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小半径曲线节段拼装箱梁设计和施工关键技术研究

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桥梁建设 2024年第2期54卷 124-130页

作者：李福鼎上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司上海200092

为推动小半径曲线节段拼装箱梁在立交匝道桥梁中的应用,对该类桥梁受力特性、合理构造以及梁段制造、架桥机施工、拼装线形控制等关键技术进行研究。分析曲线半径对该类箱梁弯扭耦合和湿接缝受力的影响;研究梁高、腹板厚度和顶、底板厚... 详细信息

为推动小半径曲线节段拼装箱梁在立交匝道桥梁中的应用,对该类桥梁受力特性、合理构造以及梁段制造、架桥机施工、拼装线形控制等关键技术进行研究。分析曲线半径对该类箱梁弯扭耦合和湿接缝受力的影响;研究梁高、腹板厚度和顶、底板厚度对梁剪扭承载力的影响;为适应平面曲线行走和吊装的需求,总结架桥机拼装施工过程中主要采用的转弯过孔、偏位和斜置起吊调整以及尾部喂梁关键技术;分析拼装过程中产生的轴线偏差和横向位移及线形控制措施。结果表明:曲线半径小于250 m的节段拼装箱梁需考虑弯扭耦合作用,曲线半径小于100 m时湿接缝截面的抗扭承载力和剪扭允许应力已不能满足要求;提高截面抗剪扭承载力最有效的构造措施是增加腹板厚度,其次是增加顶、底板厚度;曲线半径越小,小半径节段梁拼装轴线偏差越大、轴线横向位移越大,应根据曲线半径来规定安装精度验收标准、根据成桥轴线横向变形设置横向预拱度。

关键词：节段拼装箱梁小半径曲线梁弯扭耦合受力特性合理构造架桥机施工拼装线形控制

浅层就地固化桩土刚性复合地基沉降计算新方法

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同济大学学报（自然科学版） 2024年第7期52卷 1058-1067页

作者：袁胜强潘春辉栗关裔上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司上海200438

针对就地固化桩土刚性复合地基沉降计算研究的不足及现行规范此类工况沉降计算方法的局限性,首先剖析了就地固化桩土刚性复合地基沉降机理,分析了土拱效应下的桩端应力分担比例和等沉面以上负摩阻区的附加应力对沉降的影响,提出了就地... 详细信息

针对就地固化桩土刚性复合地基沉降计算研究的不足及现行规范此类工况沉降计算方法的局限性,首先剖析了就地固化桩土刚性复合地基沉降机理,分析了土拱效应下的桩端应力分担比例和等沉面以上负摩阻区的附加应力对沉降的影响,提出了就地固化桩土刚性复合地基沉降计算的新方法,并通过数值模拟和工程实例进行了验证。验证结果表明,就地浅层固化土技术,可强化土拱效应、增强桩基传递效应,能有效减小复合地基的整体沉降,新沉降计算方法准确可靠。

关键词：就地固化桩土复合地基沉降计算土拱效应桩身等沉面

近断层地震动引起的公路桥梁车桥分离现象的统计分析

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土木工程学报 2024年第2期57卷 46-55页

作者：徐艳林国才崔存玉同济大学上海200092 上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司上海200092

近年来,随着我国人均汽车保有量的增加,国内交通密度增大,交通拥堵加剧,再加上重卡超载现象越来越严重,机动车辆荷载对中小跨径桥梁的影响显著增大,也提高了地震发生时桥上有车的概率;另一方面,近断层地震动具有显著的竖向效应,已有震... 详细信息

近年来,随着我国人均汽车保有量的增加,国内交通密度增大,交通拥堵加剧,再加上重卡超载现象越来越严重,机动车辆荷载对中小跨径桥梁的影响显著增大,也提高了地震发生时桥上有车的概率;另一方面,近断层地震动具有显著的竖向效应,已有震害表明车辆与桥梁在较强的竖向地震动作用下容易产生车桥分离或碰撞的现象。因此,考虑近断层地震动作用下车辆对桥梁动力响应的影响将有助于准确评估桥梁的抗震性能。文章以一座典型的3跨连续梁桥为工程背景,采用考虑车辆与桥面动态接触或分离的模型对实际近断层地震动作用下的车桥耦合系统的动力响应进行统计分析,研究车辆对桥梁的动力放大作用、车桥分离现象及其影响规律。结果表明,在车桥不分离的情况下,考虑车辆影响在80%的工况下会减小桥梁的竖向位移响应,但随着竖向PGA的增大,车辆对桥梁的动力作用逐渐趋于不利;其次,车桥之间的动力相互作用可能导致不止一次的车桥分离,最大接触力在大多数情况下发生在首次分离与二次分离之间,最大可能达到车辆重量的7.9倍,会对桥面局部受力产生极其不利的影响,且车桥分离的时间随着车辆竖向频率的增大而增加,但这种现象与地震动的竖向PGA没有直接关系,对桥梁的竖向位移响应影响也不大。

