安全承载能力

关键词： 焊接

安全承载能力（精选九篇）

安全承载能力 篇1

从国家电网公司提出了“全面开展班组安全承载能力分析”的理念以来,国内鲜有具体的实施办法,德清县供电局班组安全承载能力分析系统以“安全承载能力分析”为手段,以工作监护人(许可人)、操作(作业)人、生产装备为分析要素等各方面综合对班组安全承载能力进行分析,并用分析的结果指导在人员能力和资源配置的承受力内编写对应的预控措施和进行工作安排。

1 系统功能

1.1 安全承载能力分析要素

安全承载能力分析要素包含:工作监护人(许可人)的技能等级、工作经验、安全积分;操作(作业)人的技能等级、工作经验、安全积分;生产装备的匹配程度、工作经验;要素的评估标准等内容,每个分析要素都对应有详细的评估内容选择。在进行安全承载能力分析时,系统根据选择项自动计算。安全承载能力分析要素如图1所示。

1.2 安全承载能力分析

首先选择作业对应的工作监护人(许可人和操作(作业)人,然后根据实际情况填写对应的评估项,如果有对应的人员信息维护库,系统可以自动计算出工作监护人(许可人和操作(作业)人的技能等级、工作经验、安全积分对应的分值,并且自动汇总出该作业对应的承载能力分析结果。系统提供的安全承载能力评估分与作业风险匹配标准为:重大风险需95分以上,较大风险需90分以上,一般风险需85分以上。标准可以根据实际情况进行调整。

安全承载能力分析界面如图2所示。

1.3 控制措施卡

在安全承载能力分析达不到满分时,系统自动生成对应的控制措施,并汇总到控制措施卡中,供打印出来带到现场使用。同时,可以根据实际需要,评估人员可以增加、修改、删除对应的控制措施,以更适应现场的需要。控制措施卡的界面如图3所示。

2 系统实现

2.1 系统架构

本系统基于.NET技术架构,用户无需安装客户端即可使用系统的所有功能,极大程度上降低了系统的维护和管理成本。

系统实现了组件化设计理念,采用浏览器+中间件+应用服务器+数据库服务器的多层结构,显示逻辑、业务处理逻辑和数据访问逻辑分开,拥有完备的安全控制结构和通用的数据访问结构,运行稳定,性能较高,易于维护并具有良好的可扩展性和安全性。

2.2 流程引擎

为保证系统流程稳定、高效的流转,本系统实现了符合WFMC标准的通用工作流平台,实现所有业务流程的定义、驱动、监控的集中管理:

(1)流程引擎支持图形化实现复杂业务逻辑,提供图形化流程组织结构,支持各种角色、关系、相对关系等功能,具有良好的易用性和扩展性。

(2)系统管理器提供各种异常管理功能,比如重新激活停滞流程,重新指派代理,提供各种协同功能,支持流程动态功能,比如客户端支持指派代理、重新提交流程等。

(3)管理员可方便对地流程异常进行监控、干预。

(4)高度可扩展及集成能力,支持图形化配置即可集成各种应用系统,支持包括客户端定制、表单定制、集成第三方系统等接口,流程规则、表单、步骤条件等均可调用XML、Web services等。

3 系统应用情况

经过1年的研究和开发,德清县供电局班组安全承载能力分析系统与2012年2月开始在德清县供电局上线运行,同时根据用户的需求,系统功能不断得到改善和加强。通过本系统的实施和应用,提高了安全承载能力分析的科学性、客观性;同时也实现生产任务和班组人员安全承载能力的匹配和优化,实现与电力企业安全管理相关制度的充分结合,充分发挥班组风险评估结果对安全生产管理和现场作业的指导作用。

4 结束语

综上所述,德清县供电局班组安全承载能力分析系统是一个全面、综合的信息化解决方案,为班组安全承载能力分析提供了全面的智能化、信息化支持,实现科学、实时、准确的班组安全风险评估,不断夯实了安全生产基础,提升了安全生产管理水平。

参考文献

[1]国家电网公司.供电企业安全风险评估规范[M].北京:中国电力出版社,2008年.

[2]国家电网公司.供电企业作业安全风险辨识防范手册[M].北京:中国电力出版社,2008年.

[3]Wil van der Aalst,Kees van Hee.工作流管理—模型方法和系统[M].北京:清华大学出版社,2004年.

城镇综合承载能力 篇2

提高城镇综合承载能力是党中央根据中国城镇化的实际情况提出的新要求，也是积极稳妥地推进城镇化的根本措施。什么是城镇综合承载能力？如何提高城镇综合承载能力？是我们应该认真研究和思考的问题。

城镇综合承载能力是一个新概念，它不同于以前比较常用的“完善城市功能”一词，它比“完善城市功能”更全面、更直接。从宏观角度上看，它既包括物质层面的自然环境资源承载能力，如水土资源、环境容量、地质构造等；也包括非物质层面的城市功能承载能力，如城市吸纳力、包容力、影响力、辐射力和带动力等。从微观角度上看，它是指城市的资源禀赋、生态环境、基础设施和公共服务对城市人口及经济社会活动的承载能力，即整个城市能容纳多少人口，能承担多少就业，能提供多少良好的生活质量等，它是资源承载力、环境承载力、经济承载力和社会承载力的有机的结合体。结合目前我国城镇发展现状，要提高城镇综合承载能力，我认为应当加强以下几方面的工作：

加快推进经济结构调整和增长方式转变。加快推进经济结构调整和增长方式转变，就要从传统的资本拉动型、资源消耗型、管理粗放型的发展模式中走出来，把节约资源作为基本国策，发展循环经济，保护生态环境，更加注重城市建设和资源综合利用的有机统一，将节能、节水、节材、节地和资源综合利用贯穿于城市生产、流通、消费的各个环境，以最小的资源消耗获得最大的效益。同时，开发 1

以核能、太阳能、风能、沼气为代表的新能源技术，并利用价格、税收、财政等政策，激励新能源走出实验室并加以普及，实现可持续发展。

切实做好城镇规划工作。提高城镇综合承载能力要从城镇规划入手，改变过去从城镇发展需要来考虑资源供应的思维模式，根据各地经济社会发展水平、区位特点、资源禀赋和环境基础，根据资源和环境的承载能力来合理确定各地城镇化发展的目标，因地制宜地制定城镇化战略及相关政策措施，引导城镇的合理布局和协调发展。将城镇发展建立在与资源和生态环境相协调的基础上，按照自然环境资源环境条件来谋划城镇发展。

