混凝土箱梁水化热温度损伤安全评价模型研究

目前混凝土箱梁0#块在施工过程中出现水化热温度冲击和裂缝现象,严重影响混凝土箱梁结构早期强度的形成以及结构的安全性能.综合考虑混凝土水化热温度荷载和弹模的时变效应,给出时域损伤函数;根据变权分析原理,确定敏感损伤和累积损伤,建立混凝土水化热温度损伤安全评价模型;对混凝土箱梁0#块水化热温度损伤进行三维数值仿真,总结水化热温度损伤时变效应规律,对早期含水化热温度损伤参数的混凝土箱梁结构安全性能进行分析评价.结果表明:混凝土水化热反应速率、水化热温差峰值与损伤速率敏感度、累积损伤敏感度同步.温差峰值过大、水化热反应速率过快,敏感损伤度和累积损伤度增大,安全指标降低,易形成温冲,产生裂缝,导致整体破坏.通过时域损伤函数和安全评价模型可及时分析计算混凝土箱梁0#块的安全指标,指导混凝土箱梁0#块安全施工.     

不同隔热材料下的深井巷道隔热降温模拟研究

为解决煤矿开采深度不断延伸带来的热害问题,揭示深井巷道温度场分布特征,选用5种矿用隔热材料开展深井巷道隔热降温模拟研究,分析不同厚度隔热层、不同围岩初始温度对围岩温度场、调热圈半径及巷内风流温度变化的影响,并探究隔热层附近围岩温度场的演变特征。结果表明：添加泡沫混凝土的材料隔热性能最佳,经济成本最低;隔热层选用导热系数较低的隔热材料有助于提高隔热层的隔热效果,5～10 cm为最佳隔热层厚度;温度场与围岩层、锚喷层、隔热层在空间上分布一致,隔热材料导热系数与巷道围岩的温度梯度呈负相关,隔热层厚度、原岩温度与巷道围岩温度梯度呈正相关,隔热材料、隔热层厚度和原岩温度对调热圈半径有一定程度的影响,相比无隔热层巷道,巷道隔热和降温效果显著。     

严寒地区土壤源热泵地埋管井况的模拟

针对严寒地区使用土壤源热泵系统的情况,利用DeST及瞬时系统模拟软件进行模拟,研究了严寒地区某住宅楼的土壤源热泵系统中不同的井况(井深及井间距),对地埋管周围的土壤平均温度及系统运行时长的影响。研究结果显示:相同井深条件下,井间距越大,系统运行时长越长,土壤平均温度越高;随着连续运行时间的增加,土壤平均温度及系统的平均COP值整体呈下降趋势,并确定了最佳井况。同时为严寒地区建立土壤源热泵系统的设计提供参考依据。     

油池火作用下钢管混凝土柱温度分布研究

在开敞空间条件下利用油池火模拟不同的火灾场景,对火源燃烧阶段和燃烧结束后钢管混凝土柱的温度变化进行研究。测量了燃料质量变化和钢管混凝土柱的温度分布等参数,分析不同火灾场景下钢管混凝土柱轴向、横截面的温度变化,并以实验工况HS3为例进行深入分析,同时分析了火源的燃烧时间、热释放速率对钢管混凝土柱温度场分布的影响。研究结果表明,钢管混凝土柱纵向温度分布与横向温度分布一样都存在明显的温度梯度,其表面钢管温度变化受火场热释放速率影响较大,而内部混凝土的温度变化则主要受火场持续时间的影响。     

活性粉末混凝土(RPC)箱梁剪力滞效应有限元分析

笔者对为青藏线设计的 32m铁路预应力活性粉末混凝土单箱单室箱梁进行了有限元分析 ,对其剪力滞分布规律进行了研究 ,并且分析了不同工况对梁剪力滞效应的影响。分析结果表明预应力活性粉末混凝土箱梁具有一定的剪力滞效应 ,剪力滞系数在 1.0～ 1.1之间。笔者得到的结果可以为今后活性粉末混凝土梁的设计提供参考 ,这对于加速箱梁剪力滞理论的深入研究 ,为大跨、新型桥梁结构的性能评价提供正确的分析有一定的参考价值。     

超低环温空气源热泵在高寒地区建筑供暖中的应用

传统空气源热泵受环境温度的影响较大,在低温寒冷地区,其制热量和效率会随环境温度的降低下降很快,甚至无法启动。中国铁道科学研究院节能环保劳卫研究所研发出超低环温空气源热泵,在-30℃环境下,热水进出水温度40℃/45℃,机组制热能效比大于2,为严寒地区铁路沿线建筑冬季供暖问题提供了新的可选方式。     

