵向移动等功能,解决了横梁节段的同步浇筑问题,缩短了节段循环周期、减少了挂篮安拆频次。

预制钢-UHPC组合梁中橡胶-短栓钉剪力件的抗剪性能试验研究

为了探究钢-UHPC组合梁中橡胶-短栓钉剪力件的抗剪性能,试验设计并制作了10个推出试件,研究橡胶套筒尺寸和加载制度对其抗剪性能的影响规律。试验结果表明:试件以栓钉剪断为主要破坏形式,并伴随栓钉附近局部混凝土压碎。橡胶套筒厚度对剪力件的抗剪承载力影响较小,橡胶套筒厚度为2mm的组合剪力件承载力为普通剪力件的94%。随着橡胶套筒厚度的增加,剪力件的抗剪刚度随之下降,最小为普通剪力件的87%;相对滑移则随着厚度增加而增加,最大为普通剪力件的142%。而随着橡胶套筒的高度增加,剪力件的抗剪承载力随之减少,橡胶套筒高度为50mm的组合剪力件承载力为普通剪力件的89%;随着橡胶套筒高度的增加,剪力件的抗剪刚度随之下降,最小为普通剪力件的75%;相对滑移则随着高度的增加而增加,最大为普通剪力件的137%。

新型不锈钢螺栓连接件疲劳后力学性能退化研究

为探究装配式组合梁中新型不锈钢螺栓连接件疲劳后的力学性能,开展螺栓连接件疲劳后力学性能仿真方法研究。首先,基于当前螺栓连接件存在的问题与不足,设计了一种耐锈蚀、方便拆卸的新型螺栓连接件。其次,进行1组静载推出试验,4组不同疲劳加载次数后的静载推出试验,分析了试件破坏特征以及力学性能退化规律。最后,基于材料剩余强度理论,引入考虑疲劳损伤的混凝土和螺栓连接件的材料退化本构模型,建立不同疲劳加载次数后的螺栓连接件力学性能退化仿真计算流程,并对仿真结果进行了验证。结果表明:新型螺栓连接件疲劳加载270万次后剩余承载力退化了12.1%,且疲劳后破坏模式为螺栓剪断。采用的材料本构退化模型的仿真计算值与试验结果吻合较好,能够合理地反映螺栓在疲劳后的力学性能退化状况。

蜂窝梁钢框架结构Push-Over分析

为研究蜂窝梁钢框架结构的抗震性能,采用有限元分析软件ABAQUS软件,对由经1.5倍扩高的西德六边形孔蜂窝梁、圆形孔蜂窝梁、正八边形孔蜂窝梁和原实腹柱组成的两层两跨钢框架结构进行了Push-Over分析,分析了蜂窝梁钢框架结构的侧向荷载-顶点位移曲线、破坏模式、承载力、塑性铰出现的位置与先后顺序,并与扩高前实腹梁钢框架结构进行了比较。结果表明,蜂窝梁钢框架结构的弹塑性性能更强,普通钢框架结构与蜂窝梁钢框架结构的破坏模式有差异,各孔形蜂窝梁钢框架结构的破坏模式基本相同。相较于扩高前实腹梁钢框架结构,各孔形蜂窝梁钢框架结构的屈服荷载与极限荷载增加了约23%。在孔高比、距高比、孔边距等因素相同时,不同孔形对蜂窝梁钢框架结构的抗侧移性能影响很小。

钢-预制UHPC组合梁中高强螺栓剪力键群的抗剪性能试验研究

为研究高强螺栓作为钢-预制UHPC组合梁剪力键的抗剪性能,共设计15个推出试件,探究螺栓间距和螺栓数量对试件的破坏模式、荷载-滑移曲线、极限承载力、延性和初始抗剪刚度的影响。试验结果表明,推出试件的主要破坏模式为螺栓剪力键剪断,同时在螺栓剪切面下端有局部UHPC受压剥落,UHPC预制板只在剪力槽四周出现细微裂缝。减小螺栓间距会导致试件的抗剪性能降低;而增加螺栓数量可以有效地提高试件的抗剪性能,但也会导致单栓初始抗剪刚度下降。分析国内外现行钢-混凝土组合梁中剪力键的抗剪承载力计算公式,并以此提出一条更适用于钢-预制UHPC组合梁中高强螺栓剪力键群的抗剪承载力计算公式。对比提出公式的计算值与试验值,两者的平均比值、标准差和变异系数分别为1.02、0.02和0.02。

