期刊,中国公路学报 2024年卷5期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

中国公路学报

主　　编：马建

出版周期：双月刊

国际刊号：1001-7372

电子邮箱：glxb@chd.edu.cn

电　　话：029-82334387

邮政编码：710064

地　　址：西安市南二环路中段长安大学内

中国公路学报/Journal China Journal of Highway and TransportCSCD北大核心CSTPCDEI

查看更多>>本刊是中国公路学会主办的公路交通行业最权威的学术性刊物，主要刊载道路工程、桥隧工程、筑路机械工程、汽车与汽车运输经济与工程经济等专业的应用技术及理论性文章，并适当报道有关公路交通的新技术、新材料、新工艺以及国内外重大学术活动、工程建设及科技动态信息等。

正式出版

收录年代

冲击荷载下节段拼装梁的响应与破坏特征研究

王银辉石宝斌陈闯罗征...

188-200页

查看更多>>摘要：由于节段拼装梁在接缝处混凝土和钢筋均不连续,导致其剪切破坏机制更加突出,冲击荷载作用会进一步加剧其破坏向更具局部特征的剪切破坏演变.为了解冲击荷载下节段拼装梁的响应与破坏特征,开展了试验梁落锤冲击试验,并结合LS-DYNA数值模拟分析,得到冲击荷载作用下梁的裂缝发展、破坏过程、形态等破坏特征,获得梁体变形、支座反力、内力分布等动力响应,揭示了节段长度、冲击能量、冲击作用位置等因素对节段拼装梁的动力响应与破坏特征的影响规律.结果表明:冲击荷载作用下节段拼装梁的局部剪切破坏特征突出,损伤和破坏位置集中于冲击作用点所在节段及接缝,典型破坏形式有斜截面破坏和接缝截面直剪破坏2种,冲击作用点与接缝的相对位置对破坏形式影响显著;混凝土和预应力筋的变形是冲击能量耗散的主要原因,普通钢筋耗能贡献可以忽略;梁体变形在接缝位置呈折线状,位移响应时间比整体梁更长,残余变形小;冲击作用点附近截面剪力峰值达到冲击力峰值的40％左右,较大剪力是导致节段拼装梁在局部形成斜截面破坏和直剪破坏的主要原因.

关键词：

桥梁工程冲击破坏特征落锤冲击试验节段预制拼装梁数值模拟

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多次冲击下RC梁损伤特征及剩余承载性能研究

张景峰李晨涛李铮杜威...

201-210页

查看更多>>摘要：极端条件下工程结构会受到反复冲击荷载作用,深入理解多次冲击作用后RC梁的承载性能演化规律对于工程结构安全服役至关重要.对5片RC梁进行了单次、多次落锤冲击和四点弯曲静载试验,研究了冲击次数、冲击次序和冲击能量对RC梁冲击动力响应和累积损伤特征的影响,基于剩余承载力、剩余刚度、剩余延性和塑性变形能等指标讨论了不同冲击加载方案下损伤RC梁的剩余性能演化规律.研究结果表明:在累积冲击能量相等的情况下,单次大能量冲击比多次小能量冲击造成的RC梁冲击区域局部损伤更严重,其剩余承载性能下降幅度更大,冲击塑性损伤耗能占比更高;累积能量相等但是首先进行大能量冲击的情况下,RC梁的承载性能劣化更为严重,后续静载耗能能力显著降低;累积冲击能量的增加会使构件的损伤程度和剩余承载性能劣化程度加剧,当构件的累积冲击位移接近或者超过构件静载极限状态的竖向位移时,RC梁性能退化显著,已不适于继续加载.

关键词：

桥梁工程钢筋混凝土梁落锤试验多次冲击作用剩余承载能力塑性耗能

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侧向冲击与静力加载下小剪跨比RC柱的剪切损伤行为

陈林周戴江冯非凡刘涛...

