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期刊信息/Journal information
公路交通科技
公路交通科技

陈国靖

月刊

1002-0268

gljtkj@vip.sina.com

010-62077751/9198转1031 62031106转813、

100088

北京市西土城路8号

公路交通科技/Journal Journal of Highway and Transportation Research and DevelopmentCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是中央一级学术性期刊，由中华人民共和国交通部主管，交通部公路科学研究所主办，国内外公开发行。刊物主要刊登道路工程、桥梁工程、汽车运用与维修工程、汽车节能、筑路机械、交通工程、公路运输经济与管理、环境污染与防治等方面的科技成果与学术论文，以及设计施工、产品开发、科技信息等内容。
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    基于时空关系的多细粒度隧道交通流预测模型研究与应用

    王九胜许辉缪中岩
    86-93页
    查看更多>>摘要：隧道交通流预测是隧道交通预警管控中十分重要的环节.由于现实问题中通常会根据存在时空关系的多个变量进行不同细粒度的交通流预测,因此使用多元变量来准确预测不同时间细粒度的交通流具有挑战性.现有方法通常基于单元时间变量捕获拟合时序映射关系,或在多元序列数据中提升特征提取能力,进行单一尺度的预测.这些方法缺乏捕捉多元变量间时空关系的能力,并且在多元变量处理和细粒度特征提取方面存在不足,无法充分应对复杂交通环境中的时空关系,导致预测效果不佳.为了解决以上问题,提出了一种基于时空关系的多细粒度隧道交通流量预测模型,包含多细粒度融合预测模块和时空关系特征提取模块.多细粒度融合预测模块用于融合多元变量,提取不同时间尺度下的细粒度特征,从而确保模型适应复杂多变的交通环境.随后,时空关系特征提取模块进一步处理这些特征,捕捉变量之间的时空依赖关系,从而实现对交通流量变化趋势的精确预测.该模型结合了时空关系和多细粒度特征提取的优势,能够有效应对不同时间尺度下的交通流预测需求.该模型在 3 个交通流数据集中进行对比试验(PEMS4、PEMS8、中国隧道交通流数据),结果表明本研究提出的方法在时序预测任务尤其是多细粒度的隧道交通流预测中有着较好表现.

    智能交通交通流预测时空关系多细粒度隧道交通流自注意力机制

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    考虑路面-轮胎-径流耦合作用的高速公路超宽路面排水设计

    高雪池毕玉峰季晓歌郑志峰...
    94-103页
    查看更多>>摘要：改扩建道路日益增多,道路的拓宽导致雨水难以快速排出路表,滞留的积水导致车辆在制动、转弯时容易出现滑水现象,严重影响行车安全.为降低雨天超宽路面水膜厚度,保障雨天行车安全,进行了路面排水结构的布局设计分析.基于ANSYS软件建立了路面-轮胎-径流简化模型开展动水压力计算,得到行车速度为 80,100,120 km/h时动水压力与水膜厚度的关系式,并计算出 3 种速度下的临界水膜厚度值.分析了降雨强度、路拱横坡度、路面宽度、道路纵坡度对路面水膜厚度值的作用规律.通过对比水膜厚度计算值与临界值,针对行车安全存在隐患的路段开展排水设计,对不同布局方案的排水效果进行了评估.结果表明:设计速度为 80 km/h的高速公路,路面水膜厚度若高于 3.92 mm则需进行改善设计;设计速度为 100 km/h的高速公路,路面水膜厚度若高于 2.46 mm则需进行改善设计;设计速度为 120 km/h的高速公路,路面水膜厚度若高于 1.66 mm则需进行改善设计.提出了在车道标线处设置排水结构的排水结构布局方案:设计速度为 80 km/h的高速公路,将横坡度设置为 3%;设计速度为 100 km/h的高速公路,超过双向十车道时在中间车道线处设置 1 个排水结构;设计速度为 120 km/h的高速公路,每隔 2 个车道设置 1 个排水结构.