极端温度对板式橡胶支座连续梁桥地震响应影响研究*

为研究温度对板式橡胶支座连续梁桥抗震性能的影响,以1座两联3×30 m的预应力混凝土连续箱梁为对象,考虑极端温度对桥墩本构关系和橡胶支座力学特性的影响,运用MIDAS/Civil有限元软件对桥梁地震响应进行研究。通过对地震作用时不同温度工况下桥墩墩底弯矩、墩顶位移和支座位移的地震响应分析,得到极端温度对板式橡胶支座连续梁桥地震响应的影响规律。研究结果表明:与常温工况相比,极端温度引起支座刚度、桥墩混凝土材料参数的改变,使地震作用下极端低温工况桥墩内力和位移响应最大增大35.65%和24.78%,极端高温状态支座位移最大增大15.31%;温度变化对橡胶支座力学参数的影响会导致桥墩和上部结构连接刚度发生改变,导致桥墩和支座地震响应变化显著,使桥墩内力和位移响应均与温度呈负相关,支座位移与温度呈正相关;根据现行规范计算的极端低温时桥墩墩底弯矩偏小,极端高温时桥墩弯矩偏大,设计中应予重视;极端低温导致支座和桥墩刚度增大,会使交接墩地震响应较其他桥墩更显著,在设计中应着重关注。     

新型环保节能楼板的保温隔热效应研究

用保温隔热材料制作了环保节能填充块,并将填充块填充在建筑结构的楼板或屋面板内,得到新型节能填充混凝土楼板。设计了几何参数和配筋参数相同的节能填充楼板和普通建筑楼板的数值模型,并进行了有限元分析。数值模拟结果表明,加入环保节能填充块对楼板的温度分布、热流量和温度梯度都有显著影响,环保节能填充块的保温隔热效应显著,节能填充楼板沿板厚方向的温度分布不再同普通建筑楼板一样呈现线性变化,而是在环保节能填充块点域范围呈现出不规则变化趋势;节能填充楼板热流量已不再同普通建筑楼板一样为某一常数,而是明显的表现出环保节能填充块点域范围热流量远小于普通钢筋混凝土所在点域范围热流量的趋势;节能填充楼板温度梯度图也显著展现了保温隔热材料和普通钢筋混凝土两类物理性质差异较大材料之间的热流向问题,从而验证了节能填充楼板的保温隔热效应。     

基于均匀试验的混凝土裂缝宽度影响因素分析

桥梁裂缝宽度的大小直接影响桥梁使用过程中的耐久性和安全性,裂缝宽度可以用配筋率、混凝土强度、理论厚度和环境湿度等因素来控制。为了研究以上4个因素对裂缝宽度的影响,以贵州某空心板桥为例,使用Midas/Civil进行建模分析,并用均匀试验设计法来确定各因素的影响程度。结果显示,配筋率以及环境湿度的影响较大,混凝土强度和理论厚度影响较小。所得结论为混凝土桥梁的设计研究提供了参考。     

带肋薄壁钢管混凝土T形柱温度场试验与数值分析

为研究高温下带肋薄壁钢管混凝土T形截面柱温度场的分布规律,采用电热炉进行了温度场试验,进而采用ABAQUS有限元软件建立模型,与试验结果比较,验证模型的可靠性,在此基础上,分析了标准火灾下构件温度分布规律,构件从受火面到构件截面中部,温度逐渐降低,混凝土温度较钢管和钢筋温度明显滞后,且四个阳角温度高于两个阴角温度。在工程常用范围内,分析了受火时间、截面尺寸和加劲肋间距对构件温度场分布的影响,结果表明:随着构件截面尺寸的增大截面温度呈明显降低趋势,随着受火时间的增加钢管温度和混凝土温度呈不同态势增长,而钢筋加劲肋间距变化对温度场影响较小。     

起重机结构疲劳剩余寿命评估方法研究

针对机械结构的主要破坏形式——疲劳破坏,以桥式起重机焊接箱形主梁为研究对象,根据断裂力学Paris-Erdogan方程,结合Miner疲劳损伤累积理论,应用实验所得数据,推导出疲劳剩余寿命公式。采集不同类型,不同额定起重量起重机一段时间内相应起重量的工作次数数据,以模拟出危险点处相应的载荷谱。以VC++为开发平台,研制完成桥式起重机疲劳剩余寿命评估软件。该软件可模拟实现普通、铸造桥式起重机的疲劳剩余寿命估算,并与实验结果进行比较,表明具有较高的吻合性和实用性。     

近断层地震作用下考虑温度和碰撞效应的曲线梁桥地震响应分析

为探究大温差地区曲线梁桥在近断层脉冲型地震动作用下的地震响应和碰撞效应，以西北大温差地区某曲线连续梁桥为工程实例，建立全桥非线性有限元模型并考虑变温作用对支座刚度的影响；分别以桥墩内力、支座位移和邻梁碰撞效应为指标研究曲线梁桥在近断层脉冲型地震动作用下的地震反应特性。结果表明:温度越低，地震波作用于结构的内力响应越大；曲线梁桥在地震动作用下邻梁间碰撞为面-面碰撞，且温度越高，碰撞效应越强；高阻尼橡胶支座在低温下体现出较强的耗能能力，在大温差地区的桥梁抗震设计中可作为参考；近断层脉冲地震动相较于远场地震动，结构地震响应更大，对结构的破环性更强，故在近断层地区的桥梁抗震设计中应予以重视。     