211-221页

查看更多>>摘要：为深入研究小剪跨比条件下钢筋混凝土(RC)柱的抗冲击性能与剪切损伤行为,分别开展了6根RC柱的侧向摆锤冲击试验和8根RC柱的水平静力加载试验,考察了剪跨比、纵筋和箍筋用量以及轴压力等参数对试件抗剪性能的影响,并对冲击作用下各试件的剪切损伤和弯曲损伤进行了等级划分.试验结果表明:动、静力作用下小剪跨比RC柱均易发生剪切破坏,箍筋对柱体抗变形能力和静态剪切承载力有较大贡献,但对冲击作用下试件剪切承载力的贡献较小;随着冲击能量的增大,柱身首次出现的斜裂缝与水平方向的夹角变小,而二次冲击下试件破坏形态受初次冲击损伤状态的影响较大;静力试验中,轴压力的增大延缓了试件前期弯曲和剪切损伤的发展,并提升试件承载能力,但会显著降低具有极小剪跨比(例如等于1.4)试件的延性.在试验基础上,采用冲击力峰值与试件剪切承载力(动态或静态)的比值作为损伤评估指标,对冲击作用下RC柱的剪切损伤状态进行了评估.分析结果表明:已有动态剪切承载力计算方法未能充分考虑不同剪跨比和柱体边界条件引起的惯性效应的差别,而试验所得静态剪切承载力也不能有效地反映动态剪切承载力随剪跨比变化的规律,因此目前采用冲击力峰值与剪切承载力的比值来对剪跨比存在变化的RC柱进行剪切损伤评估还存在困难.

关键词：

桥梁工程RC柱冲击试验剪切损伤小剪跨比

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水平冲击作用下非新建桥梁桩基动力响应及损伤特性

卞海丁刘红平魏进李鹏程...

222-233页

查看更多>>摘要：涉水桥梁在建成服役过程中不可避免产生病害,同时船舶撞击下的桥梁下部结构极易受损,继而引发安全事故.为研究船撞作用下非新建桥梁桩基的动力响应与损伤特性,对陕西省汉江一桥96根涉水桩基病害进行了潜水探查,明确了非新建桥梁桩基的病害情况,建立了基于层次分析法的非新建桥梁桩基病害评价体系,将评价结果与现场探查分析结果进行了对比;制作了新建、病害与病害加固3类单桩试件,使用自制摆锤冲击装置对3类单桩试件进行了水平冲击试验,对比分析了3类单桩试件在同一水平冲击荷载下的冲击力、混凝土应变、位移、加速度的动力响应特性及桩身损伤.研究结果表明:建立的非新建桥梁桩基病害评价体系可有效反映汉江一桥服役状态,结构完整度较高且使用功能正常;单桩的冲击过程可分为峰值冲击、系统分离与次生冲击3个阶段;桩周土楔的形成与发展使得桩周土横向土抗力降低,进而影响桩基抗冲击能力;仅对病害桩基的地面露出段加固处理,对降低病害桩基在承受水平冲击荷载的破坏影响程度有限,加固效果不显著.研究成果可为涉水非新建桥梁防撞设计与施工提供参考.

关键词：

桥梁工程非新建桥梁桩基室内试验病害船撞动力响应与损伤特性

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高强方钢管UHPC构件轴向冲击与冲击后剩余性能

杨晓强张强赖志超陈剑清...

234-245页

查看更多>>摘要：冲击具有作用源多样、低频多发、危害性大等鲜明特征,已成为桥梁垮塌的主要原因之一.高强钢管超高性能混凝土(UHPC)作为大跨高墩桥梁的优选构件之一,其受冲击作用的风险不可忽视.设计制作了9根高强方钢管UHPC短柱,以期研究其轴向冲击性能及冲击后剩余性能.采用落锤试验机和液压试验机分别开展轴向冲击试验及冲击后剩余承载力试验,主要考虑冲击能量和钢纤维掺量2种参数,探究冲击力、变形、能量吸收、剩余承载力和剩余率等关键性能指标的变化规律.结果表明:高强钢管UHPC构件的抗冲击性能和剩余性能明显优于高强钢管高强混凝土构件,能够应对更大能量的轴向冲击作用;钢纤维与混凝土基体之间的黏结锚固作用及其形成的纤维网骨架能有效提高UHPC的强度、抗裂性、延性与耗能能力,这一特性使得构件在冲击作用下的峰值位移和残余变形随着钢纤维掺量的增加而显著降低;2％钢纤维掺量时,峰值位移与残余变形的降低幅度分别可达14.3％和31.4％,单位变形耗能最大提升了38.4％;在未发生严重损伤的情况下,构件的剩余承载力和剩余率随着钢纤维掺量的增加显著提高,分别可达28.3％和12.4％;在0～2％范围内,钢纤维体积掺量的增加可显著提高钢管混凝土构件的抗轴向冲击性能与冲击后剩余力学性能.需要指出,考虑的钢纤维掺量仅针对工程设计中常用范围,超出研究范围时需进一步论证分析.

