为了深入研究公路填方路基的抗震安全,根据试验要求对填方路基进行了大型振动台模型试验方案设计。方案设计中首先介绍了振动台台阵体系、模型箱的设计和数据采集系统等试验装置;然后分析了填方路基振动台模型边界条件的处理和填方路基模型的相似关系,并在已有研究成果基础上结合本次试验特性确定了模型的相似常数,通过采用等量代替法来处理模型材料的相似级配,最终确定了模拟模型路基的试验材料。同时,在对填方路基数值分析的基础上,根据路基数值模型的动力反应特性确定了振动台试验测点的布置方案。最后,根据模型试验目的,编制了模型试验的加载制度。试验结果表明,填方路基的大型振动台模型试验设计方案可行,达到了振动台试验的目的。
针对传统地基沉降速率法存在的弊端,基于线性加载地基固结沉降的沉降速率法基本原理,将线性加载模式应用于堆石体指数型衰减蠕变模型,成功模拟了堆石体变形的时变规律。采用地基固结分析与堆石体道基蠕变分析耦合的方法,建立了用于道基工后沉降预测的道基顶沉降速率分析法,并进一步提出可考虑地基条件、工后沉降要求的道基顶沉降速率控制标准。通过国家重点工程的成功运用,验证这一方法的可靠性。道基表面沉降速率工程实践表明,该方法取消了填筑期沉降监测,避免了监测与施工的交互影响,具有普适性和工程实践价值。
为研究沥青路面主动控制温度场技术的可行性,应用ABAQUS有限元软件建立了沥青路面温度场有限元计算模型,并通过实测验证了模型的精度。计算了夏季高温条件下,上面层材料导热系数、吸收率、比热容和发射率4个因素对路面各结构层的高温状况的影响规律。特别针对车辙问题,探讨了各因素对中面层日最高温度的影响。研究结果表明,上面层材料的热物参数对路面结构温度场影响显著。沥青路面温度场的敏感性分析结果显示,对中面层日最高温度影响程度从大到小依次为:吸收率、导热系数、发射率以及比热容。可以通过改变材料的热物性质实现路面温度场的主动控制,并为新材料的选择设计以及确定结构层热物参数合理分布提供了理论依据。
无网格法是近年来迅速发展的一种新型数值计算方法,但目前沥青路面结构温度场和应力场的计算分析多采用有限元方法。为了将无网格法应用到该领域,基于变分原理推出了沥青路面瞬态温度场和应力场计算的无网格法公式,采用罚函数法处理本质边界条件。针对工程实例,编制了无网格法程序,建立数值计算模型并进行模拟分析。计算结果与现场实测数据和有限元分析结果吻合较好,且计算精度高于有限元方法。结果表明无网格法应用于沥青路面结构温度场和应力场的计算分析是可行的,供工程技术人员参考。
在实测31 820组路面温度数据和5 554组气象数据的基础上,研究路面温度场预估模型,重点解决以往模型在较深处预估精度不足的问题。通过采用分段函数形式、考虑不同深度处路面温度受环境因素影响延后、引入深度衰减因子等手段得到了新的路面温度场模型。提出了不同深度处气温和太阳辐射对路面温度影响的延后时间,二者分别为0～4 h和2～4 h,层位越深则延后越长;推荐温度沿深度的衰减因子采用H-i(i=1,2,3)。新模型预估温度与实测结果相关系数达到0.92,在较深处(10 cm以下)仍然具有较好的精度。
采用复合力学理论,建立混凝土弯拉强度随龄期增长全过程分析模型。与水泥水化动力学相结合,建立了养生温度和湿度条件下水泥混凝土弯拉强度发展的预估模型,通过试验数据回归分析对不同养生条件下弯拉强度预估模型进行了验证,模型预测结果与实测结果基本相符。研究结果表明,相对湿度越低,各龄期混凝土弯拉强度越低,弯拉强度差异随着龄期增长而变大。初始水灰比大于0.39,则水分蒸发损失对强度的影响减小。据此确定了养生工艺参数,结合水泥混凝土水分蒸发率分析对养生浇水次数进行了重新计算,根据自然养生条件下强度增长规律计算了养生时间,进而提出了水泥混凝土路面自然养生工艺优化措施。
