重庆交通大学学报(自然科学版)
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2019年 38卷 03期
刊出日期:2019-03-20

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 PC箱梁桥不均匀收缩控制技术研究
黄海东1, 侯旭2
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.03.01
混凝土箱梁截面不均匀收缩对结构长期行为影响显著,但目前尚无有效控制方法。从混凝土干燥收缩变形机理出发,针对大跨度PC箱 梁桥长期收缩变形特征,提出一种通过结构表面设置封闭涂层的收缩变形控制新思路,实现PC箱梁桥长期不均匀收缩变形控制。模型试验验 证了该方法的合理性及可靠性,试验中综合考虑结构外形尺寸、混凝土水灰比及封闭涂层方式等因素。以江津长江大桥为例,开展了封闭涂 层试设计,并进行了环境湿度、涂装时间等参数敏感性分析。分析结果表明:通过在箱梁表面设置封闭涂层可以有效降低结构干燥收缩变形 、控制结构收缩挠曲变形方向。
2019 Vol. 38 (03): 1-8 [摘要] ( 6 ) PDF (1001 KB)  ( 17 )
9 预应力夹片锚钢筋回缩量概率分布模型
樊见维1, 张峰2, 高磊2, 王大伟2, 高华睿2
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.03.02
钢筋回缩量超标是后张法预应力钢筋混凝土梁预应力损失的重要原因。提出钢筋回缩量的简化和准确方法,对233组测试数据进行了 概率分布统计,提出了3种钢筋回缩量概率模型分布假设,使用柯尔莫哥洛夫检验法分别对各种分布假设进行检验。研究表明:夹片回缩量 小于钢绞线回缩量,夹片和钢绞线发生相对位移,通过夹片回缩量来简易计算钢筋回缩量会导致测试结果偏小;实际工程中存在钢筋回缩量 超标的情况,限位板槽深过大是钢筋回缩量超标的重要原因;钢筋回缩量服从正态分布,据此提出的钢筋回缩量正态分布概率模型为实际工 程钢筋回缩量以及其导致的预应力损失评估提供了有利依据。钢筋回缩量简化方法和准确方法关联模型可用于实际工程钢筋回缩量的定量评 估。
2019 Vol. 38 (03): 9-13 [摘要] ( 3 ) PDF (856 KB)  ( 9 )
14 景观与观景——城市跨河桥梁的空间营造研究
赖亚平1,龙灏2
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.03.03
将跨河桥梁和与其邻接的城市滨河空间作为具有密切关联的整体进行空间营造研究,分析了跨河桥梁的空间构成与景观形态特征,提 出了通过整合桥位周边空间资源,构建休闲、运动和文化娱乐的场所,延伸城市休闲空间来营造桥头空间;通过提升人行过桥舒适度,创造 复合多样驻留和观景功能来营造桥面空间;通过优化桥下空间形态和改善采光环境,采用绿化配置来营造桥下空间,以期为今后跨河桥梁景 观规划和设计提供有意义的借鉴。
2019 Vol. 38 (03): 14-20 [摘要] ( 2 ) PDF (5339 KB)  ( 7 )
21 基于数字图像的隧道表观病害识别方法研究
何国华1, 刘新根2,3,陈莹莹2,3,杨俊1,钟北2,3
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.03.04
阐述了公路隧道结构快速检测车图像采集的原理,以隧道结构表观图像为研究目标,系统分析了隧道裂缝和渗漏水病害的图像特征; 基于裂缝图像特征,通过CTA测度算法和边缘检测结合可准确地识别裂缝;根据渗漏水图像特征,采用改进的CTA算法,并结合形态学处理方 法,可实现隧道结构渗漏水的识别与定位。研究表明:采用CTA测度及其改进算法可较好地实现表观病害识别,可有效地减弱线缆干扰、光 照变化带来的影响。
2019 Vol. 38 (03): 21-26 [摘要] ( 3 ) PDF (1495 KB)  ( 9 )
       道路与铁道工程
27 非线性总体最小二乘反演道路圆曲线参数算法
胡川, 邓明镜, 赵立都
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.03.05