    道路工程排水结构布局设计数值计算超宽路面水膜厚度动水压力

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    微生物矿化边坡格构内植被土优先流试验及数值模拟

    李旭刘家庆周成王一冰...
    104-113,150页
    查看更多>>摘要：为探究微生物矿化石漠化边坡格构内填土表层进行蓄水型植被恢复的可行性,制作纯土、表层弱矿化土、表层强矿化土、纯土+植株、表层强矿化土+植株这 5 种叠合式土柱试样,进行降雨-干燥试验及数值模拟.通过测试降雨阶段土柱的降雨优先流渗入、渗出量,干燥阶段表层土的裂隙发育情况及两阶段土柱内部的水力特性,探究微生物矿化格构内填土表层进行蓄水型植被恢复的降雨优先流规律.同时对土柱试件进行原型降雨-干燥数值模拟,提取土柱各深度含水率和吸力的计算值与实测值进行对比分析.结果表明:降雨阶段积雨优先蓄满蓄水孔植被土,土体的湿润饱和区也主要分布在此处,发挥了蓄水漏斗的作用,边坡格构内表层矿化+植株土柱 12～32 cm深土体的平均含水率可达 24%;干燥阶段表层矿化土较纯土减少约 95%的裂隙,距表层 2 cm处实测含水率由大到小依次为表层强矿化(25%),表层矿化+植株(22%),纯土(20.2%),植株(18%),表土硬壳层抑裂锁水效果明显,能够减少填土降雨存蓄水分的蒸发流失,增强填土的持水效果;微生物矿化石漠化边坡格构内填土表层具有良好的蓄水能力,有利于石漠化边坡的植被恢复.

    道路工程蓄水型边坡数值分析植被恢复降雨-干燥试验微生物矿化表土

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    滨海砂路基结构强度控制研究

    刘江鑫李凌云吴立坚宋常军...
    114-123页
    查看更多>>摘要：为实现滨海砂利用率最大化,针对路基结构强度设计指标要求,采用层状弹性体系理论对两侧包边、上覆改良层的滨海砂填芯路基结构强度进行了研究.明确了砂芯模量、改良层模量及改良层厚度对路基结构顶面回弹模量的影响;提出了路基结构强度控制设计理念和技术.室内外试验结果显示,滨海砂材料的CBR强度随着压实度的提高而增长;经压实后的滨海砂满足公路路基对路基填料CBR值的要求,但滨海砂级配不良、黏聚力低,其单纯滨海砂结构表层无法满足路基结构回弹弯沉指标的要求,因此采取双侧包边和上覆改良层结构可充分发挥滨海砂芯的材料强度性能并满足路基结构回弹模量的强度要求.结果表明:路基顶面当量回弹模量分别与滨海砂自身回弹模量、改良层回弹模量及改善层厚度显著相关,由此建立了多元非线性回归经验公式,获取的路基顶当量回弹模量经验解与层状体系结构的理论解相近;经验公式的提出为改良层的材料选择和厚度优化提供了精准、便捷的计算工具,从而有效实现了对路基结构强度的合理控制,为滨海砂在滨海公路建设中的大量利用、降低建设成本、保护生态环境奠定了可靠的理论支撑.

    道路工程结构强度控制多元非线性回归滨海砂芯路基当量模量改良层

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    正六边形孔蜂窝钢梁焊缝裂纹损伤监测数值模拟

    蒋田勇田航王磊耿森...
    124-133页
    查看更多>>摘要：钢梁薄弱位置处的裂纹可能会对整体结构安全造成极大危害,为了监测正六边形孔蜂窝钢梁的焊缝裂纹损伤情况,以焊缝带有裂纹的正六边形孔蜂窝钢梁为研究对象,采用Abaqus数值软件,建立了基于压电传感的不同裂纹损伤工况下蜂窝钢梁数值监测模型,研究了压电信号在裂纹损伤蜂窝钢梁数值模型中的影响规律,得到了裂纹长度损伤程度和裂纹深度损伤程度与裂纹损伤指标的关系表达式,明确了不同裂纹工况下应力波在蜂窝钢梁数值模型中的传播过程.结果表明,基于压电传感原理建立了正六边形孔蜂窝钢梁焊缝裂纹损伤监测数值模型,数值模型中采用汉宁窗激励信号及三维黏弹性边界,该边界能够较好地模拟应力波通过裂纹时的衰减效果;随着裂纹长度和深度的增加,压电信号时域幅值会产生不同程度的衰减,且裂纹深度对时域信号的影响较大;裂纹损伤程度越大,裂纹损伤指标值越大,且损伤刚出现时其增长幅度最大,说明应力波传播对裂纹损伤较为敏感;当裂纹长度增大到整个焊缝长度时,压电信号时域幅值衰减了 33.3%,且焊缝附近应力减少了 37.8%;当裂纹深度增加到整个焊缝厚度时,压电信号时域幅值衰减了 95.4%,且焊缝附近应力减少了 99.2%,此时传感器接收到的压电信号很小,焊缝附近钢梁接收到的应力波几乎可以忽略不计.

