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惯质黏性阻尼器对悬索桥隧道锚减振的影响

振动．测试与诊断 2024年第3期44卷 431-438,614,615页

作者：杨国俊张树涛吕明航杜永峰唐光武兰州理工大学土木工程学院兰州730050 招商局重庆交通科研设计院有限公司桥梁工程结构动力学国家重点实验室重庆400067

为研究隧道锚(tunnel-type anchor,简称TTA)锚岩接触面对动荷载影响的敏感性,寻求一种适用于散索鞍至锚碇缆索处的减振装置。首先,利用有限差分软件建立隧道锚数值模型,监测并分析锚岩接触面共9个测点的速度位移响应;其次,利用滚珠丝杠... 详细信息

为研究隧道锚(tunnel-type anchor,简称TTA)锚岩接触面对动荷载影响的敏感性,寻求一种适用于散索鞍至锚碇缆索处的减振装置。首先,利用有限差分软件建立隧道锚数值模型,监测并分析锚岩接触面共9个测点的速度位移响应;其次,利用滚珠丝杠构件的位移转换放大原理,提出一种适用于前锚室处的惯质黏性阻尼器;最后,利用能量耗散守恒方法,模拟并检验安装该阻尼器后隧道锚的减振效果。结果表明:在动荷载作用下,锚塞体两底角部位测点响应明显大于顶部测点,中部锚岩接触面位移增长较前部与后部更为迅速;隧道锚受低幅值动荷载影响更为明显,动力系数约为1.3,随着荷载幅值的增加,动荷载对于隧道锚的影响会减弱;振动前期较为剧烈,加载0~1 s内剪应变增量增幅明显,后期增量基本不变;设置阻尼器后,锚岩接触面速度位移响应减小,位移减小幅度接近20%,速度响应在1 s内基本衰减至0;阻尼器的减振效果与荷载幅值有关,锚塞体处于中低载荷时,设置阻尼器所带来的减振效果最好,减小效果可以达到24%。

关键词：隧道锚阻尼器动荷载动力分析减振研究

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锦屏复杂地下洞室施工通风智能调控研究

公路交通技术 2024年第5期 166-175页

作者：徐湃胡政攀叶新财孙文良王惠朝邢荣军李波重庆交通大学土木工程学院重庆交通大学省部共建山区桥梁及隧道工程国家重点实验室雅砻江流域水电开发有限公司中建三局集团有限公司

锦屏大设施具有多洞室、多工作面，通风网络复杂等特点，为确保洞室空气质量并解决施工期通风高能耗问题，通过优化隧道需风量计算方法，确定风压阻力损失，进行施工通风计算。根据风机布设位置，划分供排风区域，明确了风机控制区域；... 详细信息

锦屏大设施具有多洞室、多工作面，通风网络复杂等特点，为确保洞室空气质量并解决施工期通风高能耗问题，通过优化隧道需风量计算方法，确定风压阻力损失，进行施工通风计算。根据风机布设位置，划分供排风区域，明确了风机控制区域；基于各区域风量、风压，得出了风机运行功率计算式并细分风机档位，形成了地下洞室施工期风机变频调节策略；通过布设空气质量监测设备，建立了软件平台，可视化远程控制地下洞室空气质量，自动监测、处理数据指导变频器控制风机变频，并利用污染物浓度监测数据验证了变频通风有效性。研究结果表明：1)风机运行频率可随洞室内污染物浓度及时变化；2)通风智能调控可有效降低污染物浓度；3)通风智能调控可降低施工通风能耗，实现施工期智能化通风。

关键词：地下洞室施工通风风机变频远程控制

新型桥梁“耗能限位”一体化弧形板装置力学性能试验及参数敏感性分

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东南大学学报（自然科学版） 2024年第5期54卷 1143-1153页

作者：耿波顾冉星贾俊峰刘海明王浩唐光武招商局重庆交通科研设计院有限公司国家山区公路工程技术研究中心重庆400067 北京工业大学桥梁工程安全与韧性全国重点实验室北京100124 东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室南京211189

为解决强震作用下中小跨径简支梁桥的落梁问题,研发了一种经济高效、安装便捷的新型“耗能限位”梁一体化弧形板装置.首先采用拟静力试验研究了不同截面的弧形板装置滞回耗能行为和疲劳破坏机理,接着采用数值分析的手段探讨了参数对装... 详细信息

