河冰对桥墩作用的冰荷载计算方法(Ⅰ)——河冰的力学性能试验

通过对松花江河冰的物理力学性能试验和松花江公路大桥桥墩的流冰动压力测量、桥面的脉动测量 ,依据国内外对冰 -结构相互作用的分析 ,提出了适合我国黑龙江冰情特点的春季流冰冰荷载的计算方法。     

冰凌灾害研究的一个重要课题——冰荷载计算分析与研究

冰对构造物的破坏,越来越引起人们的关注.如何确定作用于结构上的冰荷载,已成为工程设计中必须考虑的安全因素,规范法、公式法是冰荷载常用的计算方法.对国内外有关冰荷载计算公式的优缺点进行了分析与评价,提出对于D/h≤6的窄结构,使用多系数公式计算冰荷载是比较合理的,而前苏联规范比较适合宽尺度直立结构物的冰荷载计算;通过实验验证分析认为,在我国,按照规范进行计算,还是比较符合实际的.     

河冰对桥墩作用的冰荷载计算方法（I）—河冰的力学性能试验

通过对松花江河冰的物理力学性能试验和松花江公路大桥桥墩的流冰动压力测量、桥面的脉动测量，依据国内外对冰－结构相互作用的分析，提出了适合我国黑龙江冰情特点的春季流冰冰荷载的计算方法。     

冰力作用下穿越河流输水管线的可靠性分析

针对我国北方河冰灾害情况,分析了冰力作用下穿越河流输水管道的受力情况,研究了其失效模式,提出了冰荷载的计算模型;在此基础上,建立了输水管道在冰荷载作用下安全裕度方程,提出了冰力作用下输水管线可靠性的计算方法,并结合实际计算,验证了方法的适用性.     

贵州地区导线覆冰的混合凇覆冰模型

针对贵州地区导线覆冰以混合凇为主的情况,根据覆冰物理框架模型以及对主要气象因子的分析,构建了以气温、水汽压、风速等常规气象要素为输入因子的雨凇、雾凇混合覆冰重量预测模型;利用贵州省威宁等8个气象站1951-2008年的导线覆冰和气象资料,分别拟合了模型中对应雾凇和雨凇的效率因子系数的经验函数。模型具有较好的可操作性,历史资料拟合效果比较理想。     

导线覆冰大跨越输电塔-线体系动力特性分析

大跨越输电塔-线体系对导线覆冰等环境荷载反应敏感,容易发生动态倒塌破坏。目前对线路覆冰下输电塔的振动问题虽然取得了一定的研究成果,但是线路覆冰下输电塔的动力特性规律尚需进一步研究。本文以实际工程为例,建立了大跨越输电塔-线体系数值分析模型,分析了导线划分精度对输电塔-线体系动力特性的影响,并在此基础上分析了导线覆冰对输电塔-线体系动力特性的影响。研究结果表明:导线划分精度对输电塔振动影响较大;导线覆冰不仅影响输电塔振动频率,而且对输电塔振型也有较大影响,尤其是对输电塔横担的振动影响更大。     

覆冰输电塔-线体系风致动力响应分析

依据流体诱发振动原理,结合已有覆冰计算模型,考虑降雨的分类,模拟了输电塔-线体系不同高度导线的覆冰和风荷载。以东北地区某输电塔为例,对覆冰输电塔-线体系在稳定风速激励下的动力响应进行分析,并与不考虑塔线耦联的导线舞动分析结果及覆冰塔线拟静力的分析结果进行对比,对塔位移、输电线位移、钢材应力进行了分析。研究结果表明:塔-线耦联体系对覆冰导线风振有很大影响,覆冰输电塔抗风设计安全度需要进一步提高。     

南极巨冰四分五裂

南极在急剧碎裂。在短短一个月内不仅一巨大的陆架冰碎裂,而且还有一个庞大的冰山从南极大陆分离。 据美国国家雪冰数据中心报道,在美国以南的拉森B陆架冰分裂出一块面积达3250平方公里、厚度达200米的冰层。卫星照片显示,分裂的冰层面积相当于德国萨尔州大小,现已裂变为上千块,在海洋中形成了漂浮的冰山。 虽然分裂的冰层重达7200亿吨,但科学家相信海平面并不会因此而上升,因为这一由冰川供给的陆架冰在此之前就已经在海上游动。 虽然陆架冰的分离对海平面没有影响,但是研究者还是对南极的状况表示担忧。科学家们认为,最关键的是罗斯和罗尼陆架     

110kV瓦-隆线脱冰跳跃故障原因分析及治理

针对110 kV瓦-隆线脱冰跳跃故障进行原因和特性分析,分别计算了(45~46)号塔,(46~47)号塔2个档段脱冰跳跃引起的档中最大振幅,在此基础上,借鉴国网公司治理架空线舞动的经验,设计了相间间隔棒的布置位置,给出了采用相间间隔棒进行治理的措施。运行情况表明:该治理措施取得了预期的效果。     

