温度梯度作用下既有离缝无砟轨道结构层间损伤扩展及变形分析

为探讨温度荷载作用下既有离缝无砟轨道结构层间损伤发展规律及上拱变形对轨道结构力学特性的影响,基于有限单元法和界面损伤内聚力模型,建立CRTSⅡ型板式无砟轨道有限元模型。计算结果表明:温度梯度荷载作用下,层间损伤萌生于离缝区与黏结区衔接处板角位置,并随温度梯度的持续增大斜向发展;黏结区损伤横向贯通后,轨道板竖向位移存在明显突变;正温度梯度荷载作用更易引起既有离缝轨道板整板脱黏;轨道板上拱导致端部0.1~0.2 m存在明显黏结弱化区;小波长、大幅值形式的轨道板上拱更易引起轨道板开裂。     

基于影响矩阵法的系杆拱桥吊杆张力计算及拱座空间受力分析

基于吊杆张力计算中的影响矩阵法,结合实际工程实例,运用Midas有限元计算软件,建立下承式拱桥模型,确定二次调索后合理成桥吊杆张力理论值,分析此理论张力状态下的拱座空间受力分析.研究结果表明:运用影响矩阵法计算所得的二次调索后的张力整体分布合理,最大误差与设计值相差仅0.9％;与实测数值差值相比,最大差值小于2％;根据实测吊杆索力加载,得出拱座圆弧处出现1.87 MPa拉应力,需要进行配筋加强或者结构设计优化.     

基于改进BP算法的混凝土热学参数反演与预测

针对实验室测得混凝土热学参数结果的随机性和施工现场环境的差异性,提出了基于改进BP算法的大体积混凝土热学参数反分析方法.以太洪长江大桥南岸隧道锚大体积混凝土施工为工程实例,反演了绝热温升、反应速率、导热系数及表面散热系数,采用反演分析得到热学参数进行温度场预测并用于指导施工.研究结果表明:采用均匀设计方法确定热学参数减少了样本数据,采用附加动量法改进的BP算法,提高了学习效率,避免算法陷入局部极小值.     

基于反步控制和神经动力学模型的带缆水下潜器航迹跟踪

为实现带缆水下潜器的航迹跟踪控制,对带缆水下潜器设计了运动学反步控制器和动力学滑模控制器,并引入生物启发神经动力学模型来平滑反步控制器中因跟踪误差较大,引起的输出速度跳变。对水下潜器折线路径跟踪进行仿真,并分析脐带缆对跟踪效果的影响。结果显示,所设计控制器的路径跟踪误差小,跟踪速度在初始阶段以及折线路径拐点处过渡平滑;脐带缆使跟踪效果变差。对带缆潜器这一刚性和柔性部件相互连接的水下运载设备而言,神经动力学反步滑模控制器能够较好地实现航迹跟踪,并有效克服传统反步控制器速度跳变的问题。     

基于高低的高速铁路简支梁徐变上拱识别方法

研究目的:现有监测手段难以高效经济地测量高速铁路全线简支梁的徐变上拱量,但可以通过分析轨道动态检测数据实现有效识别。因此,本文选取我国某高速铁路长达7年的检测数据,结合小波分解、极值点搜寻和概率分布拟合,对每一跨简支梁的高低波形进行识别,然后通过波形关键点识别简支梁徐变上拱量,并研究其发展规律。研究结论:(1)波形识别算法对24 m梁和32 m梁的识别准确率分别为94.3%和96.4%;(2)简支梁徐变上拱与混凝土徐变的发展规律相近,利用最小二乘法拟合得到了上拱量发展曲线;(3)在线路开通运营6年后,24 m梁上拱量的中位数在1.5~2.0 mm之间,32 m梁上拱量的中位数在2.0~2.6 mm之间,简支梁徐变上拱的发展趋于平缓,未来的发展空间有限;(4)本研究成果对掌握高铁桥梁变形状态和指导线路养护维修具有参考价值。     

高速铁路黄土隧道内轨道板上拱机理及整治方案

采用现场钻探、调查等方法对高速铁路黄土隧道运营前洞口段轨道板上拱现象进行分析,研究轨道板上拱机理,并给出相应处理方案.分析结果表明:中心水沟渗漏导致地基土含水率增大是轨道板上拱的主要原因;隧底湿陷性新黄土受水浸泡软化,仰拱填充层开裂,明洞段受其两侧暗洞段与路基桩板纵向挤压作用产生隆起;受水浸泡后,寒季冻涨作用使轨道板上拱.整治前隧道进口洞门段轨道板上拱最大值为12.9 mm,采用旋喷桩对隧道仰拱底予以加固并采取隧道疏排水措施后上拱现象消失,说明该措施可有效控制轨道板上拱变形.     