统筹城乡区域发展。城镇的空间分布及规模与经济布局、特别是区域经济的形成密切相关。处理好城市与区域统筹发展、城市与乡村统筹发展的关系, 在更广阔的空间领域研究资源配置问题，在更大范围内实现土地、劳动力、资金等生产要素的优化配置，能够充分发挥城市聚集效益和辐射效益，增强城市的辐射力和带动力，从而提高城镇总体的综合承载能力。因此要统筹考虑经济布局、就业岗位、人口居住、资源环境以及现有开发密度和发展潜力等因素，逐步形成布局合理的城镇化空间格局。鼓励资源环境承载力比较好的区域多发展城市、多积聚资金和人口；对于资源环境承载力已经达到或者严重超过承载力，而且要付出极大的成本才能够提高承载力的地区，要适度限制扩张；人口分散、资源条件较差的区域要重点发展现有城市、县城和有条件的建制镇。注重优化整合城市群，加强分工协作和优势互补，消除低水平盲目竞争，增强城市群的整体竞争力。统筹规划，形成若干用地少、就业多、要素集聚能力强、人口合理分布的新城市群。

加强城镇基础设施建设。完善的基础设施和公共设施、良好的人居环境，是促进城镇经济发展、提高综合承载能力、构建和谐社会的重要基础和条件。在基础设施方面，特别要完善交通、水电、通讯、住宅及教育、科学、文学、艺术、卫生、体育等设施。建设部门应当着力搞好道路、供水、排水、供热等市政公用设施和基础设施建设，研究提高城市基础设施建设统筹管理水平，着力推进优先发展城市公共交通正确战略思想的实施。推进地下管网布设与地下空间利用、推进水资源综合利用的统筹建设、统一管理、综合协调。调整和优化城镇建设投资结构。引导城镇建设资金主要用于完善和配套现有设施，重点加强城市供排水管网、燃气管网、供热管网、共同沟、防灾设施等改造和建设、城市公共交通设施建设、重点流域城市水污染防治设施建设。坚持走以改革促发展的城市发展路子，加大市政公用事业市场化改革力度。更多的考虑引入市场机制，发挥市场对完善城镇基础设施建设的重要作用，增加市政公用产品和服务供给。

提高城市管理水平。规范而高效的城市管理，是推动城市健康发展的关键，是提高城镇综合承载能力的重要手段。要更新城市管理观念，从重视建设轻管理，转变到建设和管理并重，通过加强城市管理，提高城市建设和运行效率。充分运用科技手段管理城市，创

新城市管理方式。加速城市管理信息化，大力发展电子政务，推动数字化、网络化技术在城市工作中的广泛应用。重视城市综合防灾，保障城市安全和正常运行。搞好城市防震、防洪、防空、消防等防灾减灾设施的建设。建立健全各类预警、预报机制，提高应对突发事件和抵御风险的能力。要保障城市供水、燃气、地铁、公共交通等市政公用产品和服务的供给和安全，加强市政公用产品的质量安全监督。

客车安全性能—承载生命、承载希望 篇3

空泛的口号，无谓的诠释，甚至拿安全性能作为噱头炒作，这些显然都敌不过事实的检验。只有在乘客的生命真正受到威胁的时候，安全性能这个词才显示出了它真正的意义，当然我们希望坐车的人平平安安达到目的地、希望旅途一帆风顺，可是总有这样那样的意外困扰着我们、威胁着我们的安全。

11月，正是寒风渐起、思乡情切的日子。在甘肃的高速公路上，一辆亚星JS6128HD1十二米大客车载着一车的乘客踏上了旅程。行驶途中亚星车因为避让别的车辆将要发生翻车事故，眼看一场惨剧将要上演，然而结果却是出人意料、让人欣喜：只有三人轻伤，到医院检查后当晚全部回家。而亚星车，骨架轻微变形，乘客门处玻璃破碎，前风窗玻璃还是乘客为了逃生而用安全锤敲碎的，车子吊过来后，又开回了修理厂。

原本凶险的景象在几分钟之内奇迹般化解，我们欣喜的同时，不禁后怕，这样的幸运每次都能遇上吗？对于乘客来讲，安全是出行的第一要素，安全抵达是最重要的；对于客运企业来说，安全不仅是公司形象的保障，也是经济效益的保障，一旦发生交通事故，巨大的经济损失很可能会使客运企业陷入绝境；对于客车生产企业来说，安全体现了客车制造者的社会责任感。这个事故告诉我们：安全性能不是一句口号，对客车企业来说，保障乘客的安全，不在于你说了多少，而在于你做了多少。

上世纪九十年代，在贵州同样发生过此类事件，一辆‘亚星’生产的JT663翻滚下30米深的悬崖，其车顶骨架变型量没有超过10%，而且车辆还正常在崖谷底启动行驶至一个离路面较近的地方被吊起。说明其车身骨架强度在那时就已经达到欧洲客车侧翻标准要求。

安全承载能力 篇4

随着智能电网的发展,与配网生产、管理相关的应用系统不断涌现,业务数据量不断增加[1],配网通信系统应实现对多种业务的通信支撑。同时,根据国家电力监管委员会5号令(电力二次系统安全防护规定),电力二次系统安全防护工作应当坚持安全分区、网络专用、横向隔离和纵向认证的原则,以保障电力监控系统和电力调度数据网络的安全。在现有的配网通信方式中,MSTP/SDH可以有效地隔离不同类型的业务,但其无法适应IP数据业务迅猛增长的需求[2],成本问题也制约了其在点多面广的配网环境中应用;工业以太网交换机和EPON技术基于包交换,难以提供有效的通道隔离,不能满足智能配网的业务隔离要求。分组传送网(Packet Transport Network,PTN)是基于分组技术的、面向连接的传送技术[3],可以提供电信级的可靠传输[4],同时能够实现不同通道间的有效隔离[5],能够提供多业务技术支持[6]。

理论分析表明,PTN网络能够实现业务通道的有效隔离,但无法实现完全隔离。本文对PTN网络进行了安全增强设计,在网络层实行分域控制管理,实现上层业务在PTN承载网络上的传输隔离;配置网络流量分布监控系统,反馈PTN网络的流量状态,发现和阻断非法流量。安全增强设计方案保证了PTN网络统一承载的智能电网各业务系统的应用安全。

