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  • 2023年第0卷第2期文章目次
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    • >特约稿件
    • 被动倾斜桩应用研究与展望

      2023, 43(2):1-10. DOI: 10.14048/j.issn.1671‐2579.2023.02.001 CSTR:

      摘要 (1927) HTML (0) PDF 1.15 M (4962) 评论 (0) 收藏

      摘要:特定倾斜方向的倾斜桩比竖直桩具有更好的水平承载性能,但其工作机制尚不十分清楚,相应设计标准没有形成,制约了倾斜桩水平承载能力和稳定性能的应用和发挥。该文从模型试验、数值模拟和理论分析方面,综合分析侧向卸载、侧向加载条件下被动倾斜桩及其组合体的桩土相互作用规律、水平移动与承载机制,并提出研究前景,以期推动被动倾斜桩及其组合体的深入研究和工程应用,有望根治土体滑移。

    • >路基工程
    • 柔性石笼护坡在湖区软土路基的适用性研究

      2023, 43(2):11-15. DOI: 10.14048/j.issn.1671‐2579.2023.02.002 CSTR:

      摘要 (148) HTML (0) PDF 1.78 M (499) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于 FLAC3D有限差分软件,通过对湖区柔性石笼护坡结构和刚性护坡结构的数值模拟,对比分析两者的变形和受力特点。结果表明:对湖区软土路基,柔性石笼护坡结构具有良好的适用性。相比刚性护坡结构,石笼护坡结构通过基础内部的协调变形不仅有效地提高了结构的抗倾覆稳定性,而且显著减小了基底应力,降低了对地基承载力的要求,还使得基底应力分布更均匀,减小了不均匀沉降,有利于地基的稳定;此外,石笼护坡结构的土压力分布更均匀, 避免了应力集中现象,有效增强了结构的耐久性。

    • 岩溶发育区公路路基强夯处治方法研究与应用

      2023, 43(2):16-21. DOI: 10.14048/j.issn.1671‐2579.2023.02.003 CSTR:

      摘要 (168) HTML (0) PDF 4.49 M (564) 评论 (0) 收藏

      摘要:该文首先通过离散?连续耦合数值模拟,研究一定夯击能作用下,不同跨度溶洞顶板的破坏模式。随后建立溶洞顶板跨度与击破顶板所需夯击能的关系,提出路基范围内未击破溶洞最大跨度的估算方法,在此基础上,可实现对路基作用下的溶洞地基进行稳定性评价,并视结果在路面基层设置双层配筋连续混凝土板进行加强,消除未击破溶洞塌陷威胁。最后,总结提出溶洞区路基强夯处理方法:根据初步勘察资料,选用一定夯击能对溶洞区进行大面积强夯,其间,对击破溶洞进行充填处理;对未击破溶洞进行稳定性评价,若稳定性验算不通过则在路面基层进行加固处理。这种方法无需查明路段内所有溶洞分布及其几何特征,能经济、高效地消除溶洞区路基的塌陷隐患,具有推广应用价值。

    • 基于星载InSAR的高寒地区公路路基形变监测

      2023, 43(2):22-25. DOI: 10.14048/j.issn.1671‐2579.2023.02.004 CSTR:

      摘要 (140) HTML (0) PDF 3.64 M (512) 评论 (0) 收藏

      摘要:西北高寒高海拔地区地质、气候条件恶劣,季节性冻土等不良地质体分布广泛,严重影响高速公路的使用寿命, 威胁行车安全。传统公路形变监测方法效率低、以点带面,形变信息不完整,该文采用星载 InSAR 技术对公路形变进行监测,实现公路走廊带大范围形变信息提取,获取冻土区公路路基形变规律,为公路危险路段定点治理提供基础数据,保障公路科学建设、安全运营管理。

    • 强夯法处治岩溶地基设计参数研究

      2023, 43(2):26-30. DOI: 10.14048/j.issn.1671‐2579.2023.02.005 CSTR:

      摘要 (119) HTML (0) PDF 2.47 M (437) 评论 (0) 收藏

      摘要:强夯法是处理岩溶地基溶洞常用的方法,然而对于不同工况下强夯设计参数目前没有明确规范。该文采用有限元软件 Abaqus 模拟强夯法处治岩溶地基时围岩等级和岩层顶板厚度等因素对溶洞顶板稳定性的影响。结果表明:岩溶顶板的竖向位移和最大拉应力与顶板厚度呈负相关。对于围岩性质较好的Ⅱ、Ⅲ级围岩,强夯处理后溶洞未发生破坏;而对于围岩性质较差的Ⅴ级围岩,当溶洞顶板厚度超过 3 m 时,溶洞同样不会发生破坏;当溶洞顶板厚度不超过 2 m 时,可采用 2 000 kN ? m 的夯击能进行处理;当顶板厚度为 2~3 m 时,可采用 4 000 kN ? m 的夯击能处理;当顶板厚度为 3 m 左右时,宜采用 6 000 kN ? m 的夯击能进行击穿回填处理。

    • 贵州高含水率高液限黏土压实控制方法研究

      2023, 43(2):31-35. DOI: 10.14048/j.issn.1671‐2579.2023.02.006 CSTR:

      摘要 (117) HTML (0) PDF 1.12 M (558) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了验证研究贵州湿润多雨地区高液限黏土路基压实控制方法,对贵州省凯羊(凯里至羊甲)高速公路高含水率高液限黏土开展湿法重型击实、CBR 强度、土的基本物理性质、固结试验、热重分析试验及试验路段试验,并分析凯羊高速公路高液限黏土的路用性能。研究结果表明:高液限黏土并不是击实功越大越好,过大的击实功反而降低了其 CBR 强度;土体的压缩系数随含水率的增大而增大,但在高含水率状态下其压缩系数都能满足规范要求;贵州凯羊高速公路高液限黏土的干密度在压实过程中会出现峰值,达到峰值之后继续碾压压实度不升反降;该文从吸附结合水可归为高液限土中固相一部分的角度计算凯羊高速公路高液限黏土的压实度控制标准,其结果与凯羊高速公路建设中实际提出的压实控制标准一致,验证了压实度标准的实用性和合理性。

