公路交通科技

2018年, 第35卷, 第8期　刊出日期：2018-08-05
  

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    道路工程
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    硫酸盐盐渍化道路横向隆起的力学响应分析
    王智远, 张宏, 张海龙
    2018, 35(8): 1-6,54. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.08.001
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    针对沙漠区沥青混凝土道路因路基土硫酸盐盐渍化，土体膨胀所导致的路面横向隆起病害，为了研究病害不同发展阶段路面结构的受力特性及破坏形式，了解该类病害影响下路面结构所能承受的临界应力和破坏时隆起变形的临界挠度，以发生横向隆起病害的路面实体为研究对象，基于复合材料力学与弹性力学理论，结合病害实体基本特征及分布情况，将路面结构抽象简化为一层间接触良好、变形连续的整体式层状结构，构建了路面结构在路基盐胀作用及其自重影响下发生横向隆起病害的力学模型，推导了路面结构在路基盐胀作用及其自重影响下隆起变形的挠度方程。在此基础上，进一步求得了路面结构在上述作用下的应力、应变公式及整体式双层梁结构的刚度计算公式。之后，结合具体实例，分析了不同盐胀作用下，基层、面层的最大拉应力和挠度变化规律。根据路面结构参数与面层、基层的抗拉强度，通过所建力学模型中应力公式可判别在盐胀作用下路面结构基层、面层发生结构性破坏的时序。同时，对于既定参数的路面结构，利用模型中挠曲变形公式，可建立不发生由盐胀引起路面结构层结构性破坏所能承受的临界隆起高度和临界盐胀作用，有利于指导沥青混凝土道路盐渍化病害防治与路面结构组成设计。
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    高弹蓄盐沥青混合料破冰效果细观仿真研究
    钟科, 孙明志, 马融, 常荣华
    2018, 35(8): 7-12. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.08.002
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    高弹蓄盐沥青混合料是一种同时具备良好去冰融雪特性和路用性能的新型功能性路面材料，由于采用橡胶颗粒替换部分细集料，使冰层与路表橡胶颗粒接触位置处的力学特性发生很大的改变，同时也使得高弹蓄盐沥青路面结构的整体变形性能显著提高，从而实现一定的自应力除冰功能。为了评价高弹蓄盐沥青路面的自应力除冰效果，明确橡胶颗粒作用的除冰机理，通过建立不同工况下路面结构细观二维平面有限元模型，对橡胶颗粒的破冰特性进行分析，并研究冰层厚度、温度、橡胶颗粒粒径及高弹蓄盐沥青层模量等参数对高弹蓄盐类沥青路面破冰效果的影响。仿真结果显示：橡胶颗粒在一定温度和一定冰层厚度条件下具备良好的自应力除冰效果，当温度低于-10℃或冰层厚度大于8 mm，橡胶颗粒将失去其自应力除冰能力。在保证高弹蓄盐沥青路面路用性能的前提下，适当增加橡胶颗粒的掺量或者选用较大粒径的橡胶颗粒，可以显著提高高弹蓄盐沥青路面的自应力除冰能力。
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    垃圾焚烧水洗飞灰沥青混合料重金属浸出机理研究
    李达, 孔恒, 郭飞, 韩苗苗, 乔建刚
    2018, 35(8): 13-18. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.08.003
