唐冕
- 作品数：36 被引量：72H指数：6
- 供职机构：中南大学土木工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金湖南省交通科技项目更多>>
- 相关领域：建筑科学交通运输工程理学一般工业技术更多>>
- 加劲长悬臂板混凝土箱梁施工阶段受力状态优化被引量：8
- 2020年
- 加劲长悬臂板预应力混凝土箱梁桥在施工过程中,其节段线处悬臂板常常出现横向、斜向裂缝。为了制定合理措施来优化受力状态从而避免裂缝的出现,文中对裂缝的开展机理进行了研究,利用MIDAS FEA软件建立桥梁节段模型,进行自重和预应力作用下的剪力滞效应分析。通过将有限元计算结果与工程实测结果进行对比,验证了有限元模型的正确性;通过改变预应力筋的张拉顺序,研究了不同工况下的截面应力状态,并用于指导工程实践。研究结果表明:剪力滞效应造成的悬臂板端部压应力储备不足是导致悬臂端产生裂缝的原因之一,可通过悬臂端加配筋予以改善;通过合理地改变预应力筋的张拉顺序,可以有效改善结构的预应力储备,优化应力状态,减少施工过程中裂缝的出现。
- 宋旭明李梦然赖明苑唐冕
- 关键词：混凝土箱梁受力状态剪力滞矮塔斜拉桥
- 基于碰撞仿真的新型装配式护栏防护性能被引量：1
- 2021年
- 针对现有混凝土刚性护栏吸能缓冲能力不佳、给行车安全带来危险等问题,提出一种新型装配式防撞护栏。为验证其可行性,利用LS-DYNA有限元软件建立护栏-桥面板协同受力模型,模拟小客车和40t大型货车在不同速度下与护栏的碰撞过程。数值模拟结果表明:碰撞过程中车辆未翻越栏杆,爬升高度和驶出角度较小,新型护栏改善大货车的导向效果优于小客车;驾驶员位置处横向加速度峰值明显降低,最大降低幅度达60.8%;新型护栏受到的纵横向碰撞力峰值均得到减小,纵向力最多降低49.2%.新型护栏导向性好,具备更佳的吸能缓冲效果,能有效提高乘车安全性,可为实车碰撞试验提供参考。
- 宋旭明潘鹏宇荣亚威唐冕
- 关键词：吸能装配式防撞护栏行车安全
- 一种装配式单坡型桥梁防撞护栏
- 本发明公开了一种装配式单坡型桥梁防撞护栏，安装于桥梁路面边缘设置的悬臂边上，包括缓冲块和沿桥梁纵向布置的至少一个护栏节段，所述护栏节段中朝向桥梁路面的侧面上设有沿桥梁纵向开设的缓冲槽，所述缓冲块嵌设于缓冲槽中，并能沿桥梁...
- 宋旭明潘鹏宇程丽娟荣亚威唐冕
- 文献传递
- 侵蚀环境下矮塔斜拉桥时变承载力研究与评定被引量：1
- 2022年
- 矮塔斜拉桥造型独特、美观大方、经济合理,近年来在国内外应用广泛。为了研究其在侵蚀环境下的承载能力随时间的变化规律、评定桥梁的工作状态,以我国东部沿海地区某在役刚构体系矮塔斜拉桥为工程背景,通过全桥有限元模型得出矮塔斜拉桥的最不利受力位置,探讨墩、塔等关键构件合适的混合单元模拟方式,分析得到精度和效率均较高的单元比例系数。采用ANSYS建立梁单元与实体单元相结合的精细化混合有限元模型,分析斜拉索、钢筋和混凝土等多种劣化因素影响下的桥梁时变承载力的变化规律。研究结果表明:在第20~30年间,斜拉索锈蚀对刚构体系矮塔斜拉桥承载力的影响尤其显著,经过每20年换索后,拉索可始终处于良好的力学性能状态;第30~60年间,影响桥梁承载力的主要因素为混凝土的劣化等因素,在60年之后预应力钢筋锈蚀加剧,结构的承载力降低速率加快。参照《公路桥梁承载能力检测评定规程》,在计算混凝土和钢筋的截面折减系数的基础上拟合出桥梁承载力的时变表达式,引入承载力恶化变量,发现其与时间呈现负相关,为同类桥梁在侵蚀环境下的时变承载力评估提供参考。
- 周雨洁宋旭明唐冕李金鹏
- 关键词：矮塔斜拉桥承载力评定
- 深厚软土地段桥梁地基系数比例系数试验研究被引量：1
- 2023年
- 桥梁桩基地基系数的比例系数m值对桥梁纵横向刚度影响较大,选取合理的m值是高速铁路桥梁设计中的重要问题。规范中给出的m值取值范围较大,为了确定软土地段m值的合理取值,通过水平静载试验,结合规范改进群桩m值的计算方法,获得单桩和群桩水平荷载与桩顶位移之间的关系曲线,进而计算单桩和群桩的m值,并对单桩和群桩m值之间的差异进行了分析。结果表明:m值随地面处水平位移增加呈幂函数衰减趋势;由于群桩效应使得群桩、单桩m值差异较大;试验工点的群桩m值建议取2600 kN/m4,该取值可为土层相似地段地基系数比例系数的取值提供借鉴,计算方法也可为类似工程m值的快速估算提供参考。
- 宋旭明王天良唐冕潘鹏宇
- 关键词：深厚软土高铁桥梁
- 新建并行工程对高铁轨道位移影响的概率分位研究被引量：1
- 2023年
