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公路工程
公路工程

龚赛群

双月刊

1674-0610

glgczz@163.com

0731-85221546

410015

湖南省长沙市芙蓉中路三段472号

公路工程/Journal Highway Engineering北大核心CSTPCD
查看更多>>《公路工程》（原《中南公路工程》）于1975年创刊，是中国公路行业综合技术类科学技术期刊。同时也是“公路运输类中文核心期刊”、“中国科技论文统计源期刊”和“中南公路科技情报网网刊”。专门刊载道路、桥梁及交通工程的理论研究与工程应用文章。包括公路、桥梁、结构理论、路面、路基、人工结构物、线路勘测设计、计算机应用等内容。可供从事交通研究、施工、监理、管理的工程技术人员、管理人员和大专院校、中专师生阅读，亦可供市政、水利、建筑、铁道建筑等土木工程技术人员参考。
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    异形塔混合结构斜拉桥设计参数对成桥状态的影响研究

    郭琦穆勇勇袁阳光蒲广宁...
    1-5,75页
    查看更多>>摘要：为研究异形塔混合结构斜拉桥相关设计参数对成桥状态的影响,进而支撑该类桥梁优化设计及施工质量控制,以某跨径组合为(2×30+2×60+2×30)m的异形塔混合结构斜拉桥为依托,建立空间有限元模型,研究主梁容重、主梁刚度、环塔刚度、拉索弹性模量、拉索初拉力、温度等参数对主梁线形、环塔线形、成桥索力的影响规律.结果表明:主梁容重、温度、拉索初拉力对成桥主梁线形的影响明显,其中,主梁容重对成桥主梁线形影响最大,其次为温度、拉索初拉力;温度、环塔刚度、拉索初拉力对环塔线形的影响明显,温度的影响最大,环塔刚度、拉索初拉力次之;拉索初拉力、温度对成桥索力的影响最为明显.

    桥梁工程异形塔混合结构斜拉桥关键设计参数成桥状态施工质量

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    考虑材料性能退化的大跨径悬索桥主缆时变可靠度分析

    施权君吴欣卓小丽秦志...
    6-12,105页
    查看更多>>摘要：钢丝腐蚀是影响大跨径悬索桥主缆力学性能的主要因素之一.为研究大跨径悬索桥在考虑主缆钢丝腐蚀下的结构可靠度退化规律,提出了一种考虑材料性能退化的主缆时变可靠度评估方法.首先推导分析了钢丝受到的主要腐蚀类型与其腐蚀机理,建立了考虑钢丝腐蚀下的材料本构模型.其次根据可靠度理论建立了考虑主缆钢丝腐蚀的结构功能函数,并以年平均抗力损失率为指标衡量主梁的腐蚀水平.最后采用BP神经网络拟合了悬索桥结构响应面,结合Monte Carlo抽样模拟法设计了不同腐蚀程度下的主缆时变可靠度计算方法,以某大跨径悬索桥为工程背景,探讨了不同腐蚀程度与材料分项系数下的主缆时变可靠度退化规律.结果表明:BP神经网络可以精准拟合悬索桥随机变量与结构响应之间的映射关系,10个验证集样本的平均相对误差仅为1.47％;以年平均抗力损失率为标准,当钢丝腐蚀速率越快时,其服役期内的可靠度指标退化越快,且该速率随着服役年限的增加而增加;材料分项系数取值越大时,相同腐蚀水平下的主缆结构可靠度指标更高,当考虑主缆钢丝腐蚀引起的材料性能退化时,设计材料分项系数宜取偏大值.

    悬索桥主缆可靠度钢丝腐蚀材料退化BP神经网络

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    基于边缘检测与数字图像相关的桥梁结构变形测试

    林运飞陈琳李倍安唐瑞祥...
    13-21,28页
    查看更多>>摘要：数字图像处理(DIP)技术在机械制造和自动化工程等领域用于工厂化精确尺寸测量,其特点包括非接触、高速、高精度、低成本.而数字图像相关(DIC)技术可实现工程结构的亚像素级非接触实时形变测试.研究验证了 DIP算法在工程结构位移测量的可行性.引入Canny和Zernike矩两种边缘识别算法,通过对粘贴于测试点的特定图案靶标进行边缘检测,对检测结果进行几何学拟合实现亚像素定位,对比不同时刻的靶标位置,从而获得结构位移时间变化.通过模拟试验、实验室试验和实桥试验,比较了基于DIP形变测试算法和DIC形变测试算法的精度、速度和误差.研究表明,基于DIP的结构形变测试在模拟试验中精度可达0.1 pixel,实验室条件下可达0.1mm.Canny和Zernike矩算法的精度相近,低于DIC算法;DIC算法子集扩大时计算速度显著降低.Canny和DIC算法速度明显快于Zernike矩算法,通过CUDA并行加速,Zernike矩算法速度与小子集的DIC算法和Canny算法相当.在实桥试验中,DIC算法测试误差小于0.05 mm,精度最高;Canny和Zernike矩算法精度可达亚毫米级,适用于某些工程结构位移测试场景.

