重庆交通大学学报(自然科学版)
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2018年 37卷 12期
刊出日期:2018-12-09

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 波形钢腹板箱梁温度分布
徐向锋1,2,张 峰3,刘佳琪3
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.12.01
波形钢腹板箱梁的温度梯度是波形钢腹板箱梁桥设计的重要问题。对波形钢腹板箱梁桥开展了9个月温度实测;建立了波形钢腹板的温度场有限元二维模型 ;选取典型天气条件开展数值模拟,对比分析数值模拟和实桥温度测试结果,验证了温度场有限元模型的有效性;对波形钢腹板箱梁桥所处地区的昼夜温差进行 数理统计,得到波形钢腹板箱梁所处地区的大气昼夜温差代表值;基于大气昼夜温差代表值分析了波形钢腹板箱梁的温度分布。分析结果显示:波形钢腹板箱梁 所处地区的昼夜温差服从W(10.453, 2.577)分布;对于顶板,数值模拟温度梯度和《公路桥涵设计通用规范》中对钢混组合桥梁的温度梯度形状类似,区别在于 理论分析得到最大温差为20.8 ℃,而规范定义为25 ℃。
2018 Vol. 37 (12): 1-10 [摘要] ( 4 ) PDF (701 KB)  ( 13 )
11 悬索桥锈蚀主缆钢丝力学性能退化研究
韩依璇1, 2,辛付开3,张国荣1,2,朱晓文1,2
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.12.02
为研究悬索桥锈蚀主缆钢丝的力学性能退化状态,以运营使用18年的高强钢丝为对象,通过对从悬索桥截取的完整主缆进行检查,提出了最小截面积损失 率的锈蚀程度评价指标。根据对服役锈蚀钢丝拉伸试验及破坏断口形貌分析,研究了锈蚀主缆钢丝的力学性能退化规律,建立了锈蚀钢丝退化模型。试验结果表 明:锈蚀对钢丝弹性模量基本没有影响,但是锈蚀程度的增大会引起钢丝的延伸率和极限应变大幅度下降,同时也造成极限强度和屈服强度的降低。基于试验结 果建立了最小截面积损失率小于10%的锈蚀钢丝本构关系模型,为主缆钢丝力学性能和剩余强度评估提供依据。
2018 Vol. 37 (12): 11-17 [摘要] ( 2 ) PDF (815 KB)  ( 14 )
18 减震措施及行波效应对千米级斜拉桥地震响应的影响
唐 双 林
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.12.03
基于一座主跨1 500 m的斜拉桥设计方案建立了有限元分析模型,通过参数敏感性分析初步拟定了本桥纵向减震装置的合理设计参数;对塔、梁纵桥向采用 3种不同约束方式的结构设计方案,采用大质量法分别分析了行波效应对结构地震响应的影响。研究表明:考虑行波效应后对于3种不同的塔、梁纵桥向约束方式 的结构设计方案,主塔结构的内力响应均有可能增大20%左右。因此,在千米级斜拉桥的抗震设计中,无论是否采用纵桥向减震措施,若不考虑行波效应问题都可 能导致偏于不安全的设计结果。
2018 Vol. 37 (12): 18-23 [摘要] ( 5 ) PDF (572 KB)  ( 9 )
24 加州超重车辆荷载特性及过桥实况反应分析
陈东军1,3,刘浪1,彭凯1,李天华2,张可佳2
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.12.04
为获取超重车荷载特性以及通行产生的荷载效应,收集了美国加州5个站点历时3年实测动态称重(weight-in-motion, WIM)数据;根据美国加州交通厅超 重车模型,提取其中超重车数据,利用记录的轴重、轴距、行驶车道及到达时刻等信息,分析了超重车荷载分布特点;基于随机过程理论建立了多车道车辆并行 荷载效应计算模型;通过超重车过桥实况案例分析,揭示了重车通行对中、小跨径桥梁的影响规律;将典型5轴超重车荷载效应与AASHTO规范值进行了对比分析。 结果表明:中、小跨径桥梁以单辆超重车通行为主;由典型5轴超重车产生的荷载效应约为规范值的1.0~1.2倍,部分达到2倍以上;在车辆通行时,重车对桥梁 结构的影响应予以考虑。
2018 Vol. 37 (12): 24-28 [摘要] ( 4 ) PDF (663 KB)  ( 8 )
