重庆交通大学学报(自然科学版)
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2018年 37卷 09期
刊出日期:2018-09-10

桥梁与隧道工程
载运工具与机电工程
交通运输工程
道路与铁道工程
港口航道·水利水电·资源环境
 
 
       桥梁与隧道工程
1 无先验信息情况下基于解耦极值荷载效应的桥梁时变可靠性分析
刘月飞1,2,肖青凯1,2,屈广1,2,樊学平1,2
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.09.01
在役桥梁健康监测系统在长期运营中积累了大量数据,如何有效处理这些数据来预测结构的可靠性是结构健康监测(SHM)领域的一个关键问 题。鉴于SHM极值应力信号的耦合性和随机性,首先采用一次移动平均法解耦极值应力耦合信号;然后,针对解耦数据的分布特性,建立观测误差 方差未知的贝叶斯动态线性模型(BDLM),预测解耦极值应力;最后,结合一次二阶矩(FOSM)可靠度方法进行桥梁构件的时变可靠性分析。研究成 果将为结构的可靠性预测提供理论基础。
2018 Vol. 37 (09): 1-6 [摘要] ( 14 ) PDF (456 KB)  ( 44 )
7 接触面对驳船撞击桥墩动力响应的影响
邹毅松1,刘磊1,王银辉2,罗征2
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.09.02
碰撞接触面形式对驳船撞击桥墩的动力响应存在影响。利用有限元分析方法,研究了驳船与桥墩分别以平面接触和弧面接触碰撞时的撞击力及撞深规律,讨论了碰撞响应差异的力学机理,分析了不同接触形式下桥墩结构的碰撞动力响应;根据驳船撞击作用下桥墩的最大动力响应等效原则,提出了可供桥墩设计所用的等效撞击力。结果表明:驳船撞击桥墩时呈现明显的瞬时弹性碰撞和后期非弹性碰撞2个阶段,碰撞接触面尺寸和形状对驳船撞击桥墩的弹性和非弹性碰撞响应均存在显著影响,最大撞击力不一定能直接作为桥墩的设计依据,而等效撞击力可以作为桥墩的设计参考值。
2018 Vol. 37 (09): 7-15 [摘要] ( 4 ) PDF (1578 KB)  ( 35 )
16 装配式钢桁-混凝土组合连续刚构桥预制桥道板制作工艺研究
项彦茂1,曾德子1,高燕梅2,3,邵帅2
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.09.03
为了使预制桥道板底面平整度达到预埋式栓钉剪力键的焊接精度要求,并使预制桥道板板间拼接精度达到设计要求,针对预制桥道板底面 平整度及板间接缝的制作工艺进行了精度控制研究,提出相邻桥道板可采用连续标准化预制,使板间接缝自适应以满足设计及施工精度要求;严 格控制装配式栓钉剪力键的预埋精度并采用刚性模板以保证底面平整度,使其满足预埋剪力键竖钢板与钢桁顶面之间的焊缝缝差要求。依托工程 实践表明,该方法简单可行、易满足精度要求,可供同类桥梁参考。
2018 Vol. 37 (09): 16-22 [摘要] ( 6 ) PDF (2896 KB)  ( 13 )
23 土压平衡盾构近距离侧穿高架桥桥墩的受力与变形
布亚芳1,孙琳1,刘柳1,李磊2
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.09.04
城市地铁隧道开挖往往会下穿、侧穿建(构)筑物。为保证隧道顺利开挖,有必要对既有结构进行受力与变形研究。以西安地铁四号线某区间盾构侧穿高架桥施工为例,通过数值模拟和实时监测分析盾构侧穿高架桥桩所引起的受力与变形,并将数值计算得出的沉降值与实际监测值进行对比。结果表明:盾构在砂层环境下,土压力的大小对地表沉降的影响较大;桥墩对地表沉降有一定的约束作用,盾构施工中在合适的地方布置桩基,能有效的减小既有结构的沉降。研究结果可供类似盾构侧穿风险源参考。
2018 Vol. 37 (09): 23-27 [摘要] ( 12 ) PDF (722 KB)  ( 16 )
