港珠澳大桥防船撞对策及关键技术研究

港珠澳大桥位于通航环境极为复杂的珠江口水域, 海中桥墩多, 为超长桥梁, 发生船撞桥事故的风险高. 为了大桥建成后和营运期的安全, 本文结合港珠澳大桥的结构和环境特点, 系统融合技术方法和管理措施, 从桥区水域通航管理、导助航及警示、预警技术、拦截船舶技术以及应急反应等五个方面重点探讨桥梁防船撞关键技术, 建立了一套桥梁防船撞体系.     

大型桥梁防船撞方法及应用研究

利用远红外热成像摄像机具有全天候工作的能力的特点,提出了桥梁防船撞远红外热成像预警技术．进一步研究大型桥梁引桥防船撞的自适应包裹来撞船首的拦截新技术,并提出产生恒定拖阻力的设计方法．并将提出的桥梁防船撞远红外热成像预警技术和自适应拦截技术应用于正在构建的平潭海峡大桥抗船舶撞击防护体系．     

聚氨酯泡沫防撞材料裹覆桥墩的车辆撞击数值模拟

针对汽车撞击桥墩问题,设计了聚氨酯(PU)泡沫材料防撞装置,运用有限元软件建立车辆-桥墩撞击模型。在PU材料不同参数条件下,从能量转化、撞击力的角度对装置的防撞效果进行分析。结果表明：PU材料具有良好的吸能能力,能有效地吸收能量和减小桥墩撞击力,参数设计合理条件下可以有效保证桥墩结构在车辆撞击下的安全性。     

弹性基础上封闭型梁的等效刚度

由内外钢围和中间的钢丝绳圈组成的柔性防撞装置可大幅度降低船对桥墩撞击力．为计算柔性防撞装置的等效刚度,建立弹性基础上封闭型梁的分析模型,模型由分布的辐射弹簧和与弹簧连接的2个同心圆环组成．利用曲梁理论分析外钢围圆环在集中力作用下的变形与受力情况,建立描述外钢围径向位移的控制方程,通过特定边界条件获得径向位移的精确解．推导得到防撞装置的等效刚度,并进一步分析了影响等效刚度的相关因素．     

覆土厚度对框架式地道桥受力性能影响

为研究覆土厚度对框架式地道桥受力性能的影响,本文采用理论分析和有限元模拟的方法对某框架桥在施工阶段和成桥阶段多种荷载工况下的变形和应力进行了分析比较.结果表明:(1)随着顶板覆土厚度增加,框架桥最大竖向变形和最大应力均有变小的趋势,但最大横向变形和最大轴向变形基本没有变化;(2)降温是框架桥最大竖向变形的最不利工况,升温是框架桥最大应力、最大横向和轴向变形的最不利工况;(3)施工阶段,中间腹板最大应力随顶板覆土厚度的增加而增大,但增长的幅度很小.降温工况是此时的最不利工况;(4)温度作用是影响框架桥变形和应力的最主要因素,顶板覆土厚度的影响相对较小,在满足列车荷载有效分布厚度的前提下,不必着重考虑.     

临堤基础施工对长江堤防稳定性影响的数值模拟

以某长江公路大桥为背景,采用FLAC强度折减法数值模拟分析了建在防洪堤防上的主桥墩对该堤防稳定性影响。主要分析了施工前、桩基施工、基坑开挖、施加上部桥梁荷载这4种工况下堤防的应力状态、变形特征以及安全系数。研究结果表明:对以上4种工况下土石进行强度折减后,达到临界状态时主要变形和破坏发生在细砂层和粘土层,基岩层都未发生破坏。施工前、桩基施工、基坑开挖、施加上部桥梁荷载情况下堤防安全系数分别为1.77、1.75、1.73、1.64。这说明大桥刚刚建成时施加在堤防的上部桥梁荷载是对堤防安全最不利的。其他工况下堤防的安全系数略有降低,但影响不是很大。     

预制桥墩节段节点抗剪性能有限元模拟及参数分析

鉴于预制节段拼装混凝土桥墩中存在节段-节段接缝,而接缝(节点)属于受力薄弱环节,由此对预制拼装桥墩节段节点的抗剪性能进行研究,设计制作了一组桥墩节段节点抗剪试件进行拟静力加载试验,并建立三维有限元分析模型,通过与试验结果的比较,验证了有限元模拟方法的正确性.然后利用有限元模型进行了另外2组节段节点抗剪模型加载模拟,得到了各试件在不同约束应力作用下的剪切力—剪切位移关系曲线以及剪力键在不同受力阶段的开裂形态等结果.在比较了有限元分析得到的节点抗剪承载力与AASHTO规范的计算结果后,发现AASHTO规范公式低估了平接缝与实心截面多剪力键干接缝的抗剪承载力;同时在高约束应力下,应适当减小AASHTO规范公式中的摩擦系数,才能与试验结果一致.     