       道路与铁道工程
29 基于多重分形的沥青混合料空隙分布特征分析
周兴林,李庆丰,肖神清
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.12.05
为了精细化描述沥青混合料内部空隙的分布特征,采用医用CT对AC-13、AC-16、ATB、AM等4种类型的沥青混合料进行扫描以获取其内部截面图像,运用数 字图像技术提取沥青混合料试件CT扫描图像空隙特征,借助MATLAB软件工具计算得到空隙分布的多重分形谱特征参数,分析了混合料劈裂强度与多重分形谱特征 参数的关系。结果表明:空隙分布具有多重分形特性,多重分形谱参数能从不同角度反映空隙分布情况;多重分形谱峰值fmax与面空隙率有良好的对数回归关系 ,fmax越大,空隙部分的分形维数D0增大,空隙率也会增大;谱宽Δα反映了区域空隙分布情况的整体范围,分形谱两端高差Δf则反映了空隙的相对聚散程度; 劈裂强度与空隙率大小、分布均匀性具有明显相关性。沥青混合料空隙分布的多重分形特性能为分析其路用性能提供一种新的方法与思路。
2018 Vol. 37 (12): 29-35 [摘要] ( 5 ) PDF (931 KB)  ( 4 )
36 级配参数对沥青稳定碎石疲劳性能的影响分析
朱洪洲1,葛琦2,何兆益1,黎皓霜3
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.12.06
沥青稳定碎石基层疲劳性能直接影响柔性路面的使用寿命。为分析集料级配对沥青稳定碎石疲劳性能的影响,基于ATB-25和ATB-30两种类型的9种不同级 配的沥青稳定碎石疲劳试验数据,利用灰关联分析方法分析了不同集料级配参数对沥青稳定碎石疲劳性能影响的显著程度。通过回归分析的统计学方法,分别建 立灰关联分析方法得到的关键因素与沥青稳定碎石疲劳性能代表值之间的回归曲线关系。结果表明:在最佳沥青用量条件下,沥青稳定碎石混合料的2.36 mm筛孔 通过率、4.75 mm筛孔通过率、0.30~1.18 mm及0~0.30 mm筛孔区间集料质量分数是影响沥青稳定碎石疲劳性能的4个关键因素,当2.36 mm筛孔通过率为27%, 4.75 mm筛孔通过率为34%,0~0.30 mm筛孔区间集料质量分数为11%,0.30~1.18 mm筛孔区间集料质量分数为9%时,沥青稳定碎石混合料疲劳性能最佳。
2018 Vol. 37 (12): 36-40 [摘要] ( 5 ) PDF (389 KB)  ( 5 )
41 砾石沥青混合料水稳定性复合改善技术研究
郭寅川1,2,魏自玉1,申爱琴1,赵天源1
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.12.07
随着公路建设的发展及生态环保意识的增强,优质碎石日益匮乏,而砾石虽资源丰富,但因其属于酸性而制约了其在沥青面层中的应用。为了提升破碎砾 石与沥青的黏附性,提高砾石沥青混合料的水稳定性,采用水泥或石灰等无机材料以及抗剥落剂作为复合改性剂,通过单掺或复配掺入等不同方式对砾石沥青混 合料进行改性,以增强砾石与沥青的界面黏结状况。设计了14种单掺及复配掺入等改性方案,通过残留稳定度及冻融试验研究了改性材料种类及掺量对砾石沥青 混合料水稳定性能的影响规律;基于拉拔试验研究了复掺外加剂对沥青与砾石界面黏附性改善效果。结果表明:单掺或复配掺入方式均能提高混合料水稳定性能 ,但是复掺效果更为显著;单掺0.4%掺量AMRⅠ型抗剥落剂的改善效果优于水泥及石灰;复掺0.4%AMRⅠ型抗剥落剂及1%水泥的效果最优,其冻融劈裂强度比TSR 和残留稳定度值分别提高了28.8%和22.6%;在此掺量下拉拔力最大,沥青与砾石界面黏附性最优。研究成果对于砾石沥青混合料的推广应用具有重要的理论意义 及实用价值。
2018 Vol. 37 (12): 41-48 [摘要] ( 4 ) PDF (718 KB)  ( 7 )
49 基于解析方法的半刚性基层沥青路面裂缝反射问题研究
高嫄嫄1,2, 王维玉2, 赵庆新1
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.12.08
