特高压带电作业中高强防雨绝缘拉棒设计

针对现有特高压带电作业用绝缘拉棒存在的不足,通过对材料和连接技术的优化,研制一种新型高强防雨绝缘拉棒。借助Solidworks力学仿真软件对绝缘拉棒进行受力特性分析,计算发现拉棒受力薄弱环节位于双孔单耳销孔,施加3倍额定荷载(450kN)时销孔最大应力达到357.3MPa,最大位移量为0.014 9mm。对高强防雨绝缘拉棒进行出厂及型式试验,实验结果表明:其额定荷载达到150kN,破坏荷载达到452kN,抗拉强度提高了30%,操作冲击耐受电压和工频耐受电压分别达1 685和±985kV,并具有一定防雨能力,提高了作业安全系数,具有重要的工程实际意义。     

特高压直流线路带电更换绝缘子卡具的设计

为满足特高压直流线路带电作业发展的需求,针对重庆段特高压直流线路只具有3种绝缘子的特点,依据500 kV带电作业思路,按照绝缘子材料和组合形式对带电更换绝缘子卡具进行了设计。该工具为重庆地区开展特高压直流线路带电作业打下基础,具有实际意义。     

特高压直流线路提线工具的优化设计

带电作业是保证特高压线路安全稳定运行和能源持续供给的重要技术手段,导线提线工具是带电作业的重要工具。分析特高压直流导线提线工具的设计要求,利用COMSOL软件对提线工具的主体和副钩进行优化设计,使提线工具破坏荷载高达252 kN,质量仅为14.45 kg,满足设计要求,现场试验表明:提线工具重量轻,降低了劳动强度,可有效应用于生产现场。     

预应力CFRP布加固混凝土梁可靠性研究

为使碳纤维(CFRP)的高强度能充分发挥其作用，通过对5根混凝土梁在反向加载条件下的碳纤维加固试验研究，对在反向加载条件下碳纤维加固前后的梁可靠度进行了分析和比较，反向荷载从14kN增加到20kN，结构的可靠度分别比未施加反向荷载时增加0．713，0．838和1．007．因此利用该法加固结构可充分利用高强的CFRP及更好地控制裂缝，从而对提高梁的可靠性有更好的效果．     

预应力碳纤维板平板锚具锚固性能试验

目的 研究预应力碳纤维板平板锚具锚固性能、应力损失、钢板厚度及法向预紧力对锚固性能的影响.方法 8次对2种不同类型的共计21幅碳纤维板平板锚具设计,并进行施加预应力、锚具锚固性能试验.结果 21幅锚具试件施加的法向预紧力为375 ～935kN;施加的最大拉力为95.47 ～203.19 kN,碳纤维板滑移量为0.694～3.591 mm;碳纤维板应变损失率为2.5％ ～11.6％.结论 撕开包裹碳纤维板的外面一层碳纤维布,可以提供185kN以上的锚固能力,达到碳纤维板撕裂拉断的锚固效果.锚板厚度建议采用12～16mm的钢板,锚具的法向预紧力在600 ～800 kN时锚固效果最佳,由于锚具的变形及碳纤维板的回缩引起的应力损失建议取为张拉控制应力的6.3％.     

碳纤维布加固钢筋砼构件轴心抗拉数值分析

结合在役钢筋混凝土受拉构件承载力不足的特点，采用大型通用有限元软件建立了碳纤维布增强钢筋混凝土轴心受拉构件计算模型，对碳纤维布加固后碳纤维布层数、配筋率等对构件开裂荷载、极限荷载的影响进行了分析，并通过6根构件进行试验对比。结果表明，粘贴碳纤维布可以有效地提高钢筋混凝土轴拉构件极限承载力，而其对开裂荷载影响较小。计算结果与试验数据有较好一致性，可供实际工程设计参考。研究成果对钢筋混凝土轴心受拉加固具有理论指导意义和工程应用价值。     

