船舶撞击作用下车桥系统动力响应及高速列车运行安全分析

将船舶撞击力时程作为系统的外部激励,建立了撞击荷载作用下的车桥系统动力分析模型。以一座 (32+48+32) m双线预应力混凝土连续梁桥和国产CRH2高速列车为例,模拟船舶撞击力作用于桥墩时列车过桥的全过程,分析了桥梁和车辆的动力响应。结果表明：船舶撞击作用大幅度增大了桥梁的横向位移和加速度响应,显著影响了桥上高速列车的运行安全。探讨了船舶撞击荷载作用下的桥上高速列车走行安全评价方法,综合分析了列车速度和荷载撞击强度对列车运行安全的影响,在此基础上给出了列车速度－撞击力强度安全阈值曲线。     

横向撞击力对铁路桥梁及行车影响的模型实验研究

高速铁路高架桥梁很多,跨越公路的桥墩被汽车撞击所引起的振动会影响列车运行安全。本文利用车—轨—桥耦合动力试验平台,通过模型试验研究了横向撞击力对桥梁及桥上车辆运行安全的影响规律。试验过程中采集了撞击处撞击力时程、桥墩底部动应变、墩顶动位移、墩顶加速度时程,梁1/4,1/2,3/4处的横向动位移和加速度时程,以及车辆的三向车体加速度时程,计算得到桥墩自振频率等振动特性。分析了车桥系统有无撞击力作用时的动力响应,以及撞击力对桥梁及桥上运行车辆的影响规律。结果表明,横向撞击使桥梁的动力响应大幅度增加,并对车辆运行安全有很大的影响。最后根据撞击力时程探讨了瞬态撞击力的等效静力计算方法并验证,为工程设计提供参考。     

基于OMA试验模态参数的砌体结构有限元建模及修正

依托重庆新红岩隧道工程,选典型2层砌体结构进行隧道施工爆破振动激励的OMA试验,采用等效体积单元法建立能准确反映砌体结构真实动力特性的有限元模型;探讨砌体用不同材料模型所得分析频率与实测频率误差及二者振型相关性;据OMA试验模态参数,基于砌体与混凝土材料参数的结构固有频率灵敏度分析,选择合适的修正参数进行有限元模型修正研究。结果表明,二层砌体结构前4阶固有频率位于9~25 Hz;较用各向同性模型而言,砌体采用各向异性模型时计算所得前4阶频率与实测频率值更接近,振型相关性更好;修正有限元模型中材料密度、弹性模量、剪切模量后频率与实测频率间误差明显减小,结构模型动力特性更符合实际,正交各向异性材料模型修正最准确。     

一种汽车撞击桥墩撞击力设计值的能量简化算法

随着跨线桥越来越多,桥墩被汽车撞击的可能性大大增加。本文分析了国内外公路、铁路桥梁设计规范关于撞击力设计值规定中的不足,总结了既有研究资料关于撞击力特性和计算方法,介绍了利用冲量原理计算等效静力的简化脉冲法,在此基础上提出了基于能量守恒的能量简化算法:首先通过简化脉冲法计算的等效静力值和撞击点等效位移反推撞击过程中桥墩变形吸收的能量,其约为撞击总动能的20%~30%;总结了汽车工业中车身变形吸能计算方法,根据相关经验发现车身变形吸能占总动能的70%~80%,佐证了能量转化的比例;最后确定撞击动能传递到桥墩系数γ=0.25,以简化公式0.25mv~2=F~2/k计算等效静力,并通过一个算例进行了验证,供工程设计选用。     

地下综合管廊燃气泄漏爆炸后温度场及压力场影响研究

利用ANSYS Fluent软件建立内置障碍物综合管廊燃气仓模型,并使用均相湍流燃烧时均方程组、k-ε湍流模型和EBU-Arrhenius燃烧模型对管廊内甲烷空气预混气体爆炸过程进行模拟,探讨管廊内不同火源位置对内置障碍物综合管廊燃气仓内爆燃过程的影响。结果表明,在管廊竖向方向,当点火源高度相对于障碍物高度越高,受障碍物扰动越小,火焰传播进程越快。在水平方向,点火源与障碍物间距越小,管廊内压力上升越缓慢,管廊内火焰传播速度越慢。     

基于改进高斯精细积分法的车桥耦合振动分析框架

假定任一时刻的位移可以根据其相邻时间步上的运动状态由Hermite插值函数确定,采用3节点高斯积分方法展开精细积分法中状态方程的Duhamel项,构造了一种改进的高斯精细积分算法用于求解结构非线性问题,在此基础上,提出了适用于车桥耦合振动研究的高效求解分析框架。车桥耦合系统由车辆、桥梁有限元子系统组成,其中车辆子系统引入部件刚体假定,而桥梁子系统借助于振型叠加法缩减自由度数目,两个子系统间的相互作用通过非线性的虚拟力表达。以一节4轴客车匀速通过32m简支梁为研究对象,分别采用所提出的分析框架、传统Newmark-β法进行动力分析。结果表明：相对于Newmark-β法,高斯精细积分方法既能避免求解线性方程组,又可显著提高计算收敛的积分步长,分析框架显示出良好的实用效果。     

2020年吉林德惠饮马河决口抢险案例分析

2020年9月13日,吉林省德惠市饮马河防洪堤发生决口.消防救援局迅速响应,调集以吉林省消防救援总队为主体的1366名指战员参战,决口北侧采取机械化抛投大型料物,南侧采取人工打木桩、投放石笼和沙袋的方式封堵,艰苦奋战72 h,圆满完成决口封堵任务,其经验可为类似决口抢险提供有益借鉴.     

汽车撞击桥墩瞬态撞击力的等效静力计算

随着公路、铁路、城市立交桥的大量建设,跨线桥数量剧增,桥墩被汽车撞击的可能性大大增加。本文建立了卡车撞击桥墩精细有限元分析模型,采用LS～DYNA碰撞分析软件计算分析了Ford卡车以不同速度撞击桥墩的撞击力特性。采用全局平均法、局部平均法、等效位移法、简化脉冲荷载法4种计算汽车撞击力等效静力方法,计算了撞击过程的等效静力值,并与美国《AASHTO》规范、中国《铁路桥涵设计基本规范》和《公路桥涵设计通用规范》中给出的汽车等效静力限值进行了比较,指出了各种计算方法的适应范围和精确度,可供工程设计参考。