2025, 45(4):1-7. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.04.001
摘要:筋箍碎石桩作为一种施工简单、造价经济的软土地基加固技术,在实际工程中得到广泛应用,其变形沉降分析是设计工作的重要环节,但目前研究成果主要集中于试验和数值分析方法,理论计算方面相对不足。该文基于筋箍碎石桩复合地基的荷载传递机理,针对竖向荷载作用下桩顶一定深度范围内筋箍碎石桩桩身鼓胀变形的特点,将复合地基加固区划分为鼓胀区和非鼓胀区,并将桩体沉降量视为这两部分压缩量之和。再根据桩?筋?土的受力变形协调条件,推导出筋箍碎石桩复合地基沉降计算公式。然后,采用理论公式对某一筋箍碎石桩实际工程案例进行分析,验证该方法的合理性。最后分析了影响参数。研究结果表明:理论计算所得荷载?沉降曲线接近于现场载荷试验所得的荷载?沉降曲线,验证了此筋箍碎石桩复合地基沉降计算方法的可行性;筋箍碎石桩复合地基的沉降量随土工套筒筋材强度、加筋深度、桩周土黏聚力以及复合地基面积置换率的增大而减小,但随复合地基桩土应力比的增大而增加;存在最优加筋深度,超过该深度后增加筋材的长度对减少复合地基沉降无明显效果。
2025, 45(4):8-16. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.04.002
摘要:为研究与既有地铁车站共用地连墙的深基坑开挖引起的变形,该文以深圳地铁公明广场站基坑工程为依托,利用FLAC3D有限差分软件建立了三维数值模型,分析了基坑开挖过程中坑外地表、围护结构和地铁车站的变形特性,并对基坑侧墙及共用地连墙地铁车站的竖向、水平位移进行现场监测。结果表明:基坑开挖后,围护结构墙后地表沉降呈近似椭圆形分布,影响范围约为1倍的开挖深度;围护结构墙体向基坑内侧产生“内凸”形侧向变形;深基坑开挖主要引起共用地连墙地铁车站产生隆起位移,侧向位移较小,最大隆起位移(2.85 mm)发生在靠近基坑的侧壁中心,最大侧向位移(1.44 mm)发生在靠近车站中部的底板区域;现场基坑侧墙及共用地连墙地铁车站的位移监测值与数值计算结果基本吻合,验证了数值模拟的可靠性。
2025, 45(4):17-24. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.04.003
摘要:为优化注浆微型钢管桩组合结构加固滑坡的计算方法及应用方案,该文通过阐述单桩复合结构的组成和群桩结构的组合形式,以毕肖普法(Bishop法)为例,提出了注浆微型钢管桩组合结构加固边(滑)坡的稳定性分析方法和抗滑原理,并推导了复合桩体允许抗剪力的计算公式。结合丽(江)—攀(枝花)高速公路某段路基滑坡工程实例,通过滑坡稳定性分析和滑坡推力计算,采用注浆微型钢管桩组合结构对滑坡进行分段加固处治,提出了相应的滑坡应急抢险和永久处治设计方案。结果表明:经该结构处治后的原滑坡段已安全运营3年多,有效验证了注浆微型钢管桩组合结构良好的处治效果。同时,在注浆微型钢管桩组合结构处治滑坡的计算原理、设计方法和应用方案等方面提出了建议。
2025, 45(4):25-32. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.04.004
摘要:为了探究带裂缝大掺量粉煤灰水泥砂浆中氯离子的传输特性,该文采用人工预制裂缝的方式,制备了不同粉煤灰掺量(FA)和不同裂缝宽度的水泥砂浆试件。通过自然浸泡30 d、60 d后,测定试件裂缝内氯离子含量。结果表明:裂缝加快了氯离子在砂浆中的传输速度,其中0.05 mm与0.10 mm裂缝宽度对氯离子扩散系数的增大程度相近,而0.20 mm裂缝宽度对扩散系数的增大程度显著;30 d浸泡后,FA50在侵蚀深度大于10 mm范围内的氯离子含量随深度增加而显著降低;浸泡60 d后,所有试件的氯离子含量均随深度增加显著降低;当粉煤灰掺量不大于40%时,砂浆的抗氯离子性能随着掺量的增加而改善,但当掺50%粉煤灰时,砂浆的抗氯离子性能急剧下降;裂缝宽度与氯离子扩散系数呈线性关系,而粉煤灰掺量与氯离子扩散系数可用三次函数描述,并建立了考虑粉煤灰掺量和裂缝宽度的扩散系数模型,通过对比试验值与拟合值验证了模型有效性。