对GNSS(全球卫星导航系统)动态定位技术采集的道路圆曲线离散坐标进行平差计算,可反演出圆曲线参数。重心坐标法平差理论不 够严密,最小二乘法的极小值条件定义不完全合理,附有参数的条件平差法易受参数初值影响。针对这些问题提出一种基于非线性总体最小 二乘的道路圆曲线参数反演算法。主要对其模型构建、解算算法,以及算法设计等内容进行讨论,并采用仿真数据和实测数据对算法进行测 试,与其它3种方法做对比分析。研究表明:与其它3种方法相比,在统计上,非线性总体最小二乘法的结果更接近真值,真误差波动更小, 结果更稳定;与附有参数的条件平差法相比,非线性总体最小二乘法受初值的影响更小,能够获得更符合实际情况的圆曲线半径;与重心坐 标法和最小二乘法相比,非线性总体最小二乘法的参数估计理论更严密。
2019 Vol. 38 (03): 27-31 [摘要] ( 5 ) PDF (685 KB)  ( 7 )
32 B型喇叭式立交环圈出口匝道运行速度过渡段长度研究
潘兵宏1, 2, 倪旭1, 唐力焦1, 赵亚茹1, 余英杰1
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.03.06
为确定车辆在B型喇叭式立交环圈出口匝道满足安全行驶需求的运行速度过渡段最小长度,分别建立了满足超高过渡需求、车辆变速 行驶需求、横向加速度变化率适中等要求下的运行速度过渡段长度计算模型。采用UMRR开普勒链式雷达测速仪,实测不同主线设计速度下环 圈出口分流鼻运行速度,结合SPSS软件分析,得到分流鼻运行速度。基于运行速度过渡段长度计算模型和典型参数的分析论证,得到满足不 同需求的运行速度过渡段最小长度。结果表明:车辆变速行驶需求是B型喇叭式立交环圈出口匝道运行速度过渡段长度的主要控制因素;并基 于满足车辆安全行驶需求,提出了运行速度过渡段长度最小建议值及纵坡修正系数。
2019 Vol. 38 (03): 32-37 [摘要] ( 0 ) PDF (498 KB)  ( 6 )
38 透水混凝土路面配合比设计及其性能影响因素研究
凌天清1, 陈巧巧2, 秦新3, 张君2
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.03.07
采用三因素三水平正交试验方法,研究了集料级配、设计空隙率、水胶比等因素对透水混凝土28 d抗压、抗折强度等力学性能及透水 特性的影响。结果表明:透水混凝土强度及透水系数的主要影响因素是设计空隙率,其次是级配,受水胶比影响不大;骨料粒径是影响空隙 率的关键因素;为同时保证强度和透水性能,推荐9.5 mm筛孔通过率70%、设计空隙率15%~20%、水胶比0.35。
2019 Vol. 38 (03): 38-43 [摘要] ( 2 ) PDF (1000 KB)  ( 7 )
44 基于响应面法的石质路基沥青路面结构优化研究
马士宾, 高建强, 魏建慧, 张晓云
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.03.08
为了提高石质路基沥青路面结构的使用性能,应用响应面法对路面结构为沥青面层、级配碎石基层和石质路基的路面结构进行优化分 析;按照公路沥青路面设计新规范的新设计指标来分析各个路面结构层厚度对新指标的影响,以各面层的厚度和基层的厚度作为约束条件, 以沥青混合料疲劳开裂次数、沥青混合料层永久变形量和路基顶面竖向压应变作为响应因素建立响应面优化模型。研究表明:面层的厚度对 永久变形量、疲劳开裂次数和路基顶面竖向压应变有显著的影响,而级配碎石基层厚度对三大指标影响较小。
2019 Vol. 38 (03): 44-50 [摘要] ( 0 ) PDF (1110 KB)  ( 6 )
       港口航道·水利水电·资源环境
51 墙面结构对加筋土挡墙变形性能的影响
王宗建1,2, 马书文1,2, 卢谅2, 张耿川3, 沈权4
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.03.09
以加筋土挡墙面板为研究对象,通过改变挡墙面板的结构形式(面板结构、面板刚度)对加筋土挡墙进行了模型实验,探讨了不同面 板结构形式对加筋土挡墙变形性能的影响。研究结果表明:在外荷载作用下,加筋土挡墙面板的变形呈上大、下小分布;复合式挡墙承受荷 载能力和适应变形能力最强。面板类型在加筋土挡墙变形性能研究中占有较为重要的地位,研究成果可为实际工程的应用提供一定的基础和 依据。