       道路与铁道工程
28 大尺寸混凝土预制板路面关键技术研究
宋娃丽1,曹明宇1,庞旭1,任艳霞2
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.09.05
综合考虑水泥混凝土路面病害的各种成因,提出以级配碎石为基层的大尺寸混凝土预制板路面结构。通过有限元分析,模拟了混凝土预制板路面施工吊装,确定了混凝土预制板平面尺寸;通过建立力学分析模型,对路面结构进行强度验算,分析预制板平面尺寸、预制板厚度及基层厚度对路面结构受力的影响;同时对基层永久变形与不同板间搭接进行力学分析,以全面了解路面结构的力学特性;研制了混凝土板的自动化拼铺设备,合理设计板间接缝构造,以保证施工质量。针对农村公路的特点和要求,提出适应于农村公路的混凝土预制板路面典型结构。典型结构为 15 cm级配碎石(砂砾)柔性基层+1 cm沥青封层+5 cm砂垫层+22 cm水泥混凝土大预制块面层。
2018 Vol. 37 (09): 28-33 [摘要] ( 9 ) PDF (744 KB)  ( 13 )
34 基于像素-亚像素级形态分析的路面三维图像裂缝自动识别算法
彭博1, 黄大荣1,郭黎2, 蔡晓禹1, 李少博1
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.09.06
为了准确有效地检测路面裂缝,为路面性能评估、路面养护管理、路面结构和材料设计提供数据支撑,针对1 mm/像素路面三维图像提出了基于像素-亚像素级形态分析的裂缝自动识别算法。首先,应用Canny算法和区域生长算法检测候选裂缝目标并进行融合处理,得到融合分割图像;然后,提取并重构像素级与亚像素级图像骨架;最后,融合像素-亚像素级骨架图像,综合利用形态学算子和轮廓长度、圆度、扁平率等连通域形态特征提取裂缝目标。基于150张路面三维图像(992像素×992像素)对笔者算法和另外5种既有算法进行测试,结果显示,笔者算法获得了较高的准确率(均值90.45%)和召回率(均值96.49%),F均值由高至低分别为:笔者算法(90.72%)、种子并行生长算法(39.65%)、GAVILN算法(33.46%)、各向异性测度算法(30.32%)、Canny检测(25.85%)和OTSU分割法(5.85%)。算法适用性分析表明,笔者算法较适用于细小裂缝图像识别,种子并行生长算法、GAVILN算法和各向异性测度算法有利于宽而明显的裂缝识别,而Canny和OTSU通常可作为裂缝识别算法中的一个图像处理环节。
2018 Vol. 37 (09): 34-42 [摘要] ( 4 ) PDF (2076 KB)  ( 11 )
43 基于非接触式方法的沥青发泡评价指标研究
黄维蓉1,任海生2
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.09.07
针对现有泡沫沥青评价指标——膨胀率和半衰期用于评价泡沫温拌沥青发泡效果存在不足,在基于激光测距仪、数码相机等设备的非接触式试验方法上提出采用泡沫直径、尺寸分布、消泡速率评价泡沫温拌沥青发泡效果。试验结果表明:泡沫直径受用水量影响比沥青温度大,印证了用水量比沥青温度对沥青发泡效果影响更大;90 s泡沫尺寸分布最集中,符合沥青发泡中泡沫稳定机理;消泡速率k值随用水量增大增加,印证了随用水量增加半衰期减小的结论;此外,从消泡速率变化情况表明泡沫沥青在拌合、运输、摊铺碾压阶段均可提高沥青混合料和易性。非接触试验方法与3个指标相结合能较准确的表征沥青发泡的整个过程,更好的评价发泡效果,有助于按照实际泡沫温拌沥青施工要求找到最佳的拌合时间点、发泡温度、用水来量等条件。
2018 Vol. 37 (09): 43-47 [摘要] ( 5 ) PDF (430 KB)  ( 14 )
48 含水率及掺砂量对双聚材料改良碎石土性能的影响
裴向军,罗阳楚君,杨晴雯
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.09.08