2025, 45(4):33-41. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.04.005
摘要:针对Sobel算法在路面裂缝识别中存在识别结果空心化、噪点多、裂缝连续性差的问题,该文提出一种结合Sobel算法+匹配滤波的联合算法,用于沥青路面三维裂缝识别。该算法通过设计正弦函数形式的匹配滤波器,从Sobel算法的识别结果中提取裂缝特征,再对匹配滤波结果进行阈值过滤和连通域分析,有效解决裂缝识别结果为空心的问题,同时实现了降噪和裂缝连续性的提升。结果表明:Sobel+匹配滤波联合算法的准确率、召回率及F值分别达到84.72%、95.32%、89.44%,其性能优于Sobel算法和Sobel+闭运算联合算法。
2025, 45(4):42-50. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.04.006
摘要:公路弃渣粒径范围广且级配不良,其强度特性是影响弃渣边坡稳定性的关键因素。为研究粒径分维特征与强度的关系,该文以都(匀)—香(格里拉)高速贵州段沿线21个弃土场为研究对象,通过现场调查、颗粒分析试验及室内剪切试验,获取弃土场渣料的颗粒组成及抗剪强度参数;基于分形理论,分析不同级配缩尺方法下的粒度分形特征,探究抗剪强度参数与粒度分形维数的关系,并建立弃土场渣料抗剪强度参数的估算公式。研究结果表明:不同来源及风化程度的渣料颗粒组成差异显著,路基及强风化渣料多呈单峰分布,而隧道及中风化渣料多呈双峰分布;颗粒分形维数与内摩擦角及细粒含量(粒径小于5 mm颗粒的质量占比)之间的相关性较好,当细粒含量≤20%时,分形维数随细粒含量的增加而增大,其内摩擦角随分形维数的增大而减小,当细粒含量>20%时,分形维数随细粒含量的增加而减小,内摩擦角随分形维数的增大而增大;通过实例验证了弃土场渣料抗剪强度参数估算公式的合理性,并通过弃土场渣料的颗粒组成估算其抗剪强度参数,为弃土场稳定性评价提供依据。
2025, 45(4):51-58. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.04.007
摘要:针对中国高速公路建设中沥青路面酸性花岗岩碎石与沥青黏附性差、碱性石料短缺的问题,该文分析和评价了单掺胺类抗剥落剂DRD-K1、单掺非胺类抗剥落剂AMR-3、单掺水泥以及抗剥落剂加水泥复掺等方案对沥青?集料黏附性能的改善效果,结合沥青老化前后三大指标试验、集料黏附性测试和改进水浸法,评价沥青的黏附性,并确定最佳掺量。研究结果表明:非胺类抗剥落剂AMR-3改善效果优于胺类抗剥落剂DRD-K1,其中0.4%AMR-3+3%水泥为最优抗剥落方案。该研究成果不仅可以有效提升酸性花岗岩在沥青路面中的应用性能,还可以有效缓解石料资源紧张问题,降低工程造价。
2025, 45(4):59-67. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.04.008
摘要:花岗岩作为中国重要的石材资源,因其物理性质稳定、力学性能较好,被广泛用于制备机制砂等建筑材料。为推进花岗岩在机制砂中更好的应用,针对水泥混凝土的应用需求,该文从花岗岩机制砂的矿物组成、颗粒级配及云母含量等特性展开分析,系统总结了花岗岩机制砂特性对混凝土力学性能、耐久性和体积稳定性的影响规律。结果表明:混凝土性能随花岗岩机制砂中云母、石粉等含量的提高而降低,限定其含量对混凝土力学及耐久等性能有促进作用。基于现有研究,探讨了花岗岩机制砂应用中云母含量过多等问题,为花岗岩机制砂在水泥混凝土中的进一步推广应用提供参考。