2019 Vol. 38 (03): 51-59 [摘要] ( 3 ) PDF (858 KB)  ( 8 )
60 初始含水率及人工干预对堰塞坝溃决影响试验研究
刘杰1, 2, 颜婷2, 3, 周传兴1, 陈伟1
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.03.10
为了探索堰塞坝的初始含水率对溃坝过程影响,分别选取了初始含水率为19.59%,8.90%,5.50%,4.20%和2.97%的5组土石坝进行水 槽试验。在此基础上,通过抛投不同粒径块石的方法探讨了人工干预措施对溃坝过程溃口流量的影响。试验结果显示:当坝体初始含水率为 5.50%时,堰塞坝溃决过程的峰值流量为0.005 5 m3/s,高于高含水率工况(19.59%,8.9%)和低含水率工况(4.2%,2.97%),为最不利初 始含水率;坝体初始含水率越高,溃坝过程溃口“陡坎”向上游发展速度越快,溃口收缩最窄处越靠近坝体上游,最终溃口宽度越宽;随着 坝体初始含水率降低,溃坝时间相应延长,溃口峰值流量出现时间也相应延后;在最不利坝体初始含水率条件下,向溃口入口处抛投块石对 溃口峰值流量有削减作用,相对无抛投块石工况分别削减5.45%,10.9%和14.55%,并且峰值流量出现时间滞后。试验结果分析表明坝体初始 含水率对于堰塞坝溃决过程是一个十分重要的影响因素,通过抛投块石方法对堰塞坝溃决流量进行控制是有效且明显的。
2019 Vol. 38 (03): 60-67 [摘要] ( 0 ) PDF (1081 KB)  ( 5 )
68 砂岩-泥岩沉积互层面剪切特性数值模拟研究
童第科1, 黄诗渊2, 简富献2, 袁鹏3, 刘丛阳2
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.03.11
沉积层面力学特性是探究砂岩泥岩互层岩质边坡变形及稳定的重要因素。以室内试验结果为依据,采用接触面与薄层单元模拟层面剪切特性,对比了两者应力应变曲线特点,分析了开挖条件下软硬互层岩质边坡层间应力分布。结果表明,接触面模拟砂岩泥岩界面特性时,其剪切应力应变曲线符合双曲线特征,呈应变软化现象,存在明显残余强度。薄层单元模拟层面剪切力学特性时存在初期应力剧增现象,模拟结果与试验值存在一定程度离散性。接触面与薄层单元均能模拟砂岩泥岩界面剪切应力应变特性。顺层岩质边坡开挖时难以控制接触面法开挖过程模型计算收敛程度,薄层单元方式更能有利于模拟开挖作用下其层面剪应力分布(即剪切错动效应)。
2019 Vol. 38 (03): 68-74 [摘要] ( 0 ) PDF (1209 KB)  ( 7 )
       交通运输工程
75 基于服务需求的出租汽车服务站选址方法
叶臻, 贺明光, 梁科科
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.03.12
为满足出租汽车驾驶员的就餐、休息、停车等服务需求,提高出租汽车运营效率并改善经营效益,有必要针对出租汽车服务站的选址方法开展研究。首先分析了出租汽车服务站服务需求的空间分布特征,包括采用核密度估计法分析服务热点位置,以及采用分形理论分析服务需求分布与城市空间形态之间的协调性,进而确定服务站候选点。然后建立了出租汽车服务站选址模型,将最大覆盖服务需求作为目标函数,将服务站建设数量、服务能力、服务范围以及覆盖需求比例等作为约束条件,开展最优化选址分析,并讨论了服务站提供服务能力与满足服务需求之间的相互关系。最后,以柳州出租汽车服务站选址调查为例,验算了模型的合理性及可行性。结果表明:该选址方法可以较好地满足出租汽车行业尤其是服务场站的发展需求,并为城市交通设施规划提供有益参考。
2019 Vol. 38 (03): 75-82 [摘要] ( 4 ) PDF (1119 KB)  ( 6 )
83 “二十四道拐”盘山公路事故预测分析
陈柳晓1, 张勃2, 唐伯明1, 向浩1, 戴广雷1
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.03.13