研究了在干湿循环作用下,Na2SO4和NaCl盐结晶对混凝土盐剥蚀破坏、盐结晶膨胀率和强度的影响,并与常温浸泡下的化学侵蚀进行对比分析。结果表明,混凝土在干湿循环作用下的盐结晶破坏明显比化学侵蚀破坏更严重;Na2SO4产生的盐结晶破坏明显高于NaCl;盐结晶产生的混凝土膨胀和剥蚀破坏随着盐浓度和干湿循环次数的增加明显增大,且超过一定循环次数后,混凝土经干燥后,非但不收缩,反而继续膨胀;盐晶体刚开始主要起到密实与增强的作用,只有盐结晶量超过一定值后,才会引起混凝土膨胀和破坏;引气可以显著降低和延缓混凝土的盐结晶破坏。
探讨如何有效地建立遥感和基础路网数据的快速获取机制,为重大公路灾害遥感监测与评估提供数据保障。当前突出的问题是重大公路灾害后交通部门开展应急抢通保通缺乏快速有效的信息支持。通过归纳概括当前中国可用的遥感数据资源管理分布情况,结合对遥感数据服务提供机制和公路地图数据管理的现状及存在问题的分析,提出了公路灾害遥感监测和评估的各类数据获取和使用保障机制建立模式的建议。认为当前交通部门只有尽快建立部门内部的数据使用机制和遥感数据获取手段,或尽快建立跨部门的遥感数据获取保障机制,才能保证重大公路灾害发生后能够获得及时有效的遥感监测服务。
对国内首座GFRP-钢组合梁桥进行荷载试验,并将荷载试验的实测结果与理论计算结果进行了分析比较。对GFRP桥面板的局部变形进行测量,并与有限元计算值进行对比,分析了在车轮荷载作用下桥面板结构的变形情况与沥青混凝土铺装层的应变状态。结果表明各主梁变形实测值和理论值接近,由车轮荷载引起的铺装层表面拉应力小于沥青混凝土的抗拉极限强度,结构处于安全受力状态。分析结果可为GFRP-钢组合梁桥的设计和应用提供参考依据。
为了详细研究波形钢腹板连续箱梁的动力特性,设计制作了此类型的模型试验梁,采用DHDAS动态信号测试分析系统对其动力特性进行了实测,根据实测数据识别出各阶竖向弯曲振动的模态及振动频率,并建立ANSYS有限元模型对其动力特性进行了计算和分析。模型试验梁的有限元分析结果与实测结果的差别较小。因此,实际中采用本文的有限元建模方法可以获得比较高的精度。同时还研究了不同位置的横隔板对波形钢腹板预应力混凝土连续箱梁的动力特性的影响,分析结果表明,支座横隔板对箱梁动力特性的影响最大,而中横隔板基本不影响箱梁的动力特性。因此在实际中,当支座横隔板的设置足以抵抗截面畸变变形的条件下,可以适度减少中横隔板的数量,从而节约桥梁建设成本。
采用二维大涡模拟方法对雷诺数为Re=3.73×105的某大跨度斜拉桥主梁断面成桥状态和施工状态三分力系数进行了数值模拟,并与风洞试验结果进行了对比;在此基础上针对防撞护栏对桥梁主梁断面的三分力系数的影响进行了数值模拟和试验研究。结果显示:该桥主梁断面成桥状态、施工状态三分力系数数值模拟结果与风洞试验结果吻合良好。风攻角为α=0°时,主梁断面成桥状态的阻力系数、升力系数、升力矩系数的数值模拟结果比试验结果分别偏小约6.84%、1.39%、7.42%;主梁断面施工状态阻力系数数值模拟结果比试验结果偏小约0.72%,而升力系数、升力矩系数数值模拟结果与试验结果相对误差较大。钢防撞护栏对本文所研究的主梁断面阻力系数的贡献率约为30%左右,而对升力系数和升力矩系数的影响则不明显。
宁波甬江铁路斜拉桥在设计中采用钢箱梁方案,在铁路桥中为国内首例。铁路桥梁钢轨横向位置固定,桥面铺装也与公路桥梁不同,为研究钢箱梁正交异性板用于铁路桥梁和公路桥梁的区别,在桥面板上分别设置铁路与公路铺装,通过有限元计算,得出设置不同铺装时疲劳敏感部位应力的横向影响线、纵向影响线,研究各部位应力的产生原因,分析钢箱梁正交异性板用于铁路桥梁和公路桥梁的各自特点;选择具有代表性的铁路车辆与公路车辆对钢箱梁正交异性板进行加载,计算各种车辆作用下疲劳敏感部位的应力情况。分析及计算结果表明:公路沥青混凝土铺装对荷载的分散作用有限,铁路铺装对荷载的分散作用较强,与公路桥梁相比,铁路桥梁各疲劳敏感部位应力影响线量值较小,影响线长度较大;在常规铁路车辆作用下,正交异性板在加劲肋与横隔板连接部位及横隔板开口边缘的最不利应力与常规公路车辆作用下的量值相当;与铁路桥梁相比,公路桥梁正交异性板更易在加劲肋与顶板连接处发生疲劳开裂。