2025, 45(4):68-76. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.04.009
摘要:生态自密实混凝土(Eco-SCC)路面具有节约水泥用量、降低碳排放及提升经济性的优势,但其耐久性研究尚不充分。该文基于文献调研与疲劳试验数据,采用Chaboche损伤演化模型确定了生态自密实混凝土(Eco-SCC)的疲劳参数,建立了Eco-SCC路面结构疲劳损伤有限元模型,对比分析了不同荷位下的疲劳损伤分布规律,确定了Eco-SCC路面的不利荷位,分析了Eco-SCC板厚与模量对Eco-SCC路面耐久性的影响。研究结果表明:不同荷位下的疲劳损伤主要分布在板底,控制板底的弯拉应力是提高Eco-SCC路面耐久性的关键;纵向开裂的最不利荷位排序为板角>板边>板中;横向开裂的最不利荷位排序为板边>板角>板中,该结论与《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40—2011)一致。增加厚度或降低模量,可以有效抑制Eco-SCC路面横向和纵向开裂;为优化纵向开裂控制并兼顾横向开裂延缓,在控制纵向开裂的基础上,建议当模量为24 000 MPa、30 000 MPa和40 000 MPa时,板厚分别取26 cm、28 cm和30 cm。
2025, 45(4):77-85. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.04.010
摘要:为研究地聚物乳化沥青胶浆与集料界面间的黏附机理,该文采用分子动力学方法研究了地聚物乳化沥青胶浆与集料界面的黏附性能,并与水泥乳化沥青胶浆进行对比,同时采用劈裂强度在宏观层面上进行验证。结果表明:范德华力是地聚物乳化沥青胶浆与集料黏附的主要作用力,在相同配比下,地聚物乳化沥青胶浆与集料界面的结合能较水泥体系提高了6.84%~19.99%。地聚物乳化沥青胶浆与集料间的黏附性能与胶浆的扩散性质及原子分布密切相关。模拟拉拔试验显示,地聚物乳化沥青胶浆与集料界面最大拉应力较水泥体系提高了9.06%~20.91%。宏观劈裂强度显示,地聚物乳化沥青冷再生混合料的28 d养生最大劈裂强度为1.982 MPa,且当乳化沥青∶地聚物=1∶1时,与模拟的结果吻合,证实了分子动力学方法可以有效揭示地聚物乳化沥青胶浆与集料界面的黏附机理。
2025, 45(4):86-94. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.04.011
摘要:为优化碱激发赤泥基可控低强度材料(CLSM)的配合比设计,提高其在道路工程回填领域的应用性能,该文系统研究赤泥掺量(20%~50%)、水固比(0.30~0.36)、砂土比(7∶3~4∶6)、聚羧酸减水剂(PEC)掺量(0%~2.1%)及粉煤灰/矿粉比(5∶1~0.5∶1)对材料流动性与抗泌水性能的影响。研究结果表明:① 水固比对流动性调控作用显著,当其提升至0.32~0.34时,流动度可提高39%~78%,但水固比>0.34会导致泌水率显著增加(最高达4.89%);② 当赤泥掺量为30%~40%时,其高比表面积的吸附作用与碱性水化协同效应可平衡流动性(200~300 mm)与抗泌水性(泌水率≤5%);③ 当砂土比优化为5∶5时,机制砂的级配效应能够缓解细粒土的吸水影响,增强浆体稳定性;④ 当PEC掺量为1.4%~2.1%时,通过静电排斥与自由水释放机制可显著改善流动性,但过量掺入(>2.1%)会因水膜厚度不足导致泌水率上升;⑤ 当粉煤灰/矿粉比≥2∶1时,粉煤灰的球形颗粒效应可减少摩擦阻力并抑制泌水。基于多因素协同作用,推荐优化配合比为:赤泥掺量30%、水固比0.32、砂土比5∶5、PEC掺量1.4%~2.1%、粉煤灰/矿粉比2∶1。该配比可实现CLSM高流动性(流动度200~300 mm)与低泌水率(2 h泌水率≤5%),为赤泥基CLSM的低碳化应用提供了关键技术参数,同时推动了工业固废资源化与绿色建材的发展。