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    垃圾焚烧水洗飞灰沥青混合料是实现垃圾焚烧飞灰循环利用的有效途径。为了减少焚烧飞灰应用路面对环境的影响，提高道路的安全性，以垃圾焚烧水洗飞灰沥青混凝土的化学分布形态为基础，明确了降雨pH值、降雨量、浸出时间及重金属释放速率等重金属浸出因素。利用硫酸硝酸法、水槽浸出试验法、电感耦合等离子体质谱仪检测法，进行了飞灰沥青混合料重金属浸出试验，分析了飞灰沥青混凝土的化学分布形态，进而测定了不同飞灰掺量的水洗灰沥青混合料重金属浸出总量、实际释放量，得到飞灰沥青路面中浸出重金属总量排序、重金属的释放时域图，解析出Zn，Cr，Cu，Pb，Ni，Cd，As等重金属浸出的演化机理。最后通过重金属的释放速率判别法，得到飞灰沥青混合料各重金属的释放速率值。结果表明：飞灰沥青混合料浸出重金属总量排序为Ba > Zn > Cr > Cu > Pb > Ni > As > Cd > Hg；大部分重金属的累积释放量随着水洗灰掺量的增加而增大，累计释放速率存在差异性，其中Ba，Pb，Zn，Cu，Cr和Ni等分别在4，8，16，16，36，36 d左右时累积释放量曲线达到平衡；Pb，Zn，Cu，Cr，Ni和Ba的释放速率都是低迁移率，可满足道路环境的要求。
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    基于混合效应模型的沥青路面使用性能预测
    杨国峰, 王浩仰, 潘玉利
    2018, 35(8): 19-27. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.08.004
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    以华北某地区普通公路干线网为研究对象，根据2008-2015年路面损坏指数PCI、路面行驶质量指数RQI以及路面车辙指数RDI实测数据，结合路面结构、交通量、养护历史和地形等不同因素，利用统计分析技术建立和标定沥青路面使用性能预测模型。首先选定模型的预测指标及其影响变量，同时对相关数据资料进行收集和预处理，针对数据具体特点，以分析标定法为研究手段，采用混合效应模型方法对模型中的参数进行估计，最终通过实例验证模型的精度。结果表明：（1）PCI，RQI和RDI预测的平均误差分别为1.8，0.5和0.8。残差分布接近正态，说明模型很好地解释了数据的变异性；（2）模型简单，预测精度高，并且解释和量化了时间、养护类型、地形、行政等级、养管单位、技术等级、路面厚度以及交通量等因素对指标预测的影响。
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    玻璃纤维改善砾石沥青混合料路用性能
    郭寅川, 陈乔森, 申爱琴, 赵天源
    2018, 35(8): 28-33. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.08.005
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    为了改善砾石沥青混合料的路用性能，以推广砾石在道路工程中的应用，选用价格低廉、增韧效果强、取材方便的玻璃纤维来改善砾石沥青混合料的黏附性，并通过冻融劈裂试验、浸水马歇尔试验、车辙试验、弯曲疲劳试验来评价玻璃纤维对砾石沥青混合料路用性能的改善作用。冻融劈裂试验和浸水马歇尔试验结果表明：掺加玻璃纤维后的砾石沥青混合料的水稳定性能有明显改善，残留稳定度MS0、冻融劈裂强度比TSR都随玻璃纤维掺量的增加呈现先增大后减小的趋势，当玻璃纤维掺量为0.35%时，砾石沥青混合料水稳定性达到最佳，其中，MS0达到91.0%，TSR达到89.6%，分别比不掺加纤维的砾石沥青混合料提高了15.5%，24.3%。由0.35%纤维掺量下砾石沥青混合料的车辙试验及疲劳试验结果可知：掺加玻璃纤维后的砾石沥青混合料的高温性能和疲劳性能也有明显改善，其中，动稳定度提高46.9%；应力水平为0.5时，疲劳寿命提高了67.9%；应力水平为0.7时，疲劳寿命提高了80.9%。可见，纤维掺量为0.35%时，玻璃纤维对于AC-25砾石沥青混合料的路用性能改善作用最佳，一定条件下可将玻璃纤维砾石沥青混合料应用于高速公路沥青路面下面层之中。
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    高吸水树脂对混凝土强度与水化过程的影响
    高新文, 何锐