从对变高度预应力混凝土箱梁桥跨中合龙段底板位置出现的多种纵向裂缝形态的分类出发,分析了跨中底板在自重和预应力作用下所特有的多重荷载效应,通过对某桥梁的有限元数值模拟对多种纵向裂缝形成的原因进行了验证。结果表明,变高度预应力混凝土箱梁桥跨中合龙段底板纵向裂缝不仅是合龙索径向力与梁体自重作用下的横向框架效应耦合作用导致的,而且合龙索锚固力和梁体自重引起的空间折角效应、合龙索锚固力引起的深梁局部效应也是合龙段底板纵向裂缝形成的重要因素。并进一步对影响合龙段底板横向应力分布的因素进行了参数化分析,提出了控制合龙段底板纵向裂缝出现的设计建议。
为了研究复杂结构体系中不确定性结构参数对其动力特性的影响,采用响应面法,选择出若干个对因变量影响较大的随机变量参与响应面拟合。采用该方法对大连湾自锚式吊拉协作体系桥动力特性进行了敏感因子分析。计算分析表明,自锚式吊拉协作体系桥主梁质量密度的随机性对其动力特性最为敏感,同时缆索体系和主梁结构参数的随机性对斜拉桥低阶模态的敏感性较强。所做工作能为自锚式吊拉协作体系桥结构受力分析提供参考,同时为复杂结构体系不确定性参数的随机分析提供相应的思路。
在Rayleigh能量法和Southwell's频率合成法的基础上,将悬索桥裸塔的振动基频表示成由各变形元和惯性元组成的子系统频率的合成,通过挠度函数的合理选取,导出了悬索桥裸塔振动基频的近似算法.以泰州大桥钢中塔为计算实例,分析了顶部附加质量比、结构自身剪切变形、承台振动对基频的影响.数值计算与实桥现场环境振动试验表明,桥塔振动基频会随项部附加质量比增大而减小,忽略剪切变形对计算结果影响甚微,但承台的振动不可忽略.该方法不仅适用于底部固定以及顶端带有附加质量的塔式结构,也适用于其他截面复杂的高层建筑、烟囱等高耸工程结构.
为了深入研究PC梁桥结构参数对最大悬臂结构力学性能的影响，结合实体工程，建立了大跨预应力混凝土梁桥的最大悬臂段有限元模型，分析了材料容重、混凝土弹性模量、预应力参数偏差对最大悬臂施工阶段主梁线形的影响程度，研究了自重偏差对主梁结构内力和应力的影响，探讨了预应力对悬臂结构的作用效应。研究结果表明:材料容重和混凝土弹性模量为该桥梁结构的主要设计参数，桥梁自重偏差对结构线形影响最为明显;在预应力效应的作用下，主梁纵向产生竖向正位移，随着自重的增大，主梁同一截面正弯矩相应减小，墩顶负弯矩增大，主梁的上缘压应力会减小，下缘压应力会增大，且下缘应力受其影响的程度更大。
应用静力弹性稳定研究方法和有限元实现，对以边中跨为非对称结构、大跨度混合梁的鄂东长江斜拉大桥通过建立LSB和ANSYS模型，分析施工过程中的稳定性。对弹性稳定安全系数的计算结果与规范值进行了比较。研究结果表明:钢箱梁悬臂施工过程中结构弹性稳定安全系数呈现逐渐增大_缓慢平稳变化_明显下降的趋势，在每段钢箱梁施工过程中有明显的波动;成桥后主要运营阶段没有明显的波动处于一种相对恒定的承载能力状态等的变化规律;施工过程呈现索塔纵向失稳和钢箱梁竖向失稳的组合失稳模式。
基于平板颤振理论，建立了桥梁断面在空气中的含有8个颤振导数的二维耦合颤振方程，通过合理假设，令方程两边的实部和虚部分别相等，并化简分析，提出了一种降阶求解方法。与典型方法及其他方法相比，降低了方程阶次，简化了计算方程式。此外，根据《公路桥梁抗风设计规范》的大跨桥梁竖弯基频公式和扭转基频公式，基于VanderPut公式，结合工程实例，建立了大跨度斜拉桥颤振临界风速简化计算公式。通过结合实例对比分析:竖弯基频近似公式和颤振临界风速简化公式简便，精度满足实际工程的要求。
在对比一般铅芯橡胶支座受力性能的基础上，阐述了方形多铅芯橡胶支座的减振特点，并利用具体试验对其受力性能进行研究，得出与理论计算值相吻合的结果。以一座6跨连续刚构组合体系梁桥为实例，利用有限元分析软件计算其地震响应，得出具体软件数据，分析验证方形多铅芯橡胶支座的实际工程减震效果。研究结果表明，方形多铅芯橡胶支座竖向性能和水平性能很稳定，是理想桥梁结构的减震装置，在工程实践中应予以适当采用。