选择绵九高速公路沿线碎石土进行试验,研究了不同含水率和掺砂量对双聚材料改良碎石土性能的影响。结果表明:双聚材料对提高碎石土的内聚力和耐水性有显著作用;含水率对加固土内聚力影响显著,当含水率为碎石土塑限值时,粘聚力达到最大值,是天然碎石土的135倍,但含水率对加固土内摩擦角的影响不敏感;随着掺砂量的增加,加固土的抗剪强度参数均呈现先增加后减少的趋势,当掺砂量为5%时,土样的内摩擦角提高到最大值。
2018 Vol. 37 (09): 48-52 [摘要] ( 14 ) PDF (896 KB)  ( 13 )
       港口航道·水利水电·资源环境
53 土体流固耦合理论研究进展
陆培毅,韩亚飞,王成华
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.09.09
传统的渗流计算和变形计算是分开进行,方法虽然简单,但不符合工程实际且精度较低。经过国内外的学者在渗流场和应力场耦合问题上的大量研究,得出了从不同角度开展的耦合理论。为了体现出每种理论的本质和不同理论之间的区别和联系,对流固耦合理论从计算域耦合,基本未知量耦合,参数耦合和本构关系耦合4个方面进行了分类、评价。得出结论计算域耦精度较低但计算简便,基本未知数耦合理论完善,参数耦合仅针对某一类土建立,缺乏普遍性,本构关系耦合需进一步在黏性土中研究。
2018 Vol. 37 (09): 53-59 [摘要] ( 5 ) PDF (598 KB)  ( 5 )
60 货运场站机动车污染物排放监测及污染特征研究
陈艳艳1,秦伟玲1,李晓祎2,吴克寒1,陈宁1,宋程程1
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.09.10
货运场站是大量货车的集散场地,在交通基础设施中属于车辆尾气排放高污染区。通过对货运场站机动车污染物排放的实时监测获得了货运枢纽的环境基础数据。研究了场站内货物装卸区、内部道路交叉口以及出入口等3种功能区域的排放特征,发现氮氧化物和颗粒污染物浓度与车流量呈显著性正相关;车流量中大中型货车的通行比例对氮氧化物和颗粒物排放影响显著;叉车作业时增加污染物排放是场站内装卸区域污染较重的重要原因。
2018 Vol. 37 (09): 60-65 [摘要] ( 5 ) PDF (1044 KB)  ( 6 )
66 “反规划”理念下的山地农村建设用地适宜性评价
王桂林1,2,江蔚2,汪鹏3,何建3
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.09.11
随着我国城镇化进程加快,农村区域土地资源亟待开发利用,基于生态保护观念的山地农村建设用地适宜性评价研究越来越得到重视。为在土地评价的同时保证区域生态整体性,引入“反规划”理念,即采用优先规划生态安全禁建区的规划方法,从控制区域生态基础设施入手对土地进行规划;并以重庆市涪陵区义和镇为例,构建了“反规划”理念与综合指数评价模型相结合的建设用地适宜性评价方法。研究结果表明:与传统评价方法相比,本评价结果中低安全水平区域增加,中、高安全水平区域减少,更能保证区域生态整体性,并可适用于山地农村不同经济条件下的不同用地需求,对山地农村区域规划具有重要参考意义。
2018 Vol. 37 (09): 66-72 [摘要] ( 2 ) PDF (731 KB)  ( 4 )
       交通运输工程
73 基于短时交通流预测的单交叉口自适应控制
徐建闽1,2,李岿林1,翟春杰1,肖雅惠2
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.09.12