    • 基于物性指标的路基细粒土动态回弹模量预估模型研究

      2023, 43(2):36-42. DOI: 10.14048/j.issn.1671‐2579.2023.02.007 CSTR:

      摘要 (91) HTML (0) PDF 3.06 M (380) 评论 (0) 收藏

      摘要:以某公路代表性路基细粒土为研究对象,制备不同含水率、压实度的试样,通过动三轴试验研究含水率、压实度、 塑性指数、动偏应力和围压对动态回弹模量 Mr的影响,利用 Matlab 工具箱进行全局最优化搜索,获取模型参数 ki与物理性质指标的关系,进而构建基于物性指标的动态回弹模量预估模型,并就预估效果与现行规范中的通用模型进行对比。试验结果表明:Mr随动偏应力和含水率的增加呈非线性下降趋势,随围压和压实度的增加而增加,MrIP统一成反比关系;结合 Matlab 自带人工神经网络(ANN)工具包和遗传算法(GA),可以依据大量动态回弹模量试验数据,建立 ki与含水率 w、压实度 K、塑性指数 IP、细粒含量 P0.075的关系式,构建动态回弹模量预估模型;与规范通用模型相比, 该文所建立模型的预估误差平均值为 5.03%,预估误差最大值不超过 15%,预估效果得到了提升。因此,对于具体的公路路基建设项目,事先开展针对性的动态回弹模量试验以建立基于物性指标的预估模型具有一定价值。

    • 基于全尺寸斜面模型试验的降雨边坡破坏机理研究

      2023, 43(2):43-50. DOI: 10.14048/j.issn.1671‐2579.2023.02.008 CSTR:

      摘要 (88) HTML (0) PDF 16.46 M (340) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过对泥石流发生的源头区域勘察发现:边坡花岗岩裸露在外,而坡顶部砂土状的风化残积土分布较薄。该文针对边坡基底与上部风化土层的渗透性存在明显差异的现象,实施了全尺寸边坡模型试验并分别在地表裸露和铺设无纺布过滤棉的条件下进行了降雨渗透模拟,以再现这类特征并探究泥石流发生机理。研究结果表明:① 诱发泥石流是由于砂土层与非透水土层之间存在着高渗透性的粗粒层,粗粒层促使地下水的渗透和层间地下水的流动从而引起孔隙水压迅速增大,并发生流土现象;② 研究证实了无纺布过滤棉在降雨期间的渗透抑制效果。

    • >路面工程
    • 基于智能手机的农村公路路面破损检测方法

      2023, 43(2):51-57. DOI: 10.14048/j.issn.1671‐2579.2023.02.009 CSTR:

      摘要 (143) HTML (0) PDF 8.01 M (551) 评论 (0) 收藏

      摘要:农村公路路面破损自动检测是科学养护的重要前提。针对利用智能手机进行路面破损检测存在较高的误检、漏检以及破损无法量化等问题,该文提出一种新的路面破损检测方法。该方法利用智能手机采集路面图像,首先在图像中选取一个感兴趣区域,进行加权最小二乘滤波、Canny边缘检测以及 Hough变换直线检测以识别路面,消除环境对识别结果的影响,降低误检率,再对路面区域使用透视变换的方法得到正射图,降低漏检率,最后利用 Mask‐RCNN 模型对破损进行识别。试验结果表明:与 SSD检测模型相比,该方法对裂缝、坑洞、修补 3种破损的平均误检率、漏检率分别降低 15.4%、 19.6%,此外,还能测量裂缝的长度、宽度以及坑洞、修补的面积参数,较好地满足了农村公路破损检测的实际需求。

    • 基于YOLO v3深度学习算法的道路裂缝识别模型研究

      2023, 43(2):58-63. DOI: 10.14048/j.issn.1671‐2579.2023.02.010 CSTR:

      摘要 (149) HTML (0) PDF 6.27 M (826) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对道路裂缝检测识别需人工参与、传统算法识别不准确等问题,提出一种基于 YOLO v3 深度学习算法的道路裂缝识别方法。首先将数据集图片缩放成 416×416,然后利用 Labelme 对数据进行裂缝标注并对边界框位置信息进行转换,最后利用 YOLO v3 算法框架进行模型训练。结果表明:YOLO v3 算法的精确率、召回率、F1 分数都大于 95%,图片检测速度达到 0.123 1 s/张。YOLO v3 深度学习算法在精度和速度上都满足了道路裂缝实时检测的要求。

    • 基于Gamma与Markov的沥青路面性能预测模型对比分析

      2023, 43(2):64-69. DOI: 10.14048/j.issn.1671‐2579.2023.02.011 CSTR:

      摘要 (133) HTML (0) PDF 1.51 M (494) 评论 (0) 收藏

      摘要:路面使用性能预测作为路面管理系统中的重要组成部分,是进行沥青路面养护管理决策的重要依据和前提条件。该文引入 Gamma 和 Markov 两种随机过程的相关理论,分别构建沥青路面使用性能预测模型,对与路面退化性质相关的不确定性进行阐述。结果表明:随机过程模型在预测路面性能退化和路面寿命方面具有一定的作用。然后通过 Matlab 软件编程对沥青路面使用性能和寿命进行预测,获得了沥青路面状态退化曲线,大大提高了预测的精度和有效性。最终以河北省某试验路段为例,通过对 Gamma 与 Markov 过程预测模型的对比分析,证明了基于 Gamma 过程的沥青路面性能预测模型的实用性和优越性,为未来的沥青路面使用性能预测提供了新的思路。

    • 开普封层层间黏结性能及其影响因素研究

      2023, 43(2):70-73. DOI: 10.14048/j.issn.1671‐2579.2023.02.012 CSTR:

