深江铁路洪奇沥公铁两用大桥主桥方案构思与总体设计

深江铁路洪奇沥公铁两用大桥主桥采用(3×100+808+3×100)m超短边跨钢-混组合混合梁斜拉桥,一跨跨越通航水域。该桥公铁分层布置,上层布置8车道城市快速路,下层布置4线铁路。主梁采用倒梯形双主桁截面,桥面布置紧凑、受力明确、经济性好。中跨主梁采用板桁-箱桁组合结构钢梁,桥面结构参与主桁受力,具有高效综合性能。边跨主梁采用矩形钢管混凝土叠合板-桁组合梁,融结构受力和锚固压重于一体,叠合板采用32 cm厚预制板+40 cm厚现浇层。钢-混结合段采用“钢格室+承压板”构造,钢-混结合面位于桥塔向中跨侧4.6 m。桥塔采用H形混凝土塔,基础采用35根直径4.0 m的大直径钻孔灌注桩。斜拉索采用标准抗拉强度2000 MPa的平行钢丝成品索,最大规格为PES(C)7-547。索梁锚固采用副桁弦杆节点兜底钢锚箱结构,传力可靠、抗疲劳性能好。索塔锚固创新地采用自平衡交叉混合锚固技术,以适应大规格斜拉索锚固。钢桁梁采用“纵向分段、横向分区”制造、运输、现场吊装的施工方案。

乌鲁木齐国际儿童医院门诊大厅结构设计

乌鲁木齐国际儿童医院由门诊医技楼、病房楼等部分组成,总建筑面积为240000m^(2)。主要介绍了门诊医技楼主体结构设计、入口雨棚设计、大厅屋盖、分叉柱、倒梯形截面设计等多个施工技术问题。通过结构选型对比分析,主体结构采用减震框架结构,雨棚和大厅屋盖均采用单层网壳结构,经济合理的同时保证了建筑效果。通过传力路径分析和有限元计算,对网壳结构进行了单体模型和总装模型的对比研究,重点分析了结构的变形问题,对整体网壳进行了几何非线性和材料非线性的整体稳定性分析,对倒梯形截面采用截面替换的方式进行了补充分析,对支座等关键部位进行有限元分析以满足受力和稳定性的要求。

不同截面抗滑桩的土拱效应对比研究

土拱效应是桩土作用理论研究的重要依据,但由于对不同截面形式抗滑桩的土拱效应作用机理研究较少,在抗滑桩设计中大多采用传统截面形式,考虑到传统矩形抗滑桩在形成土拱效应方面的不足,提出梯形截面优化抗滑桩截面形式。基于材料力学理论,利用轴向受压杆件的斜截面应力计算模型推导出梯形桩桩侧土拱拱脚受压区应力状态,并结合摩尔—库伦强度准则得出梯形桩桩侧极限承载力,通过算例对比分析梯形与矩形桩桩侧土拱极限承载力,结合数值模拟分析验证理论与计算结果。研究结果表明:梯形截面桩桩侧极限承载力相较于矩形截面有较为明显的提升,最大约为矩形桩的2.5倍;相同条件下梯形截面桩桩间土位移与剪应变增量更小,应力集中现象更明显,梯形截面桩对土拱效应的形成与发展更有利。

梯形截面战斗部预制破片爆炸飞散数值模拟

研究梯形截面杀伤战斗部预制破片飞散特性规律,为梯形截面杀伤战斗部的设计提供参考。运用ANSYS/LS-DYNA软件建立了5种不同形状梯形截面杀伤战斗部模型,并进行了爆炸驱动预制破片的数值模拟,得到了破片分布规律、梯形面上破片飞散速度、不同起爆点破片的飞散特性。结果表明:4个梯形面上的破片形成了4个破片束,下面破片飞散角最大,可达105°,梯形斜面上的破片飞散方向相对于斜面法向朝梯形下方偏转,最大偏转34.5°。θ为60°之前,梯形面上的破片平均速度随着θ的增大提高了8.6%,梯形下面破片平均速度大于梯形上面。θ过大会降低梯形下面和斜面上破片平均速度。梯形斜面上最大速度破片位于斜面上部。梯形对称轴上不同位置的起爆点对梯形面上破片周向飞散角和斜面破片偏转角影响不大,但是可以提高对侧方向破片飞散速度,下面破片增幅达3.7%。θ为45°、起爆点设置在梯形上面可使下面破片获得最大的杀伤威力。