1 PTN网络安全属性分析

通信网络在技术机理层面,可根据复用技术机理与寻址技术机理组合分类。复用技术分为确定复用技术和统计复用技术,寻址技术分为有连接操作寻址技术和无连接操作寻址技术,2类复用技术和2类寻址技术组合,形成4类网络形态[7],如表1所示。

PTN以分组业务为核心,采用统计复用,为业务提供面向连接的柔性管道,因此属于第4类通信网络形态。

通信网络的机理决定通信网络的安全属性,通信网络的安全属性是通信网络安全与否的基础。第4类通信网络采用统计复用和有连接操作寻址,由媒体网络和支持网络(同步网和管理网)组成,其网络安全属性分析如下[7,8]:第4类通信网络用作核心网络时,通过适配器与数据通信网本地网络连接;信号出入核心网时,输入端口和输出端口是确定的;第4类通信网络先建立连接然后传递信号,连接经过的节点是确定的,连接经过各个节点之间的电路是不确定的;在第4类通信网络中,控制信号(管理信号)与媒体信号(业务信号)是分别在不同的路径中传送的,控制信号只能在信令网络或管理网络中传递,媒体信号只能在用户之间传递;第4类通信网络的支持网络(管理网络和信令网络)只接受管理网管理者或信令网管理者控制。因此,第4类通信网络的媒体网络具有比较好的网络安全属性。

2 PTN传输延时计算

2.1 PTN传输延时属性分析

第4类通信网络存在连接建立过程和通信过程。有连接操作寻址机理决定了分配标签过程就是网络资源分配过程,时间是个变数,但是一旦建立连接,传递路由就确定了;统计复用机理决定了如果信道空闲,信号可能实时通过,如果信道拥挤,信号需要排队,等待时间是个因网络负荷而变的变数。

PTN不需要重新建立连接,这就消除了建立连接过程的不确定延时,因而大幅度降低了传输延时,特别是把一个比较大的可变延时转化成为最小可能的确定传输延时。

2.2 PTN传输延时计算模型

传输延时计算模型如图1所示。

在该模型中,传输延时指决定控制时刻到执行控制时刻之间的延时,其中包括等待延时、传输延时和解码延时。

由2.1节分析可知,在PTN中,传输时延仅仅包括信号在媒体中的传播时间。

2.3 PTN传输延时计算

在进行计算前,首先进行如下假设:

①控制信号长度:80 bits;

②留控制信号专用传递信道;

③控制信号在PTN中传递,全程处理延时(和电波传播延时)不超过2个传输帧周期;

④控制信号编码的解码时间不超过一个控制信号长度;

⑤传输延时计算模型如图1所示,传输延时定义为执行控制时刻相对决定控制时刻的延时;

⑥采用以太网业务的PWE3封装帧结构,传输速率2 048 kbit/s。

以太网业务的PWE3封装帧结构如图2所示。

控制信号长度为80 bits,即10 bytes,而数据帧中Payload的最小长度为46 bytes,所以Payload字段的长度取46 bytes,于是数据帧周期为(4+4+4+6+6+4+2+46+4)*8 bits/2 048 kbit/s≈0.31 ms。

PTN传输延时计算:在每一个PWE3数据帧提供一个用户数据包,即80 bits,传递一个完整遥控信号需要1个信元周期。所以等待时间为1个信元周期;传递时间小于2个信元周期;解码时间为1个信元周期,所以,传输延时为4个帧周期,即传输延时约为1.24 ms。

《电力系统远方跳闸信号传输装置》(DL/T688-1999)中对继电保护系统的动作时间具体要求如下[9]:保护系统故障切除时间典型值为28~190 ms;远方跳闸信号传输系统总动作时间为50~70 ms;最大实际传输时间(有噪声情况下)为5~65ms。《微波电路传输继电保护信号信息设计技术规定》(DL/T5062-1996)中规定微波通道(光纤通道参照执行)传输主保护信息时传输时延应不大于5ms[10]。根据上述计算可以看到,控制信号在PTN中的传输延时小于5 ms,使用PTN网络传输支持电网控制信号是可行的。仿真环境下的测试结果也证明,PTN网络可以满足广域继电保护业务对网络时延的要求[11]。

3 PTN网络安全增强设计

PTN网络基于MPLS-TP技术,通过标签交换路径(Label Switch Path,LSP)和端到端的伪线仿真(Pseudo Wire Emulation Edge-to-Edge,PWE3)等机制,能够实现网络中不同业务通道的有效隔离[12],并可基于互信息计算PTN中2个通信通道的隔离度[13],计算表明,PTN网络中不同通道间的隔离度介于0和1之间,即无法实现完全隔离,从安全的角度考虑,PTN网络仍然存在安全风险。不同的业务应用承载于PTN网络不同的安全通道中,但仍处于同一网络平面内,统一的承载网络为攻击者提供了更多的潜在入侵路径和攻击点,也使得安全威胁和攻击的跨业务系统传播成为可能,因此对PTN网络进行安全增强设计,保证各业务系统的应用安全。

3.1 在PTN基础上实行分域控制管理

通过在网络层实行分域控制管理的方式,实现上层业务应用在PTN承载网络上的传输隔离,保证业务在传输上的安全,以适应智能电网的特殊通信要求。在网络层面,部署安全分域设备,为不同安全域内的应用提供安全隧道,可实现不同隧道间信息(不同业务系统信息)的相互隔离,同时,可在隧道内实现跨承载网交互信息的完整性、真实性保护[14]。

安全分域设备可以实现对业务系统的边界综合防护,对流入/流出业务系统服务器的数据包进行准入控制,对特定应用协议进行访问控制,实现对用户使用业务系统的行为管理,防止跨业务系统的攻击,加强了对业务系统的安全防护和管理。

安全分域设备可以为业务系统提供数据深度检查功能,对数据进行安全检查,确认数据安全后,再将数据交给应用系统服务器处理,解决了恶意流量伪装为特定应用穿透进入业务服务器的风险。

通过在网络层面进行分域控制管理,可以在统一承载的PTN网络上,有效防止各类应用伪服务器的接入,阻断跨业务系统的网络攻击,实现业务系统信息的完整性、真实性保护和不同安全等级业务的隔离传输,实现对安全风险的有效隔离,保护业务系统的安全。