    变形测试数字图像处理数字图像相关Canny检测Zernike矩

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    预制钢板组合梁静载力学试验研究

    杨世捷贺耀北
    22-28页
    查看更多>>摘要：为了解预制钢板组合梁结构的基本受力性能,以长益高速扩容工程30 m跨的预制钢板组合梁为工程背景,开展多级静载力学试验,通过实测数据和理论计算值的对比分析,评价结构在标准设计荷载作用的承载能力.结果表明:在设计荷载作用下的跨中挠度实测值为16.15 mm,应变实测值为190 × 10-6,实测值均小于理论值,结构实际工作状况比理论状况要好;π形组合梁的各测点挠度和应变的校验系数均小于2.0,相对残余变形均小于0.2,在设计荷载作用下结构处于弹性工作状态,结构具有良好的强度与刚度,满足设计要求,可作为桥梁上部主体结构使用.结论可为同类型桥梁的推广使用提供参考.

    预制组合梁静载试验承载能力弹性工作状态

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    基于BIM的小半径长跨T梁架设方案研究

    邢康宁郭峰李婷
    29-35,84页
    查看更多>>摘要：为解决超小半径预制T梁架设难度大、安全风险高、空间位置受限、常规架桥机无法架梁等问题,开展了基于BIM虚拟仿真的超小半径T梁架设方案优选研究,首先利用BIM技术建立桥梁结构、架桥机、运梁车、临时结构等构件LOD400高精度模型,其次利用BIM技术直观性、可出图性、模拟性等特点,对多种架设方案的可行性、优越性及安全性进行三维可视化仿真分析.通过不同方案多个极限状态下的研究,确定最优方案,根据仿真分析结果确定架桥机的结构尺寸和相关参数要求,指导厂家生产架桥机以满足架梁要求.最后总结出了一套利用BIM虚拟仿真技术进行多方案比选及优化的方法和流程.以官新高速西安互通B匝道预制T梁架设为依托,进行超小半径预制T梁架设方案比选及优化应用,发现该方法具有方案可执行性强、安全风险前置、结构验算实时联动、技术交底可视化等优势,从而验证了 BIM仿真技术指导超小半径曲线梁桥架设方案编制的可行性和优越性.辅助解决了该项目T梁架设难题.该方法可为后续地形起伏大、受限空间下的超小半径预制梁桥架设提供借鉴.

    BIM技术超小半径预制T梁虚拟仿真方案优选

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    低预应力CFRP板加固RC梁模型试验研究

    常丁庞立雷涛
    36-41页
    查看更多>>摘要：为研究低预应力CFRP加固RC梁的力学性能,设计进行了 CFRP加固方法的对比模型梁试验.通过对直接粘贴、机械张拉粘贴锚固成为低应力CFRP板及粘贴加热伸长后回缩成为低预应力CFRP板这3种方法,将同规格的CFRP板粘贴在混凝土试验梁表面,通过分级加载试验,获得不同施工方法的CFRP板加固后开裂荷载、极限荷载、裂缝发展及荷载-挠度曲线等.试验结果表明:3种施工方法下进行机械张拉低预应力CFRP板加固对原梁抗剪承载力性能提高较大.在正常使用阶段,机械张拉低预应力CFRP板加固梁和加热张拉低预应力CFRP板加固梁出现斜裂缝的荷载等级高于直接粘贴CFRP加固梁出现斜裂缝的荷载等级.机械张拉低预应力CFRP板加固梁和加热张拉低预应力CFRP板加固梁产生的裂缝宽度小于直接粘贴CFRP板加固梁产生的裂缝宽度.相对最明显的是机械张拉低预应力CFRP板,裂缝一直维持在较低水平.粘贴锚固的低预应力CFRP加固方式操作相对简单,可应用于桥梁维修或拆除前临时加固工程等.

