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2025,41(2):1-10 ,DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20250331001
Abstract:
绝大部分的水泥混凝土路面材料为非均质混合料,具有显著的拉压差异性,而我国现行的水泥混凝土路面设计方法仍基于经典线弹性薄板理论,这导致设计结果与实际路面的受力状态存在较大的偏差。综述了国内外现有的双模量本构模型的特点,总结了典型路面材料拉压力学参数的研究现状,分析了现行水泥混凝土路面结构设计方法的不足及双模量理论的应用现状。在双模量本构模型中拉压性质的判别准则仍未达成统一,模型的基本假定及弹性参数之间的关系仍未得到充分的理论及试验验证;水泥类路面材料的弹性参数均具有显著的拉压差异性和随受力状态变化的非线性特点;基于经典线弹性薄板理论进行路面的结构设计导致结构的理论计算结果与实际受力状态偏差较大。应用双模量理论进行水泥混凝土路面结构力学响应分析符合材料的真实力学特性,可有效地解决路面材料弹性模量参数不唯一的问题。研究成果可为考虑材料拉压差异性的水泥混凝土路面结构设计提供参考。
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2025,41(2):11-19 ,DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20250402001
Abstract:
正交异性钢桥面板疲劳损伤问题突出,是当前桥梁工程领域亟待攻克的关键难题之一。由于顶板-U肋焊缝构造特殊,在随机轮载、残余应力、焊接缺陷等因素的作用下,该部位受力复杂,已成为钢桥面板疲劳损伤控制的关键部位。针对正交异性钢桥面板顶板-U肋焊缝疲劳问题,调研了国内外顶板-U肋焊缝疲劳研究情况和进展,从疲劳损伤特征及成因、研究方法和疲劳强度三个方面展开综述,阐述了目前针对该构造细节的疲劳研究和试验的具体方法,分析了顶板-U肋焊缝疲劳受力特征,探讨了该部位典型的疲劳裂纹扩展规律,并基于已有疲劳试验结果,对比分析了不同失效模式下焊缝的疲劳强度,揭示了不同失效模式对其疲劳性能的影响。结果表明,钢桥面板顶板-U肋焊缝存在多种疲劳失效形式,并且各失效形式下的疲劳强度存在一定差异,然而目前关于该部位的疲劳研究往往关注整体的疲劳性能,对特定失效形式下的疲劳性能以及损伤机理缺少针对性的研究,难以准确反映该部位真实的疲劳性能。
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2025,41(2):20-30 ,DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20241127001
Abstract:
高压旋喷技术作为一种有效的地基处理方法,在公路交通、水利建筑等领域应用广泛。目前,高压旋喷技术在设备开发、施工工艺等方面发展迅速,然而该技术涉及的高速射流与土体相互耦合作用机理、高压旋喷成桩形态影响效应、内在机理及其预测评估方法等核心科学问题仍未很好地被科学地认识,这已成为制约高压旋喷地基处理技术的应用拓展及向智能化、低碳化、绿色化发展的关键技术瓶颈。简要综述了高压旋喷成桩机理及形态预测方法的主要研究进展,介绍了高压旋喷技术的基本类型及应用领域,总结了高压旋喷成桩过程中高速射流产生及发展演化特性、高速射流与土体相互作用机理,梳理了对高压旋喷成桩形态有重要影响的旋喷施工参数及土体物理力学性质参数,探讨了用于预测高压旋喷成桩形态的经验法、半经验半理论法、人工智能化,展望了高压旋喷成桩机理及形态预测方法方面值得重视的未来发展及研究方向,以期为高压旋喷地基处理技术领域的工程实践及科学研究提供有益参考。
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2025,41(2):31-43 ,DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20250105002
Abstract:
【目的】考察稳态雷暴冲击风场对大跨度桥梁风特性及风荷载的影响。【方法】基于雷暴冲击风试验装置模拟了稳态雷暴冲击风场,以典型矩形梁断面为研究对象,探究了稳态雷暴冲击风场对矩形梁风压系数及风荷载特性的影响规律。【结果】所采用的雷暴冲击风试验装置能够产生精度较高的雷暴冲击风场,具备模拟稳态雷暴冲击风场的条件。在半径r=0.6Djet~2.75Djet(Djet为喷嘴直径)范围内,雷暴冲击风水平风速的竖向风剖面整体呈“鼻子”状。不同高度处雷暴冲击风的风攻角大多处于负攻角状态,且在一定高度范围内,雷暴冲击风的风攻角绝对值随着高度的增加而增加。受喷嘴下方高气压的影响,当矩形梁位于喷嘴正下方时,矩形梁断面整体表现为正压;随着径向距离的增加,雷暴冲击风风速逐渐由竖向演变为以水平方向为主,矩形梁表面风压逐渐变小。在r=0~2.0Djet范围内,矩形梁升力和阻力的变化最为剧烈,且在该范围内出现最大值;不同离地高度的矩形梁的升力和阻力随径向位置的变化趋势基本相同。【结论】研究成果可为雷暴冲击风作用下桥梁等钝体结构的风荷载分布提供参考。