3.2 建设网络流量分布监控系统

配置一个独立的网络流量分布监控系统,对服务器的输入数据提取来源地址、分组数量和访问次数,对输出数据提取目的地址、分组数量和输出次数,并做出数据来往分布图解,如图3所示。

网络流量分布监控系统采集PTN网络的流量信息,对UNI/NNI/LSP/PW进行流量采集,并对监控数据进行整理分析,得出网络主要端口/PW/LSP最大流量、最小流量和平均流量,以及随时间的分布规律,对PTN网络资源使用情况和进出服务器的数据进行分析。通过对PTN网络所承载的各类型业务的流量进行统计分析,网络流量分布监控系统可以获取PTN网络的流量构成、流量分布和流量变化等情况,能够比较准确地反馈出当前网络的流量状态。通过对上述数据分析,能够独立、客观地观察网络中信号的流动规律,从而判断外部伪服务器的非法访问状况、内部木马输出数据状况以及网络或者服务器的实际传递能力,发现和阻断非法传递,并进行上报。网络流量分布监控系统不但进一步加强PTN的网络安全,而且能够监视、检测和评估PTN的网络安全状况。

4 安全增强能力测试

PTN网络承载的电力网业务包括生产数据网业务、调度系统业务、话音/视频业务、监控业务和远程抄表业务等。根据业务数据类型,可以将上述业务分为数据类业务、语音/视频类业务和管理控制类业务。搭建测试环境,对分域控制管理和网络流量分布监控提供的安全增强能力进行了测试验证。

测试环境如下:在接入PTN网络的业务系统服务器前部署安全分域设备,在业务系统服务器和终端前分布式部署流量监测信息汇集设备,并在网络中集中式部署一台独立的流量综合监测设备,使用思博伦Test Center测试仪模拟数据类业务和管理控制类业务,使用polycom软终端模拟语音/视频类业务,使用思博伦Avalanche C100MP测试仪和MU8000测试仪模拟对业务系统的攻击。

测试方法如下:

①抓取数据类业务、管理控制类业务的通信报文,使用Test Center发送,测试安全分域设备对正常数据类业务、管理控制类业务的支持能力;

②使用polycom软终端进行语音、视频通信,测试安全分域设备对正常语音/视频类业务的支持能力;

③使用Test Center修改数据类和管理控制类业务的通信报文并发送,测试安全分域设备对特定应用协议的访问控制和对协议数据的深度检查;

④使用MU 8000发送异常的语音/视频类业务报文,测试安全分域设备对语音/视频类协议的访问控制和对协议数据的深度检查;

⑤使用Avalanche测试仪进行协议非法报文攻击(包含缓冲区溢出、非法字段扰乱等),测试安全分域设备对协议数据的深度检查和网络攻击抵御能力;

⑥在上述测试过程中,使用流量监测信息汇集设备采集服务器和终端的流量数据,并上报给流量综合监测设备,在流量综合监测设备上对上报的流量数据进行查看、分析和统计。

测试结果表明,安全分域设备能够支持正常业务通信,阻断恶意流量,加强对业务系统的安全防护和管理;网络流量分布监控系统能够采集网络的流量信息,监视、检测和评估PTN的网络安全状况。安全增强设计方案进一步保证了PTN统一承载的各业务系统的应用安全。

5 结束语

岩石地基承载能力修正探讨 篇5

关键词：岩石地基,承载力,修正

地基承载能力是结构设计中首要考虑的问题之一, 因为它不仅影响结构的安全, 而且对结构设计的合理性及工程经济性都具有重要意义。土质地基是自然界普遍存在的, 因此几个世纪以来工程界做了大量的试验研究, 使得土质地基承载力计算理论相对比较完善。而岩石由于受构造及形成成因、地质变迁等各种因素影响, 再加上人们对岩石地基研究的较晚以及对岩石力学特性认识的局限性, 造成了岩石地基承载力理论发展较晚以至于目前尚未有一个明确的理论支撑。

1 问题提出

目前, 随着桥梁结构设计理论的快速发展, 大跨度、新结构桥梁层出不穷, 这些桥梁基础基本均深入微风化或新鲜岩层中。但设计过程中发现, 当按《公路桥涵地基与基础设计规范》以下简称《桥规》所提供的岩石承载力深宽修正进行设计时, 摩擦桩往往要深入岩层几十米, 而按嵌岩桩设计时, 往往只需几米, 若将岩层视为全风化或强风化时桩长反而变短, 甚至不如在粘土中, 这种极不协调的原因就在于对桩端岩石地基承载力修正与否的差异。

有的学者认为既然全风化和强风化岩石需要修正, 那么微风化或新鲜的岩石强度更高更应该修正, 以提高岩石地基承载能力, 减小基础的规模。便也有的学者认为因为土是一种大变形、粘聚性材料, 土质地基可以容许出现局部的塑性变形, 通过容许出现一定程度的变形而获得更高的地基承载力, 而这种“一定程度的变形”可以通过基础埋深两侧的土进行限制, 而基础埋置越深两侧土对这种“一定程度的变形”越能有效限制, 所以土质地基需要深宽修正;而岩石地基主要表现为弹性变形, 且岩层、岩体的强度主要受岩体裂隙控制, 因此当岩体出现微小变形即已经达到塑性变形了, 岩石已经破坏, 因此岩石地基一般不做深宽修正。

2 土质地基承载力及破坏模式

土体地基的破坏模式为:地基土体失稳破坏, 既当地基承载力不足时导致基础底部的土地先是沉降变形, 达到塑性发生剪切破坏, 之后在一定范围内土体破坏后相连形成滑动面, 最后导致基底土体失稳, 地面土体隆起, 所以也叫剪切破坏。

地基承载力由三个部分组成, 第一部分为由土的内聚力提供的承载能力, 第二部分是由基础侧面超载产生的埋深项分量, 第三项为地基土的体积力产生的分量。第二分项的大小与超载成正比, 这就是承载力的深度效应;第三分量与滑动土体的体积力成正比, 基础宽度越大, 这部分承载力的分量就越大, 就是地基承载力的宽度效应。