应用IHSDM安全评估软件,对“二十四道拐”盘山公路全线进行事故预测,并预测1944年改善工程前“第21拐”、“第22拐”路段与改善后对应路段发生事故的概率,以评价“二十四道拐”盘山公路的行车安全性及验证改善工程的合理性。预测结果发现“二十四道拐”盘山公路1940年至1945年5年的时间内共发生4.02起事故,其中68%的事故类型为“仅财产损失”;在1944年改善工程调整“二十四道拐”盘山公路的“第21拐”、“第22拐”后,对应改善路段总预测事故起数降低了10.5%,且发生“死亡、严重受伤事故”的概率降低了14.3%,第4拐事故率降低了14.6%,第5拐事故率降低了38.8%。研究表明:“二十四道拐”盘山公路发生事故的概率较低,且事故损伤严重程度较轻;改善工程取消半径较小S型曲线后,行车安全性有所提高。可见,修筑于战时环境下的“二十四道拐”盘山公路线形设计基本能满足当时交通运输的行车安全性,其独特的线形设计也为现代山区公路的修建提供设计启示与技术参考。
2019 Vol. 38 (03): 83-90 [摘要] ( 6 ) PDF (1045 KB)  ( 8 )
91 基于系统动力学的道路运输能源需求预测——以辽宁省为例
唐丽敏, 王艺澄, 王盼
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.03.14
深入分析了辽宁省道路运输与经济、人口及能源子系统间的相互作用关系,构建了辽宁省道路运输能源需求系统动力学模型,并参照社会经济发展及道路运输相关规划目标,进行了预测与情景模拟。研究表明:2020年辽宁省道路运输能源需求量约1800万吨标准煤;“十三五”期间,辽宁省货运周转量年均增长2.38%,客运周转量年均增长4.2%;产业结构调整将改变能源需求量,第三产业比重增加5%时,能源需求量能够减少1.1%;营运货车单位周转量能源消耗量降低14.3%时,能源需求量可降低2.2%。
2019 Vol. 38 (03): 91-96 [摘要] ( 1 ) PDF (610 KB)  ( 7 )
97 基于累积Logistic回归模型的管制员应激程度预测
刘继新, 曾逍宇, 尹旻嘉, 朱学华
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.03.15
分析并筛选出影响管制员应激行为的7个显著相关指标,并将管制员应激程度进行有序多分类后,建立了基于累积Logistic的管制员应激程度预测模型,并对模型预测效果进行平行性检验。利用某空管局实际采集数据中的另外74名管制员的定量测量数据进行分析,验证预测模型的可行性。结果表明:该模型的拟合优度判定系数(Pearsonχ2统计量和Deviance统计量)的显著水平分别为0.076, 0.690,远大于0.05;对实测数据的预测准确率达到75.67%,该模型对管制员应激程度的预测较为精确。
2019 Vol. 38 (03): 97-102 [摘要] ( 1 ) PDF (438 KB)  ( 7 )
103 基于爬坡换道的驾驶特性分析
姜康, 申梦婷, 黄志鹏
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.03.16
道路网中存在着许多坡道路段,在进行驾驶特性分析时,人们通常将注意力放在下坡路段而忽略了爬坡路段的安全性研究。同时,在爬坡过程中,对通行能力影响最大的是货车,针对这一现象,引入交通流元胞自动机模型,利用爬坡路段纵坡度对其进行改进,选择谨慎型与激进型两种驾驶员分析其换道行为的差异性,建立了一种基于爬坡换道的交通流元胞自动机模型,并分析纵坡度对货车行驶速度的影响以及两种驾驶员爬坡换道的特性。仿真结果表明:坡道纵坡度对货车的速度有显著影响,同时两类驾驶员根据道路状况选择主动换道,若主导换道的驾驶员占比较高,就能显著提高道路的通行能力。
2019 Vol. 38 (03): 103-109 [摘要] ( 3 ) PDF (1634 KB)  ( 12 )
110 基于蓝牙识别的反向寻车系统
彭金栓,舒麟棹,刘银,孙鹏程,朱浩铭,刘珂
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.03.17
随着我国汽车保有量的增加,大型地下停车场也逐渐增多,满足了人们停车需求的同时,也带来了寻车困难等诸多问题。提出了利用蓝牙技术进行停车场内反向寻车的理念:通过手机蓝牙与停车场内iBeacon设备的BLE(低功耗蓝牙)技术进行区域划分,手机终端进行信息处理并提出寻车路线,完成离线导航。在MATLAB环境下进行了试验模拟,结果表明系统具有较强的实用性和便利性。该技术摆脱了传统寻车系统对GPS信号的过度依赖,形成了以iBeacon“定位信号”为核心的全新定位、导航模式。
