摘要：为研究加劲梁外伸跨布置形式和约束体系对大跨度悬索桥结构动力特性的影响,基于国内某主跨1098 m的单跨悬索桥设计方案,采用有限元软件分别建立设置外伸跨、未设置外伸跨、设置悬吊外伸跨及加劲梁不同约束体系等多个模型。开展全桥动力特性分析,对比不同模型悬索桥结构动力特性的差异,分析加劲梁外伸跨布置形式和约束体系对该悬索桥刚度的影响。研究结果表明:在不同的外伸跨布置形式下,加劲梁带外伸跨的单跨悬吊悬索桥主梁的竖向刚度相对更大。设置外伸跨可以在一定程度上提升传统单跨两铰悬索桥主梁的竖向刚度,若外伸跨设置吊索则会稍微降低带外伸跨悬索桥主梁的竖向刚度。若对该加劲梁带外伸跨的单跨悬吊悬索桥增设塔-梁横向约束,可以显著增大该悬索桥主梁的横向刚度,并且主梁的横向刚度也显著大于传统的单跨两铰悬索桥。建议该悬索桥方案采用增设塔-梁横向约束的加劲梁带外伸跨单跨悬吊体系。在今后的大跨度悬索桥设计中,可以尝试通过改变加劲梁约束体系以达到改善结构刚度的目的。

摘要：为明确正交异性钢桥面板(OSD)构造细节的轮载局部应力效应及受力特征,开展了横桥向3个典型工况的货车加载试验和有限元分析,记录了货车低速通行下OSD构造细节的应力时程,研究了构造细节轮载应力行为和机理。研究表明:OSD构造细节轮载局部应力效应显著,构造细节的明显加载效应局限在横桥向轮载中心两侧各1倍纵肋中心距范围,表明OSD疲劳研究无须考虑货车左右轮或相邻车道货车并行的叠加效应。在显著局部应力范围内,货车每个车轴在纵肋-面板(RD)构造细节产生一个应力循环;跨肋式是RD、纵肋-横隔板(RF)焊缝和弧形切口(Cutout)构造细节横桥向最不利轮载位置。轮载作用下沿横桥向,RD面板侧以面板受纵肋腹板支承的连续梁受力为机理,纵肋侧以RD两侧面板和纵肋的弯矩平衡受力为机理;纵肋-横隔板纵肋侧(RF-R)构造细节以横隔板支承的连续梁支点负弯矩受力为机理;纵肋-横隔板横隔板侧(RF-F)构造细节以位于横隔板腹板上方受压为机理;弧形切口细节以空腹桁架竖杆受压为机理。明确的轮载应力局部范围和机理,能简化OSD结构疲劳有限元分析,有助于改善OSD结构抗疲劳设计。

摘要：为评价某大跨斜拉桥设计索力最大的钢锚箱在桥面通行车辆作用下的疲劳性能,开展随机车流下锚箱疲劳敏感构造细节的现场应力监测,获得构造细节的应力时程和应力谱,并基于Miner准则计算最大应力幅、等效应力幅及疲劳加载次数。基于中国公路钢结构桥梁设计规范(JTG D64—2015)对锚箱构造细节的疲劳寿命进行分析,并讨论锚箱顶底板端部围焊细节的疲劳性能。研究结果表明:货车通行下,钢锚箱顶底板端部围焊构造细节表现为整体结构应力响应特征,在一辆货车通行下仅产生一个应力幅;在锚箱全部构造细节中,顶底板端部围焊细节应力幅高于其他构造细节,也是锚箱疲劳最不利构造细节;其中底板端部围焊处的应力幅最大,实测最大应力幅达56.7 MPa,等效应力幅和日均加载次数分别为10.1 MPa和4484次,该构造细节处疲劳累计损伤主要由相对较大的10~30 MPa的应力幅贡献。研究认为,桥面车辆通行下锚箱构造细节的应力幅较小,其疲劳性能都满足大桥设计要求。

摘要：基于Kresling折纸构型的空间结构受压时会发生多种失稳模式。为了实现破坏模式可控的智能结构,该文采用有限质点法对基于Kresling折纸构型的空间结构的失稳模式进行研究,提出通过调节该结构材料、预应力和结构布置的方法对结构刚度和失稳模式进行控制。该文建立了采用有限质点法进行索、杆、膜结构计算的基本流程,通过对Kresling双稳态失稳模式的分析验证了分析方法的有效性。对Kresling索杆模型、索杆膜模型、嵌套模型的失稳模式进行了分析,研究了弹性模量、预应力水平和结构布置对结构失稳模式和结构应变能的影响。实现了双层Kresling模型的失稳模式控制,为设计破坏可控的智能结构提供了一种新的方法。

摘要：基于折纸构型的周期结构在一定条件下具有带隙特性,能阻止特定频率的弹性波在结构中传播,这种带隙特征可以调节,为减振结构的开发提供了新思路.对基于Skewed Miura折纸构型的周期性可展结构变带隙机理进行研究.推导了Skewed Miura折纸构型的几何关系,并利用布洛赫波分析框架研究了该构型的带隙情况.将Skewed Miura单元的几何形状和折纸构型的折叠状态作为设计变量,找出该构型的最大带隙值和相应的折展状态.对比发现,Skewed Miura构型带隙的数量及大小明显大于Miura构型,且带隙位置所处频率范围较低.本研究为减振结构的开发提供了新的结构形式.