再加上载荷试验的埋置深度为零, 所测定的承载力没有包含深度的影响;同时由于载荷试验尺寸比基础的尺寸小很多, 因此需要进行深、宽修正。

承载力公式同样由三部份组成, 第一项为基本承载力, 第二项为宽度修正, 第三项为深度修正。

因此, 土质地基的深宽修正与土的破坏机理紧密相关。土是散颗粒结构受压后, 将会在其最不利剪切面上发生剪切滑移破坏, 主要有整体剪切破坏和局部剪破坏。

3 岩石地基承载力及破坏模式

3.1 岩石地基的破坏模式

岩石的成分、构造、形成以及埋藏条件复杂多变。传统观念认为岩石的破坏与土一样, 也是剪切破坏。这方面比较有代表的如:勒单尼[1]通过对均质硬岩地基地破坏模式研究后认为:当基础底面荷载作用在岩基上时, 基础发生沉降, 当沉降达到岩基的弹性极限时, 岩基从基脚处开始产生裂缝, 裂缝逐渐向纵深发展。当荷载继续作用, 岩基就进入岩体压碎 (张裂) 破坏阶段;当荷载继续增大, 岩基的竖向裂缝加密且出现斜裂缝, 并向深部延伸, 这时, 进入劈裂破坏阶段, 由于岩体张裂使岩基两侧产生扩容现象, 导致基脚附近的岩体发生剪切滑移, 这将使基脚附近地面变形而破坏。哥德曼依据这一破坏模式给出了条形岩基的确定方法。

BELL[2]认为岩基承载力与岩体结构密切相关, 破坏模式较多但剪切破坏是最为常见的, 常常发生在完整岩体、节理岩体、破裂岩体和软弱岩体中。这方面比较有代表性的理论计算公式为Hoek-Brown强度准则[3], HoekBrow n准则将节理化岩体视为均匀连续介质。

但近年来各行业的快速发展使得对岩石的理解更加透彻, 越来越多的学者认为, 岩石的破坏和岩石形成的本质-沉积岩相和成岩后生作用密切相关, 形成于不同的沉积岩相和成岩后生作用的岩层具有不同的结构构造特征, 相同或相似的岩体破坏模式, 只存在于那些具有相同或相似的结构构造特征的岩体之间。岩石没有均质的。这方面比较有代表性的为Griffith脆性破坏准则[4], 研究认为天然岩石均含有裂隙, 宏观的和微观裂隙, 只是不同岩石裂缝大小和密集程度不同而已, 没有裂隙的岩石是不存在的。当岩石中裂隙的间距相对工程结构尺寸来说相当大时, 才称为整体结构岩体, 这时, 它不可能出现沿裂隙面的破坏, 只可能是通过岩石内部破坏。岩石如同玻璃一样的脆隆材料, 由于其内部存在着微裂隙, 即使在压力作用下, 也会在微裂隙端部产生拉应力集中, 当拉应力大于该处的抗拉强时, 就会产生拉伸破坏, 从而使裂隙开展或扩展, 同时当拉伸破裂使各相邻裂隙相继贯通时, 则形成宏观破裂面, 然后在剪应力继续作用下产生沿破裂面的滑移, 这样就在宏观上造成“剪切”破坏的假象, 其实岩石破裂的真正原因是“拉伸”而非“剪切”。国内外一些专家通过分析研究证明了该理论的合理性。

3.2 岩石地基的承载能力修正探讨

从以上分析可知, 岩石地基的破坏模式和土质地基既有共性, 又有根本的不同之处, 岩石地基是先从局部微裂隙端部产生拉应力集中, 继而产生贯通性裂缝, 最后表现为沿裂缝滑移破坏;而土质地基只有一个过程, 即土体沿裂隙面发生剪切滑移破坏。

因为两者相似的滑移破坏, 因此, 从理论上讲土质地基的深度修正也适用于岩石地基。但由于岩石地基的承载能力很高, 特别是无风化岩石, 其强度和混凝土相当, 岩体由于深度产生的侧压与其强度相比不会很大。因此, 修正的系数不会像土体一样很大。如日本“国铁基准”中规定基础埋入岩石中超过一定深度时其容许承载力随着埋深的增加可逐步提高, 但不能超过容许承载力的2倍。英国“土木工程师协会实用规范”也有类似规定, 但同样要求修正不超过地表承载能力的2倍。而我国对岩石地基论证较少, 仅重庆地方规范[5]有类似修正条文。

3结论

综上所述, 作者认为对于软岩石或强度较低的岩石地基, 应进行深度修正, 但修正不宜过高。对于强度较高的硬质岩石可不进行深度修正。

参考文献

[1]沈明荣.岩体力学[M].上海:同济大学出版社, 1999:191-193.

[2]BELL F G.Engineering in RockM asses[M].New York:Butterworth-Heinemann, 1994.

[3]WYLLIE D C.Foundations on Rock[M].London:E&FNSpon, 1992.

[4]范景伟.岩石的脆性裂理论[J].四川水力发电, 1984 (1) :107115.

方奥桥承载能力分析 篇6

方奥桥为四跨简支梁桥, 桥面总宽13.2m, 汽车道宽为8.7m, 两侧人行道宽分别为1.68m, 为装配式钢筋混凝土T梁。设计荷载取为汽-20+人群荷载4kN/m2, 验算荷载为挂-100。该桥整体布置见图1所示。经过多年的运营该桥立交匝道的部分结构出现了一些病害, 为摸清该桥的静动载性能, 基于通用有限元程序软件对该桥进行理论分析, 为该桥的现场检测维修提供理论依据[1]。

2 理论分析计算

2.1 平面杆系有限元模型

活载内力计算采用通用分析软件, 计算模型采用空间梁单元, 模型共划分为80个结点和120个空间梁单元, 有限元模型见图2所示[2]。

2.2 活载计算结果

基于通用有限元程序计算出T梁控制断面的设计内力值汇总如表1所示, 经过比较, 设计内力由2#梁控制, 2#梁在设计荷载作用下的弯矩包络图, 如图2所示。通过计算可知, 在挂车-100验算荷载作用下, 2#梁跨中截面的控制正弯矩为9.74E+05N·m。

3 静载实测结果

3.1 挠度测试结果

试验荷载下各挠度测点的计算挠度值和实测挠度值对比可见, 在试验荷载工况3作用下, 测点的实测弹性挠度值与理论计算值的比值在0.52～0.83之间, 其中跨中3#测点的最大弹性挠度实测值为5.6mm, 而对应的理论计算挠度为9.2mm, 两者的比值为0.61, 能满足规范的要求[3,4]。

