运用美国GSA指南建议的结构安全性能指标评价理论，改进了经典可拓学物元模型并应用于某场道剩余寿命评价和预测，并利用现场检测和室内测试的数据进行了验证。结果表明：该方法将检测和实验数据进行安全性能评价获得的性能指标做为物元模型的评价量值，实现了影响因素分析和物元评价模型的分离；可利用同一物元评价模型进行不同影响因素下的评价，适用性强、结果真实可靠；改进后的模型将评价量值的取值范围从区间内取值拓广为连续函数，即能进行单次评价又能进行预测，还可灵活调整评价指标的权系数，克服了经典物元模型需要重新划分评价标准的局限；能为道路管理部门结合道路巡检数据自行评价提供依据有效工具，利于道路养护维修的科学决策。
运用美国GSA指南建议的结构安全性能指标评价理论,改进了经典可拓学物元模型,并应用于某场道剩余寿命评价和预测,利用现场检测和室内测试的数据进行了验证。结果表明:该方法将检测和试验数据进行安全性能评价获得的性能指标作为物元模型的评价量值,实现了影响因素分析和物元评价模型的分离;可利用同一物元评价模型进行不同影响因素下的评价,适用性强、结果真实可靠;改进后的模型将评价量值的取值范围从区间内取值拓广为连续函数,即能进行单次评价又能进行预测,还可灵活调整评价指标的权系数,克服了经典物元模型需要重新划分评价标准的局限;能为道路管理部门结合道路巡检数据自行评价提供依据有效工具,利于道路养护维修的科学决策。
针对刚柔复合式路面层间沥青材料的特点和现有研究的不足，运用智能型高级旋转流变仪对四种层间沥青材料进行了高温性能和粘度测试，并进行了动态力学温度扫描和剪切疲劳试验。试验结果表明：作为层间粘结材料橡胶沥青和SBS改性沥青的性能明显要优于基质沥青，其高温性能、力学性能、粘度和疲劳性能均优于A-50和A-70；改性沥青用做层间材料时，不同的改性剂需确定适宜的基质沥青以提高改性剂与基质沥青的相容性，以便获得良好的疲劳性能；层间为喷洒式结构时，层间材料推荐SBS改性沥青，为铺装式结构时，层间建议采用橡胶沥青。研究结果可为刚柔复合式沥青路面层间沥青材料的合理选择提供重要参考。
针对刚柔复合式路面层间沥青材料的特点和现有研究不够系统的问题,运用旋转流变仪对4种层间沥青材料进行了高温剪切性能和粘度测试,并进行了动态力学温度扫描和剪切疲劳试验。试验结果表明:作为层间粘结材料,橡胶沥青和SBS改性沥青的性能明显要优于基质沥青,其高温性能、力学性能、粘度和疲劳性能均优于A-50和A-70;改性沥青用作层间材料时,SBS改性剂需确定适宜的基质沥青以提高SBS改性剂与基质沥青的相容性,以便获得良好的疲劳性能;层间为洒布式结构时,推荐SBS改性沥青为层间材料,为铺装式结构时,建议层间采用橡胶沥青。
为了从细观角度阐释集料以及沥青混合料在料斗和运料车中堆积过程的接触力分布情况,利用离散元软件生成6种类型集料和沥青混合料的细观模型,数值模拟了集料和沥青混合料在料斗和运料车中的堆积过程,得到了2种堆积形式的接触力分布和最大接触力值。结果表明:(1)密级配的AC沥青混合料和集料堆积后形成的接触力网比间断级配的SMA密集;(2)SMA的接触力网反映了其骨架结构特征;(3)集料形成的堆积角度大于沥青混合料形成的休止角;(4)粒径越大集料颗粒间的最大接触力越大,运料车中6种沥青混合料的最大接触力均大于料斗中的最大接触力。通过数值模拟集料和沥青混合料的堆积过程,可以从细观角度认识其堆积的随机性,以及集料颗粒间、集料颗粒与料斗壁和运料车壁的相互作用。
