• 2021年第37卷第4期文章目次
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    • >道路与铁道工程
    • 高速铁路无砟轨道−路基动应力特性分析

      2021, 37(4):1-7.

      摘要 (64) HTML (0) PDF 1.31 M (969) 评论 (0) 收藏

      摘要: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%。

    • 基于AHP-熵权法的轨道工程评价指标赋权研究

      2021, 37(4):8-13.

      摘要 (75) HTML (0) PDF 1.18 M (1114) 评论 (0) 收藏

      摘要: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。

    • 基于正交试验的胶粉改性沥青配方优化

      2021, 37(4):14-19.

      摘要 (56) HTML (0) PDF 1.08 M (634) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究不同配方因素对胶粉改性沥青性能影响程度并优化制备配方,选择 A(胶粉来源)、B(胶粉细 度)、C(胶粉掺量)3个因素,每个因素选择3个水平,以胶粉改性沥青软化点、延度和黏度为评价指标,通过 正交试验优化胶粉改性沥青配方。研究结果表明:三因素对软化点、延度和黏度均有显著性影响,对软化点影 响程度为C>A>B,最佳水平组合为A1B2C3;对延度影响程度为B>C>A,最佳水平组合为A1B3C2;对黏度影 响程度为C>B>A,最佳水平组合为A1B2C2。综合各因素对性能影响,确定不同因素的优选组合方案为A1B2C2。 该组合下:胶粉改性沥青软化点为71℃、延度为11.1 cm、黏度为3.0 Pa?s,胶粉改性沥青综合性能良好

    • 贵州某机场沥青道面反“Z”型隆起成因分析

      2021, 37(4):20-23.

      摘要 (53) HTML (0) PDF 1.07 M (412) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究贵州某机场B滑行道沥青道面出现异常反“Z”型隆起的原因,对病害部位利用探地雷达进行扫 描及钻芯取样试验,发现沥青道面底部存在1 cm的脱空;对试样进行沥青材料密度、沥青含量检测等试验,发 现沥青面层材料水稳定性和抗剥落性良好,沥青老化程度较轻,并采用ANSYS软件建立道面异常隆起部位的有 限元模型。研究结果表明:由于混凝土层施工缝处理不当,降雨从土面区沿施工缝渗入造成侵蚀破坏,使得沥 青混凝土面层下部的混凝土板夏季受热产生异常膨胀,形成竖向位移,将上部沥青混凝土层顶起。

    • 非规则坡面形态对高位滑体失稳的影响研究

      2021, 37(4):24-32.

      摘要 (57) HTML (0) PDF 1.38 M (396) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对非规则边坡滑体在高位失稳后,因其势能较大而破坏力较强的问题,采用PFC 2D离散元数值模拟 软件建立模型,以颗粒单元组成失稳滑体。再基于离散傅里叶逆变换的边坡坡表轮廓重构的方法,生成非规则 几何形貌坡面的边坡模型,并将其导入PFC 2D进行数值计算,研究了不同傅里叶描述因子(D2、D3、D8)取值 条件下边坡坡表几何形貌特征与高位滑体失稳运动特性的关系。研究结果表明:坡面轮廓对两类滑体(黏性与 无黏性)的运动特性均存在显著影响。

    • >桥梁与隧道工程
    • 基于概率分析运营阶段钢箱梁温度作用

      2021, 37(4):33-42.

      摘要 (74) HTML (0) PDF 1.44 M (504) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对钢箱梁日照温度场在中国中西部地区研究成果较少的现状,对四川省泸州市沱江四桥运营阶段钢 箱梁温度场进行长期监测,利用ANSYS软件计算分析其钢箱梁温度场,并对比了计算值和现场实测值。基于该 桥夏季运营阶段钢箱梁顶板、底板温差最大时的温度实测数据,采用指数函数描述钢箱梁日照温度梯度分布形 式。选用高斯混合模型描述该桥钢箱梁夏季日最大正温差的概率分布,并在其基础上计算钢箱梁日照竖向正温 差标准值。研究结果表明:计算值与现场实测值吻合较好,温度随时间变化趋势基本一致,验证了该有限元模 型的准确性。采用统计分析方法,得到竖向正温差标准值为18.4 ℃,略高于公路桥涵设计通用规范中按线性内 插得到的钢箱梁竖向正温差标准值,并得到了该桥运营阶段钢箱梁竖向正温度梯度模式,该模式可为泸州及其 周边地区运营阶段钢箱梁桥竖向温度梯度取值提供借鉴,也为后续规范温度梯度相关条文的修订和完善提供了 数据支撑。

    • 环境温度作用下地下主体结构水化热分析

      2021, 37(4):43-48.