3.2 应力

在各级试验荷载工况的作用下, 试验桥跨跨中各应变测点的理论应变值、实测应变值及两者的比较如表2所示。在试验荷载作用下, 各片梁最大实测应变与理论最大应变比值比较离散, 校验系数在0.14～1.39之间。各级试验荷载下的各应变测点的实测及计算应变值分布如图4所示。在试验过程中由于横隔梁、纵梁原有裂缝的发展, 导致部分梁体应变的急剧增大, 与理论计算结果有一定差异。

3.3 残余变形

试验结束前对试验桥跨进行了残余变形观测, 可知跨中截面的3#挠度测点最大挠度值为-6.1mm, 相应的残余挠度值为-0.5mm, 残余挠度与最大挠度的比值为0.08。同时可知跨中截面4#应变测点最大应变值为349με, 相应的残余应变值为38με, 残余应变与最大应变的比值为0.1。残余变形值均能满足的要求。

4 结语

该桥通过静载的理论分析计算以及理论计算结果与实测结果的比较分析可见, 该桥外观检查及无损检测结果表明该桥混凝土强度较低, 纵梁、横梁受力裂缝宽度较大, 伸缩缝严重破损, 混凝土碳化深度过大。为此, 建议凿开伸缩缝对应位置的沥青铺装层, 按照受力要求重新设置伸缩缝。建议采用粘贴钢板的方法纵梁、横梁进行加固, 同时对于梁体裂缝应采用化学灌浆方法进行修补处理。维修后该桥能承受设计荷载, 可以继续使用。

摘要：方奥桥经过多年的运营出现了一些病害, 为摸清该桥的受力行为, 基于通用有限元程序软件进行结构性能分析, 分析结果有助于了解此类桥梁结构的受力性能。

关键词：桥梁工程,结构性能分析,承载能力

参考文献

[1]姚玲森.桥梁工程.北京:人民交通出版社, 1998

[2]郝文化.ANSYS土木工程应用实例.北京:中国水利水电出版社, 2005

[3]交通部科学研究所.大跨径混凝土桥梁试验方法.北京:人民交通出版社, 1982

低匹配搭接接头弯曲承载能力 篇7

1不同匹配比搭接接头的弯曲承载能力

搭接接头均采用角焊缝, 图1所示, 其中, 板厚为2t, 板宽为b, 焊缝熔宽为w, 焊缝余高为h, 搭接量为a。如

设接头中心位置为坐标原点, 由于对称性, 对坐标原点受拉伸左侧进行研究。根据材料力学知识[4,5], 等匹配搭接接头及低匹配搭接接头任意一横截面的最大弯曲正应力分别为:

由式 (5) 可知, 当等匹配搭接接头与低匹配搭接接头的几何参数相同时, 即、, 跨距l不变, 可得:

2提高低匹配搭接接头弯曲承载能力的措施

由式 (7) 可知, 低匹配搭接接头的弯曲承载能力低于等匹配搭接接头的弯曲承载能力。

针对低匹配搭接接头的弯曲承载能力, 结合式 (2) 与式 (5) 可知:

2.1低匹配搭接接头焊缝任意一横截面的余高高度增大, 使该横截面的惯性矩增大, 从而使横截面的最大弯曲正应力减小。因此增大余高高度可使低匹配搭接接头的弯曲承载能力提高。

2.2强度匹配比增大, 可使低匹配搭接接头的弯曲承载能力相对提高。

2.3随着熔宽的增加, 焊趾处横截面所处的弯矩减小, 焊趾处的最大弯曲正应力减小。接头破坏发生于最大应力集中处, 因此增加熔宽w不一定提高搭接接头整体弯曲承载能力。

3结论

3.1低匹配搭接接头弯曲承载能力较等匹配搭接接头降低。

3.2增大焊缝余高高度与强度匹配比可使低匹配搭接接头的弯曲承载能力提高。

3.3增加熔宽, 可使焊趾处应力降低, 但是增加熔宽不一定提高低匹配搭接接头整体弯曲承载能力。

参考文献

[1]张炳范, 马元林, 曾悦坚等.焊缝金属对高强钢热影响区抗冷裂性的影响[J].焊接学报, 1991, 12 (1) :31-38.

[2]张京海, 方大鹏.高强钢低匹配焊接接头应用性能研究[J].材料开发与应用, 2012, 27 (3) :1-3.

[3]程荣龙.高强钢低匹配搭接接头的等承载能力设计[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学, 2010.

[4]王佳杰, 董志波, 刘雪松等.弹性阶段低匹配对接接头三点弯曲余高形状设计[J].焊接学报, 2012, 33 (8) :37-40.

[5]刘鸿文.材料力学 (II) [M].北京:高等教育出版社, 2004.

[6]Tuma J V, Sedmak A.Analysis of the unstable fracture behaviour of a high strength low alloy steel weldment[J].Engineering fracture mechanics, 2004, 71 (9) :1435-1451.

贵州某拱坝极限承载能力分析 篇8

关键词：拱坝,承载能力,弹塑性

1 工程概况

该工程是贵州一小型水电站工程, 挡水建筑物为抛物线双曲砌石拱坝, 最大坝高52.7m, 属4级建筑物。该拱坝未设闸门, 计算坝底高程364.80m, 溢流坝段坝顶高程410.40m, 非溢流坝段坝顶高程416.90m。坝址河谷宽高比为2.0, 厚高比为0.16, 坝基地质为三迭系永宁镇组 (T1yn) 薄至中厚层白云质灰岩, 岩质较坚硬完整, 变形模量为5~10GPa。有关该拱坝的特性参数如下:

1.1 坝体的物理力学参数

坝体拟采用150#混凝土砌块石，块石标号600#。

1.2 拱坝拱冠梁剖面

拱冠梁剖面见图1。

2 分析方法

2.1 弹塑性拱梁分载法

确定拱坝承载能力的方法主要包括模型试验和数值计算两种方法。一般地, 通过数值计算来分析结构的承载能力有两种方法:一种是用弹塑性分析方法, 即根据应力-应变关系、具体问题的初始条件与边界条件、荷载历史等来逐步求解承载能力问题;另一种是塑性极限分析方法, 即忽略中间的弹塑性过程, 直接研究极限状态, 其最大的优点就是回避了工程中最不容易弄清楚的本构关系。

