钢筋混凝土桥墩弯剪扭抗震加固设计探讨

针对曲线桥梁钢筋混凝土(Reinforced Concrete,RC)桥墩,在已有抗震加固措施的基础上,提出一种考虑弯、剪、扭耦合作用的桥墩新型抗震加固措施:采用分段凹凸钢纤维混凝土预制壳壁沿桥墩全高进行加固,并在壳壁内部设置无粘结钢筋。阐述了该加固措施的加固机理,并提出了弯、剪、扭抗震加固设计方法,同时基于平截面假定理论推导了加固后桥墩的抗弯承载力和抗扭承载力计算公式。通过实际算例表明,在扭矩由凹凸钢纤维混凝土预制壳壁承担并保证抗扭承载力不致降低的前提下,加固后桥墩的屈服弯矩、极限弯矩较加固前提高近一倍,达到了设计目标,且本文建议的公式计算值与XTRACT计算值十分接近,验证了公式的正确性和有效性。     

地下通道大跨度接口梁受力分析

地下通道接口梁在跨度很大时,处于弯、剪、扭复合受力状态。接口梁的跨度大,且荷载大,板墙的厚度也相应较大,其实际受力情况复杂。建立了更接近真实受力状态的三维模型来计算接口梁的弯矩、剪力及扭矩。由该模型计算所得的弯、剪、扭分布规律,与采用常规简化计算得到的值差异较大,计算截面位置的内力值同样大幅小于常规简化计算的内力值。     

悬挂式曲线轨道梁纵向预应力受扭分析

悬挂式曲线轨道梁在自重及外荷载作用下受力复杂，纵向预应力作用下的结构受扭对体系预应力筋布置参数影响很大。为进一步研究预应力筋参数设置对曲线轨道梁扭矩作用的影响，通过截面尺寸500 mm×1 000 mm,曲线半径R=100 m的3×30 m悬挂式连续体系轨道梁为例，建立了PC轨道梁Ansys有限元模型，分别对不同设置方案下轨道梁各控制截面扭矩值、竖向弯矩和横向弯矩进行了分析，同时探讨了预应力筋布置位置参数的调整对轨道梁成桥状态下的扭矩影响规律。研究表明：纵向预应力筋布置参数对曲线轨道梁扭矩影响很大，通过轨道梁曲线内外侧纵向预应力筋梁端锚固点和弯起点位置的调整，可使轨道梁扭矩减小20%左右，同时对轨道梁横向弯矩的影响幅值最大能达到400 kN·m;在竖向弯矩方面会有小幅影响，但整体在规范容许范围内。本研究可为悬挂式轨道梁预应力筋的布置参数，尤其是在进行曲线轨道梁受扭设计时提供参考。     

曲线组合梁在负弯矩和扭矩联合作用下受力性能的试验研究

以跨径比(计算跨度与曲线半径的比值)为参数,对2片钢-混凝土曲线组合梁进行了悬臂加载下的试验研究,得到了曲线组合梁在负弯矩与扭矩共同作用下的荷载-变形曲线、应变分布和钢梁与混凝土板间的相对滑移规律。试验结果表明:在负弯矩与扭矩共同作用下,曲线组合梁的抗弯刚度和抗扭刚度均随跨径比的增大而降低;切向应变沿截面竖向基本符合平截面假定;有横隔板处切向应变在曲线内侧小,外侧大,无横隔板处则相反;钢梁与混凝土板结合面上的切向和径向滑移均随跨径比的增大而增大,在支座间或支座与加载端之间达到最大。     

弯-剪-扭复合作用下考虑扭转翘曲的U形薄壁混凝土梁设计方法

基于弯-剪-扭复合作用下U形薄壁混凝土梁的试验和数值模拟参数分析研究成果,提出U形梁约束扭转内力翘曲弯矩Mω和翘曲扭矩Tω的等效方法,进而提出弯-剪-扭复合作用下考虑扭转翘曲的U形薄壁混凝土梁设计方法.对考虑扭转翘曲、不考虑扭转翘曲2种情况下的设计内力和计算极限荷载的结果进行对比分析.结果 表明:2种情况下所得到的设计...     

