摘要：铺设高性能混凝土层能够显著降低正交异性钢桥面疲劳应力,从而提升其疲劳性能。依托宜宾临港公铁平层长江大桥工程,采用足尺模型疲劳试验和有限元模拟进行钢纤维混凝土层对钢桥面疲劳应力消减效应的定量分析。通过钢-混组合桥面足尺模型静力和疲劳试验,观测钢桥面易损细节的疲劳应力和混凝土层开裂情况。根据足尺模型建立有限元模型并验证其合理性,基于有限元模型进行参数分析,探明影响钢桥面疲劳应力消减作用的关键因素。结果表明:混凝土层对钢桥面的疲劳应力消减作用主要受混凝土层和钢桥顶面刚度影响,深度不超过混凝土保护层的裂缝的不利影响可忽略。提出的疲劳应力消减作用量化公式可为正交异性钢-混组合桥面优化设计提供参考。

摘要：为解决高速铁路路基上拱导致轨道平顺性差、路基结构受力不均而引起列车运营不安全的问题,依托某高速铁路站场上拱路段整治工程,分析了上拱病害成因并提出增设桩板结构加固的整治方法。采用路基膨胀等效理论,开展室内土样膨胀试验与数值模拟,推导了路基在湿度场下膨胀关系式。结合路基膨胀关系,建立了路基上拱数值模型,对比分析了通过增设桩板结构整治前后钢轨、路基结构形变、应力分布以及桩板结构服役状态。最后,对现场上拱路段整治前后轨道形位进行了静态轨检。研究结果表明:经检测,该上拱路基基床土样存在钙矾石和硅灰石膏等反应膨胀物质而其余膨胀性物质未超限,推断路基上拱成因为硫酸盐和基床内水泥发生反应,造成体积膨胀;基于路基膨胀等效理论,发现上拱路基土样含水率变化对数与等效温度膨胀系数呈线性关系,并拟合得到了其函数关系式;经数值分析,增设桩板结构整治前后路基上拱段钢轨竖向位移由14mm降低至4mm,横向位移由4.6mm降低至0.7mm,应力峰值降低57.7%。桩板结构加入后能有效地承担基床膨胀力,降低了上拱引起的基床位移与应力峰值。桩板结构应力峰值均在结构承载设计范围内,结构设计安全;经轨检,增设桩板结构前后轨检上拱数据与模拟设计计算结果一致,整治效果较为显著,达到了轨道精调至相关验收规范以内的要求。研究结果可为路基上拱病害整治和保障高铁安全运营提供参考。

摘要：为研究承载型60°斜十字全熔透焊接接头(oblique cruciform full-penetration welded joints,OCFWJs)局部应力分布及疲劳性能,设计3个试验模型完成3种名义应力幅水平下的疲劳试验,得到试件疲劳破坏时的循环次数.利用ABAQUS软件建立60°OCFWJs有限元模型,计算得到焊趾处热点正应力、热点剪应力及等效热点应力.基于规范中的名义应力S-N曲线和热点应力S-N曲线,分别采用名义主应力法、等效热点应力法和相互作用方程方法对拉—剪联合作用下60°OCFWJs疲劳寿命进行了评估.结果表明,采用名义应力幅、名义拉应力幅或名义剪应力幅均无法对60°OCFWJs疲劳寿命进行可靠评估.依据国际焊接学会(International Institute of Welding,IIW)规范无论采用热点拉应力幅或热点剪应力幅也无法对60°OCFWJs疲劳寿命进行可靠评估.按欧洲钢结构设计规范Eurocode3相互作用方程方法预测的疲劳寿命远低于试验值,按等效热点应力方法预测的疲劳寿命与试验值符合良好.

摘要：高烈度区铁路桥梁减隔震设计广泛使用位移依赖型的摩擦摆支座与钢阻尼器组合减震体系,设计时采用非线性时域分析方法费时费力,而国内外减隔震设计规范中推荐的基于等效线性化原理的解析方法由于是隐式求解过程,需要迭代计算。结合铁路桥梁的结构受力特点,针对等效线性化解析方法,提出了高精度等代显式计算方法。通过减隔震系统设计参数全面系统的参数抽样分析,检验了该方法的计算误差。结果显示:组合减震体系的支座位移响应可以很好地表征为1 s周期的反应谱值的幂函数,由此建立的显式计算方法在常用的设计参数界限范围内,即摩擦摆支座等效回转半径3~6 m、摩擦因数0.03~0.06,钢阻尼器屈服力与梁恒载总重之比0~0.2、钢阻尼器屈服位移0.01~0.03 m、屈后与屈前刚度比0.01~0.03范围内,误差均少于3%。进一步基于典型高速铁路桥梁建立有限元基准分析模型,开展了大量的减隔震设计方案参数抽样,每个工况进行了12条地震波作用下的非线性时程分析,结果证实基于等效线性化原理的解析方法与非线性时域分析的平均结果之间具有较好的一致性,但非线性时程方法的分析结果受具体地震波的影响较大,即使对应同一目标谱,与之相协调的不同地震波仍会产生较大的离散性,建议在设计实践中优先选择等效线性化解析方法或者综合考虑2种算法的结果。此外,建议阻尼调整系数采用我国公路抗震设计规范的建议公式。