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2025,41(2):44-52 ,DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20240406001
Abstract:
【目的】深入探究大跨桥梁亮化索网体系的抗风性能,确定索网的风荷载及其静风响应,从而为桥梁亮化工程的设计提供科学依据,确保索网结构的安全性与稳定性。【方法】首先,设计了亮化索网的气动力测试模型,并通过风洞试验识别了不同来流风向角下不同密度索网的气动力系数。然后,采用有限元分析软件建立了三种具有代表性的亮化索网的有限元模型,基于风洞试验结果模拟了作用在索网上的气动力,并详细分析了索网的静风响应行为。【结果】随着索网密度的增大,索网受到的风荷载也随之增大,且索网密度对风荷载的影响随着风速的增大而增大。但当来流垂直于桥轴线时,风向角在一定范围内变化对索网气动力影响不大。在静风响应方面,高密度索网的位移更大,但不同索密度模型应力分布的差距并不明显。此外,索网的位移响应随风向角的变化并不显著,但会造成横向钢丝绳受力不均匀,一侧较大而另一侧较小。【结论】基于以上研究结果,提出了优化索网抗风性能的措施。具体而言,增大竖向钢丝绳的初拉力或在索网与桥面之间增设斜向索可以有效减小索网的静风响应,且这两种措施的有效性可以叠加,从而进一步提高索网的抗风稳定性。
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2025,41(2):53-62 ,DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20240409002
Abstract:
【目的】探究有限长度方柱的绕流特性及端部效应对其气动力分布的影响。【方法】采用数值模拟对不同宽高比和纵向长度下方柱的气动特性进行了系统分析。首先,通过二维方柱截面计算验证了模型及方法的可靠性,并讨论了宽高比对截面气动力的影响。随后,分析了三维有限长度方柱的气动力沿纵向的演变规律及端部绕流的影响范围。【结果】截面宽高比的增加导致尾流区域旋涡长度随之增加,负压区减小,阻力系数和斯特劳哈尔数呈线性递减趋势;当长高比小于20时,方柱整体阻力系数与斯特劳哈尔数随纵向长度的增加而迅速增大,尾流场变化显著,呈现出明显的三维特征;当长高比进一步增大时,参数的增幅趋缓,但端部绕流现象仍然突出,两端旋涡脱落现象减少,气动力呈现中部大而端部小的分布特征。【结论】揭示了有限长度方柱绕流的三维特性及端部效应对气动力分布的重要影响,为工程设计与空气动力学应用提供了重要参考。
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2025,41(2):63-69 ,DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20241024002
Abstract:
【目的】开展非均匀风下桥梁抖振响应的精细化分析,指导复杂地形区大跨度桥梁运维。【方法】为深入探讨非均匀风分布对大跨度桥梁抖振响应的影响规律,以大跨度分离式钢箱梁斜拉桥为研究对象,采用有限元方法建立全桥结构模型,开展不同分布形式下桥梁抖振响应时域分析,并与风速均匀分布情况进行对比。【结果】与全桥风速均值的均匀分布情况相比,当主梁风速分布为抛物线形式时,非均匀分布显著增加了桥梁的横桥向位移、竖桥向位移和扭转角响应均方根值,均匀分布的分析结果会在较大程度上低估桥梁的实际响应,主跨跨中响应受主跨范围内风速分布的影响较大,在不同抛物线分布下,竖桥向响应差异最显著;当主梁风速分布为线性形式时,竖桥向位移和扭转角响应有所增大,由于一侧风速大,边跨扭转角明显增大,其值与跨中扭转角接近,均匀分布的结果会低估线性分布时桥梁的实际响应。【结论】在复杂地形区进行桥梁抖振响应研究时,应重点关注大桥关键位置的风速和非均匀风的分布形式。
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2025,41(2):70-78 ,DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20250217001
Abstract:
【目的】探讨公铁并行桥梁的气动干扰问题。【方法】以泉州湾跨海大桥为研究对象,建立主梁节段1∶60缩尺计算流体动力学数值模型。通过引入气动力系数干扰因子,系统研究风攻角(-5°至5°)、桥梁相对迎风位置及列车行车位置对铁路桥气动特性的影响。【结果】1) 列车行车位置显著影响铁路桥阻力系数与升力系数,但对扭矩系数影响较小,其中列车位于线1时引发的干扰效应最为显著;2) 桥梁相对迎风位置主要影响铁路桥升力系数与扭矩系数,尤其是在正风攻角的情况下,铁路桥位于背风侧时升力系数的气动力系数干扰因子最高达1.8,扭矩系数波动幅度达50%;3) 风攻角演变导致气动力非线性响应,阻力系数与扭矩系数随风攻角的增大总体上呈递减趋势(降幅最高分别达75%和78%),而升力系数在多数工况下呈现出了减小-增大-减小的三阶段演化特征。【结论】揭示了复杂干扰环境下铁路桥气动力的敏感参数及其演变规律,可为并行桥梁抗风设计提供理论依据。
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2025,41(2):79-85 ,DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20241022001
Abstract:
【目的】并行双桥之间的气动干扰,且加装风屏障显著增加了桥梁的特征高度,背风侧桥梁易产生尾流激振,为确保试验的准确性以及工程的安全性,有必要研究并行桥尾流激振响应的尺寸效应。【方法】针对某并行斜拉桥,分别进行缩尺比为1∶20和1∶50的主梁节段模型风洞试验,讨论阻尼比、风攻角和主梁外形对尺寸效应的影响。【结果】两桥主梁均有较为明显的尺寸效应。与铁路桥大比尺模型相比,其常规比尺模型的振幅峰值更大,阻尼比和风攻角对尾流激振响应的尺寸效应的影响相对较小,这两种模型的风速区间基本接近。与公路桥大比尺模型相比,其常规比尺模型的竖向和扭转振动的锁定区间更宽,振幅更大;在-3°风攻角下,由于铁路桥风屏障的导流作用与常规比尺模型的抖振作用,常规比尺模型的竖向和扭转振幅峰值较低。【结论】同为流线型闭口箱梁,当截面尺寸不同时,其尾流激振的尺寸效应规律也会不同。
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2025,41(2):86-96 ,DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20241019001
Abstract:
【目的】探讨海上大直径开口钢管桩锤击沉桩对邻近既有引桥的影响,确保施工安全与质量,维护引桥稳定。【方法】采用高精度现场监测技术,对沉桩过程中引桥的振动、水平位移进行实时监测。【结果】既有引桥主要受竖直方向的振动和顺桥方向水平位移的影响,尤其是振源附近的桥墩,其响应更为显著。通过多元线性回归分析,揭示了振动速度峰值与打桩距离、贯入深度之间的关系。具体来说,在振源附近,打桩距离和贯入深度的回归系数分别为-0.635和0.568,表明振动速度随着打桩距离的增大而减小,随着贯入深度的增大而增大。相反,在远离振源的区域,打桩距离和贯入深度的回归系数分别为0.678和-0.422,表明振动速度随着打桩距离的增大而增大,随着贯入深度的增加而减小。此外,引桥的水平位移也随着打桩距离的增大而减小,尤其是在振源附近的桥墩,其水平位移更为显著。水平位移随贯入深度的增加呈先增大后减少的变化趋势,特别是在桩基入岩时,水平位移达到了峰值。【结论】揭示了土层-结构相互作用下位移与振动的复杂性,可为海上沉桩施工提供实时数据支持,也可为类似工程的安全控制与质量保障提供科学依据。
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2025,41(2):97-104 ,DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20211126001
Abstract:
【目的】探讨曲线斜拉桥和直线桥在抖振特性及影响因素方面的差异。【方法】以厦门某景观曲线斜拉桥为研究对象,利用ANSYS软件建立该曲线斜拉桥的有限元模型并进行动力特性分析;采用谐波合成法模拟桥址处的脉动风场,利用风洞试验获得桥梁的气动三分力系数;基于桥梁的脉动风场计算该曲线斜拉桥所受的抖振力,进一步将该抖振力作用于有限元模型以分析考虑气动导纳和气动自激力时曲线斜拉桥的抖振位移响应。【结果】考虑气动导纳时,主梁各方向的位移均减小;在气动自激力作用下,主梁的竖向位移和扭转位移增加,而横向位移减小。【结论】研究结果对曲线斜拉桥的抖振响应计算具有一定的指导意义。
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2025,41(2):105-113 ,DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20220316003