针对沥青路面半刚性基层开裂且裂缝逐渐反射的问题,基于解析的方法开展开裂路面的力学响应研究。以断裂力学理论为基础,建立开裂沥青路面的理论 分析模型,通过傅里叶积分变换求解偏微分方程组,引入位错密度函数表征裂缝力学特性,留数定理计算复杂积分,获得奇异积分方程,应用Lobatto- Chebyshev求积公式对奇异积分方程进行求解,求得路面内任一点位移、应力及应力强度因子的解析表达式及数值解。以工程实例为基础,分析影响基层裂缝反 射的主要因素。计算结果表明:在车辆荷载作用下,剪切破坏是裂缝扩展的主要形式;半刚性基层的弹性是影响裂缝反射的主要因素。研究成果可为半刚性基层 沥青路面的设计和施工提供理论参考依据。
2018 Vol. 37 (12): 49-54 [摘要] ( 3 ) PDF (432 KB)  ( 14 )
       港口航道·水利水电·资源环境
55 强非线性梁求解的径向基函数方法
祖福兴1,2, 徐绩青1,2, 李岩汀1,2
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.12.09
针对强非线性梁提出了一种径向基函数逼近思想结合加权余量配点的求解方法;为减小数值震荡,针对不同问题的边值条件,提出了对应的径向基函数插 值表达式,且采用适当的紧支撑正定径向基函数,可获得较好的求解效果。实际算例表明:方法计算精度高,可以达到修正小波伽辽金法、保辛-保能的数值积分 法的计算效果;由于配点法相比积分法的计算过程更为简单,方法为强非线性梁的求解提出了一种新途径。
2018 Vol. 37 (12): 55-60 [摘要] ( 1 ) PDF (440 KB)  ( 4 )
61 福建闽江水口坝下枢纽通航技术模型试验研究
姚实,扈晓雯
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.12.10
福建闽江水口坝下水位治理工程,是为了解决水口水电站下游河床下切、水位下降、通航水深不足而兴建的,枢纽主要建筑物由壅水堰、挡水坝、船闸及 左岸护坡等组成。在工程设计中围绕抬高下游水位、改善通航条件等问题,开展了多方案模型试验研究。试验成果表明:上、下游引航道调顺段通过增加实体导 墙和隔水板的措施,上游引航道停泊段通过适当延长导航墙并结合透空隔流墙等综合措施,可有效改善通航水流条件,满足运行要求。本文将简要介绍该枢纽通 航条件试验研究情况。
2018 Vol. 37 (12): 61-68 [摘要] ( 1 ) PDF (674 KB)  ( 7 )
69 里下河腹部区河道水源地水质生态净化效果评估
杭庆丰1,夏霆2,武钦凯2,何涛2
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.12.11
为保障盐龙湖工程长效稳定运行及区域供水安全,依据2009—2016年江苏省里下河腹部河网区河道型饮用水源地龙冈、盐城新、大纵湖、大冈和古殿堡等 5个水功能区站点的监测资料,分析了DO、NH3-N、CODMn和TP等 4个主要水质因子浓度变化趋势;结合盐龙湖工程不同净化功能区的对应水质因子以及Chl-a指标 变化,评估了水源地生态工程的水质净化效果以及存在问题。结果表明:不同水期河道型水源地水质差异较大,丰、平水期水质超标率明显高于枯水期,尤以丰 水期DO及CODMn浓度超标率偏高;监测期间盐龙湖工程对蟒蛇河水源地水质总体有较好的净化效果,但在不同水期工程不同功能区对不同水质因子的净化效果存在 较大差异;整体上工程对提升DO效果最好,但对CODMn的削减率偏低,同时,春、夏季出水Chl-a浓度偏高。
2018 Vol. 37 (12): 69-76 [摘要] ( 2 ) PDF (615 KB)  ( 6 )
       交通运输工程
77 基于宏观基本图的快速路网交通状态识别方法
丁恒1,朱良元1,2,蒋程镔1,郑小燕1
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.12.12
为了实时准确识别快速路网交通状态,结合快速路网的宏观基本图(macroscopic fundamental diagram,MFD)特性,提出了一种快速路网交通状态识别方 法。根据浮动车检测数据,获得快速路网的MFD,初步将快速路网划分为5种状态。根据路网实时数据,通过聚类算法进一步对路网状态参数进行修正。以此为基 础,综合考虑快速路主线流量、出入口匝道组合形式以及邻接地面路网状况的影响,根据流量速度关系建立快速路交通状态识别模型;并通过实际路网交通数据 ,将所建立的模型与道路交通运行指标和车辆行驶时间法得到的结果进行对比。结果表明:建立的快速路网交通状态识别模型更加实时准确。