分析了旧水泥混凝土路面采用不同沥青罩面工艺时,路面体系温度场从沥青层摊铺时刻的变化规律;并建立三维有限元模型,计算了不同碾压阶段水泥板内应力水平和翘曲变形状况;采用ProVAL软件计算了水泥混凝土板翘曲对沥青层平整度的影响。结果表明:直接在旧水泥路面表面加铺薄沥青罩面会使混凝土板上表面温度最高达80℃以上,在板内产生非常大的平均温升和温度梯度;旧水泥混凝土路面板在四边自由情况下由热翘曲产生的变形对沥青层的IRI影响非常明显;在旧水泥路面与沥青罩面间设置热阻隔离层,或者对罩面层采用多层多次施工工艺,能够有效降低旧水泥混凝土路面板热翘曲对沥青层平整度的不利影响。
为掌握大气长期作用下公路膨胀土路堤湿度平衡规律,为膨胀土路堤处治提供依据,以广西包盖膨胀土路堤为例,考虑膨胀土填料受力状态,开展应力相关土水特征曲线试验,揭示了不同应力状态下压实膨胀土平衡湿度随吸力的变化规律。通过现场监测,分析了包盖膨胀土路堤1.5 a内的湿度变化和变形特征,利用土与大气相互作用计算方法,对广西气候条件下包盖膨胀土路堤运营10 a内的湿度变化过程进行了数值模拟。研究结果表明:0~3 MPa吸力范围内应力对膨胀土的平衡湿度有显著影响;1 a内膨胀土路堤内部含水率有缓慢增加的趋势,越靠近边部含水率波动越剧烈,路堤总体表现为不均匀沉降;6 a后路堤内部湿度逐渐趋于稳定,达到湿度平衡状态;膨胀土的湿法重型击实最佳含水率接近路堤平衡含水率,南方湿热地区膨胀土路堤宜采用湿法重型击实标准控制压实。
以南京滨江大道工程为研究对象,针对临水地区道路建设中路堤结合路基的长期变形及控制措施进行研究。通过数值模拟,对比分析软土层选取摩尔库伦模型和软土蠕变模型时路基的沉降变形规律;再对比分析填筑速率对路基沉降变形的影响。结果表明:当软土层采用摩尔库伦模型时,路基沉降变形对荷载的敏感度较高,在堆载后的短时间内就能完成固结和沉降;摩尔库伦模型软土层沉降变形的整体性差,整体侧向水平位移小,最大水平位移发生的位置在软土层中部而非软土蠕变模型的中上部,采用软土蠕变模型进行固结分析更接近实际;填筑速率越大,对路基的沉降变形影响越大,设计施工中在进度允许的情况下,应尽量降低填筑速率。
论述了对公路桥梁汽车轮轴特征进行研究的必要性和汽车类型划分及轮轴特征参数的选取原则。针对实际公路上复杂多变的汽车轮轴重和轮轴距,介绍了对其概率分布进行统计推断的非线性最小二乘拟合的原理与数值实现方法,以及采用多峰正态分布对其进行拟合的可行性。由动态称重系统(WIM)从现场实测大量汽车的轮轴距和轮轴重量信息,对实际公路上的汽车轮轴特征进行统计分析,将汽车按轴数划分为2~6轴车辆,其中2轴车辆按照轴距进一步划分为2轴小车和2轴货车。以汽车总重、车长、各轴重与总重比值、各轴距与车长比值作为轮轴特征参数,根据各轮轴特征参数的概率分布类型,分别采用单峰、双峰或三峰正态分布进行拟合,给出各类型汽车轮轴特征的概率分布类型及和分布参数。
提出一种联合运用静动力测试数据、基于响应面的桥梁结构有限元模型静动力修正方法,并利用一刚构-连续组合梁桥———靖远黄河大桥的现场测试数据对其有限元模型进行了修正。其中,试验设计分别采用中心复合设计和D-最优设计,2种试验设计方法得到的有限元模型修正结果对比表明,不同的试验设计方法对修正精度的影响较小,但对修正后参数的取值有较大影响。联合运用静动力测试数据进行有限元模型修正,修正后的计算频率与实测频率更加吻合,偏差在3%以内,修正后结构计算挠度和实测挠度偏差基本在7%以内,而仅利用动力测试数据修正结构的计算挠度和实测挠度偏差基本在15%以上。上述结果表明,联合运用静动力测试数据修正后的有限元模型能更准确地模拟实际桥梁结构的力学性能。