Abstract:
【目的】研究增设无预应力段表层嵌贴(near-surface-mounted,NSM)碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)加固梁的抗弯性能。【方法】在试验数据的基础上采用ABAQUS有限元软件建立CFRP加固梁的数值模型(通过非线性弹簧单元模拟CFRP板和混凝土以及混凝土和钢筋之间的黏结滑移关系),通过该数值模型考察不同CFRP板的预应力水平、CFRP板黏结长度和端部无预应力段长度等因素对加固梁抗弯性能的影响。【结果】将数值模拟结果与试验结果进行对比分析后可知,相较于无预应力CFRP板加固梁,全预应力CFRP板加固梁的抗弯性能明显提高;随着黏结长度和端部无预应力段长度的增加,加固梁的抗弯承载性能均呈现先增大后减小的趋势;当采用初始预应力为900 MPa、黏结长度为2 300 mm、端部无预应力段长度为300 mm的CFRP板时,加固梁的抗弯性能最好。【结论】该数值模型能较准确地预测加固梁的极限荷载、裂缝发展过程及破坏模式。
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2025,41(2):114-120 ,DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.202211280001
Abstract:
【目的】为合理地确定矮塔斜拉桥的成桥状态,提出一种基于梁桥受力性能的确定方法。【方法】首先不考虑索力和预应力作用,求得斜拉索在中支点处所承担的弯矩;接着以各斜拉索的竖向分力相等为原则,根据弯矩平衡求得初张索力;然后考虑索力作用,以主梁应力为控制目标,对预应力筋进行估算与布置;最后采用正装计算与荷载组合对合理成桥状态进行验证。【结果】以石滩大桥为算例进行验证,计算结果表明:所得初张索力与成桥索力由支点至跨中逐渐增大且变化均匀;主梁弯矩呈现出明显的普通梁桥的受力特征;主梁各截面的上下缘应力均满足矮塔斜拉桥对成桥状态的要求。【结论】所确定的成桥状态符合规范要求,验证了该方法的可行性,为同类型桥梁合理成桥状态的确定提供了新的思路。
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2025,41(2):121-130 ,DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20220428004
Abstract:
【目的】研究施工阶段无铺装PK断面钢-混组合梁竖向温度梯度中的温差取值,为工程设计与施工提供科学依据。【方法】对广东省江门市某桥施工阶段组合梁进行温度场有限元数值模拟和实桥测试,基于夏季晴天和日照时数长的多云天气的气象参数进行数值模拟以获得日最大竖向正温差数据,对模拟数据进行统计分析,采用指数函数描述竖向正温度梯度分布曲线,并基于纬度、海拔和年最高气温对应的日温差三个气象参数提出竖向正温差标准值预测公式,最后根据全国235座城市的预测结果进行温差取值分区。【结果】数值计算结果与实测结果吻合较好;日最大竖向正温差数据服从广义极值分布,以50年重现期为标准得到的竖向正温差标准值为14.946 ℃;提出的预测公式能准确反映竖向正温差标准值的变化规律;根据预测结果,将中国划分为3个区域进行温差取值,每个区域的取值分别为14、16、18 ℃。【结论】提出的竖向正温差标准值预测公式和温差取值分区适用于无铺装PK断面的组合梁,为工程设计与施工提供了可靠的参考依据。。
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2025,41(2):131-137 ,DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20220427002
Abstract:
【目的】为改善拱座大体积混凝土布设冷管的温控效应,尤其是改善夏季气温较高时冷管降温效率严重降低情况下冷管的温控效应,对冷管的温控效应进行研究。【方法】从冷管的布设方式、冷管材料、循环水系统三个方面进行研究。【结果】在冷管的布设方式方面,通过对比分析蛇形上下层垂直式冷管布设方式与蛇形竖向垂直式冷管布设方式,发现蛇形竖向垂直式冷管布设方式的降温效率较高;在冷管材料方面,通过对比分析Q235钢和高强高导热铸造铝合金的屈服强度和导热系数,发现在保证强度的情况下高强高导热铸造铝合金的导热系数更高,改善了冷管的吸热效率;在循环水系统方面,通过在蓄水箱及拱座大体积混凝土冷管的入水口增加冷水机及配套水泵控制水温,提高了冷管的降温效率。【结论】从冷管布设方式、冷管材料、循环水系统三个方面进行温控效应的研究,对提高拱座大体积混凝土水化热降温效率有积极影响。