针对城市孤立交叉口交通流量未饱和的情形,为了使单交叉口控制方案适应于动态变化的交通流,提出了一种基于K近邻短时交通流预测的单交叉口自适应控制策略。首先依据路口历史交通流量数据预测未来5 min的交通流量,计算信号周期;然后建立以最大周期、相序、最大相位时间为参数的单交叉口自适应控制模型,根据实时的交通状态信息自动地调整相位顺序、最大相位时间和绿灯延长时间;最后使用VISSIM4.3软件,对广州市南沙区某单交叉口进行仿真,以车辆平均延误时间作为评价指标,与固定定时和分段定时控制方法相比较。仿真结果表明:本文方法的车辆总平均延误时间与固定定时和分段定时控制方法相比分别减少35%和15%,有效提高了交叉路口的车辆通行效率。
2018 Vol. 37 (09): 73-78 [摘要] ( 3 ) PDF (561 KB)  ( 12 )
79 改进混合遗传算法在MTVRPTW中的建模与优化
宋强
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.09.13
重点讨论了城市物流背景下带时间窗和发货时间的多行程车辆路径问题。即物流车辆把货物送到位于城市郊区的仓库,在工作日内,货物不断被送达仓库后并进行最终的分配。介绍了和货物相关的发货时间的概念,提出了一种基于新的辅助分割过程的改进混合遗传算法来解决这个问题,在时间窗和发货时间的限制条件下,结合给出的一组实例,通过和相关文献中的多种路径优化算法等进行比较,仿真实验证明这种算法具有较高的效率。
2018 Vol. 37 (09): 79-86 [摘要] ( 4 ) PDF (560 KB)  ( 7 )
87 基于路段赋值的多目标最短路算法研究
冯树民1,王宪凯1,孙祥龙2
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.09.14
考虑起讫点间每条路线的路段数和距离对路线选择的影响,提出了路段赋值的计算方法。在线性加权法的基础上,利用路段赋值构造新的评价函数,并证明了该方法得到的最优解是多目标最短路问题的非劣解。结合K-最短路算法,给出了路段赋值法求解多目标最短路的计算步骤。以江西省萍乡市运输网络为例,对常规线性加权法、几何加权法与路段赋值法进行了比较。结果表明:路段赋值法能够得到局部最优解,而且当权重变化时,能够准确估计各目标的重要性。
2018 Vol. 37 (09): 87-92 [摘要] ( 4 ) PDF (449 KB)  ( 2 )
93 负面影响最小化的城市公交专用道优化设置
石琴1,郁忠伟1,陈一锴1,吴鹏2,夏邦金3
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.09.15
针对公交网络中部分线路由于道路交通拥堵导致运行时间过长的问题,从系统最优的角度出发,以提高公交运行效率为目的,建立了基于负面影响的公交专用道优化设置模型。对于经常发生拥堵导致运行时间过长的公交线路,根据需要确定其优化比例(运行时间减少的百分比),在保证优化线路达到优化标准的前提下,实现负面影响最小,负面影响用路段设置专用道后社会车辆增加的旅行时间衡量。并提出cut-and-solve算法对模型进行精确求解。最后,选取合肥市公交网络实例,在大量数据调查的基础上,对模型及其求解算法的有效性进行了验证。计算结果表明:当负面影响达到最小0.25×106 s时,优化线路的运行时间均达到了减少20%的标准,同时优化后的路网总运行时间减少了0.36%,公交总运行时间减少了22.97%。可见,提出的公交专用道设置方法在保障公交运行效率的同时,对社会车辆的影响降至最小。
2018 Vol. 37 (09): 93-100 [摘要] ( 6 ) PDF (503 KB)  ( 10 )
101 基于熵权法-云模型的公交服务满意度评价
郭晓凡1,李林波2,王艳丽2,赵珊珊3
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.09.16
为实现对公交服务满意度的评价,提出了一种将熵权法和云模型相结合的评价方法。利用数据的变异性,通过熵权法为评价指标进行客观赋权;基于云模型理论,将指标数据通过逆向云发生器转化为对应的云参数,以指标近似法来构建评价云;将评价结果以正态云图的形式体现。应用该方法,对上海市嘉定区公交汽车服务满意度进行了综合评价。评价结果表明:嘉定区公交服务满意度总体处于一般、偏满意的情况,直观准确的反应了乘客对公交服务的满意程度。
