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基于刚性支承连续梁法的悬索桥成桥状态解析算法

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长安大学学报（自然科学版） 2024年第1期44卷 58-67页

作者：朱伟华刘国坤颜东煌许红胜湖南城市学院土木工程学院湖南益阳413000 长沙理工大学土木工程学院湖南长沙410001 湖南工程学院建筑工程学院湖南湘潭411104

为解决悬索桥合理成桥状态平衡态计算闭合问题,系统提出成桥状态的解析算法。首先,根据余能定理推导基于刚性支承连续梁成桥状态目标函数,考虑索塔压缩变形,基于悬链线理论建立缆索体系非线性方程组;然后,考虑加劲梁无应力曲率,根据加... 详细信息

为解决悬索桥合理成桥状态平衡态计算闭合问题,系统提出成桥状态的解析算法。首先,根据余能定理推导基于刚性支承连续梁成桥状态目标函数,考虑索塔压缩变形,基于悬链线理论建立缆索体系非线性方程组;然后,考虑加劲梁无应力曲率,根据加劲梁弯曲变形微分方程组,构建多节点力作用下的加劲梁位形计算非线性方程组;进而,根据成桥状态下刚性支承连续梁位形,设立加劲梁各吊点最优化控制目标函数;最后,基于吊索体系联立缆索体系与加劲梁体系的力学模型非线性方程组,实现基于刚性支承连续梁的成桥状态各构件力学参数化求解,并将推导的解析算法与有限元模型的研究结果进行对比分析。结果表明:解析算法计算结果由于计算过程的闭合条件,与有限元模型计算结果基本吻合,对于关键参数吊索力及主缆线形计算差值率控制在0.1%以内,加劲梁弯矩极值差值率约为-0.34%;推导的解析算法为精细化合理成桥状态闭合方法,可作为悬索桥合理成桥状态设计的可靠方法。

关键词：桥梁工程悬索桥解析算法合理成桥状态刚性支承连续梁悬链线理论目标函数

考虑海水-海床-斜拉桥相互作用下纵桥向设置BRB的减震作用与优化设计

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振动工程学报 2024年第5期37卷 789-801页

作者：陈宝魁何世杰杜玉杰陈少林高金贺南昌大学工程建设学院江西南昌330031 南京航空航天大学民航学院土木与机场工程系江苏南京210016 东华理工大学土木与建筑工程学院江西南昌330013

由于海洋场地存在深厚的海水层,其对海底地震动特性以及海洋结构物的地震反应存在较大影响,在跨海桥梁等海洋结构物抗震分析时不容忽视。因此,研究基于地震波动理论建立海水-海床-斜拉桥耦合的地震波动分析模型,确定海水层对结构地震反... 详细信息

由于海洋场地存在深厚的海水层,其对海底地震动特性以及海洋结构物的地震反应存在较大影响,在跨海桥梁等海洋结构物抗震分析时不容忽视。因此,研究基于地震波动理论建立海水-海床-斜拉桥耦合的地震波动分析模型,确定海水层对结构地震反应的影响。考虑海洋环境可能对减震构件的耐久性造成威胁,提出一种应用耐久性能优良的防屈曲支撑(Bulking Restrained Brace,BRB)作为纵桥向减震构件的斜拉桥减震体系,并且以青州航道桥为工程背景,通过其与漂浮体系斜拉桥模型的地震反应对比,验证了考虑海洋环境影响下该减震体系的可行性。研究对BRB的布设位置与设备参数等进行优化分析,进一步确定BRB作为斜拉桥纵桥向减震构件的设计方法。研究发现地震作用下海水产生的动水效应会放大斜拉桥上部结构的地震反应。通过对比不同工况下结构的地震反应,发现在桥墩与桥塔位置同时设置BRB时,桥梁整体减震效果最佳。另外,BRB的屈服承载力等参数对斜拉桥的抗震性能亦产生较大影响。

关键词：海水-海床-斜拉桥耦合防屈曲支撑海底地震动减震体系地震波动

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反平面线源荷载作用下浅埋圆形非完全粘结隧道动力响应研究

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爆炸与冲击 2024年

作者：李志文李潜徐斌李晓锋李海波南昌工程学院土木与建筑工程学院中国科学院武汉岩土力学研究所

浅埋地下结构对地震波的散射在工程领域具有重要的理论价值，但已有的研究大多集中于平面波或衬砌与围岩完全粘结的情况，很少考虑波源距离及衬砌与围岩非完全粘结的作用。为加深理解波源距离和非完全粘结对地震波散射的影响规律，结合... 详细信息