      摘要 (102) HTML (0) PDF 4.11 M (468) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对开普封层由于黏结力不足导致路面发生推移拥包等问题,研究开普封层层间黏结性能的影响因素,利用路面层间剪切拉拔测试仪对开普封层进行力学试验研究。通过层间拉拔、直剪、扭剪等试验方法,得到层间破坏时的最大抗拉力、最大剪切力及最大扭矩等指标的试验结果,分别从碎石覆盖率、上、下层组合等方面,对开普封层的层间黏结性能进行研究。试验结果表明:碎石覆盖率为 80%~90%,且开普封层上下层组合方式为 MS‐Ⅲ微表处和 4.75~ 9.5 mm 单粒径碎石封层时,开普封层整体结构与下承层之间的黏结效果较优。

    • >桥梁工程与隧道工程
    • 改进承插式连接桥墩与承台的承插深度分析

      2023, 43(2):74-79. DOI: 10.14048/j.issn.1671‐2579.2023.02.013 CSTR:

      摘要 (167) HTML (0) PDF 1.14 M (574) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统装配式承插桥墩因为要求承插深度较深,导致工程应用有限。该文提出改进承插式的拼装构造,包括侧面剪力键、墩底 U 形抗冲切钢筋、高强无收缩灌浆料、大直径金属波纹管约束等措施。列举了当前的承插式深度计算公式,并在此基础上提出改进承插式桥墩承插深度计算公式。讨论了轴压比、混凝土强度等因素对承插深度的影响。分析表明:改进承插式连接使承插深度减小,降低了承台厚度,拓宽了工程应用范围;在荷载等级不高的非抗震区,承插深度可达到 0.7 倍墩柱直径;剪力键构造对承插式抗弯贡献了 20%。轴力偏心距小于 0.5 倍墩柱直径时,轴力对承插式构造抗弯是有利的;当偏心距大于 0.5 倍墩柱直径时,需要适当增加埋置深度。增大混凝土强度,可降低承插深度要求。

    • 基于最优径向基神经网络的大跨度悬索桥有限元模型修正

      2023, 43(2):80-84,85. DOI: 10.14048/j.issn.1671‐2579.2023.02.014 CSTR:

      摘要 (130) HTML (0) PDF 2.40 M (520) 评论 (0) 收藏

      摘要:为对大跨度悬索桥结构行为进行精确预测与分析,提出一种有限元模型修正方法。采用遗传算法构建最优径向基神经网络用于表示结构响应与结构参数之间的映射关系,以结构动力响应作为输入,分别采用数值仿真数据和健康监测系统实测数据对某大跨度悬索桥进行模型修正。结果表明:遗传算法优化后的最优径向基神经网络,可以有效表示结构响应与待修正参数之间的函数关系。通过最优径向基神经网络修正可有效提高有限元模型计算精度。基于数值仿真数据修正后,其计算误差均在 1.5% 以内。将健康监测系统实测动力特征作为特征量,采用最优径向基神经网络可对大跨悬索桥进行有效修正。修正后,最大计算误差由修正前 20.37% 降低至 7% 以内,误差最大降幅达 77.91%。

    • 薄壁箱形高墩日照温度场及墩顶位移研究

      2023, 43(2):85-90. DOI: 10.14048/j.issn.1671‐2579.2023.02.015 CSTR:

      摘要 (138) HTML (0) PDF 1.22 M (435) 评论 (0) 收藏

      摘要:薄壁空心墩在高墩大跨连续刚构桥中得到了广泛应用,日照作用下超高薄壁空心墩的墩顶偏位对于桥墩施工期和成桥后整体结构线形和受力产生不利影响。该文基于陕西省某特大桥 180 m 高薄壁空心墩,选取施工过程中 8 月 28 日至 29 日和 10 月 11 日至 12 日各 24 h 的温度场及墩顶位移测试数据,结合有限元分析方法对日照作用下超高薄壁空心墩温度场及墩顶位移随时间的变化规律进行研究。结果表明:南北墩壁温差受环境温度和昼夜温差影响较大,8 月环境气温高,昼夜温差小,南北墩壁温差较小,墩顶偏位较小;10 月环境气温低,昼夜温差大,南北墩壁温差较大,墩顶偏位大;墩顶位移与日照壁面温差变化规律一致;墩高达到 180 m 时,在 8 ℃壁面温差下产生最大 52.6 mm 的墩顶位移。采用实体有限元法分析得到的墩顶位移和规范计算出的墩顶位移与实测值相比均吻合较好,具有较高的精度。

    • 基于断裂力学的波形钢腹板结构疲劳分析研究

      2023, 43(2):91-95. DOI: 10.14048/j.issn.1671‐2579.2023.02.016 CSTR:

      摘要 (70) HTML (0) PDF 2.39 M (386) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究波形钢腹板结构的疲劳分析评估方法,对试验模型梁进行等幅疲劳荷载试验,并引用国内外其他试验, 得到此种结构的基础疲劳试验数据。采用有限元子模型法获取构造细节处应力分布函数,继而利用权函数法推导裂纹处的应力强度因子。采用断裂力学法 Paris 公式推导波形钢腹板结构的 S‐N 曲线,并与疲劳试验结果比较分析表明:初始裂纹深度取 a0=t/20,并计入板厚影响,计算结果与试验结果更加符合。

    • 单箱多室宽箱梁偏载增大系数经验公式探讨

      2023, 43(2):96-99. DOI: 10.14048/j.issn.1671‐2579.2023.02.017 CSTR:

      摘要 (95) HTML (0) PDF 1.73 M (513) 评论 (0) 收藏

      摘要:单箱多室宽箱梁具有整体性良好、宽度较大等诸多优点,在交通量日益增大的公路桥梁与城市桥梁中得到了广泛应用。现有单箱多室宽箱梁偏载增大系数计算方法均存在过程复杂或结果不能满足工程需求等问题,无法在初步设计中快速使用。该文探讨 8 个偏载增大系数的影响因素,利用横向框架法计算偏载系数,提出偏载增大系数经验公式;并运用吉林市秀水街宽箱梁桥验证。