JD160型异步牵引电机装配模拟与强度分析

基于有限元方法对JD160型异步牵引电机转子、齿轮及轴承等关键核心结构,进行不同载荷工况下的强度分析,并结合该电机的工艺装配过程,研究装配参数过盈量对电机关键部件应力集中的影响。数值计算结果表明,电机在不同载荷工况的弯矩和扭矩以及单边磁拉力的交互作用下,齿轮贯穿孔、油槽边缘、倒锥前缘以及转轴肩等部位出现较高的应力集中,同时随着齿轮和转轴装配过盈量的增大,关键位置的应力基本成线性增大,不同位置的应力变化率不同。     

轨道车辆典型抗侧滚扭杆系统疲劳应力分析测试研究

根据轨道车辆典型抗侧滚扭杆系统的结构和载荷位移情况,对扭杆系统进行受力分析和有限元分析,总结出扭杆系统疲劳应力分析和测试的方法。同时对扭杆轴中承受弯扭组合载荷的1、2区和承受纯扭转载荷的3区进行了应力测试,并与有限元应力分析结果进行对比,结果表明:该测试方法可以满足扭杆系统的疲劳应力分析和测试要求,应力测试结果与有限元分析结果误差在15%以内。     

利用硬质涂覆膜抑制车轴轴承的微动磨损

车轴轴承在承受径向载荷并转动时,与轴承过盈装配的车轴会产生弯曲,车轴轴承内圈与后盖的接触面就会产生因微小相对滑动而引起的损伤即"微动磨损".微动磨损产生的金属磨耗粉末一旦进入轴承内部,将引起车轴轴承磨损,或使润滑剂出现老化问题.文章介绍在轴承后盖与内圈的接触面上实施硬质涂覆膜处理,然后进行车轴轴承的台架旋转试验的结果....     

弯矩作用下钢轨疲劳裂纹扩展行为研究

研究目的：车辆在运行过程中受到多种载荷的相互作用。在多种因素作用下，如车轮本身有不圆度；车辆在通过曲线段、轨缝、岔道时对钢轨产生冲击，不可避免车轮会对钢轨产生法向载荷，从而使得弯矩对疲劳裂纹的萌生和扩展产生影响。为研究弯矩对不同材料钢轨疲劳性能的影响，本文在NENE-2型微动实验机上，对U71Mn、PD32种材料钢轨在弯矩作用下的疲劳裂纹扩展性能进行试验研究，据此提出减缓钢轨疲劳损伤的措施。研究结果：分析研究和试验表明，疲劳裂纹从应力集中点首先开始萌生，其中主剪切应力占有重要影响；静载作用时裂纹扩展方向会发生大角度改向，而动态加载过程中疲劳裂纹扩展方向稳定；相同加载速率条件下，PD3钢轨疲劳裂纹较U71Mn钢轨更易萌生与扩展。为了防止和减缓钢轨的疲劳损伤，应根据线路的类型和钢轨的实际工作环境选择适合材料的钢轨，货运重载线路，选择较高机械强度的PD3钢轨；高速线路，选择U71Mn钢轨．     

车轴设计参数对轴毂配合接触压力影响的研究

在铁道车辆中,轴毂间配合的接触压力,不仅是研究微动损伤的重要参数,而且也是保证轮轴间扭矩的传递、抵抗轮轴相对运动的重要因素.本文以空心车轴和车轮为研究对象,利用有限元软件ABAQUS,建立轮轴有限元模型,考虑轮轴间过盈配合,在高应力梯度区细化网格,详细研究空心车轴轮座区的设计参数对接触压力的影响.这些参数包括过盈量、过渡圆弧半径、轮毂悬伸量、轮座与轴身直径比和空心度,以及使用条件下的摩擦系数、轮轴温度和轮对旋转速度.结果表明,过盈量对轴毂配合接触压力的影响较大,应慎重选择;过渡圆弧半径和轮毂悬伸量显著影响轴毂接触边缘的接触压力;其他设计参数对轴毂间接触应力的影响较小.     

低温对EA4T车轴钢疲劳性能的影响

为解决现行高铁车轴设计标准未考虑低温环境给高铁车轴的使用带来一定安全隐患的问题,运用旋转弯曲疲劳试验方法测试不同温度下试验钢疲劳性能,采用扫描电子显微镜观察疲劳断口,借助透射电子显微镜观察不同温度断口附近位错组态.结果表明:EA4T车轴材料应力敏感性与温度成反比,高于-80℃条件下EA4T车轴材料低温服役的疲劳性能优良...     

盾构法隧道纵向地震响应特性

采用土—结相互作用的动力有限元法,引入无长度的3自由度弹簧单元模拟纵向螺栓接头,分析行波波长、地基刚度与阻尼对盾构法隧道纵向地震响应的影响。分析结果表明:行波从水平方向输入时有突变弯矩产生,突变弯矩随波长和阻尼的增大而减小,而地基刚度系数对突变弯矩的影响相对较小;行波作用下,产生的接头最大轴力及最大弯矩值均随波长的增大而减小,而地基刚度系数及阻尼系数取值对最大弯矩值的影响较小。因此,建议在实际工程设计计算中要重视输入地震动参数的选择,且取较小的阻尼系数。     