高压输电线路抗冰灾的研究现状与发展趋势

从导地线和输电塔的覆冰模型、覆冰断线倒塔破坏机理、覆冰气象条件下塔-线体系可靠性等方面,全面分析了高压输电塔-线体系抗冰灾的研究现状和发展趋势,系统总结了国内外有关高压输电线路抗冰灾的研究成果。指出了目前高压输电塔-线体系抗冰灾研究中存在的问题和不足,具体从导地线和输电塔的覆冰模型、覆冰断线冲击的动力学分析理论、模型实验和数值模拟方法、塔-线体系覆冰可靠性等方面提出了当前迫切需要进行研究的内容与方向,以揭示高压输电线路覆冰断线以及倒塔破坏的机理,增强抵抗冰荷载灾害性破坏的能力及完善高压架空输电线路设计的标准。     

冰试样动态冲击破坏力学特性实验研究∗

为了进一步探究冰材质动态冲击破坏力学特性,通过分离式 Hopkinson压杆（SHPB）试验装置,采用快速加载、 杆端降温与波形整形技术,保证冰材质的稳定性并实现了加载过程中的动态应力平衡,分析了应变率、温度、长径比、 冻藏时间对冰力学特性与破坏模式的影响。结果表明：在 100 s^-1 ~500 s^-1 的应变率范围内,冰的动态单轴抗压强度与应变率呈现明显的正相关性;小长径比冰温度越低,抗压强度越大,且这种特性会受到应变率的影响;大长径比冰抗压强度随温度的下降而下降,这与体积大导致冰试样受冷不均,内部预应力增大有关;稳定无预应力冰,短冻藏时间会使其强度下降;温度、长径比对冰弹性模量影响明显,小长径比冰弹性模量随温度下降而增大,大长径比冰弹性模量随温度下降而减小;应变率是影响冰材质破坏模式的主要因素,随着应变率的上升,冰材质达到破坏时的轴向裂纹明显增加,形成的破碎产物尺寸明显变小。     

输电线压弯除冰机理研究

输电线路除冰应满足有效除冰且不损伤导线。结合覆冰脆性材料的特点,提出了一种压弯除冰的方法,即约束一段覆冰导线,在破冰轮的作用下使其压弯,使覆冰从导线上破碎脱落。通过推导覆冰导线弯曲应力方程,建立了覆冰导线实体模型,分析其在不同破冰轮半径、覆冰厚度和加载力下的覆冰和导线的应力变化。结果表明:覆冰挤压应力和弯曲应力随着加载力的增加而增大,在计算参数范围内,均超过导线覆冰的破碎强度,且导线应力未超过破坏强度,验证了压弯除冰方法的可行性。破冰轮半径和覆冰厚度增加,不利于压弯除冰。推导的覆冰导线弯曲应力公式可为设计压弯除冰机器人提供参考,为保证线路有效除冰,可适当增大加载力以达到理想的除冰效果。     

2008年云南滇东北电线覆冰的气象条件

通过对2008年1-2月云南滇东北电线覆冰(雨凇)气象条件的分析,得到:①2008年云南滇东北雨凇持续时间是有气象记录以来最长是的一年,所造成的电线覆冰灾害非常严重的;②雨凇持续时间与ENSO有密切对应关系;③2008年滇东北电线覆冰期间昆明准静止锋异常活跃,是最重要的影响天气系统;④2008年滇东北的电线覆冰是在气温偏低、降水偏小、风速不大(或静风)及空气较为潮湿的气象条件下发生的.电线覆冰的厚度与气温成显著负相关,与风速成显著正相关.     

强降雨过程中冰云粒子等效半径的垂直分布及其与降水的相关性

采用CloudSat卫星云廓线雷达反演资料2B-CLDCLASS,2B-CWC-RO和2B-GEOPROF以及地面气象站降水资料,选取新疆天山及其附近地区的6次强降雨过程中的8个降雨云个例,对云中冰粒子等效半径的垂直分布特征及其与地面降水量的相关性进行了分析。结果表明:冰粒子主要分布在2~13 km的高程内,其等效半径的低值主要分布在云层的上部,高值主要分布在云层的下部。半径大于150μm的冰粒子的出现概率很小,而等效半径小于80 um的冰粒子除2007年7月9日昭苏降水过程中仅分布在云层的顶部外,其它个例中在各高度云层中均有分布。冰粒子等效半径与降水量相关性随高度而变化,在5~6km高度层内相关性最好,相关系数为0.823,且在0.05水平上有较高的显著性。5 km以上高程上的相关性随高度的升高而减弱。同一地区不同降水过程云中冰粒子等效半径的垂直分布具有极高的相似性,相关系数大于0.9。     

黑龙江省公路雪冰基本特征与灾害防治对策

黑龙江省冬季降雪不多,但在寒冷和强风条件下,容易产生风吹雪,使某些地点形成较深的积雪,阻塞交通.风吹堆积下的积雪在低温下形成密实坚硬的硬深霜.涎流冰是冬季影响山区交通的另一个主要因素,它的各个部位呈现出间歇性增厚的特征,是涌出水在各处反复交替流动、冻结的结果.随着经济发展,交通流量增加,正常降雪将会产生越来越大的影响和危害,必须给予足够的重视.因此,在雪冰减灾战略对策上,应逐步推广使用防滑汽车轮胎,建立较为完善的公路雪冰清除服务体系,并辅以必要的工程措施.     