2025, 45(4):95-102. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.04.012
摘要:基于现有二维边界元法难以有效计算空间结构影响面的情况,该文采用三维边界元法(Boundary Face Method,BFM)计算三维结构挠度影响面(Deflection Influence Surfaces,DIS),并用于损伤识别定位研究。通过自编内置循环BFM程序,结合静力法计算方板和简支T梁结构的内力及变形,并通过指定二元多项式函数(Bivariate Polynomial Function,BPF)阶数定义域,建立二次优化影响面程序,从而得到均方误差最小DIS。该计算方法与解析解法结果误差不超过1.8‰,验证了BFM方法计算DIS的精确性和有效性。基于高精度DIS开展损伤定位研究,并通过简支T梁试验验证该方法的有效性。结果表明:与传统DIS损伤定位方法相比,所提方法在单、双损伤工况下的损伤定位精度分别提高了28.6%和16.7%,为桥梁等空间结构的损伤诊断提供了更高效的数值工具。
2025, 45(4):103-111. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.04.013
摘要:为评价双边箱开口截面组合主梁独塔地锚斜拉桥的涡振性能,开展了不同风攻角和风速下节段模型风洞试验。研究表明:π形开口截面主梁抗扭刚度明显高于其竖弯刚度,主梁主导的振动模态表现为仅主跨的明显振动,地锚桥台通过背索有效地锚固了索塔。在规范规定的阻尼比水平下,原设计主梁断面在常遇风速范围和±3°风攻角内,竖弯和扭转方向均发生了明显涡激振动,竖弯涡振幅值均大于规范限值,最大达0.3 m,桥梁涡振不满足规范要求。设计了一种经济可行的主梁下稳定板构件与横梁连接,能显著降低竖弯涡振幅值,使±3°风攻角内桥梁涡振满足规范要求。但5°风攻角下仅增设下稳定板,桥梁竖弯涡振幅值仍明显高于规范限值,扭转涡振也很大,需尝试其他气动措施以抑制过大的涡振。该文研究成果能为大桥抗涡振设计提供重要依据,也能为同类桥梁抗风设计提供参考。
2025, 45(4):112-121. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.04.014
摘要:近年来,随着中国高速公路桥梁建设规模的不断扩大,公众对提高道路安全性及桥梁防护能力的需求日益增长。为满足不同形式桥梁及护栏的工程应用需求,国内外学者研究了多种桥梁护栏与桥面板的连接构造,但目前工程实践中仍缺乏选择这些连接形式的参考依据。该文从护栏防护效果、受力可靠性、施工便利性、碰撞后维修难易程度等方面出发,结合测试数据,采用AHP层次分析法,系统分析桥梁护栏与桥面板各类连接形式的优缺点。研究表明:对于装配式混凝土护栏,内嵌式灌浆连接与预埋钢板连接综合性能优异;对于金属梁柱式护栏,传统攻丝板连接仍为最优选择,特殊防护或特定场景下可选用其他新型连接。研究结论可为桥梁护栏与桥面板连接设计的优化提供参考依据。
2025, 45(4):122-129. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.04.015