摘要：为明确螺旋隧道横通道设计参数,采用资料调研、理论分析、数值模拟等方法,确定高原螺旋隧道内人员疏散速度计算公式和人员疏散时间预测方法,分析螺旋隧道内不同风速下横通道几何参数对人员疏散速度的影响,给出不同风速下满足人员安全疏散的横通道参数建议。结果表明:1)恐慌心理、火灾烟气、隧道照度、坡度和海拔因素对人员疏散速度有不同程度的影响,考虑多因素影响,建立高原地区大纵坡螺旋隧道人员疏散速度计算方法;2)基于分区疏散的思想,考虑火灾发生在车行横通道洞门口这一最不利情况,建立螺旋隧道非拥堵和拥堵情况下的人员疏散理论计算模型;3)基于性能化分析,考虑水电工程场外交通隧道人员疏散参数特性,明确横通道参数对人员疏散时间的影响,给出不同通风风速下横通道设计参数建议值。

摘要：为实现对无砟轨道结构内部离散性的模拟并适应更加真实的运营场景,基于随机场理论进行了ABAQUS,Matlab和Python三方交互,建立了无砟轨道材料随机场精细化有限元模型且编制了相关子程序,开展了无砟轨道混凝土部件荷载效应随机分布特征研究.计算结果表明,拉丁超立方法具有更高效、客观的抽样性,该模型能够更加真实地反映无砟轨道荷载效应的随机分布关系.随着混凝土材料参数变异系数的增大,各荷载效应均朝着最不利情况发展,其中当变异系数从0.02增大至0.10时,轨道板最大纵向拉应力从1.38 MPa增加到1.76 MPa,具有较大增幅.

摘要：研究充填岩石节理的剪切力学特性对工程岩体的稳定性评价具有重要意义。为此,开展考虑法向应力σ_(n)、充填厚度t、节理粗糙度系数JRC影响下的充填岩石节理大型直剪试验,分析了剪切破坏特征、剪切特征曲线和峰值剪切强度τ_(p)的演化规律,在此基础上建立了充填岩石节理峰值剪切强度经验公式。研究表明:充填岩石节理的剪切破坏位置以充填介质与节理岩壁接触面破坏为主;其剪切应力-剪切位移曲线通常在σ_(n)≥600k Pa,t≤5mm且JRC≥6.36条件下出现剪切应力峰值点;在充填度Δ=1.12时充填岩石节理峰值剪切强度τ_(p)与充填介质剪切强度τ_(i)相近,随着Δ进一步增大,τ_(p)降低至τ_(i)以下;充填岩石节理峰值剪切强度经验公式中引入描述充填介质与节理岩壁接触面相互作用对τ_(p)影响的参数W,公式计算值与试验值相对误差平均值δ≤9.01%。

摘要：压实粗粒土作为铁路路基基床表层的填筑材料,其在长期列车循环荷载作用下的动力响应对于整个路基结构的服役性能至关重要。文中研究进行了一系列循环三轴试验,以探究细颗粒含量、围压和循环应力幅值对粗粒土累积行为的影响。研究结果表明,在相同的循环荷载作用下,细颗粒含量较高的试样产生更少的累积轴向应变。此外,粗粒土试样在较高的围压或较低的循环应力幅值作用下产生的累积轴向应变也较少。随后,根据一个通用的安定准则确定了不同细颗粒含量粗粒土的塑性安定极限。结果表明,随着细颗粒含量的增加,粗粒土试样的塑性安定极限逐渐增大。在较高的围压作用下,粗粒土对应的塑性安定极限也更高。此外,通过在p-q平面上绘制与粗粒土塑性安定极限相对应的应力状态,建立细颗粒含量系数(fine content,FC)与现有安定准则中模型参数之间的关系式,进而提出了适用于不同细颗粒含量的粗粒土的统一塑性安定准则。研究成果可为铁路路基的设计和稳定性评估提供理论基础。

摘要：为了准确分析钢箱梁外形对截面温度特性的影响规律,提出了一种考虑钢箱梁周围局部风场与温度场相互作用的有限元分析方法,采用折减系数k来建立钢箱梁周围热边界层高度处风速U_(a)与远处气象站实测风速U的对应关系,对比分析了是否考虑风-温耦合对钢箱梁截面温度分布的影响,探讨了不同风嘴形式、截面宽高比、不同栏杆形式以及铺装厚度对钢箱梁截面温度分布的影响规律。研究表明:钢箱梁周围热边界层厚度处的风速U_(a)呈不均匀分布,且与远处风速U呈线性正相关;不考虑风-温耦合会明显低估钢箱梁顶板表面温度;钢箱梁截面的风嘴、截面宽高比、栏杆参数以及铺装厚度均会影响钢箱梁横截面的温度分布,改变截面的温差,因此,在桥梁的设计中,钢箱梁外形对截面温度分布的影响不可忽视。

摘要：为研究低层楼阁式木结构古建筑的抗震性能,以西安钟楼为研究对象,制作了一个缩尺比例为1∶6的结构模型,并对其进行地震模拟振动台试验,试验选取Kobe波、兰州波和汶川波作为地震动输入,考虑了7度多遇至9度罕遇的烈度水平,最终分析得到了不同水准地震作用下结构的动力特性、动力响应及耗能的变化规律。试验结果表明:随着地震加速度峰值的增加,模型结构自振频率降幅较小,阻尼比增幅较大;结构的刚度沿高度分布不均匀,外金柱斗栱层的刚度最小,最大的层间位移角也发生在此处;加速度放大系数基本小于1,减震效果明显;与现代建筑结构相比,模型结构的塑性变形能占比较小,有利于减轻结构的损伤。