首页期刊导航|公路交通科技
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。
正式出版
收录年代

    边坡格构内新型植被水泥土抗侵蚀模型试验研究

    付涛何廷全周成曾红艳...
    97-107页
    查看更多>>摘要：为探究边坡格构内的填土类型和植被覆盖对水土保持效果的影响,并促进工程弃土的集约化利用,开展了在不同降雨强度、不同边坡坡度和不同填土层类型(纯弃土层、弃土层+植株孔植被覆盖、水泥土层、水泥土层+植株孔植被覆盖)条件下的降雨模型试验.分析了各类填土层的径流、侵蚀和降雨入渗规律,探究了植被的降雨截留和填土表层水泥固化作用对控制土壤侵蚀、增强土体抗冲性的贡献.结果表明:降雨强度对纯弃土层的径流率和侵蚀模数的影响比坡度大;随着降雨强度和边坡坡度的增加,纯弃土层的降雨入渗速率都呈先增加后减小的趋势;对比纯弃土层,固化土层的径流和侵蚀过程更加稳定,表层固化减缓雨水入渗的作用比植被覆盖更为显著;纯弃土层中的植被密集时,植被茎叶的降雨截流作用相对占优;固化土层中的植被密集时,植株孔促进消纳坡面径流的作用相对占优;对比纯弃土层,采用表层固化联合植被覆盖的新型植被水泥土技术进行植被恢复时,土层侵蚀量的减少幅度可达 98%以上.边坡格构内新型植被水泥土有良好的水土保持效果,可用于岩质边坡和石漠化边坡的水土流失治理.

    道路工程边坡植被恢复抗侵蚀植被水泥土格构护坡

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    波纹钢箱涵回填过程受力特性试验研究

    刘保东武飞韦佳明孙海波...
    108-115页
    查看更多>>摘要：波纹钢箱涵相较于圆形、拱形和管拱形波纹钢涵洞截面利用率更高,要求的最小覆土厚度较小,因此更适用于路基高度受限的城市地下通道、平原区以及跨线的桥涵工程.然而目前缺少针对中国净空要求的波纹钢箱涵试验研究,国外规范内力计算公式的适用性丞待研究.为此对一座跨径6.6 m,矢高3.7 m的波纹钢箱涵开展全尺寸模型试验,对回填过程中的位移、内力和土压力进行测试和分析,并将恒载作用下结构的弯矩与Duncan的计算公式进行对比.结果表明:回填至拱肩之前结构侧面持续向内变形,顶面持续向上变形;回填至拱肩以后变形开始反向变化,最终拱顶位置的下挠为矢高的 0.84%.回填至拱肩和回填结束是关键施工阶段,两阶段均是拱顶外侧的应力最大,分别为 36 MPa(受拉)和―100 MPa(受压);回填完成后拱顶和拱肩测点的弯矩产生的应力在总应力中的比例位于 76%和 100%之间;回填完成后结构顶面的土压力大于土柱法计算出的土压力,侧面的土压力小于静止土压力;Duncan提出的公式可有效预测本研究全尺寸模型在恒载作用下的弯矩,误差在 11%以内.本研究成果可为后续的波纹钢箱涵规范制订和结构设计提供参考.