大跨度斜拉桥钢和碳纤维拉索设计安全系数

为了确定合理的大跨度斜拉桥拉索设计安全系数和探索碳纤维拉索在斜拉桥中的适用性，利用考虑非线性影响的计算方法分析了跨度为1 400 m的斜拉桥设计方案的抗风性、结构刚度和强度，以及拉索设计安全系数变化对主梁结构设计的影响，从结构系统安全性要求出发讨论了拉索安全系数的合理范围.以应用碳纤维拉索的桥梁为对象，比较了使用碳纤维拉索的斜拉桥主梁在抗风性、使用性以及结构强度方面与钢索斜拉桥的差异.结果表明，在使用荷载作用下，1.7～2.5的钢索设计安全系数不会影响主梁的设计；当设计安全系数大于2.5时碳纤维索斜拉桥可以达到钢索斜拉桥的结构性能以及安全性能，而碳纤维索的自重仅为钢索的1/10左右     

某钢桁架人行天桥现场检测与安全性评定

目的 为确保某钢桁架人行天桥的安全运营,对其进行检测及安全性评估,以判定该桥的实际工作状态.方法 对天桥进行外观检查及技术状况评定,设计静载试验加载方案,包括测点布置和荷载工况,此后进行了试验荷载下的桥梁上部结构有限元建模计算.此外还对天桥进行了动载试验.结果 人行天桥实荷加载试验的挠度校验系数η值大部分小于1.0,大部分测点的实测挠度值小于理论计算值.天桥主跨上部结构的极限承载力为6.37 kN/m2,与规范中设计用荷载3.85 kN/m2相比偏大.结论 基于安全性评估得出该桥结构合理,整体性好,具有一定的安全储备,但其极限承载力相对规范设计荷载偏大,设计偏保守.     

非等厚碳纤维复合材料弹性膜盘结构的设计及制作

为更好地改善传动系统中轴系的运行情况,结合复合材料的优良性能,设计制作一非等厚的碳纤维复合材料弹性膜盘结构以替代弹性联轴器中的Ti合金弹性膜盘结构.基于ABAQUS软件,分析复合材料铺层角度以及铺层角度比例对复合材料弹性膜盘结构性能的影响;利用复合材料层合板的"等代设计法",基于ABAQUS软件,设计一非等厚的、与Ti合金弹性膜盘结构具有同等扭转刚度性能的碳纤维复合材料弹性膜盘结构;采用模压成型工艺制作碳纤维复合材料弹性膜盘结构并对其传递扭矩的能力和轴向位移补偿能力进行试验测试.结果表明:非等厚的碳纤维复合材料弹性膜盘结构可传递扭矩5 kN·m,轴向位移补偿能力可达到3.5 mm,可用做弹性联轴器中的弹性元件.     

应用碳纤维筋控制桥墩地震损伤方法初探

为了减轻地震损伤和提高桥梁损伤以后的恢复能力，提出了在塑性铰区域配置部分碳纤维筋的桥墩抗震设计概 念.用碳纤维筋替换部分纵向钢筋，利用碳纤维弹性模量与钢材相近而且强度高的材料特性来改善桥墩在强地震作用下损 伤以后的变形性能.以一实际桥墩为例，用截面分层法计算碳纤维含量对截面弯曲性能的影响，确认了配置少量碳纤维可 以提高纵向钢筋屈服以后的二次刚度结构特性.应用非线性地震响应分析方法，以不同强度和不同形式的地震波作为输入 条件，根据桥墩的残余变形、最大曲率响应和能量吸收量等方面的比较结果验证了碳纤维筋对减轻地震损伤的作用.分析 结果表明，如将普通纵筋的5%改配为碳纤维筋，在强地震荷载作用下桥墩残余位移以及最大曲率响应均小于普通钢筋混 凝土桥墩.     