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2025,41(2):138-143 ,DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20230113003
Abstract:
【目的】降低混凝土孔隙液中游离态氯离子浓度过高对钢筋锈蚀产生的影响,提升混凝土结构的耐久性。【方法】采用高能球磨法制备氯离子吸附剂,研究吸附剂对水泥净浆强度的影响。【结果】在7 d和28 d养护龄期下,水泥净浆中氯离子的固化率随吸附剂掺量的增加而提高;抗压强度随吸附剂掺量的增加而降低;吸附剂的添加能形成更多的含氯铝酸盐3CaO·Al2O3·CaCl2·10H2O(弗里德尔盐),从而降低浆体中游离态氯离子的含量,但水化硅酸钙(C-S-H)凝胶生成量的减少也降低了浆体的抗压强度。【结论】添加吸附剂能够有效地改善水泥浆体的孔径分布,提升其抗氯离子渗透性能。
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2025,41(2):144-153 ,DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20250220001
Abstract:
【目的】针对不同特立尼达湖沥青(Trinidad Lake Asphalt, TLA)掺量的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(styrene-butadiene-styrene, SBS)复合改性沥青,通过建立宏观和微观性能技术指标体系揭示TLA和SBS提升复合改性沥青性能的作用机理,为沥青路面材料的优化提供理论支撑。【方法】采用试验分析方法,设计了13组不同质量配比的TLA/SBS复合改性沥青试验。通过对复合改性沥青的软化点、针入度、延度等性能指标进行测试并结合微观结构表征,揭示不同的TLA掺量对复合改性沥青性能的影响机理。【结果】TLA掺量的增加能显著地提升复合改性沥青在高温下的稳定性,TLA掺量每增加1%,软化点就提高0.221 ℃,并且TLA掺量的增加能降低复合改性沥青对温度的敏感性;TLA中的灰分均匀分布形成的粗糙表面与孔隙协同作用,增强了基体的稳定性;根据AC-10型沥青混合料的施工要求,确定TLA和SBS最佳质量比为3∶7;微观分析表明,火山灰质灰分的叠加可增强沥青界面之间的结合,SiO2基矿物的组成及其独特的粒度分布可显著地改善复合改性沥青胶浆的黏韧性,通过调控灰分的分布可显著地改善复合改性沥青的性能。【结论】研究结果可为湿热地区重载交通条件下沥青路面的材料设计与性能提升提供方法和依据。
2025年第41卷第2期
前沿综述
专栏:桥梁风载特性与风振分析
工程结构与安全
高性能材料
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2023,39(5):122-138 ,DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.2022051723051997
Abstract:
为更直观地了解与分析国内外智能交通系统领域研究发展的现状,基于中国知网与Web of Science数据库,选用CiteSpace科学计量软件,绘制关键词共现与时区演化等知识图谱,系统梳理国内外智能交通系统领域的研究热点与演化趋势。研究结果表明:近年来,在中国,该领域研究呈“东密西疏”的分布特点;美国、欧洲、韩国、新加坡等地对该领域的研究较多。无论研究者来自何方,该领域研究均呈现出将传统交通系统与新兴技术相融的趋势。而中国的学者则更多侧重于通过政策引领科技发展,而中国以外的国家和地区的研究者则相对更注重通过基础研究助力行业发展。交通大数据是目前研究的重点之一,中国学者的研究更侧重于整体的交通规划与建设。未来,中国应继续强化基础技术研发,推进车、路、云协同一体化建设,注重混合交通流等问题,推进中国智能交通系统的深入发展。
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2021,37(4):93-100
Abstract:
为推动大跨度简支钢-混凝土组合梁桥建设,依托佛山市弘德北路工程单跨73 m简支钢-混凝土组合梁 桥,分析了该类桥型设计和施工方案,提出了钢-混凝土组合梁的受力计算方法。研究结果表明:大跨度简支 钢-混凝土组合梁桥不适宜采用活载组合梁形式。施工临时支墩数量应根据桥下情况设置少量临时支墩,减少施 工临时措施费,以及对桥下既有构筑物的影响。组合梁设计和施工中,引入装配化理念,便于施工质量控制及 快速化施工。