带梯形截面导磁环的全通道有效车用磁流变减振器设计

车用磁流变减振器(MRD)往往结构尺寸较小,且传统的车用MRD阻尼通道有效工作长度较短,输出阻尼力小,导致其工程应用受到限制。针对这一问题,提出一种带梯形截面导磁环的新型全通道有效MRD以增大阻尼通道有效工作长度,减缓磁饱和,并基于磁流变液流变特性和流体动力学理论给出了具体的结构与磁路设计计算方法,将5种不同结构的MRD进行有限元仿真对比。通过阻尼特性测试试验,分析其阻尼特性并与普通MRD、带弯曲磁路全通道有效MRD进行对比,应用线性二次高斯(LQG)控制器进行减振性能分析。研究结果表明:新型全通道有效MRD能够显著提高阻尼通道有效工作长度,达到阻尼通道全长的99%以上;新型全通道有效MRD能改善小尺寸MRD易发生磁饱和的问题;在相同电流激励与尺寸约束下阻尼通道的磁场强度分布更均匀,平均磁场强度更大,具有更大的输出阻尼力;新型全通道有效MRD在结构尺寸小的同时具有更大的输出阻尼力;新型全通道有效MRD相对于普通MRD具有更好的减振性能,能够进一步降低车辆的簧上质量加速度与轮胎动变形21.51%和1.43%。该研究能有效扩宽小尺寸MRD的实际应用范围,具有一定的工程应用价值。

钢桁腹-混凝土组合箱梁畸变效应研究

为研究梯形截面的钢桁腹-混凝土组合箱梁的畸变效应,在薄壁箱梁理论的基础上,考虑钢桁腹杆的力学特性,应用改进的板元分析法建立畸变控制微分方程,并给出畸变解析解。通过ANSYS建立实体模型验证所推公式的正确性。结合数值算例,对比分析在均布畸变荷载作用下相同截面参数的钢桁腹-混凝土组合箱梁和传统混凝土箱梁的畸变翘曲正应力,并分析梁宽和钢腹杆俯角对组合箱梁畸变内力的影响。结果表明,相同截面参数下,由于组合箱梁钢桁腹杆的纵向刚度很小,其畸变翘曲正应力为混凝土箱梁的1.71倍;梁宽对畸变内力影响较大,当梁宽增加至4.5 m时,畸变双力矩和畸变矩分别增大至3.68倍和1.36倍,且前者在纵向上双峰的分布趋势逐渐平缓;腹杆俯角对畸变双力矩影响较大,当腹杆俯角增加至27°时,畸变双力矩减小了约14.3%,但其对畸变矩影响很小。

梯形明渠正常水深直接计算公式

通过对梯形明渠均匀流基本方程的数学变换，得到计算其无量纲正常水深λ的迭代公式。一方面从数学上证明了迭代函数的收敛性，另一方面，通过对无量纲正常水深λ与已知参数ｍ，α之间关系的分析及数值计算，利用最佳逼近拟合原理得到无量纲正常水深的一次近似计算式。最后以此近似计算式为初值，用迭代方程进行一次迭代得到梯形明渠无量纲正常水深的直接计算公式。计算实例表明此方法简捷、准确且不需依赖图表。

弧底梯形明渠临界水深的直接算法

通过对弧底梯形明渠临界水深基本方程的数学变换,应用迭代理论得到其无量纲临界水深快速收敛的迭代公式;结合工程实际在大量分析计算的基础上应用最佳逼近拟合原理确定出了恰当的迭代初值,从而提出了一种简捷、准确、通用的弧底梯形明渠临界水深的简捷计算方法。

梯形渠道砼衬砌冻胀破坏力学分析

通过对砼衬砌梯形渠道的冻胀破坏特征和机理的探讨,对渠道衬砌结构及其所受荷载进行简化,并分析其受力情况。认为梯形渠道边坡板与底板间由伸缩缝隔开,二者互为约束,但不能互相提供弯矩,将二者间的连结简化为铰结是合理的。指出渠道所受冻胀力和冻结力并不是独立的起作用,二者之间相互影响、相互依赖。针对小尺寸、整体性较好的梯形渠道提出了一种确定坡板所受法向冻结力作用点的方法,并结合新疆塔里木灌区实际情况,以灌区内典型土质、温度、水分条件下的克木克尔来克渠为例进行计算。结果表明,该渠道最大弯矩在距坡板底部约1/3坡板长处,法向冻结合力作用点在距渠坡板顶端1/3坡板长处,符合工程实际情况。

梯形断面明渠中纵向离散系数研究

基于最大信息熵原理,提出了一种确定梯形断面纵向流速分布的方法,研究了梯形断面明渠中流动横向不均匀和垂向不均匀对纵向离散的影响,建立了一个针对梯形断面明渠流动的纵向离散系数计算公式。公式将纵向离散系数与反映断面流速分布不均匀和壁面影响的参数建立联系,机理更加清楚,预测结果与其他学者相应的实验结果吻合良好,该方法理论推导过程严密,不依赖于特定的试验结果或实际测量资料,为梯形断面明渠的污染物混合输移过程中参数确定提供了有效的方法和途径。

矩形水槽中梯形边墩水流三维数值模拟

针对矩形水槽中梯形边墩周围水流,建立耦合VOF法的三维非稳态水气两相流模型。求解后,将水深与流速分布与试验结果进行对比分析,吻合较好。在此基础上分析梯形边墩附近典型断面的流速矢量分布、绝对流速分布及湍动能分布。结果表明:在梯形边墩上游形成偏斜水流,下游形成回流区的水流结构;在边墩外侧壁处达最大流速值,在边墩上游和外侧附近的湍动能较强烈。