钢混组合梁斜拉平衡体系顶推施工测控技术

白沙洲快速化改造工程采用钢混组合梁斜拉平衡体系双向顶推施工方法,在施工过程中,钢梁在地面搭设支架后分节段异位拼装,支架上无操作平台,测量定位需要进行无接触测量;在顶推时,斜拉塔架和钢梁形成整体同步顶推前进,监测工作至关重要。本文依托项目,提出使用磁力棱镜代替反射片在顶推施工中进行全过程监测,通过优化坐标系统,使顶推施工过程中钢梁线形数据对比清晰、准确;通过塔梁同步顶推监测方法,对顶推过程进行实时监测,顶推后合龙精度满足规范要求。

预制装配式组合梁栓钉连接件构造优化与安装误差影响试验研究

为对一种预制装配式钢-混凝土组合梁栓钉抗剪连接件的构造设计方法和施工安装误差影响进行深入研究,完成了18个预制装配式栓钉连接件和2个普通现浇栓钉连接件的静力推出试验。在优化预制孔填料强度等级的基础上,主要研究栓钉直径、孔径比(预留孔径和栓钉直径的比值)和施工安装误差对预制装配式栓钉连接件破坏形态、抗剪承载力、抗剪刚度及抗滑移性能的影响规律。试验结果表明:连接件的破坏形态为仅栓钉剪断或伴随混凝土开裂的栓钉剪断,安装误差对抗剪刚度影响较大,对抗剪承载力和极限滑移影响很小。提出了可保证连接件抗剪力学性能稳定并消除安装误差对抗剪承载力和极限滑移不利影响的构造设计方法,即填料强度等级和合理的孔径比工程实用范围。EC4、AISC、GB和CSA等规范中的栓钉连接件抗剪承载力计算公式均可偏于安全地预测所提出的预制装配式栓钉连接件的抗剪承载力,试验和所提构造设计方法可为相关研究与规范编制提供参考。

拱桥顶推临时撑杆设计与分析

锦江大桥主桥为钢桁架拱桥结构形式,施工采用整体步履式顶推工艺,为确保顶推施工安全,桥梁采用刚性支承结构的撑杆形式进行临时加固。整体方面先对顶推过程中76个步履工况利用SAP2000整体建模计算,接着筛选控制性撑杆进行施工阶段的应变监测,后对理论计算结果与监测成果进行对比与分析。在局部方面,控制性撑杆的上、下连接节点通过Ansys建立三维节点域模型进行计算与分析,验算连接节点的安全与可靠性,避免节点域桥梁主体结构的损害。研究与实施结果表明:临时撑杆设计方案可行,为类似跨度钢支撑圆管与钢箱节点设计提供一定的参考。

承压型组合剪力键剪切性能试验与承载力计算

针对抗剪需求较大的钢-混凝土组合结构,改进了一种带横向焊钉的承压型组合剪力键。设计并开展了10个承压型组合剪力键和1个非承压型组合剪力键单调推出试验,明确了混凝土端部承压、混凝土强度、肋板厚度、肋板孔径和焊钉直径对承压型组合剪力键失效模式和破坏过程的影响。建立了承压型组合剪力键有限元模型,在结合试验验证仿真模型可靠性的基础上,进一步揭示了承压型组合剪力键受力机理。以试验变量为基础,建立并分析了108个承压型组合剪力键有限元模型,推导了承压型组合剪力键极限承载力与各参数变量之间的线性关系,对极限承载力分析结果进行多元线性回归提出了承压型组合剪力键极限承载力计算模型。结果表明:承压型组合剪力键混凝土板失效模式为大面积竖向裂缝和端部裂缝,内表面形成由焊钉高度附近向下延伸的斜主裂缝,非承压型组合剪力键混凝土板无明显端部裂缝,承压型组合剪力键极限承载力约为非承压型组合剪力键的1.4倍;与肋板孔径和焊钉直径相比,承压型组合剪力键极限承载力对混凝土强度和肋板厚度更为敏感。该研究提出的承压型组合剪力键极限承载力计算公式物理意义明确,计算值与仿真和试验结果吻合较好,可为组合剪力键设计和工程应用提供参考。