为解决强震作用下中小跨径简支梁桥的落梁问题,研发了一种经济高效、安装便捷的新型“耗能限位”梁一体化弧形板装置.首先采用拟静力试验研究了不同截面的弧形板装置滞回耗能行为和疲劳破坏机理,接着采用数值分析的手段探讨了参数对装置力位移骨架曲线及等效阻尼比的影响规律,并补充了弧形板装置的防落梁行为模式与极限承载能力.结果表明:提出的新型弧形板装置具有优异的耗能能力,T形截面的弧形板结构更加合理,等效阻尼比最大能达到近40%;弧形板装置可通过分离几何参数对耗能能力、滞回强度、刚度及位移能力进行设计,增大中间截面的腹板高度h2是提高弧形板耗能能力的最有效手段,增加50%的h2能提高50.1%的最大强度与约4.7%的等效阻尼比.所提出的新型防落梁装置为桥梁中小震消能和强震柔性防落梁提供一体化装置解决方案.

关键词：桥梁抗震弧形钢板装置消能阻尼器防落梁装置拟静力试验有限元分析

随机风场覆冰导线舞动单模态模型的分段稀疏辨识对比研究

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力学季刊 2024年第1期45卷 259-273页

作者：黄山刘小会吴海涛伍川叶中飞重庆交通大学土木工程学院重庆400074 内蒙古电力(集团)有限责任公司内蒙古电力科学研究院分公司内蒙古呼和浩特010020 重庆交通大学省部共建山区桥梁及隧道工程国家重点实验室重庆400074 国网重庆市电力公司电力科学研究院重庆404100 国网河南省电力公司电力科学研究院河南郑州450052

覆冰输电线路舞动严重威胁着电力系统运行的安全性和稳定性.但是由于覆冰形状和风的随机性,对于实际覆冰导线舞动的数学模型建立目前没有实用的方法.本文基于数据驱动稀疏辨识算法,提出随机风荷载作用下覆冰四分裂导线舞动模型的辨识方... 详细信息

覆冰输电线路舞动严重威胁着电力系统运行的安全性和稳定性.但是由于覆冰形状和风的随机性,对于实际覆冰导线舞动的数学模型建立目前没有实用的方法.本文基于数据驱动稀疏辨识算法,提出随机风荷载作用下覆冰四分裂导线舞动模型的辨识方法.首先基于Hamilton原理推导覆冰四分裂导线的动力学偏微分方程,再采用Galerkin法得到覆冰四分裂导线的动力学微分方程,并引入由Davenport谱生成、子段线性插值处理的随机风气动模型,继而获得随风速时变的覆冰四分裂导线舞动方程模型.最后结合不同的数据处理方法提出子段线性插值积分辨识法和子段线性插值微分辨识法,并应用到覆冰四分裂导线舞动均值模型辨识.通过一百组平均风速为10~30 m/s的计算机实验,探究并比较两种方法的辨识精度、辨识效率以及辨识稳定性.结果发现:随平均风速的变化,除位移三次项外,两种方法对覆冰四分裂导线舞动均值模型均有良好的辨识精度,且从响应的相对误差、辨识精度与稳定性以及辨识效率分析,微分辨识法更加优于积分辨识法,尤其对于速度一次项和三次项系数.本文研究成果可为输电线舞动模型的建立提供一定参考.

关键词：数据驱动稀疏辨识覆冰四分裂导线舞动方程

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超重型消防车地下室顶板荷载等效取值研究

四川建筑科学研究 2024年第5期 28-34页

作者：陈悦刘光七沈培文李畅重庆交通大学山区桥梁及隧道工程国家重点实验室重庆交通大学土木工程学院重庆第二师范学院旅游与服务管理学院

目前国内各大城市均有采购多辆101 m登高平台消防车（63 t），其重量远远超过了《建筑结构荷载规范》（GB 50009—2012）中原型消防车的重量（30 t），《建筑结构荷载规范》（GB 50009—2012）未对此类消防车给出具体的等效均布荷载取... 详细信息

