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跨断层高铁简支梁桥地震响应及减隔震支座适用性分析

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跨断层高铁简支梁桥地震响应及减隔震支座适用性分析

作者：梁喜燕中南大学

学位级别：硕士

断层地震动中存在异于远场地震的脉冲成分,位于近断层及跨断层区域的桥梁在地震作用下会遭到更严重的破坏。我国对于跨断层桥梁的抗震研究仍处于初步阶段,应用减隔震支座进行跨断层桥梁的抗震设计研究并不多见,因此,研究跨断层高铁简支... 详细信息

断层地震动中存在异于远场地震的脉冲成分,位于近断层及跨断层区域的桥梁在地震作用下会遭到更严重的破坏。我国对于跨断层桥梁的抗震研究仍处于初步阶段,应用减隔震支座进行跨断层桥梁的抗震设计研究并不多见,因此,研究跨断层高铁简支梁桥地震响应并进行减隔震支座在跨断层桥梁的适用性分析具有一定现实意义。本文以跨断层高铁简支梁桥为分析对象,主要的研究内容有:(1)结合断层地震波速度脉冲效应特点,基于“分解-叠加”原理合成人工断层地震波。对原始记录进行拟合并进行对比验证,结果表明人工合成地震波与原始记录吻合良好,解决了目前人工合成断层地震波不能很好地考虑断层地震动长周期部分的问题。(2)进行跨断层高铁简支梁地震响应分析,与远场地震的响应对比结果表明,罕遇地震下跨断层高铁简支梁墩底内力、桥梁位移和钢轨响应远大于远场地震,纵、横桥向墩底弯矩分别超过极限弯矩10.28%和17.92%。(3)考虑不同地震水准、桥墩高度等参数对跨断层简支梁地震响应的影响,结果表明:多遇地震下高铁简支梁处于弹性工作状态,设计地震及罕遇地震下,简支梁墩底弯矩超出极限弯矩发生破坏,墩梁相对位移极值超出支座容许位移。增大桥墩高度将显著提高墩底内力、墩顶位移、梁体位移和钢轨响应,其对墩顶位移和梁体位移影响较为显著,墩高由10m增加至18m,纵、横桥向墩顶位移分别增加83.31%、60.85%;梁体位移分别增加78.49%、69.17%。(4)探讨扣件参数变化对简支梁地震响应的影响,纵向阻力由5k N/组增大到30k N/组时,方向性效应下对墩底内力影响不大,墩顶位移降低12.40%,钢轨位移增大109.11%,应力增大103.36%,提高纵向阻力利于跨断层桥梁抗震,但不利于钢轨受力;扣件横向刚度变化对滑冲效应下高铁简支梁的内力及变形无显著影响。(5)分别研究铅芯橡胶支座(LRB)、高阻尼橡胶支座(HDRB)、摩擦摆支座(FPS)对跨断层桥梁的减隔震效果。结果表明:减隔震支座可显著降低跨断层简支梁地震响应,其对墩顶位移的减隔震效果最好,平均隔震率达到50%左右;方向性效应下,FPS支座减隔震效果较优,滑冲效应下LRB支座减隔震效果较好。(6)FPS支座曲率半径和摩擦系数的取值会显著影响断层地震下简支梁抗震性能,应综合考虑整体结构地震响应,合理取值。本文计算实例中FPS支座曲率半径取2m,摩擦系数取0.06～0.08时,可较好提高简支梁跨越断层时的抗震性能,可为实际工程采用FPS支座进行跨断层桥梁抗震设计提供参考。图157幅,表29个,参考文献114篇

关键词：跨断层简支梁桥无砟轨道滑冲效应方向性效应减隔震支座

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基于影像技术的悬臂梁式气体传感器

基于影像技术的悬臂梁式气体传感器

作者：梁银学南京邮电大学

学位级别：硕士

随着科学与技术的发展,气体和湿度的监测与人们的生活、健康、工业生产息息相关,比如挥发性有机化合物(VOC),作为室内外空气污染物,严重危害着人们的健康,因此人们对于该类传感器的需求与日俱增。该类传感器中,基于微悬臂梁(MEMS cantil... 详细信息