特高压输电钢管塔双重非线性分析

输电铁塔通常被简化成桁架结构并采用线弹性和小变形分析方法进行设计,而特高压输电铁塔结构柔度大、负载高、杆件连接复杂,若仍按线弹性分析不能准确反映其真实的受力情况.采用有限元分析方法建立铁塔空间梁杆混合模型,单元模型中考虑几何非线性和材料非线性的双重影响,并与在设计荷载下的真型塔试验对比验证了模型的正确性.分析结果表明,按线弹性和小变形法设计的特高压输电铁塔安全裕度过大、浪费材料,应考虑几何非线性、材料非线性及端弯矩对结构受力性能的影响.最后对铁塔主材的应力计算及次应力分布特点进行分析,为评估特高压输电塔的承载力提供参考设计建议.     

碳纤维加固预应力空心板抗弯承载力试验研究

碳纤维布加固预应力空心板是一种新型加固方法．为研究不同碳纤维黏贴量与黏贴方式对加固效果的影响,按工程实际尺寸设计制作了7块预应力混凝土空心板试件,进行了黏贴碳纤维布加固后,在近似均布荷载作用下抗弯承载力试验研究．结合现行碳纤维片材加固设计规程的不足,提出便于应用的抗弯承载力加固设计计算公式。结果表明：用碳纤维布加固预应力混凝土空心板,可以有效提高试件抗弯承载力;提出的计算公式计算值偏于安全,便于黏贴碳纤维布加固设计应用．     

人体对带电作业间隙放电特性的影响研究

以超特高压典型等电位和地电位作业方式的间隙结构为研究对象,利用真型试验获取了不同工况下等电位人员与杆塔构架和分裂导线与地电位人员构成的作业间隙的放电特性,计算得到了不同类型作业间隙的间隙系数和先导起始电压。通过试验数据对比分析了不同作业位置、操作姿态和线路结构对带电作业间隙绝缘性能的影响,并结合Rizk先导起始模型分析了各类因素的作用机理和影响规律,最后为带电作业的实际操作提出了建议。     

碳纤维布加固二次受力RC构件轴拉数值

目的 研究碳纤维布加固二次受力钢筋混凝土构件轴拉的受力性能,探讨预加载程度、持载程度和构件开裂荷载、极限荷载之间的定量关系.方法 采用大型通用有限元软件建立了碳纤维布增强二次受力钢筋混凝土轴心受拉构件计算模型,对碳纤维布加固后预加载程度和持载程度对构件开裂荷载、极限荷载的影响进行了分析,并通过8根构件进行试验对比.结果 数值研究表明,计算结果与试验数据有较好的一致性,混凝土开裂后的持载对碳纤维布加固二次受力钢筋混凝土轴心受拉构件极限荷载影响很大,比不持载时提高程度降低75%.结论 采用碳纤维布加固二次受力钢筋混凝土轴拉构件以提高其承载力可行,研究成果对实际工程具有借鉴作用和参考价值.     

预应力等效荷载计算的通用方法及其简化

应用微分几何曲线论基本公式,建立了张拉按抛物线布置的预应力筋引起的等效荷载计算的通用方法及通用方法的简化方法．经计算分析,给出了目前张拉预应力筋引起的等效荷载计算的常规方法的适用范围．为合理设计预应力混凝土转换梁等特色结构提供了部分参考．     

CFRP加固钢筋混凝土整体式板桥的受力性能研究

为研究粘贴碳纤维布对在役钢筋混凝土桥梁受力性能的改善效果以及对已有裂缝的抑制能力,结合某具有较大纵向裂缝变截面连续整体现浇混凝土板桥的损伤特点,介绍了碳纤维布加固该类桥梁的设计要点．分别进行了加固前后的对比性荷载试验,试验结果表明,粘贴碳纤维布可明显抑制整体式板桥已有纵向裂缝的扩展,降低受拉区混凝土应变水平,改善荷载横向分布规律,提高上部结构整体受力能力．     

