带弹性支撑多跨连续梁桥的车桥耦合演变随机振动

以中间带弹性支撑连续梁桥为研究对象,车辆简化为两自由度车辆移动系统,桥面不平度功率谱密度作为输入,建立了车-弹性支撑连续梁桥的耦合力学分析模型。采用转换矩阵法获取连续梁桥的模态函数,结合状态空间理论和演变随机过程一般理论,给出了整个耦合系统演变随机响应的分析方法,并结合数值算列,探讨了跨中支座条件、桥梁截面抗弯刚度、弹性支撑位置、车辆运行速度及桥面平整度对车桥耦合系统随机响应的影响。

列车动荷载下某古遗址隔振沟的减振效果研究

以临近陇海铁路线的汉函谷关遗址为研究对象,通过ABAQUS有限元软件建立三维有限元模型并在模型上设置不同沟宽、沟深、位置、填充材料的隔振沟;利用子程序VDLOAD输入考虑轨道不平顺、附加动载、轨面波磨效应的列车荷载,并从应力分布的角度出发,分析不同规格的隔振沟对该古遗址的减振效果。结果表明:隔振沟的沟宽对减振效果影响不大;沟深对减振效果影响很大;隔振沟的位置不同对函谷关二层关楼和一层门洞的减振效果有所不同,即隔振沟距铁路线15m时对关楼的减振效果最佳,距铁路线2m处时对门洞的减振效果最佳,而从整体上看,隔振沟设置在函谷关和铁路线中间处时减振效果最好;软性材料填充物的减振效果优于硬性材料。为减小列车移动荷载对汉函谷关的影响,建议在距离铁路线15m处设置隔振沟,隔振沟规格为宽0.8m、深5m,沟内可考虑填入软性材料填充物。

车流-桥耦合系统的随机响应分析

将车辆简化为两自由度移动系统,考察在不同边界条件下,实际车流作用时由桥面不平顺引发的车桥耦合系统的随机响应。运用演变随机过程的一般理论,结合状态空间理论和模态分析法,推导得出车桥耦合系统的演变随机响应。通过数值算例,对比分析不同边界条件对车桥耦合系统随机响应的影响,讨论了速度与桥面等级变化时桥梁跨中位移均方根响应的变化规律。以本文所给车列为荷载,存在一个使跨中位移均方根响应峰值突然减小的速度临界值,该临界值的大小与边界条件和桥面等级无关。

基于稳定等效的覆雪屋盖静力风荷载计算方法

为了避免屋盖结构在暴风雪中发生动力失稳,建立了基于稳定等效的静力风荷载计算方法.采用计算流体动力学方法模拟了屋面积雪漂移现象;根据Budiansky-Roth准则判定了覆雪屋盖的动力稳定性;借鉴阵风荷载因子法构建了基于稳定等效的静力风荷载计算方法;最后,对实际双层柱面网壳进行了动力稳定性设计.研究结果表明,强风下覆雪屋盖出现较为明显的失稳阶段,当风速为设计基准风速的1.0倍时,屋盖发生动力失稳,静力失稳计算可得临界风速为35.8 m/s,该结果可作为该屋盖设计的动力失稳临界风速.

基于PCG法的B3模式基本徐变度的Dirichlet级数拟合

针对钢管混凝土徐变的密闭特性,选用RELEM B3模式的基本徐变作为钢管混凝土徐变的预测模式.采用预处理的共轭梯度法(PCG法),选择指数函数作为基函数,将基本徐变度拟合成Dirichlet级数表达式.结果表明:拟合结果与公式计算结果吻合良好,且与常规拟合方法———最小二乘法比较而言,PCG法具有更高的精度.其拟合结果可为钢管混凝土徐变计算时递推公式的建立提供基础.

电流及电压对钢纤维石墨导电混凝土电阻率的影响

制备了钢纤维石墨导电混凝土,进行了电流类型及电压大小对电阻率影响的相关试验。研究发现,交流电源供电时,导电混凝土试件的电阻率小于直流电源供电时的电阻率,两者的差值随电压的增加而减小;无论是交流电源还是直流电源供电(电压在60V以下),试件电阻率均与电压成反比,两者呈二次抛物线关系,电阻率的变化幅度随电压的增加而减小。

钢管混凝土徐变预测模式的对比分析

针对钢管混凝土的徐变特性,对比分析了几种混凝土徐变模式在计算钢管混凝土徐变效应时的精度。结果表明,B3模式计算结果与试验结果吻合度最好,且考虑的因素最为全面,可用于钢管混凝土构件的徐变计算。