随着科学与技术的发展,气体和湿度的监测与人们的生活、健康、工业生产息息相关,比如挥发性有机化合物(VOC),作为室内外空气污染物,严重危害着人们的健康,因此人们对于该类传感器的需求与日俱增。该类传感器中,基于微悬臂梁(MEMS cantilever)的气体传感器具有高灵敏度、实时监测、体积小与半导体工艺兼容等诸多优点,因此发展极为迅速。但是该微型悬臂梁的加工需要使用笨重、昂贵的半导体设备,如光刻机、刻蚀机等,因此其加工门槛高,这严重阻碍了其应用范围。为此我们设计了一种新式悬臂梁,它的加工简单、低成本、无需大型加工设备,并利用摄像头成像的方法检测悬臂梁位移,从而大大节省了成本,使得该类传感器价格便宜、便携,有利于将其应用范围扩展到人们的生产生活中。本文设计的悬臂梁均为三层结构:基底层为6μm铜箔,粘接层(1μm厚度双面胶或卡夫特胶),功能层(12μm聚乙烯膜或者6μm聚酰亚胺膜)。悬臂梁基底上的激光光斑或者标记物颗粒因悬臂梁弯曲从而发生位移,继而被在线成像的摄像头捕捉,经图像处理程序提取出位移。本文涉及位移的图像识别算法,主要为低精度的质心算法和高精度的四象限亮度差算法。本论文主要分为以下三部分:1、制备了基于铜箔、双面胶、聚乙烯薄膜的悬臂梁,使用半导体激光器的光斑和普通网络摄像头成像的气体传感器,并实现了对苯系物气体分子的检测。其检测机理为:目标气体分子扩散进入聚乙烯薄膜分子内产生溶胀效应,从而使悬臂梁产生弯曲和位移。结果显示:以二甲苯气体分子作为目标气体分子时,在0-30 ppm范围内呈现良好的正线性相关,相关系数为0.992,最低检测限为1.5 ppm左右。该传感器还对其他的苯系物具有较好的响应。但该传感器易受湿度变化影响,其影响效果会随着湿度的增加而增大,在0-3%湿度变化范围内呈现正线性关系,相关系数为0.997。为此,实验对湿度影响做出数据矫正,其矫正曲线同样呈现良好的线性关系。2、制备了基于铜箔、双面胶、聚酰亚胺薄膜的悬臂梁,以反光颗粒作为标记,使用普通电子显微镜成像的湿度传感器。其检测原理为:水分子和聚酰亚胺膜之间产生氢键作用力,改变其表面张力,在悬臂梁上下表面产生应力差,从而使悬臂梁产生弯曲。实验结果显示:该传感器在0-6%湿度差变化范围内呈现良好的线性相关,相关系数为0.998,湿度变化的最低检测限为0.1%。该传感器还具有良好的稳定性与选择性,不同环境下均能保持良好的检测特性。然而,气体流量对传感器的影响也是本文研究的内容。3、制备了基于铜箔、有机硅密封胶(卡夫特胶)、聚乙烯薄膜的悬臂梁式气体传感器,位移检测方法和检测机理与1相同。结果显示,当以二甲苯气体分子为目标气体时,该传感器在0-82 ppm范围呈现良好的线性关系,相关系数为0.998,最低检测限为4 ppm,说明该悬臂梁传感器对二甲苯具有较高的灵敏度。最重要的是,该传感器还有极强的湿度抗性,4 ppm二甲苯的响应几乎是20%湿度差(ΔRH)响应的2倍。另外,该实验还为研究悬臂梁每一层材料的功能提供了很好的参考,有利于按照需求调整悬臂梁传感器的性能。

关键词：影像技术悬臂梁式气体传感器聚乙烯薄膜聚酰亚胺薄膜卡夫特胶 VOC 湿度

新型波纹梁夹芯复材结构微波-红外隐身特性研究

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新型波纹梁夹芯复材结构微波-红外隐身特性研究

作者：梁雅英电子科技大学

学位级别：硕士

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公铁两用三主桁连续钢桁梁顶推施工新技术

铁道工程学报 2021年第3期38卷 41-47页

作者：梁崇双中铁四局集团有限公司合肥230031

研究目的:济南黄河公铁两用桥主桥为三主桁连续钢桁梁结构,采用多点顶推技术进行钢桁梁拼装架设,其最大顶推重量高达3.7万t,单桁支点反力高达37 321 kN,最大悬臂长度高达154 m,顶推过程中存在较大的技术难题,安全风险高、施工难度大。... 详细信息