    2018, 35(8): 34-39. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.08.006
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    采用高吸水性树脂（SAP）作为内养护材料制备高性能混凝土，研究了其对高性能混凝土抗压强度的影响，并采用无接触电阻率测量仪分析了其对水泥水化过程的影响，结合SEM微观分析探讨了内养护作用机理。结果表明，SAP的掺入对混凝土拌和物的流动性影响显著，同时混凝土初期强度下降明显，但是随着养护龄期的延长，抗压强度逐渐提高，建议合适掺量为胶凝材料质量的0.2%~0.3%；SAP掺入以后对新拌混凝土电阻率带来明显变化，采用无电极电阻率测试仪可以较好反映SAP的掺入对水泥水化的影响；采用干拌的形式加入SAP材料导致水泥早期水化延缓，但是到了加速期结束以后材料内部自由水分消耗严重，SAP内养护作用体现，电阻率迅速上升；SAP凝胶失水后坍缩成有机薄膜，导致200~400 μm的不规则孔隙数量增多，但由于缓慢释水作用有利于钙矾石的生成和结构密实性的提升，因此混凝土的后期抗压强度有所改善。
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    AK-13A抗滑表层的GTM法设计
    郭金星, 张书华
    2018, 35(8): 40-45. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.08.007
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    针对传统的马歇尔设计法在抗滑表层沥青混合料AK-13A设计中的不足，通过优化AK-13A级配、采用混合料GTM法配合比设计进行弥补。对沥青混合料的体积指标、路用性能、拌和工艺、碾压工艺都进行了详细的研究。依据贝雷法，将沥青混合料的级配范围进行适量的调整，使其更满足道路需求；通过GTM法配合比设计，提高压实度，降低孔隙率，满足日益增加的交通荷载要求。采用GTM方法成型试件，并对试件进行切割，用马歇尔方法进行沥青混合料路用性能验证。将马歇尔方法和GTM方法成型的试件试验结果进行对比分析，研究不同的配合比设计方法对沥青混合料路用性能指标的影响。试验得出，优化后的AK-13A级配下限通过率增大，保证混合料密实，上限通过率减小，保证路面的抗滑，路面4.75 mm以上碎石较多且无明显离析现象；采用GTM方法设计的混合料油石比低、密度高，比马歇尔密度提高2%，在现有施工设备条件下，能够达到较高的压实度，使抗滑表层的路面实际空隙率控制在4.5~5.5%；路面表面构造深度达到0.65，横向力系数SFC60达到75，渗水系数在50 mL/min以内，同时平整度标准差σ达到0.53 mm，各项检测指标都远远优于交工验收的标准。级配范围、配合比设计方法调整后得到的AK-13A抗滑表层具有优良的抗水损、抗滑和抗车辙性能。
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    青藏高原真实环境冻融循环作用变化趋势——以五道梁地区为例
    杨天军
    2018, 35(8): 46-54. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.08.008
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    青藏高原寒冷地区具有显著的高原气候特征，年平均气温低、日温差大、冻融循环频繁剧烈，导致公路在行车荷载与气候环境的综合作用下产生多种病害。路面结构性能快速衰减，使用寿命锐减，严重影响了道路的正常运营与服务水平。对青藏公路沿线五道梁地区近60 a的气温与降水气象数据进行了统计分析，提出了同时考虑冻结温度与融化温度的真实环境冻融作用强度划分准则，分析了五道梁地区累月冻融作用及其近60 a的变化趋势。利用M-K（Mann-Kendall）检验法、Morlet小波分析法和R/S分析法检验分析了五道梁地区真实环境冻融作用变化趋势。研究表明：五道梁地区冻融作用主要集中在3-6月与9-10月，年冻融作用在时间历程内呈波动变化，从20世纪90年代开始总体呈减小趋势；利用M-K检验方法验证了五道梁地区年冻融作用与月冻融作用变化趋势，不同强度下年冻融次数随时间序列都呈减小趋势，月冻融次数随外界影响较大变化复杂；根据小波分析得到五道梁地区冻融作用变化趋势明显的第1、第2、第3主周期，分别为25~27，13~15，5~7 a；经R/S分析可知，五道梁地区未来冻融变化趋势随机性较大。五道梁地区冻融作用次数随时间序列虽然相对减少，但冻融作用次数基数很大，冻融作用仍然是青藏高寒地区影响公路工程的主要因素。