传统的拱梁分载法建立在理想弹性材料的基础上, 应力应变为线形关系, 然而, 实际的坝体材料一般是弹塑性的应力应变的关系是非线性的。实际的拱坝, 由于坝高体薄, 荷载很大, 坝体中某些部位的应力往往会超过弹性极限而进入塑性甚至引起裂缝, 材料的塑性可以自行调整坝体的线弹性应力分布, 使高应力区的应力部分地向低应力区转移, 这是拱坝超载能力强的一个重要原因。为了提高拱梁分载法的计算精度, 必须将坝体材料按近似于本来的性质考虑, 这样就发展为弹塑性拱梁分载法。它的应用范围也大大地扩大了, 不仅可以计算拱坝的线弹性应力, 还可以计算拱坝的弹塑性应力 (应力重分布) 、极限承载能力 (超载系数和强度储备系数) 与相应的破坏模式。

通常情况下, 拱坝荷载不可能大幅度增加, 拱坝的破坏在除去基础沉陷、坝肩失稳等因素的影响外, 主要是材料强度的不足。因此, 比较合理的算法是降低强度参数法。

文章采用弹塑性拱梁分载法, 通过不断降低坝体材料强度指标来计算拱坝的破坏过程, 并估算坝体的强度储备系数。根据规范, 计算的工况及考虑的荷载如下:

1) 工况一:正常高水位

荷载:坝体自重+静水压力+泥沙压力+温度荷载 (温降)

2) 工况二:校核洪水位

荷载:坝体自重+静水压力+泥沙压力+温度荷载 (温升)

2.2 应力计算

弹塑性拱梁分载法的计算步骤可概述如下:1) 线弹性拱梁分载法;2) 根据共轭截面内力确定该截面的变形模量;3) 计算变为系数矩阵;4) ) 解变位协调方程组, 得拱、梁分担的荷载;5) 计算各共轭截面的内力;6) 与上次计算的各截面的内力进行比较, 判断相对误差是否满足要求, 若满足;7) 计算拱坝应力, 变位和坝面主应力;8) 结束。如在6) 中不满足要求转入2) , 则由此可见, 弹塑性拱梁分载法比线弹性拱梁分载法要复杂的多, 线弹性拱梁分载法的计算成果仅是弹塑性拱梁分载法的第一次近似值。

弹塑性拱梁分载法程序出的最大压应力及最大拉应力如下:基本组合 (正常高水位) :最大主压应力为3.90Mpa, 位于中部右拱端下游面395.20m高程;最大主拉应力为1.48Mpa, 位于拱冠梁上游底。特殊组合 (校核洪水位) :最大主压应力为4.93Mpa, 位于中部右拱端下游面395.20m高程;最大主拉应力为1.38Mpa, 位于拱冠梁上游底。

2.3 承载能力分析

2.3.1 基本荷载组合

在基本荷载组合 (正常高水位+温降) 条件下, 其强度储备系数大约为5.5。从K=3.5开始出现受压屈服区, K=4.5时, 受压屈服区进一步发展, 下游面右拱端中部出现较大的受压屈服区, 上游坝面拱冠梁中部出现受压屈服区, 并向四周扩展, K=5.0时, 下游坝面受压屈服区从深度和广度上进一步发展, 并由坝基连通成左低右高的"V"字型, K=5.5时, 上游坝面受压屈服面进一步扩大, 下游坝面出现大面积的屈服区, 坝体已进入不稳定状态, 由此可以估算出该拱坝的强度储备系数约为5.5。

2.3.2 特殊荷载组合

在特殊荷载组合下 (校核洪水位+温升) 条件下, 其强度储备系数大约为5.0。K=3.0时, 出现局部受压屈服区;K=4.0时, 屈服区发展迅速, 下游坝面右拱端已出现较大受压屈服区, 左拱端及坝体底部也出现明显的屈服区;K=4.5时, 上游坝面拱冠梁上部受压屈服区向四周扩展, 下游坝面受压屈服区进一步扩展;K=5.0时, 下游拱端及下部的受压屈服区连通, 形成左低右高的“V”字型, 上游坝面及下游坝面此时已大面积屈服, 坝体进入不稳定状态。由此可以估算出该拱坝的强度储备系数约为5.0。

在两种不同荷载组合下, 坝体的破坏, 上游坝面由上游拱冠中上部区域开始逐步向两岸及向下发展, 下游坝面从中部拱端开始, 逐步向拱冠及下部延伸。

3 结论

1) 由以上计算分析可以看出。但在各种荷载组合下, 该拱坝坝体的最大拉应力都在1.5MPa以下, 出现拉应力的区域不多, 最大压应力都在5.0MPa以下, 其值均在规范允许范围之内, 这说明坝体设计是合理的;2) 通过计算分析, 可以看出该拱坝具有较强的荷载分配调整能力;3) 弹塑性拱梁分载法结果表明, 该拱坝的强度储备系数在基本荷载组合下为5.5左右, 在特殊荷载组合下为5.0左右。

参考文献

[1]王均星, 王开治.弹塑性拱梁分载法及拱坝承载能力估算[J].第二次全国塑性力学学术交流会论文, 1988.

[2]范金星, 王均星.拱坝三维塑性极限分析[J].湖南水利, 1995.

电磁离合器承载能力分析 篇9

1 电磁离合器的结构原理

压缩机使用两种电磁离合器:4极电磁离合器和6极电磁离合器, 除极数不同外其结构相似, 都由线圈、皮带轮、驱动盘、弹簧片、传动板、铆钉和消音塞组成。线圈及其壳体压装在前盖轴径上, 皮带轮通过双列角接触双面密封球轴承坐在前盖上, 驱动盘与传动板铆在一起并压装在主轴上。线圈通电后产生电磁力将驱动盘与皮带轮吸合成一体并带动主轴旋转, 压缩机开始工作, 线圈断电后驱动盘与皮带轮脱开, 皮带轮空转, 压缩机不工作。

1.1 皮带轮轴承

皮带轮轴承的工作条件是非常恶劣的, 既要承受冬天的严寒, 又要承受夏天的酷暑, 既要承受几百公斤的园周力, 又要承受6000-8000r/min的高速。皮带轮轴承应能承受1500C的高温和短时间的高温 (1800C10分钟) , 在任何情况下油脂都不能因高温或密封件受损而流出, 在任何情况下都不能撬开密封圈, 也不能更换油脂。一旦发现密封圈受损就必须更换轴承。