研究目的:济南黄河公铁两用桥主桥为三主桁连续钢桁梁结构,采用多点顶推技术进行钢桁梁拼装架设,其最大顶推重量高达3.7万t,单桁支点反力高达37 321 kN,最大悬臂长度高达154 m,顶推过程中存在较大的技术难题,安全风险高、施工难度大。因此有必要对该桥多点顶推关键技术进行深入研究及探讨,并在此基础上进行技术创新,保证其建造过程技术可行、安全可靠。研究结论:(1)针对公铁两用三桁连续钢桁梁的结构特点,提出了多点同步顶推新技术,实现了3.7万t钢桁梁大悬臂、长距离顶推架设;(2)创新设计了桥梁顶推滑移系统,解决了传统顶推施工"同步不常有、不同步常有"的技术难题,模数化设计支承滑块和抄垫结构,首次提出采用(8+2)mm热轧不锈钢复合板,保证了单桁最大支点反力37 321 kN工况下滑移体系的可靠性;(3)在主跨跨中无支点调整钢桁梁线形的条件下,可先进行加劲弦安装并与钢桁梁同步顶推,利用拼装支架多支点顶梁消除合龙口偏差,实现了精确合龙,成桥内力及线形能够符合设计要求;(4)对三桁高差进行敏感性分析,当中桁支点高度高出边桁10 mm时,中桁支反力可增大10 035 kN,提出了采用弹性抄垫协调变形补偿高差等针对性预控措施,明确顶推施工三桁高差控制的量化标准;(5)本研究成果可为今后公铁两用三主桁连续钢桁梁顶推施工提供一定的参考或借鉴。

关键词：公铁两用三主桁连续钢桁梁顶推施工

做有温度有高度的思政课教师——北京师范大学附属实验中学梁侠老师专访

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思想政治课教学 2024年第1期1卷 79-82页

作者：梁侠张帅北京师范大学附属实验中学中国人民大学附属中学

习近平总书记多次强调,上好思政课关键在教师。培养一支师德高尚、业务精湛、结构合理、充满活力的高素质专业化思政课教师队伍,是办好思政课的关键。为进一步提升名师引领的示范效应,贯彻落实习近平总书记提出的“大力弘扬教育家精神... 详细信息

习近平总书记多次强调,上好思政课关键在教师。培养一支师德高尚、业务精湛、结构合理、充满活力的高素质专业化思政课教师队伍,是办好思政课的关键。为进一步提升名师引领的示范效应,贯彻落实习近平总书记提出的“大力弘扬教育家精神”要求,本刊特开设“名师访谈”栏目,陆续刊发在我国大中小学德育领域享有盛誉的名家专访,以飨读者,敬请关注!

关键词：思政课教师中小学德育业务精湛名师引领示范效应教育家精神专业化专访

筑路架桥:中国当代文学在加拿大的引介与传播--梁丽芳访谈录

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小说评论 2024年第1期 18-25页

作者： [加]梁丽芳刘燕加拿大阿尔伯特大学北京第二外国语学院

刘燕:梁教授好!很幸运可以通过视频对您进行访谈。无疑,在加拿大您是中国当代文学在英语世界的较早研究者、教学者与传播者,也是1976年至今中国内地作家与加拿大华人作家之间跨文化交流、沟通与合作的亲历者与推动者。四十多年来,您不... 详细信息

刘燕:梁教授好!很幸运可以通过视频对您进行访谈。无疑,在加拿大您是中国当代文学在英语世界的较早研究者、教学者与传播者,也是1976年至今中国内地作家与加拿大华人作家之间跨文化交流、沟通与合作的亲历者与推动者。四十多年来,您不断往返于中加两国,筑路架桥,在中国当代文学的学术研究与译介、中加学者和作家的学术交流与教育合作等领域,促进了中加两国之间的跨文化交往,成果卓越。

关键词：中国当代文学跨文化交往加拿大华人学术交流学术研究架桥译介沟通与合作

考虑结构空间约束的现浇RC框架深梁受剪性能试验研究

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考虑结构空间约束的现浇RC框架深梁受剪性能试验研究

作者：梁晓敏华南理工大学

学位级别：硕士

现有的钢筋混凝土(RC)深梁设计理论和设计方法均建立在构件试验的基础上,未考虑结构空间约束的影响。在整体结构中,现浇楼板与框架柱共同组成的空间约束体系,将同时约束深梁的轴向变形,产生不可忽略的约束轴力,显著改变深梁的承载能力... 详细信息