梁桥在地震力冲击作用下简化的安全评估方法(英文)

提出了梁桥受桥板地震力冲击作用下一种评估抗震安全系数的简化能量法。将桥（包括内桥墩）与桥台（包括其基础）分别作为一个单自由度质量系统，基于冲击时两个质量系统的能量交换，可以得到岸墩桥台的基底剪力，然后与桥台的抗力（作用于桥台的侧向土压力基底摩擦力之和）相对比，可以得到桥台受桥板地震力冲击下的抗剪安全系数。该方法简单方便，并与有限元非线性动力分析结果相吻合。     

810KW风力发电机机舱底座开裂分析

针对某公司自主开发的810KW风力发电机机舱底座开裂的问题,运用有限元与疲劳方法进行分析.通过SolidWorks三维绘图软件建立底座的实体模型,采用GH Bladed风力机气动载荷分析软件、AnsysWorkbench有限元软件与Ncode Designlife疲劳软件对其进行联合仿真,计算底座在急刹、9级大风两种极端工况下的应力云图、安全系数云图和风力发电机正常运行时底座的寿命云图,仿真结果表明:在两种极端工况下,急刹工况对实际出现裂纹影响较大.在正常运行工况下,底座与螺栓最小寿命未能达到规定寿命要求,实际出现的裂纹主要是由于底座结构疲劳强度不够,加之经常性对机组急刹导致底座萌生裂纹.     

六边形结构桥墩柔性防撞装置等效弹性系数研究

针对我国自主研发的桥梁柔性防撞装置,引入等效弹性系数研究其结构响应,并构建物理模型：2个六边形结构的钢围环绕在桥墩上,钢围之间由均布弹簧圈支撑连接.利用弹性地基梁理论分析该模型在小变形情况下的力学响应,通过解微分方程确定平动情况下该模型的等效弹性系数.研究表明：等效弹性系数是关于六边形结构几何参数、弹簧弹性系数、钢围抗弯刚度、撞击力的作用点位置的函数;在外钢围没有塌陷的情况下,结构的几何参数对于等效弹性系数的影响最大;装置的等效抗弯刚度超过0.25时,外钢围近似认为刚性;而在远远小于0.25时,在撞击点附近外钢围发生塌陷.     

强潮地区桥墩局部冲刷模型验证方法研究——以杭州湾跨海大桥桥墩局部冲刷研究为例

从建立强潮地区桥墩局部冲刷模型的重要性出发,简要介绍了通过水槽试验所建立的杭州湾跨海大桥局部冲刷模型.强潮特性使得杭州湾跨海大桥桥墩局部冲刷的实际数据获取难度较大,据此提出了基于海底声学探测技术的数据获取方案,即利用多波束测深技术进行桥墩局部海床高程测量、利用多普勒声学测量技术进行潮流测量等,同时结合底质钻孔取样进行底质分析.在介绍了实测数据的处理方法后,结合桥墩设计资料进行了模型参数的计算及模型验证,并根据桥墩实际情况对验证结果进行了相关分析,最后肯定了本方案对于强潮地区进行桥墩局部冲刷观测的适用性.     

桥墩防护钢绳圈同期作用历时的数值分析

通过动态有限元数值模拟，对钢绳柔性防撞装置在船－桥撞击过程中诸钢绳防撞圈同时发挥作用的所谓“同期作用历时”进行了数值分析，并分析讨论了钢绳防撞圈的柔度特性对于“同期作用历时”的影响。     

大型钢结构人行景观天桥的有限元分析

采用有限元方法对大型钢结构人行景观天桥进行了静力学、温度应力、动力学模态和初步的抗震能力分析,并就桥自重作用下的最大竖向位移和实际观测结果进行了比较,两者是一致的.计算结果表明:人行景观天桥在常规、温度极值改变和多遇地震荷载作用等多种工况下,现有的设计方案具有足够的强度、刚度和抗震能力.     

无碳化物贝氏体高碳钢滚动接触疲劳失效分析

对无碳化物贝氏体高碳钢开展滚动接触疲劳试验, 利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、三维轮廓仪、显微硬度计和纳米压痕等分析方法, 对比分析低应力和高应力水平下的失效行为, 研究其失效机制. 结果表明, 无碳化物贝氏体高碳钢在1.8 GPa低接触应力下有更优异的滚动接触疲劳性能, 其失效形式为表面剥落; 在2.6 GPa高接触应力水平下, 表面出现严重的塑性变形, 表面粗糙度增加导致最大剪切应力增加, 位置逐渐靠近表面. 在2.6 GPa接触应力下塑性变形层形成梯度结构, 但是在1.8 GPa接触应力下并未发现梯度结构, 在塑性变形层发现大量的孔洞.     

陶粒-普通混凝土双层组合路面层间应力及弯沉分析

为研究陶粒-普通混凝土双层组合路面的层间应力及弯沉, 首先进行Z型组合试件的粘结性能试验, 并利用ANSYS软件建立陶粒-普通混凝土双层组合路面模型, 分析车辆在匀速和制动工况下组合路面的层间应力及弯沉分布; 还进一步研究了增设Z型钢筋网对组合路面层间粘结性能的加强作用. 结果表明: 陶粒-普通混凝土双层组合路面具有较理想的层间粘结性能和较小的变形; 增设Z型钢筋网可进一步减小层间应力和变形, 加强整体粘结性能.     

雾航中应注意的几个问题

通过对海上避碰规则，船舶的操纵性能，通航环境，海员通常做法的探讨，提出了雾航中船长、驾驶员应注意的几个问题。