冲刷作用下桥墩结构体系的有限元计算

在泥沙冲刷和动水压力的耦合作用下,采用ANSYS有限元软件构建了桥墩-承台-桩-土的三维有限元模型,在不同冲刷深度情况下对桥墩结构体系进行了受力分析,计算了桥墩结构体系的屈曲荷载、墩顶的水平位移和竖向位移以及在桩侧和桩端的土抗力及桩身变形。结果表明,当冲刷深度从0 m增加到15 m时,桥墩结构体系的屈曲荷载由7.65×10⁵ kN减小到0.89×10⁵ kN,仅为未冲刷时屈曲荷载的11.63%。当冲刷深度从0 m增加到14 m时,桥墩顶部水平位移由3.15 mm增加到57.99 mm,桥墩顶部竖向位移由26.99 mm增加到28.73 mm,桩侧土平均摩阻力由35.33 kPa减小到26.29 kPa,桩端土竖向抗力由11 008.44 kPa增加到12 152.89 kPa,桩侧土水平抗力最大值由23.47 kN增加到248.94 kN,桩身最大水平位移由2.31 mm增加到52.36 mm。随着冲刷深度的增加,桥墩结构体系变形大幅度增加,竖向承载力降低幅度十分显著,桥墩结构体系很容易发生失稳。     

角钢-双T型纵横梁拼接节点承载特性研究

拼接节点作为钢桁架结构重要的连接部位,其承载力和刚度是影响钢桁架整体结构安全性和稳定性的重要因素。本文结合大直径钢桁架筒仓施工支撑平台设计提出两种角钢–双T型纵横梁拼接节点的拼接形式,为研究其承载特性,采用静力加载试验和有限单元法,对这两种拼接节点进行研究,分析相同受力和相同约束等条件下带腹板连接板拼接节点和带腹板端板拼接节点的抗弯刚度、极限荷载及破坏模式,以确定较合理的角钢–双T型纵横梁拼接节点的拼接形式,实现大直径钢桁架筒仓施工支撑平台的装配化施工。研究结果表明：相同约束条件下,当荷载达到150 kN时,试验测得带腹板连接板拼接节点的位移比带腹板端板拼接节点的位移小–1.73%,且其抗弯刚度比带腹板端板拼接节点高8.76%。采用有限单元法对带腹板连接板拼接节点和带腹板端板拼接节点进行数值模拟,当荷载达到极限荷载200 kN时,带腹板端板拼接节点塑性变形较大,最后带腹板端板拼接节点先于构件发生剪切破坏;当荷载达到极限荷载220 kN时,带腹板连接板拼接节点塑性变形较大,最后构件先于带腹板连接板拼接节点发生压屈破坏。带腹板连接板的拼接节点更符合“强节点弱构件”的节点设计原则,满足大跨度钢桁架节点拼接要求,其研究成果为钢桁架整体结构性能的研究提供理论依据。     

灰岩地区超大吨位荷载下嵌岩桩承载力特性分析

基于南宁市灰岩地区进行的超大吨位桩基静载试验,对桩身轴力和变形进行了测量,并利用有限元软件分析了桩长、桩径、长径比3 个因素对灰岩地区嵌岩桩承载特性的影响。试验结果表明: 嵌岩深度约为10 m 的试验桩最大试验荷载在31 000 ～ 36 000 kN,能够达到设计承载力要求,而嵌岩深度约为5 m 的试验桩承载力均达不到设计承载力要求; 嵌岩深度对灰岩地区嵌岩桩的承载特性影响最大,嵌岩段越长,桩的承载力越高。     

碳纤维板加固梁的理论计算与试验分析

通过计算内嵌碳纤维增强复含材料（CFRP）抗弯加固钢筋混凝土构件开裂时的开裂荷载和受拉钢筋屈服时的屈服荷载,并对加固梁和对比梁进行了静力加载试验,结果表明该计算结果和试验基本吻合,可以用来分析碳纤维板加固梁的效果。混凝土梁经碳纤维板加固后,开裂荷载和屈服荷载都有一定程度的提高,内嵌碳纤维板能提高梁的极限承载力,是一种有效的加固方法。