呼玛河冰灾害试验研究

为了了解高寒地区水工建筑物受春季流冰的威胁程度，选取呼玛河冰为研究对象。通过一系列单轴无侧限抗压强度试验，就温度与加载速率对河冰抗压强度、应力-应变关系、弹性模量的影响进行了研究。利用统计分析与曲线拟合，得出了抗压强度与温度间的相关关系。在呼玛大桥现场进行了流冰撞击桥墩的动态测量，取得了相应的实测数据，为研究冰-结构相互作用提供了有用的资料。     

湖北省输电线路覆冰导线舞动灾害的一种气象甄别方法

通过对全国输电线路覆冰导线舞动故障资料的分析,给出一种基于气象要素条件和大气环流路径解析的覆冰导线舞动故障资料甄别方法,并以湖北为典型案例,给出了具体的分析步骤。在此基础上对覆冰导线舞动灾害时空分布特征进行分析,结果表明,全国覆冰导线舞动灾害具有显著的时空分布差异,时间上北方地区以秋末和春初为主,华中地区则是以冬季12、1、2月份为主,空间上易发生于辽宁—山东—河南—湖北省一线,且以平原地区为主。     

全国第五届冰工程会议在大连召开

由中国水利学会水力学专业委员会发起 ,大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室、工业装备国家重点实验室共同承办的“全国第五届冰工程会议”于 2 0 0 3年 1 0月1 5-1 8日在大连理工大学召开。会议内容围绕湖河海冰与人类活动的各个方面 ,具体涉及冰力学机理、冰的材料性能、防冰的工程措施、实验研究与原型观测等。与会代表共 60人 ,分别来自包括大专院校、科研院所和设计、管理、出版行业以及企业的 1 7个单位 ,有 2 2位代表在会上作了交流发言。有 3 5篇会议论文选登在《冰川冻土》2 0 0 3年 9月 (增刊 )上 ,作为这次会议论文集。所…     

跨海桥梁大尺度基础波浪荷载计算方法对比研究∗

波浪荷载是跨海桥梁基础的主要环境荷载之一。为了探究大尺度桥梁基础上各类波浪荷载计算方法的差异,分别采用了当前研究中较常用的Morison方程、规范、基于边界元法的三维绕射理论和基于Navier‐Stokes方程的CFD方法计算了某跨海桥梁大尺度圆端型沉井基础在规则波作用下的波浪荷载,研究了不同结构相对尺度对各方法计算结果的影响,并重点比较分析了后两种数值方法的三维流场分布,三维压力场分布,以及非线性二阶力效应的影响。结果表明,在结构相对尺度为0.2左右时,上述方法的计算结果接近,随着结构相对尺度的增加,边界元与CFD方法依然吻合较好,规范方法给出了较为保守的波浪荷载,Morison方程可能高估了波浪拖曳力的贡献。边界元与CFD方法计算得到的速度场与压力场结果整体趋势一致,但在沉井前端自由液面与物面,沉井侧面的波谷等局部区域会产生明显差异,这可能是由于二者考虑绕射效应与黏性效应的理论不同。在边界元方法中考虑非线性二阶力效应会使其波浪荷载结果小幅度增大,并在频谱中增加差频二阶力及和频二阶力成分,考虑非线性二阶力效应后,边界元与CFD方法的频谱曲线更加吻合,边界元方法能更精确地计算波浪荷载。边界元与CFD方法均能合理地给出大尺度结构物波浪荷载结果,研究结论可为跨海桥梁工程波浪荷载的准确计算提供了依据。     

冰冻灾害下电力系统故障监控研究

电力系统故障监测在遇到冰冻灾害时,不能准确的检测电力系统易出现故障的线路和线路荷载,故障监控性能差,所以该文提出一种冰冻灾害下电力系统故障监控方法。采用检索连锁故障路径的方法,查出线路中易产生故障的关键部位,针对该部位构建覆冰可靠性模型,得到线路冰力荷载;采用静态灵敏度模型获得输电断截面中全部节点对应的支路灵敏度;基于线路冰力荷载和节点支路灵敏度,获得所有电力系统节点的最佳控制量,完成冰冻灾害下电力系统故障监控。