根据我国现有封闭式收费高速公路的特点，定义了一种新的由收费关键点和关键路段组成，满足卫星收费系统路段识别需求的车载电子地图。基于收费地图定义，提出了一种新的路段识别匹配方法。在路段识别匹配过程中，采用随车速动态调节搜索匹配范围的方法。地图路段匹配方法将路段识别变成关键点识别，根据计费标示值和路段属性识别判断道路出入口和经过路段，结合路段邻接关系避免相邻其他车道点对路段识别的干扰。文中最后对本方法在卫星收费试验系统中的应用进行了简要描述，并对提高路段识别的措施进行了讨论。
为更好地根据用户指定的指标权重实行相应的控制策略，介绍一种以相对指标为控制目标的多目标优化模型并应用基于变权系数的遗传算法进行求解。算法每执行一次循环获得一个非劣解并对目标权重进行一次变化，从而使整个解集在Pareto前沿面运行。通过佛山市实际交叉口的例子进行了仿真试验，与传统的固定权重方法相比，机动车延误，行人延误，停车时间和路段平均速度都有不同程度的优化。
在经济人假设下，借助博弈基本理论考察交通灯绿信比的合理性，具体而言，以不同方向车辆或行人为博弈参与人，在时间价值基础上定义博弈支付，构造一个描述争道问题的斗鸡博弈，进而利用该博弈的混合战略纳什均衡确定绿信比。根据上述程式所得到的绿信比可表示为一个单位时间范围内不同方向车流量或人流量比值的具体函数，具有良好的博弈均衡特征，确保其可实施性。
为了了解两车道交通流的内在规律，更加真实的描述两车道交通流的换道情形，分析了现有交通流格子模型中存在的问题，通过引进换道系数和换道阈值，改进流量转移率模型获得了新的两车道交通流格子模型，克服了现有模型中存在的不合理现象。并利用VISSIM仿真确定换道阈值，然后再根据matlab编程对改进后两车道交通流格子模型进行了模拟分析，结果表明了改进模型的合理性与优越性，证实了改进模型在描述车辆换道的过程和趋势方面与实际更为相符。
为了解决区域交通活动场模拟分析过程中的稀疏矩阵求解问题，本文针对自适应交通网络模型中的稀疏矩阵的特性，提出了两种稀疏矩阵处理技术。采用基于矩阵分裂的超松弛迭代法和以共轭向量系为搜索方向的共轭梯度法，使得模型中的稀疏矩阵求解问题顺利解决。经过计算得到，在得到同样精度的结果时，两种算法的收敛速度是不一样的，共轭梯度法有着明显的优势。
提出了纯电动出租汽车快速更换电池的运营模式:每一辆纯电动出租汽车配置2组电池，电池的所有权属于独立的电池租赁公司，每次更换电池的费用按实际用电量计算，电池租赁公司实行集中充电，分散更换。指出了快速更换电池运营模式的优点，并对该运营模式进行了经济分析。该运营模式的实施，可有效促进纯电动汽车的发展。
对汽车后桥主减速器典型工况下的动力学进行了仿真分析。以某厂汽车后驱动桥为研究对象，完成实体模型创建并导入到MSC_Adams中建立后桥刚体虚拟样机模型，并结合该车后桥的具体工作情况，选取符合驱动桥传动的碰撞接触参数、约束和负载，完成了在打滑或冰面、转弯、直线倒车等工况下的动力学仿真分析。为在设计阶段实现降低车辆后桥主减速器的振动，进一步对驱动桥的振动特性的研究和优化设计，提供技术支持。
针对城市物流配送中广泛存在的有时间窗多车型问题，以及由于交通路况与人力因素导致的相关时间参数模糊化现象，以梯形模糊数表征时间参数，利用梯形模糊代数、有符号距离和区间数距离公式，构造出一种具有较高精度的提前/滞后惩罚函数，继而在此基础上给出了一种以最小化配送费用和客户时间窗提前/滞后惩罚为目标的具有模糊时间约束的多车型车辆调度问题模型。在车辆调度问题求解方面，针对经典粒子群算法容易陷入局部最优的问题，给出了一种具有量子行为的改进粒子群算法来改善粒子群算法的性能。最后通过仿真试验表明，该算法不仅具有较高的搜索效率与搜索质量，而且具有较快的收敛速度，验证了其可行性与有效性。