《中国公路学报》是由中国公路学会主办,长安大学承办的权威性学术刊物,自2007年起被Ei核心库收录,是中国公路交通行业唯一入选Ei核心库的期刊;主要刊载道路工程、桥梁与隧道工程、交通工程、汽车与汽车运用工程、工程机械、物流、经济与管理等领域的学术论文及应用技术论文,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。《中国公路学报》现为双月刊,大16开本,主要读者对象为公路交通领域的科研人员、工程技术人员、经济管理人员及大专院校的师生。
针对混凝土桥梁服役过程中荷载和环境作用,研究了耦合效应的数值分析方法。通过对荷载作用下钢筋锈蚀过程的分析,将钢筋应变分解为弹性应变和锈蚀应变,定义锈蚀应变与瞬时弹性应变的比值为钢筋的锈蚀系数,引入锈蚀钢筋的名义弹性模量,得出锈蚀钢筋的时变本构关系;基于虚功原理,推导了荷载-环境耦合作用下,钢筋混凝土单元的有限元列式,并给出了采用时程分析法的计算流程;采用Fortran语言编制非线性有限元程序对这一问题进行数值求解,并通过3片梁的模型试验验证上述方法的有效性。结果表明,钢筋混凝土桥梁荷载和环境耦合分析中,不仅需考虑钢筋锈蚀引起单元刚度矩阵的改变,同时应考虑附加节点荷载,本文提出的数值方法可用于混凝土桥梁长期力学性能的预测。
为了研究钢桁腹组合梁剪力滞效应,利用通用有限元软件Ansys建立三维实体模型,并建立与之对应的波形钢腹板组合梁的有限元模型,进行对比分析。通过分别施加集中荷载与均布荷载,研究钢桁腹组合梁在不同荷载工况下的剪力滞效应,以及截面上剪力滞系数的分布情况。结果表明:钢桁腹组合梁在集中荷载与均布荷载作用下,顶底板存在明显的剪力滞效应;钢桁腹梁组合梁在集中荷载作用下的剪力滞效应比均布荷载下的要明显;在相同荷载作用下,钢桁腹组合梁顶底板正应力小于波形钢腹板组合梁;在不同荷载工况作用下,2种组合梁顶底板剪力滞系数横向分布大致相同。
预应力混凝土变截面箱梁桥底板崩裂原因众多,未设防崩钢筋或者防崩钢筋设置不足是主要原因之一,因此研究防崩钢筋对防治底板崩裂有现实意义。基于防崩钢筋在工程设计模糊的现状和预应力混凝土变截面箱梁桥底板崩裂事故频发的问题,通过取防崩钢筋离散体进行力学分析,建立了静力学平衡方程,分析推导出防崩钢筋协助波纹管孔肋抗剪和协助孔肋抗拉的作用效应,最后综合推导出防崩钢筋验算公式,并通过工程实例证明了本文研究的合理性。本文所推导的防崩钢筋验算公式可供底板抗崩设计借鉴参考之用。
介绍了二次预应力组合梁的构思、基本原理与特点,阐述了二次预应力组合梁的受力性能、变形性能、结合面徐变应力重分布的研究进展,对二次预应力组合梁在公路桥梁中的应用研究进行了总结分析。指出二次预应力组合梁可以减小预应力混凝土梁的徐变上拱50%以上,从根本上解决减小梁的徐变上拱和提高截面抗裂安全性的矛盾,同时,还可以节约预应力筋10%以上,在公路超薄梁桥、城市立交桥中综合技术经济优势明显;二次预应力组合梁的设计方法、结合面连接方式与构造、结合面抗剪性能、施工技术是进一步研究需要重点解决的问题。
钢管混凝土格构柱正成为一种新型的桥墩结构,为全面了解其力学性能,研究钢管混凝土组合格构柱的弯曲性能,以指导工程应用。以大跨连续刚构桥的高墩为研究对象,进行缩尺模型的弯曲破坏试验,并采用有限元程序ANSYS进行全过程模拟。试验结果表明:结构的弯曲变形分为弹性阶段、弹塑性阶段、塑性阶段、下降段4个阶段,结构具有良好的塑性变形性能和整体工作性能,在极限荷载作用下,发生典型的延性破坏;组合截面在开裂前,基本符合平截面假定,组合截面在开裂后,不符合平截面假定;提出了抗弯极限承载力较为精确的有限元计算方法;参数影响分析表明,结构的抗弯极限承载力与钢管强度和截面高宽比呈等比例增长,受内填混凝土强度影响较小。