    低预应力CFRP板钢筋混凝土梁力学性能

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    不同隧道开挖方式对连拱隧道稳定性的研究

    罗健贺春宁金宇轩
    42-48,95页
    查看更多>>摘要：以湖南某公路隧道为工程背景,利用FLAC3D对不同开挖方式的施工过程进行模拟计算,研究了不同开挖方式对围岩稳定性的影响.研究表明:①隧道的拱顶及仰拱两侧极易出现裂缝,应加强支护;②隧道开挖方式对围岩稳定影响巨大,应根据工程地质条件、施工条件等因素选择合适的隧道开挖方法;③三导洞法开挖相比于全断面开挖法,能较好地控制围岩变形及变形速率,有效地限制围岩塑性区的发展;

    隧道围岩稳定隧道开挖数值模拟三导洞开挖法

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    考虑路面结构影响的低路堤动应力响应分析

    谢贤举刘德功尹利华
    49-57页
    查看更多>>摘要：以尼日利亚某公路为依托,对考虑路面结构层的砂砾填料低路堤在交通荷载作用下的动应力分布规律进行了研究.首先通过现场测试方法分析了行驶速度和轴重对路基动应力的影响,在此基础上建立三维有限元模型分析了不同路堤高度、不同超载率和不同路基填料模量对动应力分布的影响.现场测试结果表明:车辆的行驶速度越快,应力峰值越小,车重越重,路基内动应力越高,在路面较为平整的情况下,车重是影响路基动应力的主要因素,车速的影响较小.数值模拟结果表明:路基内动应力与路堤高度、超载率和路基填料的模量均成正比,路堤高度由1 m增加到2 m时,路基工作区由1.92 m下降到1.79 m,超载率由0增长到125％,路基工作区深度由1.77 m增加到2.73 m,增了 54.2％,路基模量从80 MPa提高到160 MPa时,路基工作区深度从1.77 m下降到1.58 m,下降幅度为10.7％,试验结果表明超载对路基动应力的影响最大.结论为低路堤公路设计提供了参考.

    道路工程低路堤动应力路基工作区数值模拟

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    基于机器学习的获取高陡边坡地质信息的钻孔分布研究

    易舜魏星星
    58-65,90页
    查看更多>>摘要：地形地质复杂作为山区公路的主要特点,使山区公路在建设中具有大量高陡边坡.高陡边坡易发生滑坡、崩塌、倾倒等危害,须采取针对性的防护措施以减少边坡危害的发生.然而,高陡边坡地质信息的获取,对边坡防护措施和边坡稳定性分析具有重要的指导意义.因此,利用马尔科夫随机场理论和贝叶斯机器学习技术,建立了马尔可夫随机场(MRF)地质模型.该MRF模型能够利用稀疏钻孔数据进行模拟并获取非钻孔处的地质信息,同时利用机器学习技术进行多次模拟迭代,通过分析迭代结果准确获取高陡边坡地质信息和量化地层不确定性.此外,基于模型提出了一种能够准确获取山区公路高陡边坡地质信息的钻孔分布方法.该方法以量化的地层不确定性为驱动,在实际工程中能够指导钻孔的设置和分布.研究结果表明,基于新建MRF模型的钻孔分布方法可以高效准确地获取地质信息,从而为公路工程提质增效.

    边坡工程地质信息机器学习钻孔分布

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    基于YOLOv5的路面病害图像识别方法研究

    刘德坤刘肖亮张帅
    66-75页
    查看更多>>摘要：在公路养护中,道路路面病害现有的检测方法多为自动化采集、人工识别,这极大地降低了公路的养护效率.为提高公路路面病害识别效率,提出了一种基于改进YOLOv5的路面病害图像识别算法,在YOLOv5的主干中引入CA注意力机制及SPPCSPC结构,CA提高了模型的感受野,精确定位目标的感兴趣区域,SPPCSPC结构使算法能适应不同的分辨率图像,提高识别速度;在锚框上,将YOLOv5的k-means改为k-means++,锚框更符合数据集中真实标记框大小;试验结果表明,在9种病害类型、56 879张病害图像的数据集中,所提出的方法相比于原模型在精度上提高了 8.1％,在检测速度上提高了 12.8％,与FasterR-CNN、YOLOv3等方法相比均有所提高.

    路面病害目标检测YOLOv5注意力机制

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