钢结构人行天桥自振频率优化分析

为了提高人行天桥的整体安全性,该文在结构设计的理论基础上提出了一系列有效措施。以楚雄市某钢箱人行天桥为依托,采用结构优化的方式,利用有限元软件建立参数化模型,以梁高和二期荷载为变量,以基频和时程为目标函数,分别将钢箱梁梁高增加20 cm和30 cm,将原混凝土铺装更换为轻型材料聚氨酯塑胶,天桥的基频提高到原来的两倍多。结果表明:梁高和铺装对人行天桥抗震性能有着显著的影响,增加梁高,采用轻型铺装,能有效地优化人行天桥的自振频率,保证了结构安全,可为类似结构的安全运行提供有力参考。     

冷冻堵漏法在危险化学品泄漏事故中的应用

为了研究液化气体泄漏冷冻堵漏的堵漏机制,运用流体力学、传热学等知识对液化石油气（LPG）储罐（槽罐）泄漏时泄漏口处产生局部低温的现象进行了研究,探讨了LPG液相泄漏和气相泄漏2种不同泄漏形式的低温效应。结果表明:液相泄漏时,泄漏口处温度下降程度与泄漏口面积成正比,且随着罐体内部压力的减小而减弱,推导出喷水冷冻堵漏的成冰时间公式;气相泄漏时,对罐内压力与温度的平衡关系进行模拟并建立了数学模型;发现由于LPG气、液相之间对流换热和汽化吸热效应的差异,导致液相与气相之间的温度差,此温度差是罐体外壁产生结霜分层现象的主要原因。     

温度作用下混凝土拼接桥梁拼接缝界面剪应力研究*

为探究拼宽混凝土桥梁在温度效应下连接缝位置产生的界面剪应力问题,考虑施工过程中现浇拼接缝混凝土各项参数的变化,以某高速公路拼接桥梁为研究对象,基于初等梁理论提出1种考虑纵向温度应力的拼宽桥梁界面剪应力力学模型。结果表明:拼接缝混凝土弹性模量的改变对拼接缝界面剪应力的数值和分布形态影响较小;新梁和旧梁的线膨胀系数差异越大拼接缝界面剪应力越大;研究得到不同拼宽宽度下拼宽桥界面局部剪切柔度修订值的变化规律,并拟合变化公式。     

斜拉桥支架法施工的自适应安全监测技术

介绍自适应控制的基本原理及其运用现状。根据斜拉桥的实际情况选用自适应控制形式,在主要部位埋设传感器和相关的测试仪器,明确监测时间并在实施中严格执行。依据实测结果对标高、应力、容重等参数按实际情况进行修正,得出施工过程中的受力状态,从而调整施工。算出主梁各节点理论施工预拱度变化曲线等数据并与实测值进行比较,反复修正。自适应法达到了仿真计算与实际施工过程保持一致的最佳施工控制效果。绥芬河斜拉桥的施工证明,自适应法是一种很适合斜拉桥支架施工安全监测的技术,值得推广应用。     

梁桥钢筋混凝土叠合桥墩延性抗震性能研究

在桥墩抗震设计应用了叠合结构思想 ,分析了叠合桥墩受力原理与特性 ,在此基础上研究了叠合桥墩的延性计算方法。结合梁式桥算例 ,分别沿桥梁纵向、横向和三维输入实震记录进行计算 ,与普通桥墩计算进行对比 ,说明了叠合桥墩延性抗震性能的优越性 ,对其在桥墩上的应用作了初步研究     

基于神经网络的矮塔斜拉桥近断层地震响应参数敏感性分析*

为研究近断层地震动对矮塔斜拉桥地震响应参数敏感性的影响,提出基于BP神经网络配合有限元分析的参数敏感性分析方法（FBSA法）,以某铁路矮塔斜拉桥为研究对象,进行参数化有限元建模,运用BP神经网络计算近断层地震动作用下矮塔斜拉桥响应以及自振频率对各参数的敏感性系数,分析近断层脉冲地震动对地震响应敏感性的影响规律。研究结果表明:FBSA法可快速、精确地完成敏感性分析,为抗震设计与优化提供更全面的参考;矮塔斜拉桥几何布置和截面尺寸对振型刚度影响较大;近断层脉冲地震动作用下,桥梁位移和内力响应明显增大,各设计参数对桥塔位移、桥墩位移和内力以及主梁横向位移和弯矩的参数敏感性具有显著影响,对主塔内力和主梁竖向位移参数敏感性的影响不明显。