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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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    波形钢腹板-钢底板组合箱梁耐火性能及影响因素

    郑尚敏管冲
    94-101页
    查看更多>>摘要：为研究波形钢腹板-钢底板组合箱梁在火灾作用下的挠变规律及耐火极限,本研究以一试验梁为研究背景,采用有限元软件ANSYS建立波形钢腹板-钢底板组合箱梁数值模型开展热-力耦合分析,研究不同升温曲线、受火区域、荷载比及高跨比等因数对其耐火性能的影响.结果表明:组合箱梁钢腹板和混凝土顶板沿梁高方向存在明显的温度梯度且受火时间越长温度梯度越明显;波形钢腹板-钢底板组合箱梁跨中挠度时程曲线主要分为两个阶段,前期为缓慢增长阶段,平均增长速率 1.5 mm/min,后期为快速增长阶段,平均增长速率 5 mm/min;组合箱梁在HC火灾作用下的耐火极限最短,在相同荷载比作用下较ISO834 标准升温曲线作用下的耐火极限下降了 71.8%;组合箱梁受火区域越大,耐火极限越小,且受火区域越靠近跨中截面,耐火极限越小;荷载比对组合箱梁的抗火性能有较大影响,荷载比由 0.2 增长到 0.4 时,组合箱梁的耐火极限降低了 40.4%;高跨比越大的组合箱梁,虽然受火前期的耐火性能有明显的提高,但是后期随着温度的不断升高其耐火极限反而小于高跨比小的组合箱梁,且随着组合箱梁的高跨比从 0.088 增长到 0.147,其耐火极限降低了 23.1%.研究成果可为波形钢腹板-钢底板组合箱梁的防火设计提供一定的参考.

    桥梁工程耐火性能数值模拟波形钢腹板挠变规律耐火极限

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    悬索桥空缆状态参数误差修正闭合迭代算法

    朱伟华颜东煌许红胜周伟...
    102-110页
    查看更多>>摘要：针对悬索桥空缆状态主缆架设无应力长度和恒载重量参数误差修正算法存在不闭合问题,提出一种参数误差修正闭合迭代算法.基于悬链线方程理论建立索鞍处非线性方程组,基于分段弹性悬链线理论建立各吊杆间迭代方程组,由几何相容条件联立非线性方程组及迭代方程组,迭代求解各跨主缆力学参数.利用索鞍两侧主缆力学平衡条件,依次进行全桥各索鞍位置迭代修正计算,直至全桥索鞍与主缆体系满足收敛条件,从而达到悬索桥合理成桥状态.将悬索桥施工期各关键控制参数与合理成桥状态计算参数实现闭合性迭代计算.最后,基于合理成桥状态参数求解空缆状态吊杆无应力长度、索夹安装位置及锚跨合理张力,实现空缆状态参数误差修正闭合迭代计算.结果表明:将本研究迭代算法应用于实际悬索桥工程,实测悬索桥成桥状态主梁线形与设计目标值间最大差值为5.8 cm,成桥索塔偏位控制在 1.0 cm以内,锚跨索股张力计算值与实测值整体误差率控制在 1.0%左右,成桥状态关键技术参数监测结果满足设计及规范要求.满足闭合条件的悬索桥空缆状态迭代计算方法与文献算法进行对比分析,验证本研究方法有效性和可行性;推导的主缆找形迭代算法可为悬索桥设计与施工阶段计算理论提供一定参考价值.