以亚硝酸盐为电子受体的反硝化聚糖菌培养及特性分析

采用SBR反应器经过5个阶段约90天的培养,驯化出以亚硝酸盐为电子受体的亚硝酸盐型反硝化聚糖菌(denitrifying glycogen accumulating organisms,DGAOs),其最大耐受NO2--N浓度约为25mg/L.驯化的亚硝酸盐型DGAOs是具有反硝化能力的一种聚糖菌(glycogen accumulating organisms,GAOs),但长期保持厌氧/缺氧环境会使其失去聚糖和反硝化能力.在进水C/N比为6的条件下,厌氧阶段COD的去除率达94.9％,缺氧阶段NO2--N的去除率达到93.3％.亚硝酸盐型DGAOs在厌氧阶段快速吸收COD并储存聚-β-羟丁酸(poly-β-hydroxy butyrate,PHB),每消耗1 mg/L的COD合成PHB量为0.2 mg/(g·MLSS);在缺氧阶段降解PHB并合成糖原,每消耗1 mg/(g·MLSS)的PHB合成糖原量为0.7 mg/(g·MLSS).     

420 m跨组合梁网状吊杆拱桥技术特点

齐鲁黄河大桥主跨为420 m网状吊杆拱桥。拱肋采用钢箱提篮拱，矢跨比为1/6,横向布置在轨道交通和车行道之间，以保证景观效果。系梁采用正交异性组合桥面板，以保证桥面系耐久性，同时减轻结构自重。为简化锚固构造，网状吊杆采用恒定倾角布置形式，顺桥向倾角约60°;吊杆采用疲劳应力幅为400 MPa的环氧涂层钢绞线，以满足网状吊杆高应力幅需求。墩柱采用尖端形薄壁双柱墩，以减小水流及冰凌对结构影响，基础采用整体式承台、钻孔灌注桩。根据建设条件，系梁施工采用步履式顶推，拱肋施工采用梁上支架拼装配合整体提升工艺。通过对正交异性组合桥面板、网状吊杆布置及高应力幅吊杆体系等创新设计，实现了工程的安全、合理、耐久及经济性。     

黄土地区抗滑桩嵌固段桩前被动土拱形成演化过程试验

抗滑桩是大型交通基础设施中稳定边坡和治理滑坡的主要手段之一，嵌固段桩前被动土拱效应是影响抗滑桩水平承载力的重要因素，被动土拱的形成演化过程是抗滑桩水平抗力调整的关键。通过几何缩尺比例为1∶15的抗滑桩物理模型试验，对桩前被动土拱的形成演化过程进行了探究。根据抗滑桩桩前被动土拱和模型试验系统的对称性，自主设计土压力传感器的布设方案，以保证在试验过程中对桩前土体各测点的x和y方向土压力分布规律进行实时采集；采用千斤顶对模型桩施加水平荷载，对加载过程中抗滑桩嵌固段桩身弯矩、桩前土压力及桩前土体应力变化规律进行了分析。绘制桩前土体应力云图并对桩前被动土拱拱轴线进行了拟合，同时采用数值模拟方法进行对照分析，以揭示桩前被动土拱的演化过程。结果表明：①桩身弯矩和桩前接触土压力均在嵌固点下4倍桩宽处附近出现极大值，后随埋深逐渐减小；②桩前被动土拱是由相邻桩对桩前土体的相互作用使主应力发生偏转而逐步形成的，其演化过程可分为初步形成阶段、承载阶段和破坏阶段；③桩前被动土拱拱轴线呈抛物线形式，随埋深逐渐增大形成被动土拱所需桩顶位移随之增大；④同一埋深处桩前被动土拱矢跨比随桩顶位移增加而逐渐变大，在承载阶段土拱矢跨比随埋深逐步减小。     

矿山法隧道拱部装配式衬砌结构设计研究

为解决矿山法铁路隧道施工拱部常出现的衬砌背后脱空、二次衬砌厚度及强度不足等质量缺陷问题，提出矿山法隧道拱部采用装配式预制管片结构的新思路，并基于时速350 km双线铁路隧道，采用数值计算分析研究拱部装配式衬砌结构的系列设计参数。主要研究结论有： 1）提出拱部装配式衬砌环向不分块的整体预制形式，综合考虑理论计算结果、行车安全分析、机械设备运输及拼装能力、拱部衬砌承载能力等，确定拱部管片环向弦长8.6 m、纵向幅宽2 m、衬砌厚度50 cm的结构尺寸及配筋设计参数； 2）提出拱部预制管片之间环缝采用螺栓连接、拱部预制管片与现浇边墙采用“L”型榫接头的接头形式及其设计参数； 3）为保证拱部管片的顺利安装，“L”型榫接头应考虑一定的施工误差，同时拱部预制管片与初期支护间应预留安装空间，后期通过管片背后纵向注浆填充密实。隧道拱部装配式衬砌技术成功应用于重庆胡家沟隧道，总体实施效果较好。