现有的钢筋混凝土(RC)深梁设计理论和设计方法均建立在构件试验的基础上,未考虑结构空间约束的影响。在整体结构中,现浇楼板与框架柱共同组成的空间约束体系,将同时约束深梁的轴向变形,产生不可忽略的约束轴力,显著改变深梁的承载能力和破坏形态。根据现有研究,结构空间约束将大幅度提高深梁的受弯承载力,但对深梁受剪承载力的影响仍未有充分认识。深梁受剪承载力的改变,可能使得“强剪弱弯”抗震设计思想无法实现,导致深梁在强震中发生脆性破坏,削弱结构抗震性能,增加地震灾害风险。为此,本文开展足尺框架结构试验,并通过系列非线性有限元分析,研究结构空间约束对RC深梁受剪性能的作用机理,主要研究内容和成果如下:(1)在足尺框架结构中开展12根框架深梁的静载试验,并与简支深梁试验结果进行对比,揭示结构空间约束对框架深梁受剪性能的影响规律。对比结果表明:结构空间约束可提高框架深梁的受剪承载力,但将削弱其变形能力,使深梁呈现更为显著的脆性破坏特征。框架深梁的剪跨比和空间位置均会显著影响其空间约束效应。与简支深梁相比,框架深梁在剪跨比0.7和1.0时的受剪承载力提高幅度均值为1.09倍和1.39倍;边框边跨、边框中跨、中框边跨和中框中跨位置的受剪承载力提高幅度均值分别为1.30、1.30、1.43和1.72倍。(2)采用现有规范及文献的深梁承载力计算公式,计算本文RC深梁试件的受剪承载力,并与试验承载力进行对比。结果表明:对于简支深梁,美、欧规范有较好的预测精度,而中国规范及文献的预测结果都较为保守;对于框架深梁,现有计算公式均低估试件的承载力,且无法考虑部分试件参数对承载力的影响。(3)基于足尺结构的框架深梁试验,提出可考虑结构空间约束的数值模拟方法,并对材料本构的取值提出合理性建议。足尺试验中12根框架深梁的数值模拟结果表明,所提出的数值模拟方法可准确模拟框架深梁在结构空间约束下的受剪承载力、破坏形态、钢筋应变和轴向伸长现象。(4)通过系列非线性有限元分析,揭示结构空间约束下的框架深梁受剪机制。分析结果表明:框架深梁在受剪过程中将因结构空间约束而产生约束轴力,约束轴力随跨中挠度的增大而增大,进而提高深梁的受剪承载力;在结构空间约束中,楼板板厚起主要作用,板配筋率、板宽以及框架柱和周边框梁起次要作用。

关键词：结构空间约束深梁承载力剪切延性受剪机制

大跨连续刚构箱梁桥长期变形与应力重分布分析

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大跨连续刚构箱梁桥长期变形与应力重分布分析

作者：徐玉梁长沙理工大学

学位级别：硕士

随着我国内陆经济不断增长,基础建设也随之发展,连续刚构桥则以其自身刚度大、造价低、维护方便、跨越能力强、变形小等特点被广泛应用于高低起伏,雄伟险要的地势之中。但在连续刚构桥长期发展过程中,挠度变化脱离预期挠度值、应力发展... 详细信息