    桥梁工程误差修正闭合迭代计算悬索桥空缆状态合理成桥状态

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    正常使用状态体外束应力增量计算方法研究

    高昌
    111-116页
    查看更多>>摘要：为解决正常使用极限状态下体外束应力增量计算方法存在的效率、精度问题,基于试验结果和相关假定将体外束加固连续刚构视为各单跨加固体系,考虑使用荷载作用下体外束曲线变形特征及与梁体相对位置变化的几何关系,通过理论推导得出单跨加固体系在荷载作用下体外束应力增量计算的简析公式.将各单跨加固体系体外束应力增量进行叠加,导出全桥加固体系体外束总应力增量计算公式,并对不同荷载及布束形式下体外束应力增量计算公式进行了探讨.以一座体外束加固连续刚构实桥为算例,运用上述方法对体外束在正常使用极限状态下的应力增量进行了计算,并将计算结果与有限元模型、参考文献结果进行了对比验证.结果表明:体外束加固连续刚构在正常使用初期,体外索的应力增量变化取决于加固体系所承受的荷载,张拉控制应力对其影响不大,而在使用后期,张拉控制应力对体外束应力增量的影响逐渐加大;所提公式对体外束在正常使用极限状态下的应力增量计算具有较高的精度,最大平均误差在 5%以内,能够满足工程计算精度的要求,且使结构设计偏于安全;同时,公式形式简单,避免了复杂的有限元建模与能量变分运算,便于工程技术人员掌握,具有较好的实用性.

    桥梁工程应力增量理论推导体外束加固连续刚构

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    体外预应力加固变截面连续刚构极限应力计算方法研究

    骆佐龙韩智强刘陆平
    117-124页
    查看更多>>摘要：为研究体外预应力加固变截面连续刚构体外束极限应力计算方法,首先,以两座背景工程为例,验证并评价了《规范》公式对于变截面连续刚构加固体系体外束极限应力计算的适用性;其次,在塑性铰个数计算的《规范》公式基础上,引入塑性铰个数修正系数α1 以考虑连续刚构结构体系与实际破坏模式下截面转角特征,偏安全地提出加固体系破坏极限状态下塑性铰个数计算的修正公式;然后,通过对中支点失效模型与等效塑性区截面应变分布进行分析,提出中支点截面修正系数α2 以考虑中支点截面变化对加固体系体外束有效长度的影响,经理论推导得出α2简析表达式,最终导出变截面连续刚构加固体系体外束极限应力计算修正公式;最后,对已有文献中 3 个算例进行计算,对比验证修正公式的正确性与适用性.结果表明:应用《规范》公式计算变截面连续刚构加固体系体外束极限应力将产生较大的偏差,且使设计结果偏于不安全,原因在于《规范》公式对变截面连续刚构体外束加固体系在破坏极限状态下塑性铰个数计算偏多及对于连续刚构中支点截面与跨中截面特性的差异考虑不够充分;提出的修正公式对变截面连续刚构体外束加固体系体外束极限应力的计算具有较高的精度与较好的适用性,最大误差在 10%以内,能够满足工程计算精度的要求,且使结构设计偏于安全,能够对体外预应力加固变截面连续刚构承载能力极限状态设计提供参考.

    桥梁工程极限应力理论分析体外预应力加固连续刚构

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    带UHPC接缝的桥面板力学性能试验研究

    曾明辉尹炳森陈刚胡志坚...
    125-131页
    查看更多>>摘要：为掌握带UHPC接缝的桥面板受弯状态下的力学特点,进一步探究UHPC接缝的合理宽度及在接缝宽度相同情况下,不同接缝截面形式、钢筋搭接形式对带UHPC接缝的桥面板抗弯性能影响,设计制作了一块现浇整体板和3块不同湿接缝构造的UHPC预制桥面板,并分别进行四点弯曲试验评估接缝处抗弯性能,对荷载-跨中位移曲线、荷载-主裂缝宽度曲线、混凝土荷载-拉应变曲线、混凝土荷载-压应变曲线、荷载-受拉钢筋应变曲线、极限抗弯承载能力、裂缝发展状况展开相关研究.结果表明:由于UHPC优异的力学性能,4 组试验板的荷载-跨中挠度曲线基本相近,带UHPC接缝的桥面板极限承载力优于整体板;接缝宽度、钢筋连接方式相同的情况下,漏斗形或楔形接缝截面形式不会影响预制桥面板的极限承载力,彼此刚度差异不大;在保证桥面板整体性和承载力的前提下,预制桥面板UHPC湿接缝可减小为 15 cm宽;UHPC接缝连接的整体性良好,不会影响现浇接缝区段及连接界面的抗拉性能,带UHPC接缝的预制拼装桥面板的初始裂缝和主裂缝均位于普通混凝土区域,UHPC的高弹性模量使得接缝区域局部刚度提高,相较于接缝周围混凝土区域,接缝处的受压区混凝土压应变与受拉区钢筋的拉应变都较小,接缝区域未出现裂缝,UHPC湿接缝与混凝土预制板界面处的裂缝扩展速度缓慢.