摘要:针对桥梁施工监控常出现应变、位移等传感器损伤失效等问题,该文以南流嘉陵江大桥为背景,提出基于K-Nearest Neighbor(KNN)算法补足施工监控缺失数据,采用ANSYS Workbench建立桥梁施工过程有限元模型,验证KNN算法在桥梁施工监控数据缺失时的有效性。结果表明:① KNN算法可协助解决桥梁施工过程应变、位移传感器等出现损伤后短时间内的监测数据空白问题;② 箱梁根部截面应力随着悬挑长度的增加呈增长趋势,且其底板实测应力值逐渐接近理论值,8#墩截面根部应力值较理论值大,该误差可能是由于应变计初始读数误差造成的;③ 8#墩悬臂施工主梁线形与预期较为吻合,逐渐趋向于目标线,10#墩悬臂施工青牛侧主梁截面左侧翼缘板标高小于目标标高,同时虎跳侧主梁截面顶板中心标高小于目标标高,需要在后续施工中及时调整。
2025, 45(4):130-137. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.04.016
摘要:桥址风场参数是桥梁抗风设计的重要依据。雪峰湖大桥顺桥向两侧为山地,上跨柘溪水库,水面较宽,地形比较特殊。为研究其风场特性,该文在桥址处搭建了观测、采集与无线数据传输系统,进行了一年的风场实测,并对平均风和脉动风特性进行了深入的分析。结果表明:桥位处平均风速总体服从Weibull分布,平均风向以东向为主,高风速测试段(10 min平均风速大于5 m/s)风攻角变化范围为-6.37°~-1.72°。湍流强度与阵风因子总体服从对数正态分布,且二者之间呈现明显线性关系。顺风向、横风向和竖向湍流强度平均值分别为0.224 70、0.204 06和0.132 29,三者之比为1∶0.908∶0.589,均大于《公路桥梁抗风设计规范》(JTG/T 3360-01—2018)建议值;随风速的增加阵风因子的分布愈发集中。顺风向、横风向和竖向实测湍流积分尺度平均值分别约为113 m、110 m和44 m,总体亦服从对数正态分布。顺风向湍流功率密度谱实测值在高频段与规范谱吻合较好,但在低频段偏高;竖向实测值在全频段均高于规范谱。这表明该山地水库特殊地形下的桥址风特性(尤其是湍流强度和功率谱)与规范建议值存在显著差异。
2025, 45(4):138-143. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.04.017
摘要:作为具有优异力学特性的一种水泥基复合材质,超高性能混凝土(UHPC)在抗拉压能力、耐久性能以及抗渗透性方面表现突出,适用于普通混凝土(NC)桥梁结构的加固修复。为研究UHPC-NC黏结面的抗剪性能及其加固效果,该文采用Z形试件开展界面抗剪试验,共设计6组对比试件。重点分析植筋率、植入深度及黏结面尺寸等参数对抗剪强度的影响,通过试验获取荷载?滑移曲线与抗剪强度数据。试验结果表明:① 植筋率增大可显著提高黏结面抗剪强度,但增长幅度随植筋率增大而逐渐减缓,1.0%~1.5%为较优植筋率范围;② 植入深度增加,抗剪强度上升,但当植筋深度达到(10~12)d(d为钢筋直径)时,增强效果开始减弱;③ 黏结面尺寸因素亦被证实对抗剪性能存在显著影响。
2025, 45(4):144-151. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.04.018
摘要:航道开挖下穿既有桥梁时,桥梁桩基受开挖卸载及上部结构等荷载作用,易产生过大位移,继而引发安全事故。基于此,该文依托京杭运河浙江段航道工程下穿德胜快速路桥项目,建立三维有限元模型并结合现场监测,研究桥下大宽度航道开挖对邻近桥梁桩基的影响及控制问题。创新性地提出“围护桩挡墙+全包围隔离桩”组合控制新方法。结果表明:该组合支护方案控制效果最佳,桩基最大水平位移为7.43 mm,相比单侧隔离桩控制措施变形减小26%;当围护桩墙插入比不小于1.2且厚度大于0.8 m时,具有较好的变形控制效果;隔离桩深度从15 m增加到27 m,航道开挖的隔离桩水平位移减小32.56%,但减小的幅度随深度增加而减弱。
2025, 45(4):152-157. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.04.019