关键词：

桥梁工程轴向冲击试验研究剩余承载力高强钢管UHPC钢纤维体积掺量

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钢桥面板疲劳开裂加固处治关键问题研究进展

张清华李俊崔闯张永涛...

246-266页

查看更多>>摘要：正交异性钢桥面板疲劳开裂显著影响钢桥的服役性能,其加固处治问题是工程界近年来高度关注的热点问题.对钢桥面板结构疲劳开裂加固处治的发展状况进行了分析总结,重点剖析了加固处治的关键问题和未来发展方向.结果表明:多开裂模式是钢桥面板结构疲劳问题的基本属性,加固处治方法的适用性和强化效应与开裂模式、裂纹扩展特性、裂纹长度等因素密切相关;以装配式加固处治法为代表的多类加固处治方法,通过加固件与开裂结构形成协同受力体系改变裂纹局部区域的受力特性,从而实现性能强化和延寿,加固体系中含有既有疲劳裂纹和已有一定损伤累积的未开裂模式,引入装配件或局部补强将产生新的疲劳易损部位和开裂模式,其疲劳开裂模式相较于加固前更多样、更复杂;加固前各开裂模式的损伤状态、加固体系的受力特性与开裂模式、及其剩余寿命预测等关键问题,是钢桥面板结构疲劳开裂加固处治研究的重要基础;在役钢桥面板结构的实际损伤状态评估及损伤重构方法、加固体系的剩余寿命预测和基于加固体系剩余寿命的加固设计是迫切需要解决的重要研究课题;基于功能材料的加固处治新方法和重度疲劳开裂的综合加固处治法是亟待突破的重要研究课题.

关键词：

桥梁工程钢桥综述正交异性钢桥面板疲劳裂纹加固处治

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钢桥面板焊缝多疲劳裂纹耦合扩展试验

鲁乃唯戴歆文王鸿浩罗媛...

267-277页

查看更多>>摘要：随着在役钢桥面板老龄化进程,顶板焊缝处疲劳裂纹大量萌生并持续扩展,诱发多裂纹间的耦合扩展与融合现象,形成的长裂纹是在役桥梁的重大安全隐患.为研究钢桥面板焊缝处近源多裂纹耦合扩展特性,制作了含初始缺陷的钢桥面板足尺模型,开展了多裂纹耦合扩展试验研究,监测了裂尖的静态与动态热点应力,对比了裂纹近端点与远端点的扩展速率,捕捉了多裂纹间的耦合扩展行为.采用FRANC3D-ABAQUS交互技术模拟分析了多裂纹间的应力强度因子放大效应,对比分析了裂纹尺寸与深度对多裂纹耦合扩展速率的影响规律.试验与数值分析结果表明:多裂纹耦合效应主要作用于相邻裂纹尖端区域,耦合效应随着裂尖间距的缩小而持续增加;试验模型裂纹萌生初期的测点应力幅下降约15％,裂纹耦合阶段的近端点与远端点应力幅降幅分别为68.4％和21.6％,焊缝应力幅的衰减与裂纹扩展速率呈正相关,当裂纹贯穿顶板时焊趾处应力幅趋近于零;多裂纹之间的耦合效应随着裂纹深度的增加而趋于明显,形态比为a/c=1.5的裂纹耦合效应最明显,其交互因子达到1.169.

关键词：

桥梁工程正交异性钢桥面板模型试验多裂纹耦合扩展热点应力

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磁谐振索力测试的温度敏感性及补偿方法

张洪尹昌华廖棱张森华...