随着我国内陆经济不断增长,基础建设也随之发展,连续刚构桥则以其自身刚度大、造价低、维护方便、跨越能力强、变形小等特点被广泛应用于高低起伏,雄伟险要的地势之中。但在连续刚构桥长期发展过程中,挠度变化脱离预期挠度值、应力发展不规律等问题也逐渐展现在了人们面前,本文将以列夕特大桥为工程背景,借助有限元软件建立相关模型,针对以上问题,对其主梁挠度、应力长期变化以及混凝土应力重分布现象进行详细的分析与研究,具体内容如下:(1)建立Midas Civil模型,从预应力损失、合龙偏差、容重、养护龄期等方面对桥梁进行参数修改,对其长期变形进行讨论。结果表明,预应力损失、容重对挠度、应力影响较大,合龙偏差主要影响挠度变化,养护龄期对挠度、应力影响不大。(2)从构件理论厚度与混凝土收缩徐变两者联系切入,确定箱形截面顶底板之间主要为非均匀收缩效应的同时推导箱梁非均匀收缩效应温度梯度表达式,并将其施加到列夕特大桥有限元模型中,进行非均匀收缩效应下长期变形的讨论与分析。对环境相对湿度、考虑混凝土收缩时期等桥梁长期运营中与非均匀收缩效应有关的因素,讨论其与非均匀收缩效应的关系,以及对连续刚构桥长期变形、非均匀收缩效应进程的影响。(3)分别建立Midas Civil与BR analysis模型,首先对两种模型应力计算结果进行对比验证,然后从是否含有普通钢筋、配筋率等方面对连续刚构桥的应力重分布现象进行研究,结果表明,含有普通钢筋以及增大配筋率都会使应力值减小。最后利用BR analysis中的非应力收缩徐变应变值对工程现场实测应变值进行修正。(4)利用内力分配法对箱形截面在应力重分布下产生的内力重分布进行公式推导,经过计算,发现箱形截面在内力重分布下混凝土会产生拉力,不利于构件的发展。利用ANSYS对箱形截面内部混凝土湿度扩散进行模拟,对非均匀收缩自应力进行公式推导,经过计算,发现在内部混凝土湿度扩散后,所产生的非均匀收缩自应力在截面顶部、底部为拉应力,在腹板处为压应力,对箱梁截面整体应力变化有着极大的影响。

关键词：连续刚构桥箱型截面敏感性分析非均匀收缩效应应力重分布

预制U形ECC永久模板-后浇混凝土复合梁受弯性能研究

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预制U形ECC永久模板-后浇混凝土复合梁受弯性能研究

作者：梁峰华重庆大学

学位级别：硕士

钢筋混凝土结构广泛应用于建筑、桥梁工程,但由于普通混凝土为脆性材料,抗拉强度与延性均较差,在各种荷载的长期联合作用下,几乎所有钢筋混凝土结构在正常工作状态下都带有裂缝。高延性水泥基复合材料(ECC)具有高抗拉强度、延性好、控... 详细信息

钢筋混凝土结构广泛应用于建筑、桥梁工程,但由于普通混凝土为脆性材料,抗拉强度与延性均较差,在各种荷载的长期联合作用下,几乎所有钢筋混凝土结构在正常工作状态下都带有裂缝。高延性水泥基复合材料(ECC)具有高抗拉强度、延性好、控制裂缝性能优异等优点,本文受国家自然科学基金项目(52078081)重庆市自然科学基金项目(cstc2021jcyj-msxm X0937)资助,利用ECC的材料性能优点来改善传统钢筋混凝土梁的受弯性能,进行了预制U形ECC永久模板-后浇混凝土复合梁的受弯试验、有限元分析与理论推导研究,主要研究内容和结论如下:完成了5根预制U形ECC永久模板-后浇混凝土复合梁与1根钢筋混凝土梁对比试件的受弯试验,获得了ECC模板厚度与ECC-混凝土界面类型对试验梁破坏形态、裂缝分布规律、开裂荷载、屈服荷载、极限荷载、能量吸收能力以及延性的影响。试验结果表明,U形ECC永久模板能够明显改善试验梁的开裂状态,将钢筋混凝土梁少且宽的有害裂缝转化为密布的细裂纹,同时对钢筋混凝土梁的开裂荷载、屈服荷载、极限荷载、能量吸收能力以及延性皆有一定提升。采用通用有限元程序Abaqus建立了U形ECC-混凝土复合梁与钢筋混凝土梁的非线性有限元模型,采用试验结果验证了有限元模拟方法的准确性。分析了复合梁在受弯破坏全过程受力行为。从ECC模板厚度、主筋直径以及混凝土强度几个方面对复合梁的受弯性能进行了参数分析,明确了设计参数变化对复合梁受弯性能的影响规律。在预制U形ECC永久模板-后浇混凝土复合梁受弯试验与有限元分析的基础上,基于钢筋混凝土梁正截面受弯计算理论,假定复合梁符合平截面假定以及ECC-混凝土界面完全黏结,考虑ECC材料的拉伸应变硬化特点,推导U形ECC模板-混凝土复合梁的受弯计算理论,得到了复合梁的开裂荷载、极限荷载与刚度计算方法;最后,采用试验结果验证了计算方法的精度。研究成果可为复合梁设计提供参考。

关键词：高延性水泥基复合材料 U形永久模板复合梁受弯性能试验研究