    桥梁工程裂纹损伤数值模拟蜂窝钢梁压电传感应力波

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    基于链式贝叶斯网络的跨海悬索桥高墩高塔多灾害风险评估

    柳成荫任立辰刘汉勇张春海...
    134-142页
    查看更多>>摘要：随着科技的进步和运输需求的增长,跨海悬索桥作为重要的交通枢纽,具有结构复杂、高柔度等主要特征,一旦发生损伤后果可能非常严重.高墩高塔作为其核心承重构件,长期暴露于复杂的海洋环境中,在全寿命周期内不可避免地面临多种自然灾害作用的威胁,工程风险不确定性极大.同时贝叶斯网络作为一种可以将变量的概率推理关系联系起来的图型模型,广泛应用于结构体系定量评估中.因此,针对跨海悬索桥研究现状及面临的环境问题,本研究提出一种基于贝叶斯网络的多灾害风险定量评估方法.首先分析灾害风险因子,针对结构和环境特点,选取地震、强风和洪水潮汐冲刷作为主要灾害作用,考虑结构体系中的关键构件或截面,根据弯矩曲率分析结果确定构件或截面的损伤级别范围;其次通过构件或截面与结构体系的从属关系及荷载场景模拟,建立贝叶斯网络模型,获得结构系统灾害风险概率;最终参考风险等级矩阵和桥梁运营可接受风险水平,对目标体系开展风险评估,并通过单一荷载下的对比结果对评估结果进行有效性验证.其中高墩高塔结构以在建伶仃洋大桥为例,风险评估结果为三级,在寿命运营期处于较安全状态,需制定必要的应急方案.研究结果表明,该方法可为同类型桥梁多灾害风险评估提供理论支持,对防灾减灾方案制订具有指导意义.

    桥梁工程多灾害风险贝叶斯网络跨海悬索桥高墩高塔风险评估

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    自锚式悬索桥地锚转自锚体系转换分析

    黄甘乐郑建新孙南昌
    143-150页
    查看更多>>摘要：为研究自锚式悬索桥在"先缆后梁"施工中采用临时地锚时的结构受力及变形特性,以东莞沙田大桥为工程背景,建立从地锚转换为自锚的有限元模型.分析了临时拉索同步释放、两岸交替释放、循环释放 3 种体系转换过程的吊索、梁、塔的应力及变形;对比了体系转换过程中的索鞍抗滑移安全系数变化规律.结果表明:当采用非同步释放时,塔顶偏位波动明显,且当采用循环释放时,中跨侧中塔柱根部会出现拉应力;采用交替释放的加劲梁上、下缘应力最大值明显大于同步释放与循环释放方案;临时拉索索力释放过程中加劲梁压缩,主缆锚点向中跨移动,致使同步、交替、循环释放方案的吊索索力在体系转换完成后均变小,仅体系转换过程中的索力变化规律存在差异;临时拉索不同步释放会增大索鞍两侧主缆索力差,使索鞍抗滑移安全系数减小,其中交替释放的索鞍抗滑移安全系数最小为 1.98,不满足规范要求;3 种释放方案对吊索外侧到锚固导管口的径向偏差影响较小;对于此类通过临时锚碇实现"先缆后梁"施工的自锚式悬索桥,体系转换时应尽量采用同步释放方案,若无法实现同步,可通过增加临时拉索释放的级数,减少每级临时拉索释放时的不平衡力来实现体系转换.