为深入研究开孔板连接件的抗剪传力机理,基于ABAQUS平台建立了开孔板连接件的精细有限元模型,详细介绍了开孔板连接件的建模方法和材料本构关系。首先通过与典型开孔板连接件抗剪试验结果对比,验证了数值仿真方法的可靠性。其次对混凝土榫和贯通钢筋的应力特性进行了分析。最后深入探讨了开孔板连接件抗剪承载力的主要影响因素。结果表明,提高混凝土强度等级、增大混凝土榫直径可提高开孔板连接件的抗剪承载力;孔内贯通钢筋对抗剪刚度影响小,但可有效提高开孔板连接件的抗剪承载力和延性。
为检验索塔结合段承压板底的压浆效果,首先,设计了3个承压板底压浆工艺比例模型,分别采用一次性连续压浆工艺、间断式压浆工艺对比例模型进行了压浆。其次,揭开钢模板,通过肉眼观察评价了压浆层表观质量。再基于数字化图像处理技术,采用图像灰度化、去噪处理、边缘检测、边缘腐蚀和膨胀等一系列算法对压浆层表面图像进行了转化。最后,采用阈值分割和图像二值化技术对压浆层表面接触率进行了定量计算。现场实施效果证明,基于数字图像处理技术的压浆层表面接触率定量评价方法具有精度高、操作便捷等优点,具有较高的推广应用前景。
大跨人行桥的结构频率往往落在行人步频敏感范围之内,这使得人致振动成为该类桥梁设计所需重点考虑的问题之一,人流密集的景区人行索桥更是如此。以某座景区大跨径人行索桥为例,参考国外人行桥规范,基于不同行人同步率和人群密度下的4种人群荷载形式,应用直接共振理论选择典型竖弯和侧弯振型,通过有限元时程分析方法,计算获得不同荷载激励下主梁跨中的竖向和侧向加速度响应时程曲线。比较分析得出:(1)结构峰值加速度响应在一定范围内与行人同步率成线性关系;(2)竖向锁定现象有可能发生在此类景区大跨径人行索桥;(3)现有国外人行桥规范的荷载取值不完全适用于此类高人流密度的景区大跨径人行索桥。
地质分析法作为超前预报的根基,对其研究程度直接影响隧道综合超前预报的准确性,尤其是地质环境条件复杂的隧道。为此,提出了基于断裂带山岭隧道的现代地质分析方法:即以山岭隧道所穿越的地质体为研究对象,运用系统性理论,以"体-面-线-点"(三维地质体;区域平面;隧道沿线、不良地质体与隧道的交线;洞内各桩号段)为预报分析为重点、以"点-线-面-体"为检查预报失误原因的辅助循环研究体系,获得断裂带山岭隧道穿越的地质预报剖面图和断面图。通过与实际开挖揭露的地质条件对比,分析影响预报精度的因素,进而总结、归纳为提高后续预报的准确性提供依据。引入在建的大坪山隧道为例进行了应用分析,取得了较好的预报效果。
针对非参数回归短时交通流量预测算法的状态向量选取问题,基于高速公路交通流量在空间上演变趋势明显的特点,提出交通流量预测的改进非参数回归算法。引入各上游断面车流到达当前断面的行程时间作为状态向量选取的依据,并根据各上游断面影响程度的不同,调整相似机制的计算方法。利用渝武高速公路微波检测器数据对该模型进行验证。结果表明,改进的非参数回归算法克服了固定状态向量定义不能满足同一断面不同交通状态的缺点,对各种交通状态具有更好的适应性,预测精度更高。
针对城市道路交通流数据(流量、速度、密度或各种综合评价指标等)时间序列具有高维、高噪声的特性,在时间序列维约简的基础上,以5元组的形式对分割后的时间序列进行模式表示,并据此定义5种常见的时间序列形状相似性距离。为确定交通数据时间序列模式相似性度量方法,使用分层聚类算法分析不同相似性距离在交通流状态辨识中的效果。以上海南北高架东侧间部分路段定点线圈检测数据为例,通过对比5种模式相似性距离的聚类效果,发现模式距离效果最优,使用欧式距离和它组合后进行聚类能够实现交通拥挤态势模式相似性和差异性的辨识。