    桥梁工程UHPC湿接缝四点弯曲试验预制桥面板接缝宽度

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    饱和多孔弹性深埋复合式衬砌抗震性能分析

    王观阳陈常科熊文勇邓翔浩...
    132-142页
    查看更多>>摘要：目前国内外学者针对地震波扰动下隧道的衬砌动力响应解析解的研究多为单层衬砌,而实际工况中隧道一般包括初衬和二次衬砌.因此,研究复合式衬砌隧道的抗震性至关重要.以深埋复合式衬砌隧道为研究对象,建立了考虑尺寸效应和非均匀性结构效应的高阶应变梯度非局部孔隙弹性计算模型,用以描述多孔介质材料和结构的具体物理特性.通过引入2个长度参数、非局部参数及尺度因子来改进Biot理论.采用波函数展开法得到了复合式衬砌的解析解.考虑深埋复合式衬砌隧道的边界条件,确定复合式衬砌隧道周围的动力集中因子大小,分析了不同入射P波频率下,尺寸因子和非局部参数对衬砌动应力集中因子大小的影响,以及内外衬砌刚度和厚度对衬砌内外边界动应力集中因子(DSCF)值的影响.结果表明:高频下,非局部参数和尺寸因子对衬砌内DSCF值的影响较大,并且非局部参数对衬砌内DSCF值有削弱的影响,尺寸因子对衬砌内DSCF值有增强的影响;低频下外衬砌刚度越大,外衬砌内DSCF值越大,内衬砌内DSCF值越小,这说明在外层衬砌不被破坏的情况下,内层衬砌适当选择刚度小一点的材料有利于隧道衬砌的安全;低频下,衬砌厚度在合理范围内越大,衬砌内DSCF值越小.解析结果可为隧道复合衬砌设计提供参考.

    隧道工程应变梯度非局部Biot理论波函数展开法复合式衬砌隧道衬砌刚度

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    炭质板岩冻融后蠕变特性试验及损伤模型研究

    刘国民黄梅陈华姬云平...
    143-150,162页
    查看更多>>摘要：为了揭示炭质板岩冻融后蠕变力学,以汶川-马尔康高速公路卓克基隧道炭质板岩为研究对象.开展了不同冻融循环次数下的三轴压缩蠕变试验.假设岩石受荷载作用下的时效损伤服从Weibull概率密度分布,由此定义受荷损伤变量,依据唯象损伤力学理论定义冻融损伤变量,考虑冻融与应力的耦合效应,构建冻融、受荷总损伤变量.基于炭质板岩蠕变行为表现,确定H-H| N-N| S蠕变模型结构,基于此进行了损伤演化,得到一个新的可反映冻融与应力耦合的蠕变损伤模型,拓展为三维应力状态.给出模型参数求解方法,并分析了损伤演化规律,采用所建模型识别炭质板岩蠕变数据,引入一个传统模型进行了对比,分析模拟对比曲线,验证新模型的可行性和合理性.结果表明:炭质板岩的蠕变试验曲线呈"台阶形",轴向应变随着时间增长而递增;随着冻融作用的增强,长期强度随之递减,冻融循环作用可能会降低岩石蠕变破坏的难度;新模型对炭质板岩蠕变行为的模拟效果较好,平均 R2 达0.987 8,证明了新模型描述炭质板岩冻融后蠕变特性的可行性.冻融作用的加强,使得炭质板岩内部结构的损伤发展更快,对岩石蠕变破坏起一定促进作用.