摘要：局部冲刷是涉水桥梁失效的主要原因之一。合理的桥梁基础局部冲刷估计,对保证桥梁基础的设计、施工和维护具有重要意义。基于CFD开展桥梁基础局部冲刷研究具有现场观测和水槽试验不具备的诸多优点。首先阐述了桥梁基础局部冲刷CFD模拟的控制方程、湍流模型和泥沙输运模型,以及报导的主要CFD模拟软件;介绍了国内外研究进展,总结了现有研究存在的不足,分析了其中的原因,探讨了局部冲刷CFD研究的发展方向。分析表明,现有CFD局部冲刷研究存在流动Re数过小、未考虑来流湍流特性或来流湍流特性估计不足、湍流模型对流动的非定常特性捕捉不足,以及采用经验性的定常流泥沙输运模型等问题,使得局部冲刷坑形态和最大深度估计与试验不符。一种有望解决上述问题的途径是采用大涡模拟数值求解欧拉-欧拉两相流方程,通过求解流体相和泥沙相的质量和动量方程,采用合适的泥沙相和流体相的压格子封闭模型,并合理模拟泥沙相内相互作用和泥沙相与流体相的相互作用,通过组合壁函数实现高效数值求解,以获得桥梁基础局部冲刷的合理估计,从而推动局部冲刷CFD模拟向大尺度模型和高流动Re数发展。

摘要：为研究适合我国的钢桥面钢箱梁竖向温度梯度,在强太阳辐射和高温天气条件下开展2座钢箱梁桥横隔板竖向温度场的多次现场实测,获得了桥面铺装、钢箱梁横隔板、箱内空气和环境等的温度随时间的变化。基于横隔板各测点温度测量值,分析并比较了2桥竖向温度梯度分布随时间的变化。研究结果表明:在太阳辐射下横隔板上产生了较大的竖向温度梯度,2桥均在14:30记录到最大顶底板温差分别为16.8℃和17.2℃,竖向温度梯度分布曲线也均表现出在距顶板700 mm处明显转折的非线性特征。提出了一种对欧洲规范的四折线模式修正的竖向温度梯度模式,对应的最大顶底板温差为17.2℃。研究结果可为我国钢箱梁桥设计和规范条文补充竖向温度梯度的规定提供参考。

摘要：深水钻井是深水条件下海洋油气工程关键环节之一。与近海浅水钻井不同,深水钻井必须面对更为复杂的海洋深水环境和作业条件,面临"下海、入地"的双重挑战,需要使用浮式钻井作业平台,采用特殊的深水管具系统(包括深水导管、送入管柱、钻井隔水管、套管柱等)、水下智能控制系统等,建立安全稳定的水下井口与钻井系统,具有高科技、高投入及高风险等基本特征。深水钻井管具是实施深水钻井工程不可或缺的基本工具,深水钻井管具系统在服役过程中受到海洋深水环境载荷和作业载荷的作用,表现出复杂的力学行为。通过主要介绍深水送入管柱、深水导管、深水钻井隔水管及深水水下井口等方面的研究进展,对深水钻井管具力学研究与工程实践具有参考价值。

摘要：根据大跨平坡屋盖脉动风压相干函数导出气动导纳函数,将气动导纳函数与滑动平均滤波器按照截止频率相等的原则进行等效匹配,推导出适用于大跨平坡屋盖风荷载折减的移动平均法。基于某博物馆大跨平坡屋盖风洞测压试验,对本文提出的风荷载折减方法合理性进行验证。研究结果表明:基于风洞试验的统计方法比规范方法在计算大跨平坡屋盖最不利设计风荷载方面更合理;而随着平坡屋盖结构尺寸的增大,最不利设计风荷载折减程度趋于稳定;本文提出的风荷载折减方法,能为大跨平坡屋盖结构最不利设计风荷载的合理确定提供参考。

摘要：纵肋-面板(rib-to-deck,简称RD)双面焊是正交异性钢桥面板制造新技术。为研究该构造细节的轮载应力特征,在某大跨度钢箱梁斜拉桥上开展了横桥向3个典型轮载工况的控制加载试验,记录了卡车缓慢移动和跑车时毗邻的多个RD构造细节的应力时程,研究了RD构造细节轮载应力行为。通过建立正交异性钢桥面板模型,开展了RD双面焊构造细节的精细化有限元分析。现场试验表明:在横桥向3个典型轮载工况中,跨肋式加载是RD构造细节最不利加载工况,此时纵肋侧和面板侧均产生最大应力幅,且面板侧大于纵肋侧;同时,RD构造细节轮载应力的局部效应显著,横桥向当构造细节距离轮载中心大于1倍纵肋中心距后,其纵肋侧和面板侧的应力幅均很小,因此可忽略卡车左右轮和相邻车道卡车并行的应力叠加效应;在纵桥向,轮载对RD构造细节的加载效应也仅局限其所在前后横隔板之间的桥面;另外,横桥向轮胎覆盖的面板下方RD构造细节,其应力时程能分辨单轴,每个车轴产生一个应力峰;否则其应力时程只能识别轴组,一辆卡车通行产生的疲劳加载次数等于卡车轴组数。有限元分析不仅得到了与现场加载试验非常一致的结果,也表明RD构造细节外侧最大应力幅均大于内侧,因此轮载作用下内侧焊焊趾的疲劳抗力高于外侧焊。故对RD双面焊构造细节,基于现场试验获得的外侧焊构造细节应力响应,能给出RD构造细节疲劳性能的合理评价。