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2020,36(1):56-62
Abstract:
分别介绍了抛物线法、分段悬链线法及节线法等 3 种计算理论。并用这 3 种方法分别计算了地锚式悬索 桥成桥坐标和空缆坐标。以分段悬链线法的计算结果作为验算标准,分析了基于 Midas/Civil2019 软件的节线法在 地锚式悬索桥线形分析过程中的优、缺点。研究结果表明:基于节线法的主缆线形计算是以节点平衡为依据进行 数值迭代的近似计算,其结果符合工程实际,对于设计和施工都具有借鉴意义。
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2022,38(1):8-14
Abstract:
混凝土的断裂特性对工程安全起着关键作用。相场断裂法能方便地模拟出裂纹的动态扩展过程,利用 UEL和UMAT子程序,实现混凝土相场断裂的Abaqus二次开发,分析了单元尺寸和长度尺度参数对三点弯曲混凝土梁裂纹扩展宽度的影响。研究结果表明:当单元尺寸足够小时,裂纹宽度将不再受单元尺寸的影响,裂纹宽度随长度尺度参数减小而减小。
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2021,37(4):8-13
Abstract:
针对铁路与城际轨道品质工程评价指标综合权重难以量化的问题,以浙江省杭衢高速铁路为例,构建 铁路与城际轨道品质工程评价指标体系,采用基于五标度法的AHP–熵权的合赋权法,选取3组特色指标作为研 究对象,对该方法的实用性与可靠度进行验证。研究结果表明:在工程质量、运营安全和便民服务3项特色指标 中,工程质量权重最高,占3项指标总权重的80%左右,符合品质工程的基本要求,验证了本方法能合理分配地 方铁路和城际轨道品质工程各项评价指标的权重,可为轨道交通品质工程评价体系建设提供理论指导。
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2020,36(1):76-81
Abstract:
城市隧道工程施工过程中产生的噪音会对附近居民造成严重的影响。由于超低频音的穿透力很强,隔音 门和隔音壁等常规消音措施无法有效消除超低频噪音的影响。针对 0~20 Hz 的超低频噪音,分析其在管道中的传 播规律和声波特性,发现:在管道中安设空心长管可以对超低频声波进行 2 次消音处理。第一次消音是利用入射 声波和反射声波相互干涉、抵消的原理,并根据管道声波的连续性条件使超低频声波在长管管口发生短路,阻碍 其继续向外传播;第二次消音是利用声波在变截面管道中传播发生能量衰减的原理,降低超低频噪音的能量。根 据该消音原理,设计出了一种可移动、抽拉式的超低频噪音消音装置,可有效消除隧道施工过程中产生的超低频 噪音。
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2022,38(1):21-26
Abstract:
为研究二次受力影响下碳纤维网格-聚合物砂浆复合加固梁的抗弯性能,完善其抗弯极限承载力和挠度的计算理论,基于受压区混凝土本构关系,推导出不同破坏模式下碳纤维加固梁的极限抗弯承载力公式,并提出识别加固梁破坏模式的计算判据。按刚度解析法,推导出二次受力下碳纤维加固梁短期刚度计算公式。采用插值拟合法对M-xn、M-β1等二元方程进行处理,应用于不同荷载等级下加固梁的挠度控制验算,规避参数取值问题带来的求解误差。针对不同预载幅值下4根碳纤维网格加固梁进行了抗弯试验,将理论计算值与试验值进行对比。研究结果表明:碳纤维网格加固梁理论计算值和试验值较为吻合,相关计算方法对指导实际工程设计具有一定参考价值。
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2022,38(1):108-114
Abstract:
针对珠海金湾局部冲刷深度难以用现有经验公式进行预测的问题,本研究通过建立正态物理模型,研究风电场风机基础建设后的海床局部冲刷情况。研究结果表明:波流共同作用时的冲刷深度小于纯流作用时的, 在该海况下波浪具有回填作用;冲刷坑主要围绕在桩基周围,最大冲刷深度出现在基础迎水面和两侧,背水面冲刷坑略浅,尾流区有淤积;冲刷达到稳定后,柱基前后冲坑坡度约为1:10~1:1,且桩前的冲刷坡度大于桩后的;受尾涡脱落的影响,桩基侧后方海床冲刷较明显,冲刷显著区与主流方向的夹角在30°~66°之间。
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2022,38(1):1-7
Abstract:
针对预应力混凝土轨道梁线形精度控制难度大,全钢结构轨道梁运营噪声振动等问题,研发了新型群钉连接装配式钢-混凝土组合轨道梁,下部钢梁和上部混凝土板分开预制,通过群钉装配形成组合梁。按1:3几何缩尺比,制作了试验梁模型,对装配前后的钢梁、组合梁固有频率、荷载-挠度曲线、截面高度-应变曲线进行了有限元计算和实测试验,并与界面无滑移钢-混凝土组合等效刚度理论结果进行了对比,获取了不同工况下的刚度调整系数,并验证了其准确性和适用性。研究结果表明:实测荷载-刚度调整系数曲线呈非线性;随试验荷载的增大,刚度调整系数先增大后减小;钢混组合截面不完全符合平截面假定,大幅荷载下混凝土板非线性特性更为明显;基于刚度调整系数对理论值和有限元计算值分别进行修正,得到群钉连接组合梁频率与实测值的误差为 2.2%~4.0%,应力误差为 8.0%~23.8%,在实际工程中,采用该系数可指导并简化该类结构的计算和设计。
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2021,37(4):1-7
Abstract:
为研究无砟轨道?路基在高速列车运行过程中的振动响应,采用有限元方法在时域中建立全尺寸 3D路 基模型,分析路基各层动应力水平及其沿线路竖向、横向和纵向的变化幅度,并将武广、遂渝铁路实测数据与 模型结果进行对比。研究结果表明:在竖直方向上,有限元计算的路基各处动应力均略高于线路实测数据,地 基顶面衰减值较为接近,在z=0.4、2.7、4.7 m处衰减值分别为95%、47%、30%,而模型试验最终衰减值较高。 路基动应力在基床表层范围内沿线路横向呈“马鞍形”分布,线路中心与支撑层边缘差值较大,随着路基深度 的增加,分布特征逐渐转变为中间高两边低,向线路两侧衰减且差值较小。路基动应力沿纵向呈“高斯”分布 特征,路基各层竖向动应力幅值沿线路y向衰减一致,轨道板边缘处荷载衰减至轨道板中心的13%~16%。
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2022,38(1):115-122
Abstract:
针对响应型接驳公交服务质量评价研究不足的问题,设计了一种综合评价方法。通过响应型接驳公交与其他公交模式的比较分析,并参考其他公交模式系统评价的研究成果,考虑响应性、方便性、可靠性、高效性、协调性5个因素,构建了响应型接驳公交服务质量评价的指标体系,并进行了量化分析。将集对分析引入服务质量评价中,构建了基于集对分析的服务质量综合评价模型,其中指标值与评价等级间的关联程度、差异度系数、权重系数分别采用四元联系数、灰色关联法、熵值修正G1法来确定。研究结果表明:试验案例验证了评价方法的有效性,优化目标导致运行方案及其服务质量发生了显著变化,可为响应型接驳公交的运营管理提供决策依据。
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2020,36(2):22-28
Abstract:
为解决传统条分法在推移式滑坡的边坡稳定性分析计算中存在的不足,基于推移式滑坡的破坏机制,对 传统的条分法模型进行了改进,建立了一种简便的适应推移式滑坡的边坡稳定性分析模型,定义了其安全系数, 并推导出了相应的稳定性安全系数计算公式,开发出了推移式滑坡的边坡稳定性分析软件。该软件能准确识别推 移式滑坡形式、滑坡的最薄弱条块或条块群,工程师们可针对薄弱部位采取更合理、准确及经济的加固措施。通 过计算案例的对比与分析,考虑推移破坏模式下,其所得的安全系数通常较传统法小。因此,对于推移式滑坡在 评估和加固时,推荐采用推移式计算方法得到安全系数。
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2022,38(1):37-42
Abstract:
基于 Mohr-Coulomb强度准则,利用极限分析上限定理,推导出浅埋小净距隧道围岩压力计算新公式。 采用 MATLAB数值模拟软件中的 fmincon函数进行最优化计算,求解该破坏模式下围岩压力的上限解,并将该计算值与规范法计算结果进行了对比。研究结果表明:该计算值与规范法计算结果比较接近,验证了该计算方法可行;随着系数 m的增大,浅埋小净距隧道两侧破坏土体的范围逐渐增大,围岩压力也逐渐增大且增长率呈递减的趋势。
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2020,36(1):82-86
Abstract:
以湖南省龙塘至琅塘高速公路中安平隧道的具体设计、施工及地质情况为背景,采用 Abaqus CAE 2016 有限元软件,模拟安平隧道的施工过程。通过对比隧道顶部不同尺寸的溶洞对隧道拱顶、拱侧的围岩应力和位移 的影响,绘制了不同尺寸的溶洞引起的隧道围岩应力场和位移场的变化图,分析了岩溶区隧道中溶洞引起的隧道 周围围岩变化规律。研究结果表明:在一定范围内,既有顶部隐伏溶洞尺寸的增加将引起隧道位移的增加和隧道 围岩拉应力的增加。该结果可为岩溶区的隧道建设安全提供技术支持。