基于敏感度分析的B3模式钢管混凝土徐变计算实用公式

为简化B3模式基本徐变的计算,收集了国内20座已建成的钢管混凝土拱桥核心混凝土的配合比资料,并对其进行统计分析,在此基础上提出了钢管混凝土的一种标准配合比。采用拉丁超立方抽样法,以通径系数和偏相关系数为指标对徐变各计算参数进行敏感性分析。结果表明,各计算参数对B3模式基本徐变度影响的大小顺序为:强度-骨灰比-水泥含量-水灰比。将变异性较小的计算参数按常数处理,从而得到钢管混凝土徐变系数计算的实用公式。该公式只与加载龄期和计算龄期有关,大大简化了相关参数的计算。

环境温度和湿度对导电混凝土电热性能的影响

研究了不同导电介质配合比及不同环境条件对导电混凝土电热性能的影响。试验结果表明,在相同环境条件下,钢纤维石墨复合的导电混凝土试件导电性能优于单一导电介质所制作的导电混凝土试件。随着环境温度与湿度的升高,导电混凝土的初始电流、电流增量与温度增量均有所上升。由于导电机理的不同,纯石墨导电混凝土试件受到环境条件的影响比钢纤维复合石墨导电混凝土试件更大。建议采用30℃、100%湿度作为导电混凝土测试的标准环境条件。

离子导电砂浆导电性能研究

现有导电混凝土均采用物理导电,而其中的导电材料往往存在难以搅拌均匀的问题,提出了采用离子导电的原理制备导电砂浆并阐述了其制作工艺。研究了使用直流电源时,离子导电砂浆在不同溶液质量分数和不同电压值下的电学特性。对比了交流电源和直流电源对离子导电砂浆电学特性的影响。试验结果表明:使用直流电源时,离子导电砂浆的导电性随溶液质量分数的增大而降低,其电阻率则随电压值的增加逐渐趋于稳定;使用交流电源时,离子导电砂浆电阻率比较稳定,随电压值变化很小,且与使用直流电源时测得的趋于稳定的电阻率值很接近。当通电时间比较长时,直流电容易产生极化效应,建议使用交流电源。

形状和取代率对再生混合混凝土抗压性能的影响

为了研究由废弃混凝土块体和新混凝土组成的再生混合混凝土的抗压性能,对立方体、棱柱体和圆柱体试件进行了单轴抗压试验,考察了废弃混凝土块体取代率对再生混合混凝土抗压强度和破坏形态的影响,建立了不同形状试件之间的抗压强度转换关系。3种不同形状试件的废弃混凝土块体取代率分别为0、10%、20%、30%。基于试验数据,得到了拟合公式,可用于计算再生混合混凝土圆柱体和棱柱体试件的抗压强度。结果表明:(1)当取代率在0~30%之间时,废弃混凝土块体的取代率对再生混合混凝土的破坏形态影响不大;(2)在废弃混凝土块体抗压强度大于新混凝土的情况下,随着废弃混凝土块体取代率的增加,再生混合混凝土的立方体抗压强度、棱柱体抗压强度、圆柱体抗压强度均呈现增大的趋势,但是增大的幅度不同;(3)得到了再生混合混凝土棱柱体、圆柱体抗压强度预测公式,基于该公式的计算结果与试验数据吻合良好。

基于渗透试验的离子导电砂浆工艺优化研究

通过对离子导电砂浆试件进行渗透性能试验和截面微观形貌的研究,对其制备工艺进行了优化。试验结果表明,在能满足离子导电砂浆电学性能要求时,电解质溶液浓度不宜太大,不同电解质溶液的最佳浓度要通过试验确定。通过分析不同龄期和不同水灰比试件的渗透试验结果,并结合扫描电镜对试件截面形貌观测数据,得到制备离子导电砂浆试件的最优选择是养护28d且水灰比为0.7的试件,同时不需要考虑试件初始电阻率值的大小。

冻融对钢纤维石墨导电混凝土耐久性能的影响

对比分析了不同冻融循环次数下,钢纤维-石墨导电混凝土与素混凝土的力学性能。结果表明,经过200次冻融循环后,素混凝土的质量损失达到5.1%,相对动弹性模量为58.1%;导电混凝土的平均质量损失仅为2.1%,平均相对动弹性模量为88.0%;经过300次冻融循环后,素混凝土抗压强度下降39.9%,导电混凝土抗压强度下降23.6%,即导电混凝土的抗冻融循环的能力优于素混凝土,并且,可根据相应的拟合曲线预测导电混凝土的使用寿命。