      摘要 (52) HTML (0) PDF 1.07 M (521) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究水化热-环境温度耦合作用下地下主体结构的温度场分布规律,以公常路中山大学深圳校区段下 穿改造工程为背景,采用FEA有限元软件对该底板进行混凝土水化热模拟,并与自动化监测获得不同施工环境 温度下主体结构底板混凝土的内外温度进行对比分析。研究结果表明:选择合适的环境温度下施工,可以有效 控制大体积混凝土水化热温差。在施工环境温度过低的情况下,采取有效保温措施。在施工环境温度变化较大 的情况下,选择水化热低水泥。

    • 可拆卸开孔圆钢管连接件抗剪性能研究

      2021, 37(4):49-58.

      摘要 (37) HTML (0) PDF 1.54 M (394) 评论 (0) 收藏

      摘要:为实现钢-混凝土组合梁快速装配化施工及其劣化时易于拆卸的需求,提出了一种可拆卸开孔圆钢管连 接件。采用ABAQUS有限元软件对开孔圆钢管连接件进行推出试验模拟,研究了连接件开孔厚度、开孔中心夹 角、开孔高度、钢材强度及混凝土强度对其抗剪性能的影响。研究结果表明:增加圆管厚度提高钢材强度,以 及减小开孔高度提高连接件抗剪承载力。改变开孔中心夹角和混凝土强度,对连接件抗剪性能影响较小。基于 塑性梁理论推导出开孔圆钢管连接件剪切屈服计算公式,并与有限元计算结果进行对比,验证了该推导公式的 有效性。

    • 基于静载试验的PPC斜拉桥有限元模型修正分析

      2021, 37(4):59-66.

      摘要 (46) HTML (0) PDF 1.49 M (455) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于有限元模型建立模态柔度矩阵进行模态振型和固有频率与边界刚度系数间的灵敏度分析,推导柔 度矩阵与边界支撑刚度及斜拉桥索刚度之间的灵敏度系数矩阵,建立实测挠度和理论挠度的差值与刚度修正值 之间的关系表达式,并以实际斜拉桥的缩尺结构为试验模型进行静载试验,以挠度残差为目标函数对有限元模 型进行修正,验证本模型的可行性。研究结果表明:模型经过修正后,挠度理论值和试验值基本一致,可为类 似工程研究和应用提供借鉴。

    • 局部锈蚀下正交异性板静力性能试验研究

      2021, 37(4):67-77.

      摘要 (58) HTML (0) PDF 1.50 M (332) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究正交异性板局部锈蚀对静力性能的影响,通过电化学锈蚀获得不同局部锈蚀率的试验构件,对 其进行静载试验。利用ABQUS有限元软件进行数值模拟,分析其承载力的退化规律。试验结果表明:局部锈蚀 导致正交异性板承载力明显降低,试件破坏形式均为局部屈曲,局部锈蚀的存在导致屈曲部位有所变化;锈蚀 导致正交异性板的顶板与纵肋内力及位移出现明显差异,共同受力性能降低;顶板发生锈蚀,导致正交异性板 出现明显的应力集中现象,局部受力不均是导致静力性能退化的本质原因。

    • 浅埋偏压隧道洞口联合支护变形监测及模拟

      2021, 37(4):78-84.