2018 Vol. 37 (09): 101-106 [摘要] ( 5 ) PDF (555 KB)  ( 8 )
107 铁路客运专线运营初期运量预测方法研究
钟异莹1,陈坚1,2,邵毅明1,2
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.09.17
为解决铁路客运专线建成初期客流形成不稳定的问题,充分考虑受运输条件限制的潜在需求,基于运输方式的经济性和运输阻抗,构建多元Logit模型预测通道内转移客流量,通过对比客运专线开通前后客运服务提升率对诱增客运量进行预测。以新建成的成绵乐客运专线为例,分别对其趋势客运量、转移客运量、诱增客运量运营初期预测,得到2017年和2020年通道总客运量,为铁路客运专线系统预测提供一种新思路。
2018 Vol. 37 (09): 107-112 [摘要] ( 2 ) PDF (401 KB)  ( 19 )
113 我国轨道交通研究热点的可视化分析
张富贵1,谌微微2,赵晓波1
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.09.18
为了更好了解国内轨道交通领域的研究现状及热点,利用社会网络分析方法针对轨道交通领域的科研论文进行研究,构建高频关键词网络模型,并对模型的网络密度、联结强度及网络位置进行可视化分析,以揭示该领域的研究热点,并挖掘该领域的主流研究期刊、主要学科、代表性机构及其研究特色。研究表明:轨道交通领域发文量较高的机构是地区重要科研力量,且具有不同的研究特色;这种从文献计量角度进行的研究热点分析为某领域研究热点挖掘提供了重要方法或范式。
2018 Vol. 37 (09): 113-121 [摘要] ( 7 ) PDF (954 KB)  ( 4 )
       载运工具与机电工程
122 走行轮失效对跨座式单轨车辆动力学性能的影响分析
杜子学1,唐飞1,何钦洪1,闾志明2
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.09.19
根据跨座式单轨车辆的结构特点,运用多体动力学软件(ADAMS)建立单轨车辆走行轮失效的动力学模型,分析不同工况下走行轮失效对单轨车辆动力学性能的影响。结果表明:在空载(AW0)及超载(AW3)状态下走行轮失效时曲线R100 m的安全运行限速值分别为35、30 km/h;弯道同侧走行轮失效对车辆运行安全性的影响趋势基本相同,弯道内侧与外侧走行轮失效对车辆安全性能的影响差异较大,其中速度较大时弯道外侧走行轮失效对车辆安全性能的影响较大;与正常运行相比,走行轮失效时横向平稳性增大了0.2~1.1,垂向平稳性增大了0.2~1.2,部分垂向平稳性已超过3.0,走行轮失效对跨坐式单轨车辆的运行平稳性影响较大,车辆运行平稳性变差,失效后车辆应减速行驶,尽快到达邻近站点疏散乘客。
2018 Vol. 37 (09): 122-127 [摘要] ( 3 ) PDF (570 KB)  ( 7 )
128 高寒地区高速列车制动性能仿真研究
陈哲明1,梁丹丹1,张峻领2
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.09.20
运用Simpack建立了高速列车动力学模型,分析了高寒地区列车制动过程中的受力情况,设计了400 km/h高速列车紧急制动与最大常用制动减速度曲线,并进行了黏着校核。结果显示所设计的减速度曲线能满足400 km/h高速列车的制动需求。运用MATLAB/Simulink建立制动系统模型,通过仿真计算得到高寒地区干燥和冰雪条件下紧急制动距离和最大常用制动距离。
2018 Vol. 37 (09): 128-134 [摘要] ( 9 ) PDF (618 KB)  ( 11 )
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