浅埋地下结构对地震波的散射在工程领域具有重要的理论价值，但已有的研究大多集中于平面波或衬砌与围岩完全粘结的情况，很少考虑波源距离及衬砌与围岩非完全粘结的作用。为加深理解波源距离和非完全粘结对地震波散射的影响规律，结合位移不连续模型、波函数展开法、Graf公式和镜像方法推导了反平面线源荷载下浅埋圆形非完全粘结隧道动力响应的级数解，并通过衬砌内外边界条件残余量与级数解截断项数的关系校验了所得解的精度。通过对该级数解进行参数分析系统地探讨了衬砌与围岩的接触刚度、衬砌模量、衬砌厚度、隧道埋深和波源距离等因素对衬砌内表面位移和周向剪应力的影响。结果表明：衬砌与围岩的接触刚度对隧道的动力响应具有显著的影响，尤其在某些较小接触刚度情况下隧道动力响应幅值可能非常大；增大衬砌模量会减小位移但同时导致周向剪应力增加；增大衬砌厚度能同时减小位移和周向剪应力；增大隧道埋深会使最大位移和周向剪应力向隧道拱顶附近移动；增大线源与隧道的水平距离会使隧道背波侧相对幅值增大。

关键词：浅埋隧道地震波散射反平面线源波函数展开法

基于多层次模糊综合评价模型的氯盐环境中混凝土结构耐久性评估

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腐蚀与防护 2024年第6期45卷 87-95页

作者：陈玉梅刘荣桂陈业强郑少强刘嘉琪南通理工学院南通226601 江苏大学土木工程与力学学院镇江212013 扬州大学建筑科学与工程学院扬州225127

以保护层厚度、碳化深度、氯离子质量分数、钢筋截面面积损失率、钢筋腐蚀电位作为耐久性指标,采用模糊综合评判法,对氯盐环境中混凝土结构耐久性进行了评估,建立了多层次模糊综合评价模型,并提出了混凝土结构维护管理框架。通过连云港... 详细信息

以保护层厚度、碳化深度、氯离子质量分数、钢筋截面面积损失率、钢筋腐蚀电位作为耐久性指标,采用模糊综合评判法,对氯盐环境中混凝土结构耐久性进行了评估,建立了多层次模糊综合评价模型,并提出了混凝土结构维护管理框架。通过连云港某码头的应用案例,验证了该模型的便捷性与可靠性。

关键词：混凝土结构耐久性氯盐环境模糊综合评价

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考虑周期折减的结构弹性时程分析调整方法

地震工程学报 2024年第3期46卷 548-556,583页

作者：吴克川陶忠潘文兰香余文正张龙飞昆明学院建筑工程学院云南昆明650214 昆明理工大学建筑工程学院云南昆明650500

针对结构弹性时程分析时无法考虑周期折减的问题展开研究,通过对比结构时程分析的过程中,地震波的选取是否考虑周期折减的差异,提出采用增大系数放大时程分析法输入地震波有效峰值加速度以及地震响应;考虑弹性时程分析过程中,周期折减... 详细信息

针对结构弹性时程分析时无法考虑周期折减的问题展开研究,通过对比结构时程分析的过程中,地震波的选取是否考虑周期折减的差异,提出采用增大系数放大时程分析法输入地震波有效峰值加速度以及地震响应;考虑弹性时程分析过程中,周期折减对结构地震作用的增大效应。理论分析增大系数取值的影响因素,并基于单自由度体系对比两种调整方法的效果及差异,采用实际算例以验证所提出弹性时程分析中考虑周期折减调整方法的有效性。结果表明:增大系数的取值与周期折减系数、结构自振周期及场地特征周期等因素有关;对于单自由度体系,两种调整方法具有完全相同的调整效果;按文章提出方法考虑周期折减的算例结构,弹性时程分析所得各楼层地震剪力及层间位移角与考虑周期折减的反应谱(CQC)计算结果均较为接近。

关键词：弹性时程分析周期折减增大系数反应谱地震波调整

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基于BIM技术的建筑碳排放及无人机区域碳排放评估

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智能建筑与智慧城市 2024年第3期 103-106页

作者：王拓王晓璐蔡马勇张萌林派锐成子昊詹雅婷陈莉莎东莞理工学院生态环境与建筑工程学院

文章对建筑全生命周期碳排放及区域碳排放展开研究,通过结合BIM模型与碳排放系数法等技术实现单体建筑的LCA碳排放计算;通过无人机搭载气体检测设备及红外热成像分析等技术实现区域碳排放的监测,并结合无人机倾斜摄影模型及GIS技术对施... 详细信息

文章对建筑全生命周期碳排放及区域碳排放展开研究,通过结合BIM模型与碳排放系数法等技术实现单体建筑的LCA碳排放计算;通过无人机搭载气体检测设备及红外热成像分析等技术实现区域碳排放的监测,并结合无人机倾斜摄影模型及GIS技术对施工现场进行应用分析,评估案例建筑及周边区域碳排放的相关合理性。