    桥梁工程体系转换先缆后梁自锚式悬索桥有限元法

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    新型防落梁、抗倾覆球钢支座力学性能分析及应用

    米孝生陈伟陈海斌郭泰广...
    151-158页
    查看更多>>摘要：针对桥梁在地震和极端偏载条件下的落梁与倾覆问题,提出了一种新型防落梁、抗倾覆球钢支座装置.传统防落梁措施如挡块和防落链存在结构可靠性差、易损伤、施工费用高及影响美观等问题,而现有支座研究多集中于防落梁性能,对抗倾覆性能研究较少.为解决这些问题,以典型城市超宽大悬臂钢梁为案例,在结构地震和抗倾覆分析的基础上,设计了一种集防落梁与抗倾覆功能于一体的新型球钢支座.该支座在传统球钢支座基础上增设了抗剪销、侧向钢挡块和锚固拉杆,通过多道防线设计提升防落梁性能,并利用柔性缓冲和水平抗力可定制设计等特点,确保支座在地震和极端偏载作用下的稳定性和安全性.研究通过参数敏感性分析、抗震防落梁性能分析及抗倾覆性能分析,验证了新型支座在控制主梁位移、减小墩底内力及提升抗倾覆能力方面的显著效果.研究结果表明,采用新型防落梁球钢支座后,主梁位移和主墩内力均控制在合理区间,避免了落梁与相邻联碰撞的风险,同时显著提升了桥梁的抗倾覆性能.此外,该支座还具有结构简单、易维护、更换及成本适中等优点,已获实用新型专利并成功应用于实际工程,为桥梁工程的安全性和耐久性提供了有力保障.

    桥梁工程防落梁抗倾覆球钢支座地震作用偏载分析参数敏感性力学性能

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    劲性骨架混合结构外包混凝土应力研究

    赵艳张晓宇阳珊清
    159-166页
    查看更多>>摘要：为了弥补现行公路或建筑行业规范对混合结构外包混凝土应力分析的空白,解决桥梁工程实践中劲性骨架混合结构外包混凝土的开裂问题,保证桥梁结构的安全和耐久性,了解劲性骨架混合结构外包混凝土的应力分布规律、外包混凝土最大应力的影响因素是解决问题的关键.研究方法采用经典弹性力学理论,推导出了在内膨胀或内压力作用下圆柱形钢管-劲性骨架混合结构外包混凝土应力分布以及钢混界面应力的解析表达式,并与数值分析对比,误差较小.研究方法还采用有限元建模,分析方柱形钢管-劲性骨架混合结构在内膨胀力作用下的应力分布规律.结果表明:圆柱形钢管-劲性骨架混合结构外包混凝土环向应力最大值出现在钢管外壁处,越往外越小;环向应力随着壁厚和外包混凝土厚度的增加而减小,随外包混凝土弹性模量的增加而增大;相比圆柱,方柱形钢管-劲性骨架混合结构外包混凝土的最大环向应力分布受截面尺寸的影响更为复杂,方柱形混合结构外包混凝土在厚度较小时,环向应力呈现非线性分布,外包混凝土较厚时,分布情况与圆柱形相近.研究成果为设计中有效控制劲性骨架混合结构外包混凝土的应力,避免外包混凝土开裂提供了参考.

    桥梁工程经典弹性力学有限元法劲性骨架混合结构应力外包混凝土

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    地形偏压对连拱隧道支护结构及围岩的影响

    何丹郭亚林林宇亮肖洪波...
    167-177页
    查看更多>>摘要：为研究连拱隧道施工过程中地形偏压对隧道支护结构及周边围岩的影响,掌握连拱隧道施工中的关键工序及控制要点,依托长沙市某偏压连拱隧道工程开展现场试验研究.首先,通过现场试验对围岩压力、初期支护钢拱架轴力、二次衬砌钢筋轴力、拱顶沉降和周边收敛等进行施工全过程动态监测.然后,采用Abaqus建立反映实际工程条件和施工顺序的二维数值分析模型,分别对先开挖浅埋侧洞室和先开挖深埋侧洞室的 2 种施工方法进行模拟研究.最后,结合现场监测数据和数值模拟结果,对隧道周边围岩及支护结构的内力和变形规律进行分析.结果表明:受地形偏压作用,左洞区域的围岩压力理论值大于实测值约 35 kPa,偏压作用明显的位置为右拱肩位置,该处的围岩压力计算值与实测值皆大于左拱肩处约 36 kPa;拱肩和拱腰区域钢拱架轴力较大,达到 470 kN和 407 kN;拱顶和拱脚区域二衬钢筋轴力较大,分别达到 23.31 kN和 16.46 kN,且二衬钢筋轴力沿中隔墙对称分布;隧道埋深越深,拱顶沉降值越小;以中隔墙为对称轴,除外侧测点外,左洞室各对应测点沉降值均大于右洞室 5%～6%.对于偏压连拱隧道,先开挖深埋侧洞室有利于控制支护结构的变形与受力,保证结构稳定性.

    隧道工程偏压现场试验数值模拟连拱隧道支护结构内力围岩变形

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