2019 Vol. 38 (03): 110-115 [摘要] ( 4 ) PDF (495 KB)  ( 21 )
116 城市信号交叉口左转车流车头时距分布特征研究
温惠英1, 曾钰宸1, 李硕2
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.03.18
针对长沙市典型信号交叉口芙蓉中路-人民中路,分别在饱和状态和复合状态下对高峰与非高峰两个时段左转车流的车头时距分布进行特性分析。交叉口实测数据验算表明,我国现行规范CJJ37和美国规范HCM2010等常用方法对左转车流饱和车头时距预测结果均偏大较多,采用4种传统的车头时距分布模型和SPSS中的9大基本曲线模型的拟合效果均不理想。采用分段函数分别建立了饱和状态和复合状态下的统一模型,通过调整模型中的标定系数和增长系数,即可分别得到高峰时段和非高峰时段的车头时距分布特征。实测数据检验分析表明:饱和状态和复合状态的车头时距分布都存在2.000~2.500 s内集中程度最高且超过27%,集中在1.500~2.500 s内超过50%的现象;非高峰时段车头时距分布集中程度低于高峰时段,且倾向于集中在较小的车头时距上;目前常用方法对车头时距平均值的预测误差通常都超过16%,文中模型误差则低于4%,与传统模型相比能较好地拟合车头时距的实际分布形态,拟合效果更为理想。
2019 Vol. 38 (03): 116-123 [摘要] ( 2 ) PDF (502 KB)  ( 10 )
       载运工具与机电工程
124 基于响应面法全液压湿式驱动桥壳可靠性优化
周军超1, 2, 3, 杜子学2, 王洁1, 廖映华1
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.03.19
为解决湿式驱动桥壳结构传统优化中的低效性和不确定性,提出了一种将响应面模型与可靠性相结合的优化设计方法。该方法从建立全液压湿式驱动桥壳有限元模型出发,结合拉丁方试验设计方案,利用最小二乘法构建驱动桥壳的二阶响应面近似模型。在此基础上,以驱动桥壳最大应力最小为优化目标,以驱动桥壳结构几何参数为设计变量,建立可靠性优化模型。对某驱动桥壳的优化结果表明,优化后的桥壳最大应力降低了10.91%,桥壳质量降低了10.93%,在满足相应强度要求的条件下有效降低桥壳的质量,达到可靠性设计的目的。
2019 Vol. 38 (03): 124-128 [摘要] ( 3 ) PDF (699 KB)  ( 10 )
129 PVA纤维束分散设备搅拌槽流场运动分析
曹源文1, 吴春洋1, 林艳文1, 夏柱林2, 郑南翔3
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.03.20
为了提高PVA纤维束分散设备的分散质量,研究PVA纤维束分散设备搅拌槽的分散能力,建立了分散设备的搅拌槽模型,以分散设备搅拌槽内安装挡板为研究对象,开展流场运动分析,探究搅拌槽内安装挡板对PVA纤维分散质量的影响,并进行了有、无挡板的对比试验,结果表明:在PVA纤维分散设备搅拌槽内添加挡板,可以有效改善搅拌槽内纤维速度和湍流动能,增加切向流,提高PVA纤维束分散质量。
2019 Vol. 38 (03): 129-134 [摘要] ( 0 ) PDF (1332 KB)  ( 15 )
135 基于ISO26262的车道保持辅助的功能安全概念设计
王俊明, 周宏伟
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.03.21
目前功能安全标准ISO26262在汽车自动驾驶辅助系统设计过程中的应用,尤其是概念阶段的设计应用缺乏统一有效的方法。详细阐述了ISO26262标准第三部分概念阶段的内容和要求,包括相关项定义、功能安全周期启动、HARA分析和功能安全概念,介绍了符合ISO26262标准进行概念阶段各部分设计的具体方法,以车道保持辅助(LKA)为例阐述详细的设计步骤和分析过程。此方法已应用于长安汽车部分自动驾驶辅助系统的功能安全概念设计,为其他自动化相关驾驶辅助系统开展功能安全概念设计提供了一定的方法指导。
2019 Vol. 38 (03): 135-142 [摘要] ( 3 ) PDF (483 KB)  ( 15 )
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