    桥梁工程受力特性模型试验波纹钢箱涵回填施工

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    平行钢绞线拉索剩余承载力计算和疲劳寿命评估

    张洪李明阳王良辉余建...
    116-127页
    查看更多>>摘要：为研究斜拉索在腐蚀环境和疲劳荷载长期作用下的拉索使用状态,以某西南地区服役了 20 多年的斜拉索为试验对象,通过拉索力学性能试验和有限元模拟,建立了腐蚀-疲劳耦合作用下的拉索剩余承载力和疲劳寿命评估方法.首先,通过高倍率显微镜获取全方位的钢绞线腐蚀图像,依据规范要求将拉索内钢绞线划分了腐蚀等级,进行了钢绞线拉伸破断和拉伸疲劳试验,统计了钢绞线的极限抗拉强度和疲劳寿命数据,拟合了该拉索钢绞线材料的S-N曲线.然后,针对车型、车重和车间距 3 个车流参数的随机特征,建立了随机车流模型模拟索力时程变化,并基于实际监测的索力数据对模拟数据进行了多参数对比分析.最后,引入减少引子K,评估了拉索的整体承载力,采用雨流计数法对模拟的索力数据进行处理,结合损伤累计理论计算出了拉索的剩余疲劳寿命.结果表明:拉索中的钢绞线极限抗拉强度均未满足规范要求,最大极限抗拉强度仅为 1 852.186 MPa,计算得出拉索整体极限抗拉强度降低了 4%.模拟索力与实际索力的极值、均值、95%分位值误差不到 5%,平均绝对百分比误差为 5.387 5%,小于10%,证明随机车流模型具有较好的可靠性.拉索钢绞线材料的S-N曲线的拟合优度为 0.994,对预测该拉索疲劳寿命具有较强的准确性,最后计算得出拉索的疲劳寿命约为 4.6 a.

    桥梁工程疲劳寿命数值模拟斜拉索随机车流

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    多塔斜拉桥设置非对称交叉索时塔、梁力学机理

    柴生波黄凯杰王秀兰
    128-136页
    查看更多>>摘要：为了提高多塔斜拉桥的结构刚度,提出了交叉索的最优布置策略,以增强其对结构刚度的贡献.基于交叉索对中塔约束刚度的解析表达式,推导出了交叉索的纵向约束刚度与其在主梁上锚固位置之间的关系.通过分析发现,当多塔斜拉桥的高跨比介于 0.2～0.3 时,交叉索锚固在距离中塔约 0.7 倍跨长的位置处,其对中塔的约束刚度最大.基于此,提出了一种交叉索非对称布置方式.为了验证这一理论,构建了设置交叉索的三塔斜拉桥的有限元模型,对比分析了交叉索非对称布置与对称布置时,在桥塔、主梁变形以及结构受力状态方面的差异.在活荷载作用下,中塔塔顶偏位分别减少 19.92%和33.99%,主梁下挠分别减少10.02%和12.60%,主梁最大正弯矩分别减少17.38%和 25.39%.此外,交叉索对称布置时中塔塔底弯矩略有增大,而非对称布置时塔底弯矩减少了 18.23%.结果表明,在主跨增设交叉索可以有效提升三塔斜拉桥的刚度,改善活载作用下主梁和桥塔的受力及变形.在保持索系用钢量不变的前提下,交叉索非对称布置在改善结构刚度方面优于对称布置,为多塔斜拉桥采用交叉索的设计方案提供了新的优化方向.

    桥梁工程布置方式数值分析交叉索约束刚度力学特性

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    基于套筒阻尼器的悬索桥吊索振动控制方法

    赵洪伟陈一飞孙宗光
    137-146页
    查看更多>>摘要：针对悬索桥吊索的振动问题,提出了一种套筒阻尼器振动控制方法,旨在降低吊索振幅、加快振动衰减,延长吊索寿命,提高桥梁安全耐久性能.首先,推导了安装套筒阻尼器的索结构运动特性方程,确定影响振动的主要参数,并以参数作为控制变量进行后续的分析、比较、筛选;其次,建立有限元模型,以阻尼比作为减振性能评价指标,通过数值模拟的方法分析各主要参数对吊索-套筒阻尼器阻尼比的影响;随后,采用响应曲面法实现多参数耦合的减振优化设计,分别对套筒刚度、质量比、橡胶阻尼材料、吊索-套筒间隙,进行交互试验分析,获取最优参数组合;最后,假定两端固定约束条件下分别对单吊索和带有套筒阻尼器的吊索施加相同激励进行定量分析,研究在不同激励荷载条件下套筒阻尼器减振性能的变化情况,对比安装阻尼器后吊索动力学响应,验证设计的合理性.研究结果表明,套筒阻尼器能够有效降低索的振动位移幅值,当吊索受到特定频率外界激励荷载作用下产生共振,套筒阻尼器将有效避免共振现象导致的大幅度位移变形现象发生,降低结构疲劳损伤的风险.