目前国内各大城市均有采购多辆101 m登高平台消防车（63 t），其重量远远超过了《建筑结构荷载规范》（GB 50009—2012）中原型消防车的重量（30 t），《建筑结构荷载规范》（GB 50009—2012）未对此类消防车给出具体的等效均布荷载取值。以101 m登高平台消防车（63 t）为研究对象，首先通过绘制板的跨中弯矩影响面来确定其最不利位置，然后利用ABAQUS计算出2种荷载工况下板的跨中弯矩值，最后再等效出101 m登高平台消防车（63 t）分别在7 m×7 m、8 m×8 m、9 m×9 m双向板的荷载取值。结果表明：板跨大于6 m的地下室双向板消防车荷载不建议直接取规范值，可按照设计需要采用相应流程进行等效；若对地下室顶板设计精度要求不高，当双向板板跨大于8 m时，63 t级消防车可参照规范要求进行荷载等效。

关键词：超重型消防车地下室顶板影响面荷载等效

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考虑结构非线性的铁路弹性车轮动态特性研究

中国科学：技术科学 2024年第4期54卷 709-721页

作者：陈兆玮蒲前华龙权明尚婷王峙张军重庆交通大学机电与车辆工程学院重庆400074 重庆交通大学交通运输学院重庆400074 重庆市轨道交通(集团)有限公司重庆401120

为研究结构非线性(包括弹性车轮橡胶材料非线性和接触边界非线性)对弹性车轮力学行为的影响,设计静动态试验获得弹性车轮中橡胶材料非线性本构关系并探讨了橡胶黏弹性特性;推导弹性车轮系统中橡胶弹性模量与刚度的转换关系,并确定黏弹... 详细信息

为研究结构非线性(包括弹性车轮橡胶材料非线性和接触边界非线性)对弹性车轮力学行为的影响,设计静动态试验获得弹性车轮中橡胶材料非线性本构关系并探讨了橡胶黏弹性特性;推导弹性车轮系统中橡胶弹性模量与刚度的转换关系,并确定黏弹性橡胶材料的刚度特性;基于橡胶Yeoh本构模型,建立整体车轮、线弹性车轮、考虑材料非线性特性的弹性车轮(以下简称:非线性弹性车轮)以及同时考虑材料与接触非线性特性的弹性车轮(以下简称:接触弹性车轮)等四个动力学模型,研究四种车轮模型在轮轨垂向力激扰下车轮的动态规律,并探明橡胶材料参数对弹性车轮动态特性的影响.研究表明:弹性车轮能有效降低车轮垂向振动;线弹性车轮的端点和中点较之非线性弹性车轮分别最大增加10%和13%的变形量,且橡胶中点变形量小于端点变形量;线弹性车轮较之整体车轮最大能降低17%的垂向振动,非线性弹性车轮较整体车轮最大能降低22%的垂向振动,同时考虑橡胶材料非线性和接触非线性对弹性车轮的动态特性影响不显著;四种车轮振动主频均为3~5, 10以及22 Hz;弹性车轮的振动和变形量随材料硬度增加而增加.

关键词：铁路车辆弹性车轮橡胶非线性特性减振

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隧道式锚碇的承载机理及夹持效应指标分析

哈尔滨工程大学学报 2024年第5期45卷 863-871页

作者：杨国俊田骐玮伏一多吕明航唐光武杜永峰韩宗建兰州理工大学土木工程学院甘肃兰州730050 招商局重庆交通科研设计院有限公司桥梁工程结构动力学国家重点实验室重庆400067 西南交通大学土木工程学院四川成都610031

为了衡量隧道锚夹持效应发挥作用的大小,本文通过分析隧道锚的承载特性,提出用隧道锚的夹持效应系数和峰值承载力作为夹持效应指标,并利用Mohr-Coulomb准则对二者的表达式进行了推导;对普立特大桥隧道锚进行了有限元分析,通过对其应力... 详细信息

为了衡量隧道锚夹持效应发挥作用的大小,本文通过分析隧道锚的承载特性,提出用隧道锚的夹持效应系数和峰值承载力作为夹持效应指标,并利用Mohr-Coulomb准则对二者的表达式进行了推导;对普立特大桥隧道锚进行了有限元分析,通过对其应力、塑性区等指标的分析来计算其夹持效应指标来对其适用性和准确性进行验证;对不同位移状态下的夹持效应系数进行分析,并结合位移、荷载、承载力和夹持效应系数对隧道锚的设计提出建议。研究结果表明:公式计算结果、有限元分析结果及现有研究结果间的误差小于10%,所得公式具有良好的适用性和准确性;在荷载不变的情况下,隧道锚的夹持效应系数随着承载力的减小而呈增大趋势,说明适当降低隧道锚的承载力有助于夹持效应发挥作用,隧道锚也更满足其保护环境、资源节约的特点。研究结果可为隧道锚的设计提供依据。