为了准确地评价道路交通状况,对道路进行实时监控,以此提高城市道路交通的运行效率,通过分析评价系统的建立原则并选取适当的评价指标,建立了基于云模型的交通状态评价系统。在云模型综合评价过程中以公交车的平均行驶速度、拥挤系数和平均速度梯度等信息作为评价体系的评价指标,利用黄金分割率法构造隶属度函数,实现定量变量到定性变量的转换,根据最大隶属度的加权值得出道路相应的交通状态评价结果。最后,以公交电子站牌为媒介,借助网站设计平台实现了道路交通状态的动态系统演示,佐证了云模型综合评价法的正确性和适用性,运用一个实例有效地评价了道路交通拥堵。
针对现有行人检测方法中行人特征描述易受光照变化影响及特征分类算法易受样本非均衡因素干扰等问题,提出一种改进的面向车载辅助驾驶系统的快速行人检测方法。通过改进标量特征的提取和组合方式增强其光照不变性,并结合改进的GSRLBP行人纹理特征进一步消除虚警的影响;同时引入代价敏感的思想,提出一种基于CS-SVM的非均衡Gentle AdaBoost分类算法,引入代价敏感的SVM搭建弱分类器,并结合非均衡Gentle Adaboost算法规则将弱分类器组合为强分类器,使其有利于解决正负样本数量不均等的行人分类问题。试验结果表明,改进的行人检测方法在检测率及虚警率指标上均优于其他经典算法,实时性上也能满足实际使用的需求。
快速路系统适应性评价是多目标综合评价问题。首先对快速路适应性的相关概念进行界定,建立了包括路网的布局指标、交通运行的质量指标、社会影响指标、环境影响指标的4类影响因素的2级评价指标体系,并给出部分各指标的具体计算方法或评定依据;其次研究了系统评价指标隶属度关系,并进行评价指标分级及权重值计算;提出了适合快速路系统适应性评价的模糊综合评价模型。最后以具体案例进行了分析计算,文中提出的模糊综合评价方法可应用于快速路系统适应性评价。
在市场上已经存在竞争者物流终端设施的条件下,对企业物流终端设施的选址及其硬件水平、服务水平和产品价格决策进行了研究。考虑服务水平、物流成本、产品价格间的关系及其对企业经营目标和客户决策的影响,构建了以物流终端设施硬件水平、服务水平、产品价格、沟通便利性和距离为影响因素的效用函数,进而基于客户价值差异建立了动态竞争环境下以企业为领导者、以竞争者为跟随者的物流终端设施优化双层规划模型。针对双层规划模型和多目标优化的特点,以带精英策略的快速非支配排序遗传算法为基础设计了迭代求解算法。最后,通过算例对模型进行验证,结果表明企业在优化目标下能够有效平衡产品价格和服务水平并在满意的利润水平下获得了比竞争者更多的市场份额。
为分析轴距预瞄控制对重型汽车道路友好性的影响,基于简化的4自由度汽车系统动力学模型,设计了汽车主动悬架系统的有预瞄和无预瞄最优控制器。采用MATALB/Simulink软件建立随机路面激励模型并进行校验,在此基础上,建立汽车道路友好性仿真模型,对比分析了被动悬架、最优控制悬架和轴距预瞄最优控制悬架的行驶平顺性和道路友好性,并采用参数化方法,分析了车速对预瞄控制效果的影响。结果表明,相对于被动悬架,主动悬架能够有效改善汽车的行驶平顺性和道路友好性,且相对于无预瞄最优控制悬架,轴距预瞄控制对悬架性能的改善主要体现在后悬架上,对前悬架的改善不太明显;车速对预瞄控制道路友好性的改进效果呈先增大后减小趋势,在中速时改进效果良好。