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2022,38(1):63-69
Abstract:
新建的大理某大跨度人行木桥为采用传统榫卯节点连接的三跨贯木拱结构体系,为验证该拱桥的结构安全性和舒适性,利用SAP2000有限元软件对该结构进行了模态分析、静力分析,对最不利荷载组合情况下的主要受压构件进行验算。研究结果表明:在地震荷载和风荷载作用下,人行桥具有良好舒适性,避开了人行荷载谐波的基频范围,不易发生明显的人致共振现象。风荷载不是控制结构安全性的主要因素。加支撑后的拱桥整体强度应力处于安全状态,最大应力发生在拱脚附近区域。最不利荷载组合作用下,主要构件承载能力满足要求。本工程的设计可供同类工程参考。
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2022,38(1):15-20
Abstract:
为研究粗集料棱角性对水泥稳定碎石强度的影响,基于数字图像处理技术,采用等效椭圆法评价粗集料的棱角性对石灰岩碎石与破碎鹅卵石的棱角性进行了对比分析,且对不同棱角性集料的工况组合水泥稳定碎石的强度性能进行了室内正交试验。研究结果表明:不考虑水泥因素的影响,无侧限抗压强度与棱角性正性相关;替换率相同条件下,19.0~26.5 mm的棱角性对无侧限抗压强度的影响小于9.5~19.0 mm的;棱角明显的粗集料和浑圆状的粗集料进行组合,可以提高水泥稳定碎石基层的劈裂强度。
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2022,38(2):102-108
Abstract:
针对仅考虑单一线性或非线性的货运量预测方法的不足,基于 ARIMA 和 LSTM 循环神经网络预测模型,提出ARIMA-LSTM 4种组合预测模型,实现综合考虑线性与非线性特征的货运量预测。研究结果表明:任意一种ARIMA-LSTM的组合模型的货运量预测精度均优于单一模型的,由误差倒数确定权重系数的并联组合模型预测精度最优,该模型相比于ARIMA,均方根误差降低40.66%,平均绝对误差降低29.76%,平均绝对百分比误差降低51.45%;相比于LSTM,均方根误差降低13.67%,平均绝对误差降低10.75%,平均绝对百分比误差降低36.32%,该研究可为货运量预测提供有效依据。
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2022,38(4):10-15
Abstract:
为提高填石路基压实质量的检测效率,以广连高速公路TJ09标段的填石路基路试验段为工程背景,分别采用PFWD和水袋法对填石路基的压实质量进行检测试验。建立填石路基的回弹模量、回弹弯沉与孔隙率之间的回归模型,探究PFWD应用于填石路基压实质量的快速检测。研究结果表明:回弹模量与孔隙率之间相关系数R2 大于 0.7,且两者具有良好的相关性;回弹模量的变异系数为16.7%,小于回弹弯沉的变异系数19.0%,回弹模量的离散程度比回弹弯沉的小,更稳定。PFWD的检测结果满足现行规范要求,可用于填石路基工程压实质量的快速检测。
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2021,37(2):41-46
Abstract:
针对预应力混凝土桥梁中钢绞线局部锈蚀造成疲劳性能退化问题,制作了 6 根预应力混凝土梁,对其中 4 根不同钢绞线锈断位置的试验梁进行电化学加速锈蚀试验、静力加载和疲劳加载试验,研究了钢绞线断裂后预 应力混凝土梁的疲劳性能退化机理和力学性能退化规律,分析了混凝土表面裂缝扩展、荷载?挠度关系及疲劳寿 命。研究结果表明:L/4 锈断位置处的试验梁刚度退化和裂缝扩展规律,与未锈蚀梁和端部锈蚀梁的差异明显; 不同锈断位置的预应力混凝土梁的静载和疲劳性能均有不同程度降低;当锈断位置处于梁端时,钢绞线与混凝土 形成二次锚固效应,对梁的刚度保证具有积极作用。
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2020,36(3):74-80
Abstract:
针对现有交通流短时预测模型在描述交通流时空特征能力较弱的问题,提出了一种卷积神经网络和门控 循环单元神经网络相结合的深度神经网络预测模型。该模型利用卷积神经网络提取短时交通流数据的空间特征, 并将结果输入到门控循环单元神经网络中,挖掘短时交通流数据的时间特征。以加州交通局绩效评估系统的交通 流数据为例,对该模型进行训练,验证该模型的准确性。试验结果表明:与现有的模型相比,该模型具有更好的 预测性能,其平均绝对百分误差显著减少,可为交通管理与控制提供有效依据。