弧底梯形明渠正常水深的直接算法

通过对弧底梯形明渠均匀流基本方程的数学变换，得到其无量纲正常水深的迭代公式，并从数学上证明了该迭代式的收敛性；通过数值计算选取恰当的迭代初值，再经迭代运算，提出了弧底梯形明渠均匀流水深的直接计算公式。实例计算及误差分析表明：在工程实用范围内该法最大相对误差为０．７％，而且克服了以往查图查表法及试算法的缺点，是一种简捷准确的有效方法。

明渠梯形断面消力池池深和尾坎高度的计算方法

为研究明渠梯形断面消力池池深和尾坎高度的计算方法,依据前人对梯形断面消力池水跃共轭水深、梯形断面量水堰(槛)的研究成果,采用能量方程研究梯形断面挖深式消力池、消力坎式消力池和综合式消力池深度和坎高的计算方法。给出了梯形断面消力池池深、尾坎高度的计算公式,通过算例说明了计算过程。提出的消力池深度、坎高的计算公式可以作为梯形断面消力池设计的参考。

大断面煤巷底鼓和巷帮控制技术与应用

针对中平能化三环公司5#煤层采区下山大断面矩形煤巷煤壁易松动脱落、锚杆外露,造成片帮空顶、底鼓等问题,通过相似材料模拟和数值计算,以及矿山压力观测,结果表明巷道断面形状应由矩形改为倒梯形,同时施工程序从一次成巷改为台阶式掘进。对已施工巷道进行实测和观察,采用倒梯形断面的巷道变形量小,煤壁稳定,易维护,底鼓量小,安全和经济效果相当明显。

梯形断面明槽中恒定均匀流的流速分布

采用Ａ．Ｒｉｔｚ方法和Ｆｏｕｒｉｅｒ级数求得梯形断面明槽中恒定均匀层流流速分布的精确解，又根据笔者建议的关于脉动粘性系数νＴ的假设，给出了相应的紊流流速分布的公式．

梯形变截面悬臂梁式微质量传感器设计与分析

针对微小集中质量测量问题,提出并制备了一种梯形变截面悬臂梁式微质量传感器,建立了梯形变截面悬臂梁式微质量传感器的振动分析模型。采用有限元方法求解其振动控制方程,获得了微质量传感器的灵敏度。仿真分析结果表明,相对于等截面矩形悬臂梁式微质量传感器,单层压电和双层压电结构的变截面悬臂梁传感器的灵敏度分别提高了127.00%和263.00%。采用线切割工艺,加工制备了单压电层梯形变截面结构的微质量传感器并对传感器进行了实验测试,在误差允许范围内,仿真结果与实验结果基本一致,验证了采用梯形变截面悬臂梁式结构可以有效的提高传感器的灵敏度。

用变量变换伽辽金法求解梯形截面脊形光波导本征值问题

本文运用变量变换伽辽金法对具有梯形截面脊形光波导的本征模式特性作了分析。这种方法将电磁场开域问题变换成一个有界区域的问题 ,从而避免了边界截断 ,又由于这种方法所导致的矩阵阶数也不大 ,所以要求计算机内存和计算时间均较少。这种方法可以应用于梯形斜边任意坡度角的情况。数值计算结果与已发表的实验结果吻合较好。所给出的模场分布以及结构参数对波导传输特性影响的许多结果可用于光波导的设计和研制。

任意梯形断面溃坝洪水最大流量解析解

利用特征变换,将Saint-venant方程组变成特征线方程组,即不变量形式。本文对弧形断面和任意梯形断面不变量中的被积函数用级数展开再积分,得到了Riemann不变量的初等表达式;进一步,获得了弧形断面和任意梯形断面无因次水深方程;最后,导出了任意梯形和弧形断面溃坝洪水最大流速和最大流量解析解。本文方法可用来预报任意梯形和弧形断面溃坝洪水最大流速和最大流量。

梯形截面聚能装药射流成型特性研究

为了分析梯形截面装药结构对聚能射流成型特性的影响,在Φ56 mm基准聚能装药药型罩及装药结构基础上,获得了梯形截面聚能装药。运用ANSYS/LS-dyna有限元软件对Φ56 mm基准聚能装药和所设计的梯形截面聚能装药的射流成型过程进行数值模拟,比较分析了聚能射流的形态特征及稳定性特性。结果表明:梯形截面装药结构起爆过程中由于爆轰波非对称性以及稀疏波的共同作用,导致所形成的聚能射流产生分叉,整体形态及稳定性较差。

梯形明渠驼峰堰泄流能力试验研究

为了探索梯形明渠中驼峰堰的水力特性,以陕西省三原西郊水库溢洪道工程为例,采用物理模型试验的方法,对梯形明渠驼峰堰的泄流量、过水断面、流量系数及变化规律、压力分布等水力特性进行了试验研究。结果表明:受梯形明渠驼峰堰顶水面宽度及过水断面增加的影响,梯形明渠驼峰堰较同底宽矩形明渠驼峰堰泄流量大;但两者流量系数及其变化规律较为接近;堰面压强分布规律基本相同。提出了梯形明渠驼峰堰顶平均水面宽度的计算方法和流量系数的计算公式。对同类工程有借鉴参考价值。