2018 Vol. 37 (12): 77-83 [摘要] ( 2 ) PDF (767 KB)  ( 13 )
84 基于建筑倾倒优势方向的疏散路网连通度模型
段满珍, 米雪玉, 董博, 轧红颖
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.12.13
从地震作用下建筑物损害的宏观规律入手,研究震害建筑物倾倒优势方向性对疏散路网连通度的影响。首先定义了疏散路网连通度,在分析简单路径连通 度和其等效路网连通度的基础上,建立复杂等效路网的连通度模型。然后通过对历史震害资料中建筑物倾倒优势方向性的分析,将地震学研究成果和交通理论进 行有机结合,分析震害宏观规律对震后路网连通度的影响,建立了基于震害作用下建筑物倾倒优势方向性的路网连通度估计模型,给出了系统的震害路网连通度 评估步骤,并结合算例对模型应用过程进行说明,为地震多发地带沿线建筑及道路网规划提供参考。
2018 Vol. 37 (12): 84-91 [摘要] ( 1 ) PDF (742 KB)  ( 6 )
92 基于城市交通拥塞的区域路网服务退化指数研究
胡立伟1,孟玲1,祁首铭2,张亚平2,罗振武1
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.12.14
根据拥塞核的辐射力划分了交通拥塞的状态,提出了区域路网服务退化指数(SDI)的概念,基于改进的层次分析模型(AHM),选取即时交通饱和度、拥堵延 时指数、自由度、交通量以及空间占用率等指标对区域路网服务水平进行评价,并构建区域路网服务退化指数模型。通过不同的区域路网服务退化指数,对应不 同的拥堵退化级别,并将此方法应用于昆明市主干路路网中进行验证,量化结果与实际的拥塞情况相符,证明此方法具有良好的适用性。通过研究成果,以期为 从宏观层面评价城市道路交通拥塞程度提供新的方法,以及为改善交通环境、提高交通管理水平提供一定的参考价值。
2018 Vol. 37 (12): 92-97 [摘要] ( 3 ) PDF (503 KB)  ( 15 )
98 基于SERVPERF模型的公共自行车服务质量评价研究
马书红1,马金磊1,王元庆1,韩笋生2
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.12.15
以使用者对公共自行车系统关注因素的重要程度为基础,结合公共自行车自身特性和影响使用者选择的相关因素建立相应的服务评价体系。通过问卷调查 的形式,将SERVPERF模型与IPA法相结合以评价西安市公共自行车服务质量,结果显示问卷的信度和效度可靠,居民对西安市公共自行车系统服务基本满意;利用 灰色关联度分析对分区服务质量进行较为客观的评价并排序,为公共自行车系统服务质量的改善提供建议。
2018 Vol. 37 (12): 98-104 [摘要] ( 2 ) PDF (482 KB)  ( 13 )
105 基于TPB理论的城乡结合部路段驾驶员驾驶行为影响
张惠玲1,王益1,2,杨金燕1
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.12.16
为了对我国城乡结合部交通安全设施的设置和改善提供理论支撑,对驾驶员的驾驶倾向性进行了分析。研究以计划行为理论为支撑设计了问卷。通过预调 查的数据,使用信度和效度分析验证了问卷能够用来解析城乡结合部驾驶员不安全驾驶行为的心理成因。在黑龙江、湖南、山东、四川、贵州等省市城乡结合部 进行问卷现场调查,得到155个有效样本。通过阶层复回归模型对计划行为理论模型进行验证。结果表明:计划行为理论可以解释城乡结合部地区驾驶员不安全驾 驶行为,其中,态度和知觉行为控制因素对实际驾驶行为有关键影响。
2018 Vol. 37 (12): 105-110 [摘要] ( 3 ) PDF (441 KB)  ( 13 )
111 基于眼动实验的右转车辆驾驶员注视行为研究
李之红1,赵莉2,许旺土3
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.12.17