摘要:预应力混凝土空心板广泛应用于中国中小跨径公路桥梁。随着荷载等级的提高,早期修建的一批空心板桥抗剪承载力已不能满足现行规范的要求,但这批空心板在现有车辆荷载作用下仍处于正常工作状态,因此有必要对其抗剪承载力进行深入研究。该文对5片跨径16 m的改扩建工程中拆除的空心板(含3片16 m的顶板现浇15 cm混凝土结构层)进行了抗剪承载力试验,得到了空心板的荷载?位移曲线、腹板混凝土应变、开裂荷载及裂缝的发展规律、破坏形态和破坏荷载。试验结果表明:未加铺混凝土的16 m空心板产生腹剪斜裂缝,继而发生剪压破坏;加铺混凝土的16 m空心板的开裂荷载提高了32%,抗剪承载力提高了22%。试验结果与规范计算结果对比表明,现行规范关于空心板抗剪承载力的计算方法过于保守。
2025, 45(4):158-165. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.04.020
摘要:碳纤维增强复合材料(CFRP)在混凝土结构加固领域具有显著优势,将其应用于内嵌式端锚加固混凝土箱梁时,对构件承载能力的提升效果及作用机制值得系统研究。该文基于Abaqus有限元平台,构建了考虑CFRP网格?聚合物砂浆界面滑移接触与完全绑定接触两种数值分析模型,并通过足尺混凝土箱梁模型试验进行验证。研究结果表明:有限元分析结果与试验结果吻合程度较好,钢筋屈服之前不考虑加固层界面滑移的有限元分析模型更接近于试验结果,钢筋屈服后考虑滑移的有限元分析模型更吻合试验结果。分析了网格U形箍粘贴位置、粘贴宽度、底部网格层数、U形箍交叉角度等对加固混凝土箱梁抗弯承载能力的影响,分析结果表明锚固位置和锚固宽度对构件的挠度和破坏模式有一定影响,锚固量和底部网格层数成正比,而锚固条带交叉角度的变化对梁抗弯性能影响不大。该文提出的数值建模方法及参数优化成果,可为CFRP网格加固混凝土箱梁的设计提供科学依据,相关结论已经过模型试验验证,具有工程参考价值。
2025, 45(4):166-173. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.04.021
摘要:为探究悬挂式单轨交通桥梁结构的风致振动问题,该文根据实桥的几何外形参数和动力特性参数,设计制作了1∶40缩尺比的全桥气弹模型。在不同流场条件下进行了成桥状态和最大悬臂状态的风洞试验,考虑了±45°、±30°、±15°和0°风偏角以及-3°、0°和+3°风攻角的影响,测得了结构的竖向和扭转振动随风速的变化情况。试验结果表明:在试验风速1~12 m/s(实桥风速6.3~76.0 m/s)时,单轨交通斜拉桥的竖向位移响应和扭转响应随风速的增加而增大,未发生颤振、驰振以及涡激共振现象,颤振临界风速大于76 m/s。风偏角对成桥状态结构响应无明显影响,但对最大悬臂状态时结构响应影响较大。无论是成桥状态还是最大悬臂状态,+3°风攻角的综合响应最大,为最不利风攻角。该研究结果证实了单轨交通斜拉桥具有较好的抗风稳定性。
2025, 45(4):174-183. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.04.022
摘要:针对盾构机自主纠偏的问题,该文依托实际工程数据,提出一种结合随机森林算法(RF)与遗传算法(GA)的盾构纠偏控制方法。该方法将预测模型与优化模型结合,通过输入目标偏差值来反演输出纠偏所需的盾构纠偏参数值,从而进一步提高盾构纠偏自动化水平。通过与实际数据进行对比,验证了模型的可行性。研究结果表明:RF算法预测模型的R2值为0.875,EMSE值为6.287,且RF模型预测值与实际值绝对误差的平均值EMAE为2.03,其精度控制可满足施工规范的要求。RF-GA盾构纠偏模型能够实时将偏差控制在7 mm以下,同时所输出的盾构掘进参数与实际数据的平均准确率均在90%以上。在对比试验中,控制模型输出的盾构参数变化规律与实际规律一致。该研究为实际工程中实现盾构姿态控制与研究盾构参数变化规律提供了一种新思路。