    • 大型桥梁健康监测系统多源异构数据集成研究

      2023, 43(2):100-106. DOI: 10.14048/j.issn.1671‐2579.2023.02.018 CSTR:

      摘要 (147) HTML (0) PDF 5.83 M (747) 评论 (0) 收藏

      摘要:大型桥梁健康监测系统具有传感器数量巨大、种类繁多、通信方式多样、组网形式灵活等特点,数据的多源性和异构性十分突出,给数据集成带来了很大的困难。该文针对桥梁健康监测的应用需求,设计一套多源异构数据集成方案,不仅实现多源异构数据的结构化存储,还提出“结构化通信”的概念,实现结构化的通信配置、统一的通信控制和灵活的数据处理,使数据采集系统的通信配置管理更加标准化和规范化,提高代码的简洁性和可维护性,进一步提高大型桥梁健康监测系统软件平台的集成化水平。该文提出的方案在九江长江公路大桥结构健康监测系统中进行了应用,结果表明:系统界面简单易用、运行稳定可靠,具有一定的实用价值。

    • 复杂地质条件下山区悬索桥锚碇选型及设计

      2023, 43(2):107-111. DOI: 10.14048/j.issn.1671‐2579.2023.02.019 CSTR:

      摘要 (102) HTML (0) PDF 1.84 M (484) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于设计、施工的复杂性,大跨独塔悬索桥在实际工程中鲜有应用。虎跳峡金沙江大桥主桥采用 766 m 的单跨独塔钢桁梁悬索桥,受地质构造作用,丽江岸锚碇区地质条件异常复杂,同时规划电站的蓄水位导致水文条件不利于锚室防水及锚固系统的耐久性,锚碇选型难度大。因此,该文首先详细阐述复杂地质条件下的锚碇选型;然后介绍锚碇结构设计及高强钢拉杆锚固系统设计;最后列出锚碇计算的主要步骤及重要成果。

    • 斜坡桥桩塌孔原因分析及处治对策研究

      2023, 43(2):112-116. DOI: 10.14048/j.issn.1671‐2579.2023.02.020 CSTR:

      摘要 (97) HTML (0) PDF 6.43 M (354) 评论 (0) 收藏

      摘要:斜坡稳定性和桥桩安全相互影响,改变地形坡体安全是桥桩施工安全的重要保障。该文依托花地寨 2 号桥 3 个塌孔桥桩段,在地质调查的基础上,设计初始地形和改变地形坡体自然状态稳定性计算工况和 1.35 安全标准下改变地形坡体水平补偿力计算工况,利用地质、坡体稳定状态和补偿力综合分析塌孔原因和对策,所得结论如下: ① 初始地形下 3 个桥桩塌孔段坡体处于欠稳定到相对稳定状态;弃渣改变地形下 3 个桥桩塌孔段坡体处于相对稳定状态,安全系数为 1.35 时所需水平补偿力分别为 K32+973(4 667 kN/m)>K33+053(1 478 kN/m)>K32+733 (815 kN/m);② 弃渣造成的碎石土层拖坡变形是桥桩塌孔的主控因素,厚层碎石土的黏结特性差、直立性差是塌孔的次要因素,塌孔的严重程度与补偿力排序为 K32+973(严重)>K33+053(较严重)>K32+733(相对较轻); ③ 桥桩上部近 20 m 扰动层不能承载,需要重新核定有效长度,竖向承载特性改变,需要采取抗滑桩加固后再施工桥桩,K32+973 段墩台临坡内侧和临空外侧分别设置 1 排 3 根抗滑桩,K33+053 和 K32+733 段仅需在临坡内侧设置 1 排 3 根抗滑桩;④ 3 个问题桩孔段需要加强坡体深部位移监测和桥桩结构内力监测,用于评估坡体加固效果和桥桩结构安全。

    • 混合梁斜拉桥钢‒混结合段设计关键技术

      2023, 43(2):117-120. DOI: 10.14048/j.issn.1671‐2579.2023.02.021 CSTR:

      摘要 (142) HTML (0) PDF 1.83 M (599) 评论 (0) 收藏

      摘要:宜宾南溪(仙源)长江大桥主桥采用主跨 572 m 非对称混合梁斜拉桥。主跨及北岸边跨采用混合梁,南岸边跨采用混凝土主梁,南岸边跨与主跨间设置钢混结合段。该文针对钢?混结合段的位置、关键构造开展多方案研究,优先采用梁肋全截面连接承压传剪式过渡构造。并通过钢?混结合段现场静力模型试验、破环模型试验及浇筑试验验证结构合理性和施工的可实施性。现场模型试验及结构分析的对比研究表明:宜宾南溪(仙源)长江大桥钢?混过渡段的结构构造设计合理,刚度平顺、受力安全可靠、施工可行,可为同类桥梁建设提供有益借鉴与指导。

    • 空腹式箱形拱桥承载能力检测评定

      2023, 43(2):121-125. DOI: 10.14048/j.issn.1671‐2579.2023.02.022 CSTR:

      摘要 (67) HTML (0) PDF 1.34 M (478) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了确保桥梁结构及其运营安全,对现役桥梁进行承载能力检测评定具有重要意义。该文以某 90 m 跨径空腹式箱形拱桥为依托,对其缺损状况、材质状况与状态参数进行检测评定,确定分项检算系数;然后分别采用原设计与现行规范,对主拱圈持久状况承载能力极限状态和正常使用极限状态进行检算评定。结果表明:采用现行规范检算时, 较原设计规范,主拱圈正截面抗压承载力安全系数明显降低,汽车荷载作用下挠度显著增大,反映主拱圈承载力安全储备不足,应引起足够重视。