    隧道工程蠕变特性损伤模型炭质板岩冻融损伤变量

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    大跨隧道二衬施工期力学行为演变特征

    胡学亮南骁聪张文亮朱德保...
    151-162页
    查看更多>>摘要：为研究大跨公路隧道施工期二次衬砌力学行为的演变特征,依托实际工程展开现场监测和数值计算.通过对比分析揭示了施工期隧道二衬内力和衬砌接触压力的分布情况和演化特征,并以此评估现场二衬的荷载分摊比和衬砌施作时机,为公路隧道二衬设计提供参考.结果表明:数值模拟与现场测试结果吻合较好,二次衬砌的荷载分摊比约为 0.4,表明现场二衬的施作时机合理;二衬浇注后,水化反应引起的结构体积膨胀对二衬力学行为的影响较大,水化反应的影响在 3 d内达到峰值,影响时间约为二衬浇注后的 2～3 周;现场测试表明,水化反应结束后,二衬拱顶、拱肩和拱脚处的接触压力基本趋于稳定,各部位的接触压力分别在 0～20,70～80,5～10 kPa范围,而拱脚接触压力随施工进度呈先减后增的发展趋势,并最终稳定于 200 kPa左右;二衬内力随着施工进度不断增长,施工完毕时,二衬拱顶、拱墙、拱腰处的轴向压力分别为 450,140,200 kN,各部位的弯矩量值较小,结构安全冗余度充足;数值计算的结果表明,当二衬浇注断面在研究断面 15 m以内时,拱脚接触压力的增长速度较快,当二衬浇注断面超过研究断面 45 m后,衬砌接触压力和二衬内力趋于稳定.

    隧道工程衬砌力学行为现场监测二次衬砌大跨度隧道施工期

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    中东欧国家与中国公路隧道防火理念对比研究——以黑山南北高速公路项目为例

    刘晨
    163-168页
    查看更多>>摘要：为指导中国企业在中东欧国家进一步开展公路隧道建设,以中国企业在欧洲建设的最大公路基建项目黑山南北高速公路为例,进行公路隧道防火理念对比研究.黑山南北高速公路具备各类长度隧道 16 座,全过程基本采用欧洲标准建造,由欧洲公司进行监理,所选设备基本都在欧洲当地生产,因此其隧道防火理念可反映中东欧国家乃至整个欧洲地区的技术水平和建设理念,具备典型代表意义.采用比较分析法对隧道火灾风险评估报告、防火主设计、实施情况等进行分析研究,其中隧道火灾风险评估报告由具备欧盟认可的防火资质且独立于公路建设业主的第三方进行评估.评估主要针对与火灾安全相关的隧道设施配置规模,评估结论需提交给业主,并要求设计单位严格依据评估结果开展设计.同时也对中东欧国家和中国在公路隧道火灾安全风险评估、疏散逃生、消防救援、防火安全设计等理念上的差异进行综合对比.结果表明:中东欧国家公路隧道关于整体防火、防火分区、消防救援等防火理念相比中国更具有安全性、智能性,因此可为中国隧道防火安全建设提供一定借鉴,同时也可用于指导中国企业在中东欧乃至整个欧洲开展公路隧道建设.

    隧道工程防火理念对比研究中东欧国家公路隧道黑山南北高速公路

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    考虑时空协同优先的城市应急车辆路径优化方法

    郝正博杨晓光王一喆高乃航...
    169-178,198页
    查看更多>>摘要：目前城市应急救援车辆救援效能提升面临交通拥堵、交叉口延误、突发事故等诸多挑战.传统路径算法忽略了实际救援工作需求和路径选择偏好特征,无法很好满足快速高效、安全可靠的救援需求.针对这一问题,立足应急车辆与社会车辆在优先通行政策、车辆特性、优化目标、路径选择偏好等多特征差异,提出一种考虑时空协同优先的两阶段应急车辆救援路径动态优化方法.第 1 阶段,将用于求解静态K最短路径的Yen算法与城市路网时空动态性、高度随机性及不确定性等特征结合,增加基于层次聚类算法的路径安全风险约束与基于偏斜度指数等综合评价指标的可靠性约束,构建带有安全可靠性约束的动态K最短路径精确算法.第 2 阶段,结合车道数量、路段限速、路段长度等静态属性特征与拥堵延迟指数、路段平均车速等动态属性特征,求解在时空协同优先条件下的最佳救援路径.结果表明:与历史救援轨迹相比,考虑时空协同优先的两阶段城市应急车辆路径优化方法能够有效缩短城市应急车辆的救援响应时间,并提高应急车辆救援安全性与可靠性.因此,本方法面向实际救援工作,具有较好的应用前景.

    城市交通路径动态优化时空协同优先应急车辆安全风险可靠性

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