关键词：碳排放无人机 BIM LCA 气体监测

基于响应面分析的淹没水射流破土施工参数优化设计

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矿业科学学报 2024年第1期9卷 32-41页

作者：邱玥钦蓝雄东刘剑王观石罗嗣海江西理工大学土木与测绘工程学院江西赣州341000 赣南科技学院资源与建筑工程学院江西赣州341000

针对水射流破土过程中射流孔深度及径宽难以确定的问题,以圆柱形喷嘴为研究对象,基于拉格朗日-欧拉流固耦合算法建立了淹没水射流破土的有限元模型,并通过室内实验验证了该有限元模型计算结果的准确性。基于响应面法建立了射流孔深度与... 详细信息

针对水射流破土过程中射流孔深度及径宽难以确定的问题,以圆柱形喷嘴为研究对象,基于拉格朗日-欧拉流固耦合算法建立了淹没水射流破土的有限元模型,并通过室内实验验证了该有限元模型计算结果的准确性。基于响应面法建立了射流孔深度与径宽的预测模型,分析了喷嘴直径、射流靶距和射流压力3个因素及其交互作用对射流孔深度及径宽的影响规律,结合满意度函数对破土施工参数进行优化。结果表明:当选取特定破土深度(10 cm、15 cm和20 cm)时,较大的射流压力(7.2 MPa)、较小的射流靶距(1 cm)及合适的喷嘴直径(0.928 mm、1.164 mm和1.345 mm)可最大程度地保证射流孔的稳定性。针对特定目标破土深度,优化后的射流孔深度及径宽的预测值与实验值的误差均小于15%,表明预测结果合理可靠。

关键词：水射流破土 ALE算法响应面法预测模型多目标优化

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融合边界处理机制的学习型麻雀搜索算法

北京航空航天大学学报 2024年第1期50卷 286-298页

作者：王子恺黄学雨朱东林闫少强李权郭伟江西理工大学信息工程学院赣州341000 江西理工大学软件工程学院南昌330013 火箭军工程大学作战保障学院西安710025

为改善麻雀搜索算法(SSA)初始化阶段种群分布不充分,寻优过程中容易受到局部最优解干扰的不足,提出融合边界处理机制的学习型麻雀搜索算法(HSSA)。使用Piecewise map初始化种群,提高种群的分散程度;使用排序配对学习与竞争学习策略分别... 详细信息

为改善麻雀搜索算法(SSA)初始化阶段种群分布不充分,寻优过程中容易受到局部最优解干扰的不足,提出融合边界处理机制的学习型麻雀搜索算法(HSSA)。使用Piecewise map初始化种群,提高种群的分散程度;使用排序配对学习与竞争学习策略分别更新跟随者和警戒者,确保各代的最优解信息能够引导下一代的位置更新;自适应的警戒者数量使得警戒者作用被强调,提供灵活的应变机制;根据不同阶段的寻优特点制定多策略边界处理机制,保留住种群数量的同时,为超出边界的个体提供更加合理的搜索位置。经过12个基准函数的仿真实验,并借助消融实验、Wilcoxon秩和检验等证明了HSSA在收敛速度上的稳定性和寻优的高效性。

关键词：麻雀搜索算法 Piecewise map 排序配对学习竞争学习多策略边界处理

双柱墩混凝土梁桥爆破拆除倒塌过程与机理研究

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中国公路学报 2024年第5期37卷 67-79页

作者：胡志坚张周煜张永涛陈昌萍刘辉杜威武汉理工大学交通与物流工程学院湖北武汉430063 中交第二航务工程局有限公司湖北武汉430040 厦门理工学院土木工程与建筑学院福建厦门361024 江西省交通工程集团有限公司江西南昌330038

为了揭示双柱墩混凝土梁桥爆破拆除倒塌规律及损伤特征,采用理论分析和试验研究的手段,开展实桥爆破拆除研究,分析爆破拆除过程中主梁倒塌运动规律,建立有限元模型对比分析考虑扭转作用与不考虑扭转作用的逐跨倒塌爆破方案,探究主梁倒... 详细信息

为了揭示双柱墩混凝土梁桥爆破拆除倒塌规律及损伤特征,采用理论分析和试验研究的手段,开展实桥爆破拆除研究,分析爆破拆除过程中主梁倒塌运动规律,建立有限元模型对比分析考虑扭转作用与不考虑扭转作用的逐跨倒塌爆破方案,探究主梁倒塌过程与碰撞损伤机理,并进行参数化分析,研究爆破延时对塌落损伤程度的影响。结果表明:本文提出的爆破延时上下限取值方法切实可行,上限可使塌落全过程可控,下限则可避免塌落振动叠加的不利影响;在爆破拆除逐跨倒塌过程中,主梁与地面会发生多次碰撞,且主梁动能向内能的转换主要发生在前两次碰撞过程中;与无扭转效应的爆破拆除方案相比,考虑扭转效应的方案通过优化墩柱拆除顺序控制主梁触地碰撞姿态,利用塌落冲击对主梁的扭转与剪切作用,提升梁体的碰撞损伤程度与拆除效果;在爆破延时取值范围内,主梁底板的塌落损伤程度会随着延时取值变大而提高。

关键词：桥梁工程爆破拆除试验研究混凝土双柱墩爆破延时倒塌过程