    桥梁工程吊索阻尼器有限元分析振动控制吊索

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    双层桥面钢桁梁吊装阶段的涡振性能研究

    王盛铭莫威杨博开唐浩俊...
    147-156页
    查看更多>>摘要：为了确定具有双层桥面钢桁梁的双主跨悬索桥在加劲梁吊装阶段的涡振性能,通过有限元软件ANSYS对不同吊装阶段的结构进行了模态分析,讨论了竖弯和扭转模态特性随吊装率的变化,分析了吊装梁段间约束、边跨端部约束对桥梁动力特性的影响.在此基础上,制作了几何缩尺比为 1/48.1 的刚性节段模型,通过风洞试验测试了不同风攻角下双层桥面钢桁梁的涡振性能,换算了桥梁不同吊装阶段的涡振锁定风速和最大振幅,并由加速度允许值1 m/s2 进一步换算得到涡振振幅参考限值.研究结果表明:桥梁各跨之间的振动关联性较强,梁段间临时连接的刚度对单主跨反对称模态有明显影响.在单主跨正对称模态中,边跨振动的参与度较高,故可以采取对边跨端部进行约束的方式限制其线位移,从而有效地抑制边跨的振动,提高其竖弯和扭转模态的频率,但会加剧另一侧主跨的振动.在吊装阶段,该加劲梁存在发生扭转涡振的可能性,但在竖直方向的涡振响应不明显.来流风攻角对桥梁的扭转涡振振幅有显著影响,但涡振锁定风速受风攻角的影响较小.吊装中、后期桥梁的涡振锁定风速及其振幅增大,而扭转频率的增大使得振幅参考限值减小.对于有利于桥梁颤振稳定性的吊装方案而言,扭转频率的提升增加了涡振响应的不利影响.

    桥梁工程涡激振动风洞试验双层桥面钢桁梁双主跨悬索桥吊装顺序

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    基于机器学习的梁片预制质量评价模型——以梁片混凝土强度为例

    李潘炡
    157-166页
    查看更多>>摘要：针对现行公路桥梁梁片预制质量评价存在的评价指标不够全面、质量差异无法有效体现及过程控制指标精度缺乏等问题,提出了一种基于机器学习的梁片预制过程质量评价方法.通过对梁片预制的混凝土试块、混凝土拌和、浇注振捣、钢筋试验、梁片蒸养、智能张拉压浆等关键工序控制的物联网数据采集,并对所采集的数据进行归一化处理、过滤异常值及离群数据,实现数据降噪处理,采用皮尔逊相关性分析算法,建立相关性分析矩阵图,找出关键工序控制偏差对梁片质量影响的强相关因子,实现数据降维处理,为机器学习提供优质降噪数据.通过对处理后的梁片样本数据采用线性回归、决策树回归和XGBoost等多种机器学习算法建立梁片质量评价模型,并采用均方根误差、平均绝对百分比误差率对所建立的梁片质量模型进行定量评价,找出最优的梁片质量评价模型,以此进行梁片质量评价.以梁片混凝土强度为例,测试验证结果显示,XGBoost模型在预测梁片混凝土强度方面的平均绝对百分比误差率为 1.87%,低于目前行业内采用的回弹法无损检测的 3.59%误差值.该方法不仅能精准评估成品梁片的混凝土强度质量,还能识别影响梁片预制质量的关键工序和指标,实现对这些关键环节的精准控制,并能有效精准识别梁片质量检测的人为造假情况,促进梁片预制质量的均质化提升.