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  • 桥隧工程
    基于CV Newmark-β法的桥梁风致振动FSI数值模拟
    常柱刚, 王林凯, 夏飞龙
    2018, 35(8): 55-63. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.08.009
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    为求解桥梁断面风致振动问题，首先介绍了两类数值微分方程解法，然后以Ansys Fluent为计算平台，通过嵌入自定义函数的方法实现了流线型桥梁断面的流固耦合数值模拟。通过理论推导发现，通过以常规的Newmark-β法嵌入UDF来驱动桥梁断面附近网格做刚体运动建立起的流固耦合计算模型计算得到的位移，与Fluent程序中网格更新的实际位移不一致，因而提出了一种修正速度的Newmark-β法以消除这种误差效应，并且建立了相应的桥梁断面流固耦合计算模型。针对某具体桥梁断面分别采用以常规Newmark-β法和修正速度的Newmark-β法建立的流固耦合计算模型，进行了低风速下和高风速下的桥梁断面风致振动数值模拟。研究表明：断面小振幅运动下不同计算模型获得的位移时程曲线基本吻合，以常规的Newmark-β法计算获得的位移与网格运动的真实位移之间的误差较小，低风速下这种算法与网格真实运动之间的位移不匹配效应产生的误差可以忽略；高风速桥梁断面大振幅颤振下不同计算模型获得的位移时程曲线差距较大，以常规的Newmark-β法建立起的流固耦合计算模型计算获得的位移与网格真实运动之间的位移不一致效应造成的误差不可忽略；低风速和高风速下以修正速度的Newmark-β法建立起的流固耦合计算模型获得的位移均与程序中网格真实运动位移一致。进行桥梁断面风致振动CFD数值模拟颤振问题时，应尤其注意处理这种位移误差效应，以建立合理的流固耦合计算模型。
  • 桥隧工程
    单塔单索面钢箱梁宽体斜拉桥空间效应分析
    余郁, 熊文, 薛玉波, 叶见曙
    2018, 35(8): 64-72. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.08.010
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    单塔单索面钢箱梁斜拉桥作为单线悬吊体系常用于交通量日益增大的市政宽体桥梁，但是该类桥型主梁宽跨比较大，需要充分考虑其空间力学行为特征才能在结构安全的前提下充分发挥其功能与景观的特性。以一座宽跨比为0.289的单塔单索面市政斜拉桥为例，首先从动力特性以及剪力滞效应角度对比了精细化三维空间模型与传统杆系梁格模型对该类桥型结构分析的准确性与适用性，推荐并使用精细化三维空间模型进行背景桥梁的空间效应分析，包括空间应力分布、局部构件受力以及偏载受力特性。分析结果表明：（1）纵、横向正应力沿截面横向均具有非常明显的分布不均匀现象，特别在一些复杂构造处，不均匀性更加明显；顶、底板均会表现出突出的剪力滞效应，有效宽度计算时需要考虑该效应。（2）局部构件受力同样具有强烈的空间性，最大值与最小值分布在不同位置，并且与主体结构应力分布相似。（3）偏载作用下，顶板应力水平会有明显提高，尤其偏载侧腹板位置，应力水平较高，偏载作用会进一步加剧顶板剪力滞的效应；偏载效应在底板处并不如顶板明显，仅在桥墩处表现出较强的剪力滞效应或应力不均匀分布特性。
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    考虑嵌岩段侧摩阻力的溶洞顶板稳定性研究
    赵明华, 吴文, 陈言章
