关键词： 顶管法   穿越   模拟优化   变形  

摘要： 北京某外电源改造项目,下穿市政道路采用顶管法施工。为研究外电源顶管下穿对市政道路及管线安全的影响,通过数值模拟,分析了顶管施工引起市政道路、管线的变形规律。并采用数值模拟试验的方法,通过优化顶推压力以减小顶管施工对地层扰动,进而减小对市政道路及地下管线的变形影响,保证穿越工程安全。试验结果表明,通过优化顶推压力,穿越工程施工对道路沉降影响减小45%,对管线变形影响减小47%,研究成果对下穿顶管的安全施工和市政道路及管线的正常运营具有重要的意义。

关键词： 电力系统   天然气系统   得州停电   故障推演   联合仿真方法  

摘要： 随着电力系统和天然气系统的耦合日益紧密,极端灾害发生时跨能源系统的故障传播风险加剧,可能进一步扩大停电范围。电力和天然气耦合系统的故障推演分析可为剖析演化机理和制定相应的阻断措施奠定基础。首先,以得州停电事件为背景,分析了极端灾害下故障如何跨能源系统传播,并指出分析时须重点考虑的关键问题。其次,为分析故障推演过程,分别从耦合建模、联合仿真以及实现方式3方面展开。重点关注时间尺度和建模需求,考虑了适用于灾害连锁传播分析的电力系统、天然气系统以及耦合元件的模型;设计了时间驱动和事件驱动相结合的联合仿真方法,并通过设计仿真软件之间信息交互的定制化接口方式实现。该方法实现了电力系统和天然气系统在各自平台上仿真信息的时空交互,可直观刻画故障在耦合系统中的推演过程。最后,通过电力-天然气耦合系统测试,分析了极寒灾害下电力-天然气耦合系统的故障传播过程和故障防御措施,验证了所提方法的有效性。

关键词： 锻造液压机   自由锻   等温锻   ANSYS   液压机   有限元分析  

摘要： 120MN兼顾等温模锻、自由锻的重型多功能锻造液压机是根据用户特定工艺需求设计,专用于航空、航天大型锻件研制实验的锻造液压机,属于重型锻造装备,功能兼容性较大,一台设备可兼顾自由锻开坯、模锻成形等工艺应用。首先根据技术参数要求设计三维模型,然后采用三维模拟软件对120MN多功能锻造液压机进行建模,并利用有限元分析软件ANSYS分析优化了液压机的机身结构,合理地优化了结构布局和材料利用率,为公称力在100MN~150MN范围间的多功能锻造液压机的快速设计提供了参考和借鉴。

关键词： 拱涵   承载能力评定   分层计算   LRFR   有限元分析  

摘要： 桥涵的安全评定,直接决定桥涵是否需要维修加固,其中评定方法和评定准确度是两个关键因素。针对我国桥涵承载力等级评定方法并不完善的问题,深入研究了美国荷载和抗力系数评定法(LRFR)参数选取和运用过程。使用有限元软件ABAQUS建立二维有限元简化模型,还原施工现场拱涵上部土体分层回填过程,提高恒载内力分析准确度,并与整体计算结果对比,证明两种计算对拱涵影响存在差异。然后对一拱涵工程实例,在分层计算下使用荷载和抗力系数评定法(LRFR)进行承载力评定分析,并对比整体计算评定结果。结果表明,分层计算还原施工现场,降低与实际检测差异性,可以显著提高评定准确度,为完善和优化我国老旧桥涵评定方法提供参考。

关键词： 摇摆钢支撑   滞回性能   耗能连梁   试验研究   有限元分析  

摘要： 在设防地震作用下,摇摆钢支撑框架结构仅耗能连梁发生破坏,有效避免主体结构发生破坏,震后仅更换耗能连梁便可恢复结构的使用功能。文章采用ABAQUS软件建立有限元模型,分析了不同设计参数摇摆钢支撑框架结构的滞回性能。分析结果表明:摇摆钢支撑结构的滞回曲线饱满,耗能能力较好;随着耗能连梁长度的增加,结构在相同侧移比下的承载力和刚度下降,耗能能力呈现出先下降再略有上升的趋势,耗能连梁长度取值范围在0.9 Mp/Vp~1.41 Mp/Vp之间较为合理;随着跨度的增加,结构的承载力、刚度、耗能能力和抗侧刚度显著增加;随着耗能连梁长度的增加,承载力和耗能能力增大,初始抗侧刚度略有下降;随着孔间板件长宽比的增加,承载力、抗侧刚度和耗能能力减小。