微型桩地震动力特性数值模拟研究

微型桩是一种新型边坡支挡结构,地震中耗散能量较多,在边坡工程抗震抢险中被优先使用。目前微型桩的研究主要为静力特性的研究,对其动力特性的研究较少。运用数值软件FLAC3d对平行布置微型桩和"人"字形布置微型桩的动力学特性进行分析研究。研究表明:两类微型桩在地震作用下弯矩呈现"S"形分布特点,剪力呈现"〉"形的分布特点;当地震波峰值加速度0.4g时,地震作用对两类微型桩的弯矩和剪力影响较小,当地震波峰值加速度≥0.4g时,地震作用对两类微型桩的弯矩和剪力影响较大;"人"字形微型桩同平行微型桩相比桩身弯矩较大、剪力较小,"人"字形微型桩的抗震承载能力更强,抗震效果更佳。     

高速铁路接触网系统地震响应分析

为研究高速铁路接触网系统地震响应特性,建立接触网系统4柱3跨有限元模型,计算Ⅳ类第三组场地类别,接触线张力为27、30 k N和33 k N工况下,接触网支柱及接触线在主震方向的地震响应,并与单柱模型计算结果进行对比。结果表明:接触网支柱在基础顶面处垂直线路方向初始弯矩随接触线增加而增加,顺线路方向初始弯矩和底部初始扭矩不受影响;接触网支柱及接触线在主震方向上地震响应随接触线张力增加而减小,在低频成分突出的地震作用中接触线张力影响效果比较明显;接触网系统柱线模型支柱地震响应远高单柱模型,建议接触网抗震设计中应充分考虑整体效应。     

弧长比例对曲线斜拉桥力学性能影响分析

曲线斜拉桥是主梁呈曲线的斜拉桥。其兼具弯梁桥和斜拉桥的受力特点,主梁在承受弯矩、剪力作用的同时承受了较大的扭矩作用,受力复杂,具有高度空间性。以某座主跨285 m混凝土Π形主梁双塔双索面曲线斜拉桥为工程背景,基于有限元分析方法,通过改变曲线斜拉桥弧长比例(曲线斜拉桥曲线部分长度占全桥长度的比例,取值为[0,1])以探究弧长比例变化对结构受力性能的影响规律,主要研究对象包括主梁应力、内力、挠度以及支座反力等。研究结果表明:弧长比例对主梁轴力、剪力影响较小,相对于直线斜拉桥,变化不大于5%,可按直线桥进行计算;弧长比例在不同区间变化对主梁弯矩和扭矩的影响呈现不同趋势。研究成果针对弧长比例这一参数对曲线斜拉桥提供设计建议,为道路选线及桥梁设计提供参考依据。     

地铁车辆转向架天线梁模态与疲劳寿命分析

国内某地铁车辆转向架的ATP天线梁频繁出现断裂,为探寻天线梁断裂的原因,对其进行现场试验分析。依据实测的天线梁约束模态及有限元软件计算的整备状态下模态结果,分析天线梁实测动应力频谱的主频及振型,并利用IIW-1823《焊接接头与部件的疲劳设计标准》计算天线梁上测点的等效应力范围和疲劳寿命。结果表明,天线梁的1阶垂弯、1阶横弯及与构架八字变形的耦合振型(75 Hz)均对天线梁的疲劳寿命造成较大的影响;在随机振动疲劳分析下,天线梁上大部分测点的等效应力都已经超过焊缝的疲劳极限80 MPa,尤其是位于天线梁横梁中部支座上的T4测点,等效应力为214.4 MPa,已经极大地超过焊缝的疲劳极限,而且疲劳寿命也远远达不到设计要求。     

地铁出入口大跨度接口梁数值分析

建立空间计算模型对地铁出入口大跨度接口梁的内力等进行数值分析,提出接口梁空间计算模型及其内力计算结果,对比传统平面简化计算模型的内力结果,得知空间计算模型结果更接近接口梁的真实受力状态,接口梁的扭矩不是受力的控制性因素,而接口梁的弯矩接近弹性支座梁的弯矩。     

偏压修正法在斜拉桥荷载横向分布计算中的应用

对于斜拉桥的荷载横向分布计算,当前国内外通用的方法是偏压法加主梁抗扭验算,即索面承担竖向荷载,箱梁承担扭矩,开口截面主梁假定其抗扭刚度为零,不承担扭矩。本文结合斜拉桥受力特点,进一步改进了偏压修正法在斜拉桥上的应用,充分考虑了桥跨结构的横向弯扭耦合效应。本文还应用SAP有限元分析程序对桥例建立空间模型进行了分析,并与偏压修正法和改进后的偏压修正法的计算值进行了对比,证明改进偏压修正法用于斜拉桥计算是完全可行的,并由此得出几点结论。     

北京房山轨道交通线上跨丰西编组站节点桥转体称重试验研究

在北京市房山轨道交通线上跨丰西编组站节点桥转体施工中,为确保转体过程的安全和转体施工的顺利进行,在转体前对转动体进行了称重试验。重点介绍了对转动体不平衡力矩、摩阻力矩、偏心距及转动球铰静摩擦系数的测试分析。