- 目前,既有高速铁路用地范围内新建并行工程越来越普遍。在计算新建并行桥梁对既有高铁轨道位移的影响过程中,针对土层力学参数离散性大造成的计算结果可靠性难以评估的问题,建立土体-桥梁-轨道有限元模型,采用参数敏感性分析方法计算轨道位移变化对土层力学参数摄动的敏感性,提取敏感系数较大的参数,利用响应面法获得轨道变形与敏感的土层力学参量的多项式关系。根据土层参数的概率分布进行响应面函数计算,并评估计算结果的可靠度。研究结果表明:依托工程所处地区,轨道位移对含砾质黏土和粉质黏土的力学参数敏感性系数较大,其中内摩擦角对轨道位移的影响最为显著。对响应面函数进行评估,高铁轨道位移响应面预测值与有限元模型计算值的误差在1%之内,响应面函数可以代替有限元模型进行既有高铁轨道位移计算;以95%的置信水平计算土层参数变异时依托工程的桥墩位移,得到墩顶横向位移值为1.119 mm,竖向位移值为-0.725 mm,工程的可靠性较高。通过响应面拟合有限元计算结果,可以极大地提高计算效率,获得考虑土层参数离散性时既有高铁轨道位移计算结果的概率分位值,能为今后类似工程预测轨道位移提供一种可靠度分析方法。
- 梁喜燕宋旭明李梦然唐冕
- 关键词：响应面函数
- 混合体系多塔矮塔斜拉桥推倒分析的适用性研究
- 2022年
- 为了研究推倒分析求解混合体系矮塔斜拉桥地震响应的适用性,以某混合体系多塔矮塔斜拉桥为工程背景,采用SAP2000建立空间有限元模型,分别对桥梁结构进行弹性和弹塑性推倒分析,探究在多塔矮塔斜拉桥地震分析中传统推倒和模态推倒的优劣及结构在塑性状态下不同计算方法的精确程度。结果表明:在弹性状态下,混合体系矮塔斜拉桥顺桥向和横桥向的地震响应不仅仅由一阶振型控制,高阶振型的影响依旧显著,这导致传统荷载模式求解结果偏差过大,而考虑高阶振型的MPA法在弹性及弹塑性阶段的适用性均较好,且Chopra法与ATC-40法在塑性地震响应求解方面具有良好的统一性。在塑性状态下,ATC-40法和Chopra法得出的纵横向基底剪力与非线性时程偏差较大,建议当采用ATC-40和Chopra法计算混合体系多塔斜拉桥地震下内力响应时需要综合考虑其他模态控制点的影响。
- 周雨洁宋旭明邹卓唐冕
- 关键词：矮塔斜拉桥抗震分析能力谱法
- 一种单元式可展开桥墩防撞装置
- 本发明公开了一种单元式可展开桥墩防撞装置，包括桥墩本体、浮力组件和安装在浮力组件上的多个柔性缓冲防撞单元，浮力组件以能随水位高低变化上下浮动的方式安装在桥墩本体上用于使多个柔性缓冲防撞单元保持在水面附近位置，多个柔性缓冲...
- 宋旭明罗祥威唐冕
- 堆载作用下高铁桥梁轨道形位变化的可靠度研究被引量：1
- 2022年
- 依托合福(合肥—福州)高铁附近某堆土造景工程,建立土体-桥梁-轨道一体化有限元模型,分析高铁轨道形位变化的单因素敏感性,采用Box-Behnken试验设计和二次回归正交设计拟合轨道形位不平顺的响应面模型。使用Bootstrap法对样本扩大得到土层信息的分布特征,将响应面模型作为结构功能函数,采用蒙特卡罗法进行107次抽样,得到轨道形位变化计算结果的可靠概率。研究结果表明:轨道形位变化对堆载等级和堆载距离敏感度最大,在设定的参数范围内,响应面的预测结果与有限元计算结果的最大偏差为7.53%,响应面模型可以较好地代替有限元计算。该方法可方便地用于获得不同轨道形位限值下计算结果的概率分位,为类似工程轨道形位变化的快速估算提供一条新途径。
- 宋旭明王天良唐冕许珈豪
- 关键词：高铁桥梁堆载响应面可靠度
- 基于向量化的BESO方法灵敏度过滤快速算法被引量：1
- 2023年
- 在使用双向渐进式拓扑优化算法(BESO)时,优化结果中常会出现棋盘格和网格依赖的现象。单元灵敏度过滤器是解决此类问题的有效方法,但随着结构规模扩大单元数量增多,计算单元权重因子耗时将十分可观,其原因是计算单元的权重因子数据需进行多次循环嵌套,逐一计算单元中心距,串行算法使得计算效率低下。通过结合深度学习训练模型中将数据集进行向量化预处理的思想,对灵敏度过滤计算所需数据进行向量化预处理,并推导了基于向量化的单元灵敏度过滤算法,将逐一的标量运算改进为可并行的矩阵运算。对向量化算法中可能出现的储存空间占用过大的问题,使用稀疏矩阵对储存空间进行优化,提出进一步改进的Sparse算法。通过ABAQUS二次开发实现了改进后的BESO拓扑优化流程,分别使用二维和三维悬臂梁算例进行计算时长验证,结果表明向量化的灵敏度过滤算法的加速比相对于双循环算法最高可达6,Sparse算法的加速比可达8,改进后的算法极大提升了单元权重因子和灵敏度过滤的计算速度。在计算权重因子时,Sparse算法的耗时略高于向量化算法,但在优化总耗时方面,Sparse算法优于向量化算法;当结构规模大单元数过多时,向量化算法可能限于硬件的内存容量无法计算,而Sparse算法则能够正常计算。
- 包世鹏宋旭明唐冕
- 关键词：向量化拓扑优化加速比