    • 多点支撑转体系统球铰受力特性模型试验研究

      2023, 43(2):126-132. DOI: 10.14048/j.issn.1671‐2579.2023.02.023 CSTR:

      摘要 (127) HTML (0) PDF 4.10 M (401) 评论 (0) 收藏

      摘要:球铰作为桥梁转体系统的关键承力构件,其受力特性对桥梁转体安全至关重要。该文以跨襄阳北编组站大桥为对象,开展多点支撑转体系统球铰受力特性模型试验,详细分析承力支腿数量、桥梁转动速度、轨道平顺性和风荷载对球铰应力的影响,探讨不同工况下球铰应力的变化规律。试验结果表明:增加承力支腿数量可以使上、下球铰受力更为均匀;在转动加速阶段,球铰受加速度效应影响显著,在匀速转动阶段,上球铰的应力变化随着转体角度的增大逐渐增大,而下球铰受力较为均匀,建议转速控制为 0.02~0.04 rad /min;轨道不平顺会增大球铰应力变化,随着不平顺度的增大,球铰应力变化也随之增大;在风荷载作用下,下球铰受力较为均匀,而上球铰应力变化随着转动角度的增大而增大,应避免在高风速下进行转体。

    • 高墩连续刚构桥车桥耦合振动分析

      2023, 43(2):133-139. DOI: 10.14048/j.issn.1671‐2579.2023.02.024 CSTR:

      摘要 (91) HTML (0) PDF 2.64 M (308) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究移动车辆荷载作用下车辆?桥梁系统的动力响应特性,以某三跨高墩连续刚构桥为对象,采用 2 轴 7 自由度车辆模型加载,探究车辆速度、行车数量及车辆载重因素对车桥系统动力响应的影响。结果表明:车辆的行驶速度基本不会影响桥梁的位移响应峰值,车辆以相同速度通过桥梁时,桥梁各跨的位移响应峰值存在差异,车桥发生共振时的车速为 40 km/h;随着行车数量的增加,桥梁各跨跨中处于较大位移响应的持续时间明显加长,桥梁中跨跨中的位移响应峰值在 2 辆车行驶时取得极大值,而车辆的加速度峰值与加权加速度均方根值在 6 辆车通过桥梁时取得极大值;随着车辆载重的增加,桥梁的位移及加速度响应总体呈增长趋势,而桥梁的冲击系数与车辆各项动力指标的响应则呈下降趋势。

    • 重力U形台非常规裂缝分析及加固对策

      2023, 43(2):140-143. DOI: 10.14048/j.issn.1671‐2579.2023.02.025 CSTR:

      摘要 (96) HTML (0) PDF 1.31 M (460) 评论 (0) 收藏

      摘要:基础水平向开裂在重力式 U 形桥台中较为少见。针对某高速公路桥梁重力 U 形桥台出现的基础水平向非常规裂缝和台身竖向裂缝,开展病害成因分析和加固对策研究工作。勘察及分析结果表明:台身竖向裂缝是恒载支反力过大及伸缩缝处车辆冲击荷载共同作用导致的受力裂缝;基础水平裂缝是由于基底存在填料夹层且长期遇水软化后引起基底脱空或接触不密实,长期车辆荷载的冲击作用下出现的层裂破坏。根据裂缝产生原因,提出“钢花管注浆+混凝土增大截面+新增辅助支座”的加固对策。

    • 等效加劲板单元在U形加劲板稳定性计算中的应用研究

      2023, 43(2):144-149. DOI: 10.14048/j.issn.1671‐2579.2023.02.026 CSTR:

      摘要 (88) HTML (0) PDF 1.98 M (384) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决大跨度扁平钢箱梁主梁 U 形加劲板数值仿真时计算模型过于庞大的问题,提出一种等效加劲板单元有限元计算理论和 U 形加劲板的简化方法。通过将 U 形加劲板中 U 形小箱肋简化为等效加劲条的处理方式,重新分配盖板的横向刚度,计算等效加劲肋对板件受力的影响,采用基于 Ansys 平台二次开发的 Fortran 语言进行稳定性分析,与全真壳单元有限元模型进行对比。结果表明:与全真壳单元模型相比,该文提出的等效加劲板单元模型挠度计算结果相对误差仅为 5.9%,低阶模态下屈曲系数相对误差仅为 2% 左右;在该文计算平台的处理下,采用等效加劲板单元模型获得的前 5 阶模态的时间仅为全真壳单元的 1/3 左右。

    • 隧道掌子面预应力锚杆支护作用效果研究

      2023, 43(2):150-156. DOI: 10.14048/j.issn.1671‐2579.2023.02.027 CSTR:

      摘要 (108) HTML (0) PDF 3.90 M (443) 评论 (0) 收藏

      摘要:该文针对渭(源)武(都)高速公路木寨岭隧道软岩大变形段掌子面稳定性问题,提出采用预应力锚杆对掌子面进行临时加固的技术方案。通过数值模拟对掌子面预应力锚杆的加固效果以及加固范围进行探讨,并在此基础上进一步分析初始地应力对加固效果的影响。研究结果表明:在给定的工程条件下,预应力锚杆对掌子面加固的效果要明显优于全长黏结锚杆;采用预应力锚杆加固掌子面时,对掌子面轮廓线附近围岩的加固效果不明显,在实际应用时可以考虑简化;当掌子面预应力锚杆的支护参数确定时,存在临界埋深使得预应力锚杆无法起到限制掌子面最终变形的作用。

    • 寒区隧道保温层铺设方式与材料选型优化研究

      2023, 43(2):157-163. DOI: 10.14048/j.issn.1671‐2579.2023.02.028 CSTR:

      摘要 (125) HTML (0) PDF 8.85 M (446) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了改善寒区隧道的冻害问题,对寒区隧道的保温防冻进行研究尤为重要。该文基于改进层次分析与灰色关联分析理论,优选出适用于不同保温铺设方式且保温效果良好的保温材料;其次,利用数值模拟方法分别对采用不同保温材料及铺设方式时的隧道温度场进行计算与分析,得出保温材料与铺设方式相互组合时的温度场,根据“组合温度场”对比结果,得出最佳的保温方案。研究表明:采用“离壁式铺设+福利凯保温板”的形式为最佳保温方案,其优势在于离壁式铺设形成的空气隔热层与福利凯保温板层组成的双保温隔热层能有效抵挡负温的传递,进而降低对衬砌结构与围岩的影响,而且铺设时施工便捷、维护成本低。研究成果可应用于工程实际,减小冻害发生概率,为寒区隧道保温防冻设计提供参考。

    • 公路隧道瓦斯运移及通风防灾研究

      2023, 43(2):164-172. DOI: 10.14048/j.issn.1671‐2579.2023.02.029 CSTR:

      摘要 (94) HTML (0) PDF 2.92 M (457) 评论 (0) 收藏

      摘要:为掌握隧道建设中瓦斯运移规律及通风防灾技术,以实际隧道为工程背景,运用 Ansys Fluent 建立三维通风物理模型进行瞬态分析,并结合现场监测数据,研究通风对隧道瓦斯浓度的影响。研究表明:瓦斯及风流扩散不均衡性突出,随着通风时间增加,瓦斯浓度及风速在距离掌子面 120 m 处达到稳定;瓦斯监控及防治过程中,重点关注隧道掌子面至二衬台车区间瓦斯是否超限;放炮后掌子面瓦斯浓度不断升高,通风 15 min 左右,掌子面瓦斯浓度达到峰值,通风 30 min 后瓦斯浓度趋于稳定,且位于施工允许瓦斯浓度范围内。合理控制通风时间及通风量并加强隧道拱脚、底板等区域的通风,能够保证隧道施工的安全。

    • 基于中智理论的公路隧道健康状态评价方法研究

      2023, 43(2):173-177. DOI: 10.14048/j.issn.1671‐2579.2023.02.030 CSTR:

      摘要 (79) HTML (0) PDF 1.09 M (360) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于公路隧道结构十分复杂,具有不确定性,只有充分考虑各种不确定因素才能合理评价公路隧道的健康状态。 通过引入中智理论,考虑每个结构的不确定性,采用中智余弦相似度量和正切相似度量,提出一种基于中智理论的公路隧道健康状态评价方法。最后,通过对 10 个样本的实际评价等级与文中方法的评价结果相比较,结果表明:基于中智理论的公路隧道健康状态评价方法所得评价结果与实际评价等级相符,该方法有助于解决结构中的不确定性且更加简单实用,拓展了公路隧道健康状态的评价体系。

    • >路面结构与材料
    • WTR/APAO复合改性沥青层间黏结性能研究

      2023, 43(2):178-182. DOI: 10.14048/j.issn.1671‐2579.2023.02.031 CSTR:

      摘要 (113) HTML (0) PDF 2.72 M (364) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究 WTR(废胶粉)/APAO(非晶态 α?烯烃共聚物)复合改性沥青作为水泥混凝土桥梁沥青铺装层中防水黏结层的黏结性能,通过直剪试验与拉拔试验,对比 SBS 改性沥青、WTR 改性沥青和 WTR/APAO 复合改性沥青在不同用量、不同温度下的剪切强度与拉拔强度。试验结果表明:WTR/APAO 复合改性沥青表现出最优的黏结性能; 其次是 WTR 改性沥青;SBS 改性沥青最差;综合 3 种沥青在不同温度下的剪切强度与拉拔强度,得到 SBS 改性沥青、 WTR 改性沥青、WTR/APAO 复合改性沥青的最佳用量分别为 1.7 kg/m2 、1.2 kg/m2 、1.2 kg/m2 ;随着温度升高,3 种沥青的剪切强度与拉拔强度明显下降,表明温度对 3 种沥青的黏结性能影响显著;与其他两种沥青相比,WTR/APAO 复合改性沥青在高温下展现出较高的剪切强度与拉拔强度,说明其高温下具有更好的黏结性能。

    • 磷酸预处理骨料植生型多孔混凝土改性研究

      2023, 43(2):183-188,189. DOI: 10.14048/j.issn.1671‐2579.2023.02.032 CSTR:

      摘要 (99) HTML (0) PDF 12.92 M (396) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了改善植生型多孔混凝土骨料与胶凝材料之间的界面结构,提高植生型多孔混凝土的抗压强度。该文通过磷酸预处理骨料的方式,分别研究原始骨料、水洗骨料和酸处理骨料的性能变化以及相应的植生型多孔混凝土的抗压强度,并结合扫描电镜的方法从界面过渡区的角度探究其改性机理。结果表明:磷酸可以有效清洁骨料表面杂质并且改变骨料表面的粗糙程度,从而提升混凝土 ITZ(界面过渡区)界面的致密性和稳定性;磷酸浸泡骨料约 50 min 时,酸处理骨料制备的多孔混凝土 28 d 抗压强度能够达到 16.47 MPa,比原始骨料多孔混凝土抗压强度提高了 83%;通过对其界面过渡区的观察研究发现,相比于原始骨料多孔混凝土 ITZ 界面松散、多孔的特性,酸处理骨料多孔混凝土表面呈现出锯齿状的纹理变化,ITZ 界面也变得更加致密。

    • 水泥稳定碎石室内振动击实曲线优化研究

      2023, 43(2):189-194. DOI: 10.14048/j.issn.1671‐2579.2023.02.033 CSTR:

      摘要 (143) HTML (0) PDF 2.57 M (488) 评论 (0) 收藏

      摘要:为获取规律良好的二次凸形振动击实曲线,减少对击实曲线的补点试验,依托国道 110 呼和浩特至毕克齐段一级公路的两个路面合同段,采用振动击实仪对水泥稳定碎石进行室内振动击实试验,探讨预定的含水率间距对不同水泥剂量下振动击实曲线的影响,并与重型击实曲线进行比较分析。试验结果表明:预设的振动击实含水率间距与水泥剂量之间存在一定的联系,将直接影响振动击实曲线成形的好坏。当预定的含水率间距为 1% 时,高水泥剂量(>5%) 下的振动击实曲线随含水率增加而逐渐呈现试验点“聚积”现象,而低水泥剂量(≤5%)条件下仍能形成规律良好的振动击实曲线。反之,预定较小的含水率间距(0.5%)时,在合理的水泥剂量条件下,振动击实曲线呈现出规律更良好的二次凸形曲线特征,从而能够快速准确地获得水泥稳定碎石的最大干密度和最佳含水率。通过与重型击实试验的比较,验证振动击实下的水泥稳定碎石的干密度对含水率敏感性更高,并提出水泥稳定碎石室内振动击实曲线绘制的优化方法。该项研究不仅能快速准确地为振动压实下的水泥稳定碎石配合比设计提供控制指标,而且填补了室内振动击实曲线绘制经验的空白。

    • 基于分子动力学模拟的路用相变材料选择

      2023, 43(2):195-201. DOI: 10.14048/j.issn.1671‐2579.2023.02.034 CSTR:

      摘要 (103) HTML (0) PDF 2.50 M (569) 评论 (0) 收藏

      摘要:相变材料在沥青路面调温方面具有很大的应用价值,为了选择合适的路用相变材料,该文借助分子动力学模拟技术对月桂酸分子和聚乙二醇的分子进行模拟运算,并通过试验研究对模拟结果进行验证。研究发现:分子动力学模拟可以高效、便捷地比较相变材料的性能,聚乙二醇在分子密度、内聚能密度、溶解度参数、导热率等指标上均优于月桂酸,更适合用于沥青路面相变材料。

    • 砂复合改性淤泥路用水稳性试验研究

      2023, 43(2):202-208. DOI: 10.14048/j.issn.1671‐2579.2023.02.035 CSTR:

      摘要 (92) HTML (0) PDF 3.94 M (324) 评论 (0) 收藏

      摘要:砂复合改性淤泥作为砂与土的介质耦合体,与传统改性淤泥相比有所不同。为进一步研究其水稳性指标,通过正交设计法对砂复合改性淤泥进行水稳性室内模拟试验(地表渗水试验、地下毛细水试验以及干湿循环试验),采用无侧限抗压强度变化率表征改性淤泥的水稳性指标。试验结果表明:改性淤泥的无侧限抗压强度以及水稳性都有所提高。在不同的水扰动条件下海砂掺量、压实度、龄期对改性淤泥水稳性影响主次顺序有所不同,各因素分析图中三因素与水稳性都表现为正相关变化。实际工程中可以综合考虑海砂掺量、压实度、龄期来提高宁波地区改性淤泥路用水稳性要求。

    • 磷渣粉对透水混凝土的影响试验研究

      2023, 43(2):209-212. DOI: 10.14048/j.issn.1671‐2579.2023.02.036 CSTR:

      摘要 (88) HTML (0) PDF 1.10 M (390) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用磷渣粉等量取代水泥研究磷渣粉对透水混凝土的力学性能、透水性能和路用性能的影响。结果表明:在普通透水混凝土中掺入一定量磷渣粉替代部分水泥是可行的,磷渣粉等量取代水泥在 10% 以内时均可提高透水混凝土强度; 磷渣粉最佳掺量为 8%,透水混凝土强度、空隙率和透水系数分别为 24.18 MPa、15.37% 和 2.45 mm/s,满足全透水型路面的使用要求;磷渣粉用作掺合料取代水泥时,有效取代率不高,在 10% 以下。

    • 大掺量矿渣微粉的碱激发机理研究

      2023, 43(2):213-218. DOI: 10.14048/j.issn.1671‐2579.2023.02.037 CSTR:

      摘要 (141) HTML (0) PDF 3.33 M (729) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了揭示大掺量矿渣碱激发机理,该文立足于三因素三水平正交设计同时结合宏微观性能测试和微结构分析, 通过探究 Ca(OH)2、Na2SiO3、Na2SO4、CaSO4以单掺、双掺形式得到不同类型的激发剂对混凝土初、终凝、孔溶液 pH 值、强度的影响,可得如下结论:① 对复合胶凝材料硬化浆体强度影响程度为:激发剂类型>掺量>双掺比例;② 双掺最佳掺量 4%,最佳组合为 Ca(OH)2和 Na2SiO3,最佳比例为 5∶1;③ 激发剂作用下复合胶凝材料的初、终凝时间均缩短,孔溶液 pH 值均大于空白组,宏微观结果表明:龄期 28 d 时激发剂类型为 Ca(OH)2和 Na2SiO3、掺量为 4%、双掺比例为 5∶1 时硬化浆体的水化结晶相紧密程度最高。

    • 不同重复加载频率下老化沥青混凝土开裂性能

      2023, 43(2):219-226. DOI: 10.14048/j.issn.1671‐2579.2023.02.038 CSTR:

      摘要 (75) HTML (0) PDF 5.29 M (345) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于数字散斑技术,该文以沥青混凝土在重复加载下裂纹扩展为研究对象,从宏、细观角度分析 4 种沥青混凝土在不同老化条件、加载频率下的裂纹扩展机理。通过分析裂纹长度扩展速率、损伤因子可知:掺加玄武岩纤维的沥青混凝土小梁试件可延缓裂缝扩展进入失稳发展阶段,从而提高沥青混凝土的使用寿命;老化作用促使沥青混凝土加速进入裂纹长度扩展速率失稳点,且将该点提前 4%~5%;5 Hz、10 Hz、15 Hz 重复加载下沥青混凝土小梁试件的损伤因子均呈非线性递增趋势,但在相同加载次数、5 Hz 加载循环下小梁试件的损伤因子高于 10 Hz、15 Hz,故 5 Hz 重复加载对沥青混凝土的损伤更大。