1.2 线圈

由H级耐高温高强度圆铜漆包线制成, 能耐1500C的连续高温和10分种1600C的短时高温。线圈的温升必须满足下式

式中:RO———室温电阻, R1———1150C电阻, T0——室温0C

1.3 磁路材料

构成磁路材料的皮带轮、线圈壳体、驱动盘必须由具有一定强度和高导磁率的材料制成, 纯铁的导磁率最高, 但强度低, 通常用08AL、10、20号钢制成。由于线圈壳体是冲压成型, 故10号钢制成, 皮带轮、驱动盘受力较大, 可用20号钢制成。线圈壳体是固定在前盖上, 前盖必须由非导磁材料制成。

1.4 磁极

电磁铁有南 (S) 北 (N) 两极, 如众所知, 同极相斥异极相吸, 相吸的两个磁极产生一个吸力, 这叫一对磁极。压缩机使用两种离合器———4极离合器和6极离合器, 4极离合器有4对磁极产生4个吸力, 同理, 6极离合器有6对磁极产生6个吸力。根据电磁理论, 线圈通电后产生磁通, 我们形象地用磁力线表示, 磁力线在磁路材料中沿最小磁阻路线走了一条闭闭回路。由于皮带轮端面和驱动盘端面各有环形隔磁环, 所以6极皮带轮磁力线有6次进入驱动盘和6次由驱动盘进入皮带轮, 同理, 4极皮带轮磁力线有4次进入驱动盘和4次由驱动盘进入皮带轮。从外观看, 6极皮带轮有3条环形隔磁环, 4极皮带轮有2条环形隔磁环, 6极驱动盘有2条隔磁环, 4极驱动盘有1条隔磁环。

1.5 气隙

离合器有3种气隙:吸合气隙Δ0——皮带轮端面与驱动盘端面之间的空气隙, Δ0=0.3-0.7, 其功用是防止皮带轮与驱动盘发生摩擦, 此值大, 吸合时克服弹簧力较大, 降低驱动扭距, 此值小, 则要提高加工精度。外环隙Δ1——线圈壳外径与皮带轮内壁之间的径向 (单边) 间隙。内环隙Δ2——皮带轮孔座内壁 (6极) 或外壁 (4极) 与线圈壳之间的间隙。理论分析和计算结果证明, 80-90%的磁压降消耗在内外环隙中, 所以要设法降低内外环隙, 通常取Δ1、Δ2≤0.5。

2 影响离合器乘载能力的关键因素———皮带轮、驱动盘端面的平面度

电磁离合器是摩擦力传递扭距的, 因而皮带轮端面与驱动盘端面是否贴合良好, 对离合器乘载能力有重大影响。笔者在车间条件下作4组不同组合平面状况对比试验, 试验条件虽然简陋, 方法简单, 但平面状况的影响是非常明响的, 序号1乘载能力最高是由于皮带轮端面与驱动盘端面构成一对良好的贴合面, 序号2正好相反, 是中凸对中凸, 形成小面积接触, 乘载能力最小, 序号3、4接近大多数离合器的实际状况。在设计上, 要求皮带轮和驱动盘工作端面的平面度小于0.05 (中凹) , 对皮带轮, 一般为中凹0.01-0.03, 可以满足要求, 问题较多的是驱动盘, 它刚性差, 有铆接应力, 铆合铆钉后驱动盘产生变形, 铆钉处低下, 两铆钉连线的中点处凸起, 整个平面形成3个突起的复杂曲面, 这对传递扭距是非常不利的。为提高平面度, 采取如下措施:

2.1 增加驱动盘厚度

现有厚度是:6极4.37±0.1, 4极4.65±0.15, 如果厚度增为4.9±0.1则驱驱动盘刚度可增加40%和17%。

2.2 控制弹黄片、驱动盘和传动盘孔距和孔径尺寸精度, 减少铆合变形形。

2.3 控制消音塞厚度公差, 减少铆合变形。

2.4 减少装配、搬运、安装、维修过程中因外力引起的驱动盘变形, 变形对对乘载能力影响重大, 常见变形有3种:a.驱动盘扭曲, 驱动盘与皮带轮端面面只有个别点或小面积接触, 不能传递扭距。b.偏摆或缩入, 驱动盘与皮带轮轮端面空转时接触, 驱动盘被磨去一角, 线圈通电后驱动盘与皮带轮接触不不良, 无法工作。c.弹黄片或铆钉受内伤, 在重载下弹黄片折断, 铆钉松动。

3 安匝数的影响

线圈匝数n与线圈电流A的乘积叫安匝数, 在相同条件下, 电磁离合器乘载能力与安匝数的平方成正比, 通常线圈电压是给定的, 要增加安匝数只能增加漆包线直径, 如果漆包线直径不增加, 只增加匝数是不能增加安匝数的, 因为匝数增加, 线圈电阻也同比例增加, 也就是电流同比例减少, 安匝数不变。

4 驱动盘大小的影响

驱动盘大, 则磁极面积大, 力臂也大, 因而能传递的扭距也大。

5 低电压、高温的影响

在正常况下, 离合器的设计能力可以满足要求, 但下列清况可能例外。

5.1 电压不足

假设线圈额定电压12V, 实际电压为10V, 根据欧姆定律, 线圈电流下降降为10/12=0.83, 磁感应强度下降为0.832=0.69, 设额定扭距M0=40N.m, 电压压10V时M=0.69M0=27.6N.m。

5.2 高温

若室温电阻3.06Ω, 1150C时为4.24Ω, 假定线圈实际工作温度1000C, 则则电阻为3.06+ (4.24-3.06) ×100/115=4.09Ω, 由于电阻增加, 电流减少至33..06/4.09=75%, 可以近似地认为扭距降为0.752M0=22.4N.m

6 跑合的影响

未跑合的离合器承载扭距有可能只有34N.m, 达不道40 N.m, 根据I-MMACA310-1977电磁离合器标准规定, 6.5-8.4英寸3的5缸压缩机, 未达到到34 N.m的离合器应至少磨合一次, 磨合工况如下:转速2000±55000r/min, 开3s/停3s, 励磁———额定电压, 排气压力1.171-1.24MPa, 吸气压压力0.028-0.138 MPa, 时间1h, 磨合后扭距至少达到54.23 N.m。

7 无线圈离合器

在欧洲使用了外控式变量压缩机, 该机无线圈, 压缩机连续运转, 无须停停机, 不用空调时压缩机零排量输出, 但机内零件还存在摩擦, 有可能影响寿寿命。