机非混行的特征使交叉口是交通事故多发区域,驾驶员的注视行为研究是指导驾驶员安全右转、减少冲突的重要手段。依托驾驶员倾向性实验,采集了109 名驾驶员的问卷数据,将驾驶员分为保守型和激进型两类,并选择6名不同类别的驾驶员进行了实车眼动实验,对不同倾向驾驶员在右转过程中的注视行为进行研 究。研究结果表明:保守型驾驶员主要分布于大部分女性和高驾龄人群,激进型驾驶员主要分布于大部分驾龄较短和年龄在30岁左右的人群;机动车右转过程中 驾驶员视点路径呈线性分布,保守型驾驶员在右转时注视点密度和注视强度明显高于激进型驾驶员,激进型驾驶员在右转时忽视右侧区域,导致与行人冲突中存 在更多的盲区和危险点。研究为解决右转车辆与过街行人冲突的核心问题提供理论基础,训练驾驶人的视觉搜索和危险感知能力,提高驾驶员驾驶技术,减少机 动车右转与过街行人交通事故。
2018 Vol. 37 (12): 111-117 [摘要] ( 3 ) PDF (1585 KB)  ( 14 )
118 春运摩托车返乡潮现象形成机理的调查分析
陈富坚,徐培培,冯飞宇
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.12.18
针对春运摩托车返乡潮现象,在统计抽样理论指导下,以交通经济学和交通系统分析方法为基础,采用大样本抽样、聚类分析等方法对春运摩托车返乡潮 现象的形成机理进行调查分析。结果表明:汽车票贵、火车运力不足、骑摩托车便利是春运摩托车返乡潮现象形成的主要原因。研究成果为指导农民工合理选择 返乡方式及给管理部门制定对策提供了科学依据。
2018 Vol. 37 (12): 118-125 [摘要] ( 5 ) PDF (517 KB)  ( 12 )
       载运工具与机电工程
126 转弯时液罐车质心变化对侧倾稳定性影响研究
李刚炎1,梁浩彤1,范李1,2,龙祥1
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.12.19
液罐车在转弯工况下液体晃动会影响其行驶稳定性,根据侧倾时液罐中的液体分布,得出液体质心位置的计算模型;根据车辆动力学模型,对质心变化影 响下的三自由度模型进行优化,推导出液罐车在转弯工况下横向载荷转移率计算模型;运用MATLAB/Simulink软件对模型进行仿真,并与硬件在环仿真平台试验 结果进行对比,对不同速度及前轮转向角下液体质心以及横向载荷转移率的变化进行仿真。仿真结果说明该模型能够较好的反映液罐车的运动状态;转弯时质心 的变化与横向载荷转移率的变化趋势与侧倾角的变化趋势相似,可以为后续控制提供模型参考;同时,根据仿真结果得出速度-前轮转向角临界曲线,在该曲线下 方,车辆是安全的。
2018 Vol. 37 (12): 126-132 [摘要] ( 2 ) PDF (650 KB)  ( 0 )
133 内置压电悬臂梁流致振动能量收集实验研究
张敏,张鸿鑫,刘永臻,雷林
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.12.20
为了研究内置式压电能量收集装置的性能,首先对压电悬臂梁在不同负载电阻下进行自由振动衰减实验,确定压电悬臂梁的主要集总参数如固有频率、等 效刚度、机电耦合系数等,得到了压电悬臂梁固有频率、阻尼、输出电压及功率随负载电阻变化的规律,确定了压电悬臂梁输出最大功率的最佳电阻。之后在风 洞中进行了流致振动能量收集实验,研究结果表明:在实验风速范围内,外圆筒的振动频率基本保持稳定,而振幅随着风速的增加而增大;在外部圆筒的激励下 ,内置的压电悬臂梁做受迫振动,其输出电压和功率随风速增加而增大随着风速的提高,圆筒的振动频率变化较小,振幅随之增大。
2018 Vol. 37 (12): 133-137 [摘要] ( 4 ) PDF (1027 KB)  ( 9 )
138 重卡双前桥转向机构的结构动态优化
吴俊刚1,丁飞1,杨青龙2
DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.12.21
针对某8×4重卡双前桥转向机构存在部分零件变形大,甚至出现塑形变形的问题,运用仿真方法得出了转向系统在满载原地转向工况下的零部件变形和应 力结果,并进行了零件结构优化。为得到部分杆件较优结构方案,分别采用传统的静态优化方法和结构动态优化方法——等效静态载荷法。结果表明:优化方案 可明显改善转向机构变形的问题,减小由变形造成的轮胎转角误差值,且动态优化优于静态优化。
2018 Vol. 37 (12): 138-142 [摘要] ( 6 ) PDF (856 KB)  ( 13 )
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