2025, 45(4):184-196. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.04.023
摘要:为探究全断面复杂明挖立交隧道交叉段下穿隧道回填施工力学效应,该文依托重庆市金洲大道与星光大道延伸段小净距立交隧道工程,采用数值模拟与现场原位试验相结合的方法,分析交叉段不同材料回填、不同隧道断面形式和复杂施工工序对下穿隧道受力特性的影响,确定明挖立交隧道交叉段下穿隧道回填施工力学效应。研究结果表明:① 回填施工过程中,下穿隧道位移和内力呈阶段性增长,且在上覆隧道施工和两侧填土施工结束阶段存在突变关键点;② 下穿隧道拱腰和拱脚部位应力变化较显著,随后,交界面换填C15混凝土使上下层隧道形成稳固的绑架体系,有效抑制了下穿隧道拱腰和拱脚部位应力的剧烈变化;③ 下穿隧道结构位移和内力沿纵向存在最值,由交界面逐渐向临近断面扩展,施工结束后位移和内力峰值由交界面传递至沿纵向邻近断面(y=6 m)位置。
2025, 45(4):197-202. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.04.024
摘要:建筑信息模型(BIM)以其多维模型和多源数据集成的优势,正成为推动公路设计行业创新和数字化转型的关键技术,以BIM模型作为设计交付成果已成为未来公路工程设计领域发展的必然趋势。然而,现阶段公路BIM模型的审查工作以人工手动肉眼审查为主,存在效率低、易出错、主观性强等问题,难以适应三维数字化设计模式的审查需求。针对该问题,该文提出一种基于知识图谱的公路BIM模型自动审查方法,通过构建公路工程领域的知识图谱,涵盖公路设计标准规范、语义库、元结构等多维度知识,利用自然语言处理技术(NLP)对设计标准规范、条文的审查规则进行结构化处理,进而以IFC(Industry Foundation Classes)构件实体为对象,利用Cypher查询语言实现对公路BIM模型构件属性信息完整性、数据正确性和设计合规性的审查。结果表明:基于知识图谱技术的图数据库,可以为公路BIM模型设计成果审查提供技术方法,显著提升公路三维设计成果的质量和审查效率。
2025, 45(4):203-210. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.04.025
摘要:为提升山区高速公路交通安全水平,建立准确有效的交通事故严重程度预测模型,该文基于重庆市2010—2016年2 484起山区高速公路交通事故数据,从人、车、路、环境4个方面选取了17个事故影响因素作为解释变量。分别构建部分比例优势模型、随机森林模型以及XGBoost模型进行山区高速公路交通事故严重程度多分类预测,并通过混淆矩阵、准确率、少数类召回率评估模型性能。结果表明:XGBoost模型在山区高速公路交通事故严重程度多分类预测方面预测精度最高,总体准确率为69.58%,对严重事故的召回率为61.11%,显著优于部分比例优势模型和随机森林模型。此外,夜间无路灯照明、大型车辆参与事故、桥梁路段在部分比例优势模型和XGBoost模型中均为强作用因素,其中,桥梁路段发生严重事故的概率比其他路段高2.649倍。
2025, 45(4):211-217. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.04.026
摘要:为提高桥梁混凝土护栏现场施工效率,该文提出了桥梁混凝土护栏预制安装方案。通过在整体化现浇层中锚固预制墙体底部设置横向钢筋、在预制墙体之间设置企口连接、优化预制墙体构造和配筋得到结构方案。基于六级防护等级要求,依次开展了大型客车、大型货车实车足尺碰撞试验。试验结果表明:该预制拼装护栏能够连续抵御大型客车和货车的碰撞冲击,其结构完整性、连接可靠性均满足安全性能指标要求,验证了预制混凝土桥梁护栏方案可行。