    2018, 35(8): 73-79. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.08.011
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    为进一步完善岩溶区桩基荷载作用下的溶洞顶板稳定性评价方法，根据嵌岩桩荷载传递机理及溶洞顶板承载特点，建立了考虑嵌岩段侧摩阻力及溶洞顶板自重的简化计算模型。从抗冲切、抗剪切和抗弯拉3方面对溶洞顶板稳定性进行了分析。假定溶洞顶板发生冲切破坏时，会产生一个冲切圆锥台，取该圆锥台作为分析对象，并考虑冲切体自重的影响，对冲切破坏面上的最大、最小主应力进行了求解，同时引入格里菲斯准则，对溶洞顶板的抗冲切进行了验算。基于莫尔判据，对两种剪切破坏模式进行了验算：（1）桩端岩层发生剪切破坏，其破坏面由桩侧截面延伸至顶板底端；（2）溶洞顶板边缘岩层发生剪切破坏，其破坏面由岩层表面贯穿顶板边缘。根据弹性力学的变分法对溶洞顶板底面应力进行了求解。考虑到溶洞顶板底面中心处拉应力最大，则在抗弯拉验算中将该点作为验算点。将本研究所提方法用到某公路大桥的溶洞顶板稳定性验算中，并将验算结果与未考虑嵌岩段侧摩阻力的计算方法进行了对比。分析表明：嵌岩段岩层侧阻力占嵌岩桩设计荷载比值可达11.5%，这说明嵌岩段侧摩阻力占承载力比例较大，且随着嵌岩深度的增长，该比例将继续增大。因此，当嵌岩深度较长，岩石质量较好时，在实际工程中应适当考虑嵌岩段侧摩阻力的发挥。
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    跨海集群工程BIM协同管理平台架构研究
    林述涛
    2018, 35(8): 80-88. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.08.012
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    深圳至中山跨海通道是继港珠澳大桥之后又一座世界级的集桥、岛、隧为一体的大型跨海工程，建设期项目管理具有业务复杂程度高、用户角色和数量多、数据体量庞大、工作界面繁多、信息系统参建方多等特点，因此研究基于BIM技术的项目协同管理具有非常重要的现实意义。首先从业务视角分层次梳理深中通道施工过程项目管理的所有业务功能和工作界面，实现建设阶段项目协同管理功能，如进度管理、安全管理、质量管理、计量支付管理、项目OA等从数据到业务的协同，并提出实现协同管理的基本要素；其次，考虑到深中通道项目BIM协同管理平台系统架构的整体复杂程度高，在明确需求的基础上，分3个视图研究分析深中通道BIM协同管理平台的架构，并分别与相应的需求进行匹配验证；最后，开发深中通道的BIM协同管理平台，提供用户使用的包括Web，PC和手机移动端3个客户端，通过用户权限根据用户需求分配不同的权限和功能，实现基于BIM的施工数据统一存储，并达到不同业务的过程协同和不同用户角色的工作协同的目的。研究表明，基于BIM的项目协同管理平台架构可以适应大型工程项目复杂业务流程定制和庞大数据的高效存储与管理，同时可以作为大型工程项目系统集成的支撑架构。
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    无人机加载光学摄像及红外成像系统对海上特大桥塔索质量检测的运用技术
    马晔, 邹露鹏, 张理轻
    2018, 35(8): 89-93,105. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.08.013