关键词： 灌浆套筒   螺旋肋   对中搭接   单向拉伸试验   有限元分析  

摘要： 为响应发展新型、节能、高效的建造方式的要求,提出一种采用滚压加工工艺加工无缝钢管制作而成的螺旋肋套筒,该种套筒具有造价低、制造工艺和施工技术简单的优点,并且加工而成的螺旋肋可大幅提高套筒与灌浆料之间的机械咬合力。在传统灌浆套筒连接接头性能研究的基础上,创新性地提出一种对中搭接套筒连接形式,并采用螺旋肋套筒制作了14个对中搭接灌浆套筒试件,进行单向拉伸试验研究其力学性能。此外,利用ABAQUS进行灌浆套筒试件的有限元模拟,并与试验结果进行对比分析。结果表明:套筒连接试件搭接长度取10d时具有足够的锚固性能;套筒内部钢筋应变随距加载端距离的增加而迅速减小,并随外荷载的增加而增大;滚压螺旋肋套筒表面各位置应变均较小,套筒具有足够的安全冗余,靠近钢筋侧的轴向应变大于其他位置,且在套筒中部以轴向拉应变为主,套筒端部以环向拉应变为主;有限元模拟结果与试验结果吻合度较高,模型对于该实验具有一定的适用性。

关键词： 钢管混凝土柱   有限元   抗震性能   局部腐蚀  

摘要： 随着钢管混凝土结构广泛使用,钢管混凝土结构腐蚀问题引起更多人关注,其中局部腐蚀现象在日常生活中更为常见,但目前为止对局部腐蚀钢管混凝土结构抗震性能研究较少。通过有限元分析腐蚀深度、环向腐蚀长度、纵向腐蚀长度和腐蚀位置等参数对圆钢管混凝土柱抗震性能的影响。研究结果表明,随着局部腐蚀的出现,钢管混凝土柱抗震性能均有不同程度的降低,其中腐蚀深度对其影响最为显著,纵向腐蚀长度增加和腐蚀位置的降低都使得抗震性能削弱。

关键词： 地铁盾构   既有桥梁   数值模拟   数学模型   变形分析  

摘要： 为探究地铁盾构穿越既有桥梁的影响,建立安全有效的变形控制体系,确定更加精准的施工过程变形预测方法。依托乌鲁木齐2号线盾构下穿人民路立交桥工程,采用MIDAS/GTX进行施工过程数值模拟并验证其准确性。通过数值模拟对改变土舱压力、地面预埋袖阀管注浆等方法进行安全控制措施的有效性分析。针对数值模拟+实测数据采用基于小波分析—自适应卡尔曼滤波组合模型进行变形预测,与实测数据及基于实测数据的模型预测值进行对比,探究最佳预测模型。结果表明:数值模拟与实测数据在盾构穿越后各墩台沉降误差及单/双线盾构通过后监测误差均不超过10%,初步验证数值模拟的准确性。利用数值模拟探究土舱压力、地面注浆等方法的有效性,并与实测数据对比进一步验证模型有效性。通过对基于数值模拟+实测数据的小波分析—自适应卡尔曼滤波组合模型预测结果与实测数据及基于实测数据的模型预测结果进行对比分析,发现基于数值模拟+实测数据的组合模型预测结果精度更佳,平均绝对误差与均方误差分别为0.10、0.01 mm,更加接近实测值,为类似工程提供参考。

关键词： 公路桥梁   机器视觉   结构动态位移   有限元分析   安全分析  

摘要： 公路桥梁结构安全对交通安全运营和区域经济发展起到关键作用,但由于交通荷载的快速增加和复杂变化,桥梁结构变形及安全状况实时监测的需求日益凸显。然而,以接触式传感器为主的结构健康监测系统存在安装施工难、维护更换繁、需要中断交通等局限。为此,该文提出了一种基于机器视觉的非接触式变形测量系统,利用模板匹配和特征点识别方法,实现结构表面标记的识别和关键位置的位移提取,并通过实验室和现场试验对视觉方法的准确性和稳定性开展测试。此外,针对实际桥梁结构运营状况建立相匹配的有限元分析模型,通过动静力学试验设定多级预警阈值,进一步判定结构的安全状况。试验结果表明:①所建立的视觉变形测量系统位移测量误差在5%以内,振动频率误差在1%以内;②基于模板匹配和特征点识别的测量技术能够对结构自有特征进行识别,满足长期性变形监测的需求;③通过多工况下有限元分析,可以为结构长期位移监测设置预警阈值。

关键词： 水位预报   水文水动力模型   机器学习模型   耦合模型  

摘要： 为探讨利用水文水动力模型和机器学习模型来提高河道水位预报精度的可行性,首先利用水文水动力模型进行河道水位预报,采用支持向量机模型对水文水动力模型的预报结果进行校正,进而构建了一种耦合水文水动力模型和机器学习模型的河道水位预报模型。在广州市南沙区蕉西水闸的应用结果表明,构建的耦合模型的预报效果优于单一的水文水动力模型,明显地提高了不同预见期下的水位预报精度;尽管随着预见期的增加,耦合模型的预报精度有一定的衰减趋势,但整体上仍优于水文水动力模型提供的水位预报结果。