关键词：桥梁与隧道工程隧道式锚碇夹持效应有限元分析承载能力 Mohr-Coulomb准则

公路隧道单侧扩建围岩与衬砌力学响应与安全特性试验研究

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公路工程 2024年第4期49卷 6-14,21页

作者：徐龙旺韦勇克林志伍汉杨红运广西交通设计集团有限公司广西南宁530029 广西新发展交通集团有限公司广西南宁530029 重庆交通大学省部共建桥梁及隧道工程国家重点实验室重庆400074

公路隧道单侧式扩建施工是常见的扩挖方式,但其施工力学行为与安全性鲜有报道。通过模型试验模拟了公路隧道单侧式扩建施工的全过程,对公路隧道单侧式扩建施工时的围岩应力、衬砌应力、轴力、弯矩与安全性进行研究。得到以下主要结论:... 详细信息

公路隧道单侧式扩建施工是常见的扩挖方式,但其施工力学行为与安全性鲜有报道。通过模型试验模拟了公路隧道单侧式扩建施工的全过程,对公路隧道单侧式扩建施工时的围岩应力、衬砌应力、轴力、弯矩与安全性进行研究。得到以下主要结论:①扩建隧道时,受到二次扰动的围岩强度急剧降低,破坏程度明显增大,在扩挖侧拱腰与拱顶区域最为显著。②隧道扩建过程中,前榀旧衬砌,应力重分布效应将增加后榀旧衬砌压应力;新衬砌在安装后逐渐承担围岩荷载,其应力显著增加,尤其在拱顶和拱腰位置。③大部分衬砌模型的安全系数小于2.0,尤其是拱脚部位最容易失稳,拱脚区域需要额外的加固措施,以防止潜在的结构失稳和破坏。④以试验数据为指导,提出了超前支护上下台阶法,以及将洞渣回填作为隧道上台阶开挖施工平台,实现了安全高效施工。

关键词：公路隧道单侧式扩建施工力学行为安全性分析

考虑不同破坏形式下隧道锚承载力及破坏阶段研究

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应用数学和力学 2024年第3期45卷 273-286页

作者：杨国俊吕明航唐光武田骐玮杜永峰兰州理工大学土木工程学院兰州730050 招商局重庆交通科研设计院有限公司桥梁工程结构动力学国家重点实验室重庆400067

现有研究多以锚岩接触面出现塑性区域或应力峰值点转移作为达到极限状态的判别标准,但不同工程地质情况会导致隧道锚(TTA)破裂面线形存在较大差异,很难准确推导出隧道锚的极限承载力.为了进一步探求隧道锚在拉拔荷载下的工作过程,得到... 详细信息

现有研究多以锚岩接触面出现塑性区域或应力峰值点转移作为达到极限状态的判别标准,但不同工程地质情况会导致隧道锚(TTA)破裂面线形存在较大差异,很难准确推导出隧道锚的极限承载力.为了进一步探求隧道锚在拉拔荷载下的工作过程,得到更加明确的隧道锚极限承载力的表达形式,采用幂指数函数形式表征倒锥形破坏破裂面的线形,基于Mindlin应力解与峰值剪应力控制理论得到界面破坏应力分布形式,推导了界面破坏与倒锥台破坏形式下的承载能力公式;采用国内5座悬索桥隧道锚承载力进行算例验证,同时分析研究了不同参数对隧道锚极限承载力的影响.研究表明:两种破坏形式下,承载力的主要来源为破裂面的黏结力,占总承载力的50%以上,承载力均随着长度与内聚力的增加而线性增加;承载力随着倾斜角的增加而增加,但增长速度减慢,界面破坏形式下出现先增加后减小的现象.对比以往试验以及数值模拟结果,与该文推导结果基本一致,分析公式计算结果和位移增长曲线,发现隧道锚工作过程明显呈现3个阶段,最终破坏形式为界面破坏和倒锥形破坏两种破坏模式的结合.

关键词：桥梁工程隧道式锚碇极限承载能力 Mindlin应力解解析法