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    现有检测索塔和斜拉索质量状况的方法存在效率低、成本高等特点，结合港珠澳大桥工程的江海直达船航道桥和九洲航道桥，运用无人机搭载高分辨率的数字红外成像系统和光学摄像机首次对海上环境的桥塔和拉索的施工质量进行检测。考虑到无人机搭载光学摄像及红外成像的飞行检测系统在国内尚未形成商用产品，且该技术首先要求无人机在海上五六级大风的环境下能稳定地飞行，检测过程中实时观察、保存测试图像，后期分析时需对现场测试的海量图像进行有效处理与分析。通过集成现有技术开发了飞行检测系统，利用光学相机和红外成像仪的成像技术及图像分割、识别技术，完成了2座斜拉桥的索塔和斜拉索质量的现场检测，并基于LabVIEW对现场测试的海量光学图像和红外图像进行智能识别和分析，实现了对缺陷的识别与定位。检测结果表明，未见索塔和斜拉索的明显表观病害和内部缺陷。仅搭载光学摄像机的无人机应用于索塔、斜拉索的质量检测，不能满足检测的全面性要求。搭载红外仪和光学相机的无人机检测系统检测范围全面、效率高和费用低，同时光学图像+红外图像的综合性检测结果能识别拉索表观及其内部隐含缺陷，该技术为塔索检测提供了一种高效的检测方式，对提高塔索的养护技术水平具有重要的意义。
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    地铁车站施工近接既有桥梁桩基础变形及地表沉降规律分析
    张坚, 甘露, 王修领, 杨辉, 候航
    2018, 35(8): 94-105. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.08.014
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML   可视化   收藏
    以北京地铁6号线开挖地铁车站时近距离穿越桥梁桩基础为依托。采用三维弹塑性有限元数值模型对车站施工穿越桩基础过程进行动态模拟，分析了桩基础水平位移、竖向位移以及地表沉降的变化和分布规律。提出对桥桩进行地面预注浆的加固方案，并建立注浆加固强度分别为100，150，200，250 MPa和300 MPa的工况，分析其加固效果。结果表明：车站主体开挖是影响桩基础水平位移和竖向位移的主要施工阶段；车站竣工后，远、近侧桩竖向位移方向相反，远侧桩水平位移沿桩身呈现出两端小，中间大的规律，近侧桩则呈两端大，中间小，远、近侧桩的竖向位移沿桩身分布较为均匀；地表沉降槽在各施工阶段均以车站中线对称分布，其中拱部施工阶段引起的地表沉降值最大，约占总沉降量的48.9%；当注浆加固到100，150 MPa后，桩的最终水平位移分别减小了21.4%，28.4%，但注浆强度达到200 MPa以后对桩水平位移的进一步控制不显著，建议增加加固措施；桩的最终竖向位移随注浆强度的提高依次减小了57.7%，81.1%，92.6%，99.5%，93.7%，加固效果明显，建议注浆加固强度控制在200~250 MPa为宜。
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    叠落式暗挖与盾构隧道施工的变形控制
    桂志敬, 肖殿良, 宋浩然
    2018, 35(8): 106-111,122. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.08.015
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    叠落隧道施工会对地层产生多次扰动，较之单线隧道地层变形机制更加复杂，对变形的准确预测并采取可靠的控制措施是隧道安全施工的重要保证。依托某地铁区间叠落式暗挖与盾构隧道工程，首先采用数值模拟分析了叠落式暗挖与盾构隧道地层变形特性；根据数值分析的结果从地层超前加固、开挖方法、支护结构等方面制订了地层变形的控制措施，使地层变形在控制标准范围内；实际施工中采用给出的控制措施来控制地层变形，保证了工程施工安全，取得了较好的实施效果，并通过现场试验对此进行了验证。研究结果表明：暗挖隧道（上行）施工产生的地表沉降明显大于盾构隧道（下行）开挖，两洞施工结束后的地表沉降最大值位于暗挖隧道拱顶上方；对本工程不同开挖顺序产生的地表变形而言，"先上后下"施工产生的地表最大沉降值及沉降影响范围均大于"先下后上"施工，工程实际中可采用"先下后上"的施工顺序；监测数据表明将暗挖隧道作为地层变形控制重点，通过对暗挖隧道采取超前注浆，可有效控制地表变形，减小两隧道开挖的地表影响范围，说明在暗挖隧道中采用超前注浆可作为叠落式暗挖与盾构隧道修建过程中的重要安全控制措施。研究结果可为类似隧道工程的设计、施工提供一定参考。