2025, 45(4):218-225. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.04.027
摘要:为提升公路工程建设低碳化水平,该文依托安徽省典型绿色公路,基于排放因子法建立了公路工程节能降碳量计算模型,采用定量与定性相结合的方式,基于LCA理论评价了33项节能降碳技术在降低生命周期能耗与碳排放方面取得的效益。研究结果表明:在材料生产阶段,通过通道资源综合调配,应用低碳节能材料,能够全面降低材料隐含碳;在施工阶段,通过优化施工组织,优化临时场站和现场施工的用能结构,节约施工能耗;在运营养护阶段,通过建设近零碳服务区全面降低运营碳排放,提高工程耐久性,降低养护能耗。基于节能降碳效益评价,研究建立了公路生命周期节能降碳技术清单,可为公路建设贯彻绿色低碳发展要求提供实践经验。
2025, 45(4):226-232. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.04.028
摘要:为研究公路平曲线半径对机动车油耗及污染物排放量的影响规律,该文基于运行车速理论、汽车行驶动力学和油耗排放分析系统,分别按40 km/h、60 km/h和80 km/h共3个设计车速,计算了不同圆曲线半径条件下小汽车在一个平曲线行程中的油耗量和CO2、CO、HC和NOx共4种污染物排放量。计算结果表明:公路圆曲线半径对机动车油耗和污染物排放量存在较为明显的影响。其中,机动车油耗量、CO2、NOx排放量三者随半径的变化趋势一致;CO、HC排放量两者变化趋势一致。3个设计车速下,机动车油耗量、CO2、NOx排放量出现最大值的半径分别为80 m、125 m和450~700 m,CO、HC排放量出现最大值的半径则为该级设计车速对应的极限最小半径。机动车油耗量和4种污染物排放量最低值均出现在曲线中点运行车速达到期望速度的临界半径及其之后。另外,公路圆曲线半径变化对CO排放量影响幅度最大,对机动车油耗量、CO2、NOx排放量三者影响幅度相对较小。
2025, 45(4):233-242. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.04.029
摘要:为给中国科学制定低碳公路基础设施发展政策提供支撑,该文通过实证分析、比较分析等方法,梳理了英国、美国和澳大利亚3个国家低碳公路基础设施的建设目标和行动战略,总结了国外低碳公路发展的先进经验。在此基础上,结合中国公路基础设施低碳发展现状和存在问题,提出对策建议:① 强化顶层设计,制定低碳发展目标和路径;② 贯彻生命周期理念,加强低碳技术研发和推广;③ 开展公路碳排放管理工作,形成动态管理机制;④ 统筹公路建设全过程,推行绿色采购工作;⑤构建充电基础设施网络,推动电动汽车发展;⑥进行试点示范工作,有序推进低碳公路建设。
2025, 45(4):243-250. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.04.030
摘要:近年来,海外“投建营一体化”模式逐步成为基建项目主流模式,该文旨在为海外收费公路投资并购项目的交通咨询提供参考借鉴,以印度尼西亚项目交通评估为例,对《交通量预测报告》预测结果进行评估修正,在未能获取基年OD(起讫点)矩阵数据的情况下,根据现场调查及《交通量预测报告》中所预测的未来年各收费站出入口的OD数据,并结合国际金融机构的经济预测数据,评估得出低、中、高3种交通量结果。研究表明:根据现场调查数据,结合收费站设计规模、通行能力及影响因素,所得出的评估结论是客观合理的。该文所运用的评估思路和方法,适合海外缺乏基础OD、现状交通量数据及相关规划资料的情形,可以为拟在印度尼西亚等海外国家投资并购收费公路的相关企业在交通咨询阶段提供参考。