关键词：近断层地震动公路桥梁地震响应动态接触车桥分离

基于改进无迹卡尔曼滤波器算法的滞回模型参数识别研究

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计算力学学报 2024年第2期41卷 403-408页

作者：夏运达上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司上海200082

地震产生的周期荷载作用下,钢混桥墩结构表现出滞回行为。为描述滞回行为,研究者提出各类滞回模型,其中BWBN(Bouc-Wen-Baber-Noori)模型可以描述结构滞回行为的强度退化、刚度退化和捏拢效应等典型特征。此外,无迹卡尔曼滤波器UKF(unsce... 详细信息

地震产生的周期荷载作用下,钢混桥墩结构表现出滞回行为。为描述滞回行为,研究者提出各类滞回模型,其中BWBN(Bouc-Wen-Baber-Noori)模型可以描述结构滞回行为的强度退化、刚度退化和捏拢效应等典型特征。此外,无迹卡尔曼滤波器UKF(unscented Kalman filter)算法是识别BWBN模型参数的高效方法,但当参数初始值与真实值的偏差过大及缺乏对系统的整体估计时,UKF算法识别过程受到局限。本文改进生成样本点规则,提出改进UKF算法。数值模拟结果表明,在无噪声条件下,改进UKF算法识别得到的参数估计值与准确值的误差平均为1.51%,最大误差为4%;在2%均方根RMS(root mean square)高斯白噪声条件下,误差平均为5.43%,最大误差为18%;在5%RMS高斯白噪声条件下,误差平均为8.9%,最大误差为26%和22%。改进UKF算法识别非线性滞回系统状态估计和BWBN模型参数更加准确和稳定。

关键词：滞回行为 BWBN模型改进UKF算法状态估计参数识别

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梁端弹簧型自复位钢筋混凝土框架基于性能的抗震设计方法

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工程力学 2024年第S1期41卷 266-274页

作者：曾敏茹鲁亮夏婉秋胡宇飞同济大学结构防灾减灾工程系上海200092 上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司上海200092

梁端弹簧型自复位框架(self-centering frame, SCF)结构作为一种新型抗震结构体系,通过梁柱节点铰接构造来使整体结构抗侧刚度弱化,并在梁端设置钢板弹簧来给节点设定确定的转动刚度,从而达到地震作用下结构减震和震后结构自复位的目标... 详细信息

梁端弹簧型自复位框架(self-centering frame, SCF)结构作为一种新型抗震结构体系,通过梁柱节点铰接构造来使整体结构抗侧刚度弱化,并在梁端设置钢板弹簧来给节点设定确定的转动刚度,从而达到地震作用下结构减震和震后结构自复位的目标。在已有理论和试验研究的基础上,对梁端弹簧型自复位框架的抗震设计方法进行了研究,并给出了此类结构的抗震性能水准以及结构的抗震设计流程。结合一幢三层自复位耗能框架结构的设计实例,进行基于性能的结构抗震设计,通过有限元模拟对该结构的动力响应与常规框架进行比较分析。结果表明:梁端弹簧型自复位耗能框架结构具有较小的加速度响应和层剪力响应,以及良好的变形性能。研究结果表明,梁端弹簧型自复位框架结构具有优越的抗震性能。

关键词：梁端弹簧型自复位框架基于性能的抗震设计方法动力响应抗震性能有限元模拟

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栅氧老化下SiC MOSFET开通瞬态栅极振荡特性研究

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中国电机工程学报 2024年第9期44卷 3656-3664,I0027页

作者：李豪成芮俊杰向大为田鑫上海电力大学电气工程学院上海市杨浦区200090 同济大学电子与信息工程学院上海市嘉定区201804

栅氧老化问题已成为制约碳化硅(SiC)金属半导体氧化物场效应管(metal oxide semiconductor field effect transistor,MOSFET)可靠性的关键因素,该文尝试利用SiC MOSFET高速开关在变换器中引起的高频开关振荡获取栅氧状态信息,重点研究... 详细信息

栅氧老化问题已成为制约碳化硅(SiC)金属半导体氧化物场效应管(metal oxide semiconductor field effect transistor,MOSFET)可靠性的关键因素,该文尝试利用SiC MOSFET高速开关在变换器中引起的高频开关振荡获取栅氧状态信息,重点研究栅氧老化对开通瞬态栅极高频振荡特性的影响。首先,分析SiC MOSFET栅氧老化机理及其对器件开通时间的影响。然后,建立开通瞬态栅极回路分阶段高频等效电路模型,揭示SiC MOSFET栅极开通振荡电流的形成机理和影响因素。最后,通过33 V高压栅偏加速老化实验进行验证。研究结果表明,随着栅氧老化程度的加深,SiC MOSFET阈值电压会逐渐增加而开通速度变慢,导致栅极开通振荡电流显著减小(约28%)。该文的工作有望为SiC MOSFET栅氧老化在线监测提供一种新的思路。