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    Mohr-Coulomb与Hoek-Brown强度准则在浅埋偏压隧道数值模拟中的对比
    李伟瀚, 张彬, 介玉新, 耿招, 马培
    2018, 35(8): 112-122. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.08.016
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    在隧道建设中，因地形限制，常常遇到浅埋偏压等复杂情况，若再加上隧道围岩破碎、围岩条件较差，则会使隧道的施工设计难度大大增加。在对该类隧道进行数值模拟时，强度准则的选择对模拟结果的影响至关重要。Mohr-Coulomb（M-C）强度准则和Hoek-Brown（H-B）强度准则是隧道数值模拟研究中较为常用的两种强度准则。为了对这两种强度准则进行数值模拟对比研究，以贵阳市黔春大道七冲村二号隧道为工程背景，分别基于M-C强度准则和H-B强度准则，运用FLAC3D5.0建立三维模型，结合现场监测数据，从位移、应力两方面对模拟结果进行对比分析。结果表明：由于H-B强度准则将围岩视为非连续介质，反映了岩体非线性破坏的特点，考虑了岩体中的结构面等因素对强度的影响。因此，相比基于M-C强度准则的模拟结果，基于H-B强度准则的模拟结果的位移、应力值更大，且受到偏压的影响也更大，位移矢量及主应力迹线的偏转角度更大；但是在低应力状态下，M-C强度准则的适用性仍较好，因此在浅埋段中，基于两种强度准则的模拟结果在变形的发展趋势上以及应力重分布的情况都大致吻合；与现场监测数据相对比，两种模拟结果的水平位移变化与监测结果的趋势大致相同，但基于H-B强度准则的模拟结果相关性更好。
    • 智通运输系统与交通工程
  • 智通运输系统与交通工程
    面向公交全出行链的短时服务评价模型研究
    刘冬梅, 荣建, 张劲泉, 张晓亮
    2018, 35(8): 123-133. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.08.017
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    借鉴顾客感知服务理论和服务绩效模型（SERVPERF）方法，针对步行、等车、乘公交、换乘等出行链各环节，本研究构建了个体感知公交服务质量的短时评价指标类型矩阵表，形成了公交用户感知服务短时评估方法。以佛山市实地调查数据为基础，综合考虑个体公交出行距离、出行各环节时间期望值与实际值差距、个体出行时间成本等特征因素，建立了短时的公交用户感知服务评估模型，可支持开展公交全出行链的短时服务评价。分析结果表明，步行短时评价结果、等车短时评价结果、换乘短时评价结果对整体公交出行满意度情况产生正向影响关系，而总时间成本和乘公交车服务短时评价结果的回归系数没有呈现出显著性，说明它们对整体公交出行满意度情况产生的影响较小；步行路线的方便程度、路边环境的舒适程度、步行的安全性、步行时间会对步行服务短时评价结果产生显著的正向影响关系；是否多条线路选择、等车的安全性、站台拥挤程度、遮雨（遮阳）设施、站台环境卫生会对等车服务短时评价结果产生显著的正向影响关系；运行速度、车内环境、运行平稳性、报站情况、驾驶员专业程度会对乘公交车服务短时评价结果产生显著的正向影响关系，而公交服务稳定性情况、公交时间成本并未显著影响乘公交车服务短时评价结果，这与85%被调查者为通勤出行者，他们对其公交出行时间已有明确预期有关；换乘步行环境、换乘拥挤度、换乘安全性会对换乘服务短时评价结果产生显著的正向影响关系。
  • 智通运输系统与交通工程
    高速公路交织区运行分析方法对比研究
    冯玉荣, 杨少伟, 杨宏志, 徐鹏
    2018, 35(8): 134-143,158. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.08.018