      摘要 (31) HTML (0) PDF 1.66 M (662) 评论 (0) 收藏

      摘要:为减少浅埋偏压隧道洞口段的施工风险,有效控制洞口段的围岩变形。以贵州玉石高速白岩湾隧道进 口段施工为例,对超前管棚、偏压挡墙联合支护方案进行三维数值模拟分析,并与实际工程监测结果进行对比, 探讨联合支护方案在浅埋偏压隧道洞口施工中的支护效果。研究结果表明:在浅埋偏压隧道进口段变形控制方 面,采用超前管棚、偏压挡墙联合支护方案与未支护的工况相比,联合支护能有效控制隧道的拱顶下沉、周边 收敛及地表沉降,实际工程监测数据也验证了数值模拟结果的准确性。在浅埋偏压隧道洞口段施工过程中,超 前管棚、偏压挡墙联合支护方案可靠有效,可为类似工程提供参考。

    • 砾石棱角性对沥青混合料路用性能的影响

      2021, 37(4):85-92.

      摘要 (41) HTML (0) PDF 1.29 M (403) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过ASTMD3398-97法和AASHTO TP56法,分别对拉萨地区各级粒径下的砾石粗集料棱角进行表征。 采用标准马歇尔、浸水马歇尔、冻融劈裂、车辙和小梁弯曲实验,并结合灰色关联度理论,建立浸水残留稳定 度、动稳定度、应变能密度与砾石粗集料中各级集料棱角值的灰色关联。研究结果表明:砾石粗集料棱角值表 征中,AASHTO TP56法优于ASTMD3398-97法;砾石粗集料棱角值对沥青混合料路用性能的影响程度为:低温 性能>高温性能>抗水损害能力;砾石粗集料的棱角值与沥青混合料的高低温性能具有较高二次相关性。当平均 棱角性在 47.47%,未压实空隙率约 19.52% 时,砾石粗集料的棱角性显著提高沥青混合料的高温性能。粒径为 13.2~16 mm粗集料棱角值对砾石沥青混合料的高低温性能影响最大;砾石沥青混合料的抗水损害能力受沥青与 集料的粘接性能影响显著。

    • 大跨度简支钢混组合小箱梁桥设计与应用

      2021, 37(4):93-100.

      摘要 (93) HTML (0) PDF 1.57 M (1611) 评论 (0) 收藏

      摘要: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。

    • 地锚式独斜塔混凝土斜拉桥抗震性能

      2021, 37(4):101-107.

      摘要 (30) HTML (0) PDF 1.40 M (387) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨单跨独塔斜拉桥在地震荷载作用下的受力状况,以国内某单跨地锚式独斜塔混凝土斜拉桥为背 景,采用Midas Civil 2019有限元软件建立全桥三维有限元模型,研究地震动方向和阻尼比对斜拉桥主梁和桥塔 的弯矩和位移时程响应的影响。研究结果表明:斜拉桥的整体刚度较柔,其主梁在前2阶模态中主要表现为竖向 弯曲,应重点关注斜拉索受拉断裂问题。在纵桥向地震波激励下,塔底弯矩最大,易引起混凝土开裂;竖桥向 地震动对主梁跨中变形的影响最大,对塔底和主梁弯矩的影响最小,而横桥向地震动对塔顶变形的影响最大。 阻尼比降低,主塔和主梁的弯矩和位移地震响应明显提高。合理设计结构的阻尼比,可以有效改善主梁和桥塔 的地震响应,提高结构的抗震性能,可为工程抗震设计与计算提供参考。

    • >交通规划与智能交通
    • 基于vissim仿真的高速公路客货分道动态控制

      2021, 37(4):108-116.

      摘要 (113) HTML (0) PDF 1.28 M (653) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对高速公路客车货车混行相互干扰造成交通效率下降的现象,基于客货分道划分方法,提出高速公 路客货分道动态控制的理念。以美国加利福尼亚州i5高速公路为例,运用vissim软件建立模型,对单向三车道、 四车道和五车道在不同的交通流量和不同的客货比下进行仿真,分析对客货分道控制的效果,绘制客货分道动 态控制系统流程图。研究结果表明:客货分道在一定的条件下能够有效降低车辆的平均延误,提高车辆的平均 速度;客货分道动态控制系统的有效适用范围,单向四车道客车与货车的标准量比值为1/8~20;单向单车道客 车与货车的标准量比值为1/4~20;单向五车道客车与货车的标准量比值为1/12~10。

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