    桥梁工程梁片质量评价机器学习质量评价模型梁片质量检测

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    基于含水率变化的粉质黏土隧道变形特征

    敬雅文张俊儒徐剑陈雪锋...
    167-176页
    查看更多>>摘要：为了研究含水率变化对粉质黏土隧道变形特征的影响,以杨宣高速公路大营坡隧道为研究对象,首先在调查现场灾害的基础上对施工现场取土样,按不同含水率配置重塑土样进行不固结不排水三轴压缩试验,得出土样的物理力学参数;其次采用数值模拟的方法对不同含水率和隧道埋深的粉质黏土地层公路隧道的围岩变形特征进行分析;最后根据现场监测数据揭示其变形特征并与数值模拟计算结果相互验证.结果表明:(1)含水率对土体破坏形式及最终破损形态有显著影响,当含水率不超过 30%时,该地区粉质黏土破坏形式为剪切破坏,表现出应变软化特性;当含水率达到 35%后,粉质黏土未产生剪切破坏,土样呈"腰鼓状"变形,表现出流变特性.(2)围岩变形随埋深增加而增大,含水率小于 25%时为线性增加,达到 30%后呈非线性指数式增加;在同样的埋深条件下,围岩变形随含水率增加而增大,且在含水率大于 25%后急剧增加.(3)围岩变形具有变形量大、变形速度快、以竖向变形为主及受施工扰动影响大的特点,变形主要发生在上台阶开挖支护后,此时围岩变形速度最快,当初期支护封闭成环后围岩变形基本收敛.

    隧道工程变形特征三轴压缩试验粉质黏土含水率

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    白垩系弱胶结砂岩TBM掘进刃宽参数研究

    杨青荣传新黎明镜王晓健...
    177-189页
    查看更多>>摘要：TBM刀盘滚刀的机械参数是影响扰动围岩裂纹扩展的主要因素之一.为了揭露白垩系砂岩的内部结构,探明破岩机理,针对中国西部某隧道工程,开展白垩系砂岩微观结构XRD试验、SEM试验、偏光显微镜试验.选择不同刃宽滚刀,采用PFC2D数值模拟贯入试验,用Fish语言提取裂纹特征、贯入力幅值变化、裂纹数量及胶结破坏比能耗进行比较分析,探究裂纹形成机理与破岩效率.结果表明:弱胶结砂岩石英和长石矿物磨圆度低,分选性差,胶结物少,胶结物松散,微孔隙多,而这些特征所形成的岩石微结构恰好构成了裂纹扩展的通道;同等贯入度工况下,刃宽 12 mm呈现出诸多优势,此时水平裂纹最接近自由面,使得破岩过程更加高效;大岩块最为突出,表明破岩效果显著,中间裂纹最少,减少了能量的不必要损耗,破岩能量利用最为有效;白垩系弱胶结砂岩掘进选择刃宽 12 mm较为合理,这是由于刃宽超过 12 mm后破岩机理发生改变,由拉剪破坏转向压剪破坏,破岩力大幅增加,比能耗上升,破岩效率下降.本研究结果符合相关理论模型,并在中国西部某隧道工程得以成功验证.

    隧道工程破岩机理数值模拟白垩系砂岩裂纹扩展滚刀刃宽

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    大跨度黄土隧道围岩变形的时空效应

    沈亚斌杨超王倩赵亚伟...
    190-197页
    查看更多>>摘要：隧道围岩变形主要受施工、时间及空间等因素影响.把握围岩随时间及空间变形特点,对于总结围岩变形规律,确定合理的支护时机至关重要.依托神府高速公路工程项目,结合正常开挖和停工 2 种工况,对现场监测数据统计分析.围岩变形规律为:隧道拱顶下沉量与时间密切相关,随时间增加缓慢发展并最终趋于稳定,而净空收敛变形主要受施工工序影响,在中台阶和下台阶施工期间净空收敛值约占总变形的 95.2%,仰拱开挖回填后收敛变形迅速趋于稳定.通过对现场停工断面拱顶下沉数据分析发现,掌子面对围岩变形有一定的空间约束作用,随着至掌子面距离不断增加,约束效应逐渐降低,当至掌子面距离大于3倍隧道开挖跨度时,约束效应基本消失.在考虑黄土蠕变特性下对隧道开挖支护过程进行三维数值模拟分析,发现采用三台阶起步开挖法时,掌子面开挖对前方土体的扰动半径约为 1.5倍隧道开挖跨度,受开挖影响隧道拱顶处产生的先期位移约占总变形量的5%.为合理利用掌子面的空间约束效应,减少围岩变形,对于大跨度黄土隧道Ⅴ级围岩深埋段,仰拱开挖回填宜在距离掌子面3倍隧道开挖跨度范围内完成.

    隧道工程时空效应数值模拟变形监测大跨度黄土隧道

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据