278-288页

查看更多>>摘要：磁谐振测索力方法是一种高灵敏度的索力检测新方法,为了减小磁谐振测索力方法的温度误差,基于磁弹效应和磁谐振现象,分析了感应电压与拉索索力和温度之间的相关性,制作了双线圈磁谐振传感器,搭建了水浴环境下的荷载-温度耦合试验系统,开展了空气和水浴环境下的对比试验以及水浴环境下的恒温变载试验和恒载变温试验.结果表明:水浴和空气环境下,传感器次级线圈感应电压增量随钢绞线拉力有相同的变化趋势,相同工况下各试件的滞回曲线灵敏度kV/F和滞回度D差异很小,最大差异百分比分别为7.1％和3.8％,这表明磁谐振测索力方法测试结果具有可靠的稳定性和可重复性;水浴环境相对空气环境差异较小,恒温变载曲线的灵敏度kV/F平均降低了7.5％,滞回度D平均提高了6.1％,表明在水浴环境下开展试验是可行和有效的;低温下感应电压随拉力的变化曲线具有较高的灵敏度和较低的滞回度,灵敏度随温度自25 ℃升高至80 ℃下降了47.8％;0 ℃～60 ℃范围,各工况升温过程与降温过程中感应电压与温度之间近似呈线性正相关,线性拟合优度大于0.96,利用0 ℃～60 ℃段降温-升温拟合曲线对温度拟合曲线对各变载工况下的试件进行温度补偿,最大误差集中在3％以内,表明可根据温度补偿曲线对磁谐振测索力方法进行温度补偿.

关键词：

桥梁工程索力测试荷载-温度耦合试验磁谐振温度补偿

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椭圆形障条风障对桥面行车风环境影响的CFD研究

文颖何琪瑶严磊何旭辉...

289-299页

查看更多>>摘要：以某双边箱组合梁为研究对象,开展详细的椭圆形障条风障(EBWB)对桥面行车风环境影响的CFD数值模拟研究.首先检验湍流模型以及时间步长和网格密度无关性,然后比较在1.71 m防撞栏杆上设置EBWB或常规矩形障条风障(RBWB)的侧风折减系数的差异,进一步分析有无EBWB时的桥面行车风环境.通过研究侧风折减系数、风剖面曲线以及流场结构,分析了风障透风率和风障高度对桥面行车风环境的影响,同时在考虑桥梁阻力系数的基础上引入一个综合指标以比选最优风屏障形式.研究结果表明:SST κ-ω、RNG κ-ω两种湍流模型的计算三分力系数相差较小,0°风攻角下2种阻力系数相差仅为4.02％,说明当前模拟方法可靠;EBWB与RBWB均具有良好的减风效果,EBWB的侧风折减系数更小,阻力系数也更大;减小风障透风率或增大风障高度可以改善桥面行车风环境,但桥梁风荷载随之增大.对于所提的双边箱组合梁断面,综合考虑桥面行车风环境和桥梁风荷载后,透风率为52％且风障高度为1.486 m的椭圆形障条风障(总屏障高度为3.196 m)最优.

关键词：

桥梁工程桥面行车风环境CFD风障透风率侧风折减系数

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基于混合高斯分布的联合鲁棒稀疏贝叶斯学习结构损伤识别模型

李荣鹏宋学力易稳肖玉柱...

300-313页

查看更多>>摘要：损伤识别是结构健康监测的核心问题之一.基于混合高斯分布的鲁棒稀疏贝叶斯学习损伤识别模型(RSBLM-MoG),因利用混合高斯分布准确地量化损伤识别中的不确定性而得到了较好的损伤识别结果.然而,该模型在损伤识别中忽略了多组测试数据之间相似性信息的利用.为了进一步提高损伤识别精度,通过贝叶斯联合学习技术实现多组测试数据之间相似性信息的利用,提出基于混合高斯分布的联合鲁棒稀疏贝叶斯学习损伤识别模型(JRSBLM-MoG)和其相应的基于Laplace近似的期望最大化算法.平面桁架结构数值算例和固支梁试验研究结果表明:JRSBLM-MoG的损伤识别精度比RSBLM-MoG分别平均提高了7.61％和3.54％;JRSBLM-MoG可有效利用多组测试数据之间相似性信息提高损伤识别精度.

关键词：

桥梁工程损伤识别稀疏贝叶斯学习联合学习期望最大化Laplace近似

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