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    为梳理高速公路交织区运行分析脉络，本研究以美国HCM2010、德国HBS2015、瑞典METKAP和周荣贵《公路通行能力手册》中交织区运行分析方法为对象，分别从运行分析步骤、交织构型、运行分析模型和服务水平评价指标及分级4个方面进行对比研究，探讨各种研究方法的特点和适用性；然后以HCM2010交织区篇章案例2为例，选择流量比、汇出比、交织比、交织区长度和车道数为影响因素，对周荣贵方法和HCM2010方法通行能力的敏感性进行对比分析；最后通过实测西安绕城高速公路曲江互通交织区交通流数据，获取实际最大通行能力值，并与HCM2010方法和周荣贵方法计算值进行比较。结果表明：HCM2010方法未考虑交织比且高估了流量比对通行能力的影响；周荣贵方法低估了流量比对通行能力的影响，交织比对通行能力的影响因汇出比和汇入比的不同呈现出相反的变化趋势，这与主交通流具有优先通行权规则不符。据此改进周荣贵方法通行能力模型，将模型中汇出比指标替换为交织比，采用最小二乘法对改进模型的流量比、交织比系数进行重新标定，拟合优度为0.96，表明该回归模型对样本数据点拟合程度较好。交织区交通流实测数据是建立运行分析模型的基础，数据库的大小及其精度影响模型的可信度，智慧交通能够实时精确采集交织区域的交通流参数，也可实现海量数据的处理及深度挖掘，是今后交织区运行分析数据采集方式的一个重要发展方向。
    • 汽车工程
  • 汽车工程
    基于ANSYS及灵敏度分析的客车结构轻量化设计
    王亚凯, 王钰明, 黄明宇, 邓虎, 易文武
    2018, 35(8): 144-151. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.08.019
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    电动客车发展迅速，社会对电动客车的需求日益增加。客车满载时对动力需求高，电池组的数量多，车身总质量偏大，导致电池损耗加快，客车行驶里程降低。优化车架的结构设计，实现轻量化是延长电池使用寿命、提高行驶里程的有效途径之一。为达到某型电动客车在满足各工况强度要求的前提下实现轻量化的目的，选取4种典型工况，包括匀速直线行驶工况、弯扭工况、紧急制动工况和紧急转弯工况，建立了客车车身结构的有限元模型。由ANSYS Workbench分析计算得到了4种不同工况下的应力、变形。以有限元分析结果为依据，对车架进行了优化设计。根据优化设计理论，以车身质量最小为目标函数，以构件厚度为设计变量，以底架应力和扭转刚度作为设计约束，利用NASTRAN软件计算了车架刚度对关键构件厚度的灵敏度。对刚度相对灵敏度较低的部件进行了轻量化设计，如将车门支撑部件、车架侧围等部件型材厚度由3 mm减薄至2 mm，对刚度相对灵敏度较高的部件进行了加厚处理，如将车架主要受力部件厚度由4 mm加厚至5 mm，以此来提高整车的扭转性能，提出了较为合理的车架轻量化设计方案。更新了优化后的车架模型，再利用有限元分析对比了优化前后最大应力及变形结果。经对比分析，在满足各工况强度要求的前提下，整车质量下降52 kg，车架质量降幅达2%。
    • 运输经济
  • 运输经济
    多式联运联盟合作伙伴选择
    李华强, 刘浩学, 韩言虎
    2018, 35(8): 152-158. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.08.020
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    多式联运的高度复杂性决定了多主体集成特征，合作伙伴选择是多式联运经营人构建联盟过程中的重要内容。从战略维度、业务运营维度2个方面分析承运人选择的影响因素，进而构建包括13个指标的多式联运联盟合作伙伴选择评价指标体系。采用熵值法和层次分析法组合设置指标权重，建立具有模糊特征的灰色关联度评价模型。以吉林省某公司的长春-佛山线路的商品车集装箱公水联运为例，从长春到大连的公路运输中有4家物流企业作为潜在备选分承运人，通过语气算子与模糊标度、相对隶属度间的对应关系以及实地调研取得指标的基础数据，根据决策向量，4个多式联运承运人选择顺序为丙、乙、甲、丁。该计算结果与4个多式联运联盟潜在承运人的发展实际一致，验证了基于组合赋权的承运人灰色关联评价模型具有科学性、实用性和可操作性，为多式联运经营人选择承运人形成联盟提供了科学的比选方法。