关键词：碳化硅金属半导体氧化物场效应管(SiC MOSFET) 栅氧老化栅极振荡在线状态监测

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基于中性点对地电压高频开关振荡的变频电机绕组内部绝缘在线监测

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中国电机工程学报 2024年第2期44卷 817-826,I0032页

作者：李豪李耀向大为李宇昂上海电力大学电气工程学院上海市杨浦区200090 同济大学电子与信息工程学院上海市嘉定区201804

绝缘状态在线监测是提高变频电机可靠性的有效手段。在高速PWM开关暂态激励下,电机绕组漏感与内部分布电容发生谐振会产生几十至几百k Hz的电压振荡,威胁绕组内部绝缘安全可靠运行。该文利用逆变器自激高频开关振荡在线监测绕组内部绝... 详细信息

绝缘状态在线监测是提高变频电机可靠性的有效手段。在高速PWM开关暂态激励下,电机绕组漏感与内部分布电容发生谐振会产生几十至几百k Hz的电压振荡,威胁绕组内部绝缘安全可靠运行。该文利用逆变器自激高频开关振荡在线监测绕组内部绝缘状态。为避免开关振荡多模态混叠并提高状态监测灵敏度,提出一种基于中性点对地电压高频开关振荡的绝缘在线监测方法。首先,分析变频电机共模电压激励特性;然后,研究中性点对地电压高频开关振荡的形成机理与特性,从理论上推导出振荡频率与绕组内部绝缘电容状态之间的关系。设计绕组内部绝缘在线监测方案,包括开关振荡频率提取以及内部绝缘状态评估等。最后,通过热疲劳与老化模拟等实验对该方法的可行性与有效性进行验证。结果表明,该方法能有效监测变频电机内部绕组绝缘状态的微弱变化,具有信噪比高、工况鲁棒等优点。

关键词：变频电机绕组内部绝缘开关振荡中性点对地电压绝缘状态监测

基于差模开关振荡的变频电机绕组相端绝缘状态特征提取与解耦

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中国电机工程学报 2024年第4期44卷 1608-1617,I0030页

作者：李豪刘静宇向大为顾奕上海电力大学电气工程学院上海市杨浦区200090 同济大学电子与信息工程学院上海市嘉定区201804

变频电机相端绝缘受脉冲宽度调制高频开关暂态过电压冲击易发生劣化。利用开关振荡谐振效应可望灵敏感知相端绝缘状态的微弱变化,但绝缘状态特征存在多因素高频耦合的问题。为此,该文提出一种基于差模开关振荡的相端绝缘状态特征提取与... 详细信息

变频电机相端绝缘受脉冲宽度调制高频开关暂态过电压冲击易发生劣化。利用开关振荡谐振效应可望灵敏感知相端绝缘状态的微弱变化,但绝缘状态特征存在多因素高频耦合的问题。为此,该文提出一种基于差模开关振荡的相端绝缘状态特征提取与解耦方法。首先,通过分析变频电机系统开关振荡主导模态,选择高频差模开关振荡作为敏感模态,解耦逆变器功率器件分布电容的影响;然后,通过变分模态分解算法提取多模态开关振荡中的差模频率特征,解耦暂态运行工况下功率器件动态开关时间的影响。最后,利用逆变器侧和电机侧差模开关振荡电流幅值比特征,解耦电缆高频分布参数的影响。在380V/3kW永磁电机变频驱动系统中验证所提方法的有效性,结果表明,所提方法能够灵敏反映电机相端绝缘状态的微弱变化,可以有效解耦逆变器、电缆、运行工况等因素的影响。

关键词：变频电机绕组绝缘开关振荡特征提取解耦

大型地埋式污水处理厂减污降碳和韧性提升设计

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中国给水排水 2024年第4期40卷 78-83页

作者：周友飞邹伟国生骏胡维杰汉京超曹绎名上海市政工程设计研究总院<集团>有限公司上海200092

以大型地埋式污水处理厂——太仓市城东水质净化厂工程为依托,开展减污降碳和韧性提升方案研究及实践。在箱体布置方面,通过协同设计和人性化设计考量,实现规整集约、分区合理的布局体系;针对MBR工艺的高能耗问题,创新应用国内最大规模... 详细信息

以大型地埋式污水处理厂——太仓市城东水质净化厂工程为依托,开展减污降碳和韧性提升方案研究及实践。在箱体布置方面,通过协同设计和人性化设计考量,实现规整集约、分区合理的布局体系;针对MBR工艺的高能耗问题,创新应用国内最大规模的振动MBR工艺,同步提升出水水质并降低运行能耗;设置综合调蓄设施,助力污水处理系统韧性提升;同时通过精细化除臭设计,实现预处理区除臭和生物反应池曝气协同。以上措施方案作为标准高、能耗低、韧性好的地埋式污水处理厂关键技术,可以为同类项目提供参考。

关键词：地埋式污水处理厂减污降碳韧性提升振动MBR工艺