    • 胶粉改性沥青混合料动荷载力学响应分析

      2023, 43(2):227-233. DOI: 10.14048/j.issn.1671‐2579.2023.02.039 CSTR:

      摘要 (81) HTML (0) PDF 4.25 M (476) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究动荷载作用下胶粉改性沥青路面实际的力学响应,依托“全域路面加速加载试验研究”课题,设计不同掺量胶粉改性沥青与混合料试验方案,采用全域路面加速加载试验设备评价路面结构受力变形,通过加速加载试验获取实测动态应变响应数据,研究各结构层应变响应规律。结合有限元数值模拟,基于所编写的加载程序,研究变温条件下胶粉改性沥青路面各层的动力响应情况。结果表明:采用微观测试、马歇尔试验与 SHRP 试验分析得到 70# 沥青改性所用的废胶粉最佳掺量;试验分析得到胶粉改性沥青混合料性能技术参数;借助全域路面加速加载试验,构建有限元模型,对比分析了不同路面结构、不同轴载作用次数下的车辙变形规律。

    • 油煤共炼物改性沥青微观结构研究

      2023, 43(2):234-238. DOI: 10.14048/j.issn.1671‐2579.2023.02.040 CSTR:

      摘要 (94) HTML (0) PDF 1.49 M (356) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究油煤共炼物改性沥青的微观结构和改性机理,在 SK‐90# 沥青中掺入 5%、10%、15%、20% 和 25%(外掺法)油煤共炼物制成混合沥青,采用接触角、红外光谱、断面 SEM 和光电子能谱试验,研究混合改性沥青的性能和微观结构变化规律。结果表明:油煤共炼物与沥青混合后相容性较好;油煤共炼物改性沥青过程中发生了酯化反应,含羟基芳香化合物含量下降,含羰基的芳香化合物含量升高,宏观表现为油煤共炼物改性沥青具有良好的高温性能。

    • >交通工程与管理
    • 基于WebGIS的公路二三维一体化系统设计与开发

      2023, 43(2):239-243. DOI: 10.14048/j.issn.1671‐2579.2023.02.041 CSTR:

      摘要 (87) HTML (0) PDF 6.15 M (462) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对辽宁省公路养护定额工作中公路年度计划项目库确定过程中现场审核效率低下、周期长且人力、物力投入大的问题,设计开发一套基于 WebGIS 的公路二三维一体化系统。不仅能从宏观上展示公路的地理分布与总体特征状况,而且微观上能直观形象地表示公路的空间关系和路基路面破损状况。满足现代公路的需求,可为其他养护定额工作提供借鉴和参考。

    • 高速公路养护市场化影响因素及效果分析研究

      2023, 43(2):244-252. DOI: 10.14048/j.issn.1671‐2579.2023.02.042 CSTR:

      摘要 (118) HTML (0) PDF 1.15 M (374) 评论 (0) 收藏

      摘要:为推行养护市场化改革,研究其影响因素及效果,提出一种效果评价模型。运用三维视域内的全景分析法以确定效果评价的内容,结合平衡计分卡的思想,从业务、用户、内部管理、学习与成长 4 个维度分析,创新性地引入社会责任维度,构建效果指标体系。然后,通过可拓云模型构建高速公路养护市场化的效果评价模型,计算效果评价等级。 最后,运用贵州省 2014 年、2019 年的数据进行实证分析。结果表明:贵州省 2019 年较 2014 年大部分指标均有所提升, 省内整体的养护市场化效果较好,并研讨进一步推进市场化仍面临的问题,从养护资金投入、养护新政策、养护机械更新、养护成本率方面提出参考建议。

    • 基于DEA的高速公路小修保养绩效改进分析

      2023, 43(2):253-258. DOI: 10.14048/j.issn.1671‐2579.2023.02.043 CSTR:

      摘要 (103) HTML (0) PDF 1.09 M (343) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了合理分配投入养护资源和提升养护管理水平,根据陕西省 23 条高速公路 2018 年度的运营养护数据,通过 DEA(Data Envelopment Analysis)数据包络分析方法对高速公路小修保养工程的养护管理绩效及改进方式展开研究。 结果表明:对于部分无效分公司而言,传统的基于径向和松弛的绩效改进方式在短期内具有一定的难度和不可行性; 因此提出基于情境依赖模型的长期逐级改进策略,借助相对改进值实现了无效分公司的逐级改进,为各无效分公司在短期内寻求要求较低的绩效改进目标从而实现长期的逐步改进提供了可能的途径。

    • 基于合流视距的公路主线入口路段竖曲线最小半径研究

      2023, 43(2):259-266. DOI: 10.14048/j.issn.1671‐2579.2023.02.044 CSTR:

      摘要 (120) HTML (0) PDF 1.25 M (871) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前关于入口路段主线竖曲线半径研究较少的现状,且在研究过程中不注重区分入、出口路段之间差别的问题,该文首先明确合流视距是入口路段主线竖曲线半径的主要影响因素,以合流视距为控制条件对入口路段的竖曲线半径展开研究。通过分析入口路段主线车辆的交通行为特征,结合驾驶员心、生理特点建立主线入口路段安全合流视距计算模型。视距模型中考虑了反应距离、车辆换道距离、减速距离 3 项指标,并以变道和减速行驶二者中的较小值作为控制依据计算满足减速需要的合流视距推荐值。分别考虑主线凸形竖曲线和凹形竖曲线两种不同的情况,分析凸形竖曲线变坡点顶部,以及凹形竖曲线夜间车前灯射距及主线上方跨线构造物对驾驶员视线的遮挡。根据立面几何关系分别建立满足合流视距的主线入口路段凸形、凹形竖曲线半径计算模型。将合流视距推荐值代入竖曲线半径计算模型中,得到满足合流视距的主线入口路段凸形、凹形竖曲线最小半径推荐值。结果表明:入口路段的要求低于出口路段,通过识别视距计算得到的竖曲线半径推荐值低于现行规范值。

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