重庆交通大学学报（自然科学版）

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横流超限情况下桥下净空宽度校核方法探讨

许光祥1，陈沁芷1，李帆2，周千凯3，王多银1

2025, 44(5): 1-7. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.05.01

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横流超过0.8 m/s限制的跨通航河流大桥净空宽度，内河通航标准只有定性的规定，没有给出确切的校核方法。以桃源二线船闸工程中的重建沅水大桥右汊通航孔为例，对横流超限桥梁净空宽度校核方法进行了探索。提出横流超限后，可以采用航道宽度校核、桥轴线旋转使横流不超限后的投影净宽校核、通航孔是否一孔跨过通航水域校核等三重校核的方式进行论证。应用1∶100正态河工模型测试的桥区试验资料，采用数值矢量图的方式展现流向、横流的分布及其不利测点，对重建桃源沅水大桥右汊通航孔进行了净空宽度论证和校核，结果表明三重校核方式较适合于横流超限情况。

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UHPC外包层-钢管界面黏结抗剪性能非线性分析

秦志清1，吴庆雄2，许志坤2，袁辉辉2

2025, 44(5): 8-18. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.05.02

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为研究UHPC外包层-钢管界面的黏结抗剪性能，采用大型通用有限元软件ABAQUS建立了UHPC外包层-钢管界面试件的精细化实体有限元模型。对试件各组成部分的材料本构模型和接触关系进行讨论，并与试验结果进行了对比，验证了所建立有限元模型的有效性。进而对不同界面构造措施的UHPC外包层-钢管界面黏结抗剪性能和破坏机理进行了研究，同时进行了构造参数影响分析。研究结果表明: 达到界面承载力时，UHPC外包层-钢管普通界面只剩下摩擦力抵抗界面剪力，而设抗剪连接件界面试件则存在摩擦力和机械咬合力共同抵抗界面剪力；栓钉对提高界面极限黏结抗剪强度的效果最佳；当外包UHPC层厚度小于40 mm时，可采用竖向钢筋或环向钢筋作为界面的抗剪连接件；UHPC外包层-钢管界面黏结抗剪强度随着UHPC强度、外包层厚度以及抗剪连接件直径的增加而增大，而随钢管外径的增大而减小。最后，根据有限元参数分析结果，提出了采用不同界面构造措施的UHPC外包层-钢管界面黏结抗剪强度简化计算方法。

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基于深度学习的重载车辆作用下桥梁动力响应预测方法研究

邬晓光1，徐凯澳1，黄骞2

2025, 44(5): 19-26. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.05.03

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为保证重载车辆环境下桥梁的安全性，针对桥梁响应进行预测。首先，选择简支箱梁与两轴重载货车作为研究对象，利用Abaqus软件建立桥梁模型，并利用Dload子程序模拟重载车辆行驶过程。其次，建立自适应噪声完备集合经验模态分解 (CEEMDAN)信号模型，提高响应预测效果。然后，构建长短期记忆（LSTM）循环神经网络对分解后信号进行训练和预测，并与单LSTM模型进行比对。最后，为了验证模型在实际噪音数据下的预测能力，通过添加指定信噪比噪声数据提高数据复杂度，进而验证模型的稳定性。结果表明，通过将CEEMDAN算法应用于LSTM模型对重载环境下桥梁加速度、挠度及应变进行预测，能有效提高模型的预测效果，在各指标上均有提升。

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大跨度桥梁在非高斯紊流影响下的抖振时域数值模拟

孙立洲1，郭俊华2，叶飞2，罗海生2，王泽政3,4

2025, 44(5): 27-37. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.05.04

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在桥梁抖振分析中，高斯过程假设普遍适用于紊流、风荷载、风致结构振动等3个方面。然而，大气边界层尤其是热带气旋中心区域附近常呈现非高斯紊流特性，其短时高速气流会加剧结构动力响应。因此，分析非高斯紊流对柔性结构特别是大跨度桥梁的影响，并将其风振响应与常规高斯紊流的风振响应进行比较十分有必要。采用有理函数逼近非定常自激气动力和气动导纳的桥梁时域抖振分析方法，对高斯和非高斯紊流激励下的振动进行了计算，采用Hermite多项式变换模拟了非高斯紊流的时程；通过蒙特卡罗模拟，得到了桥梁抖振响应的统计结果。研究结果表明：两类紊流激励下的振动过程均符合高斯分布，但非高斯紊流偏度会显著提升相同风速下的抖振响应均方根值与极值，其中响应增长率随风速增大呈衰减趋势，极值因子则随紊流偏度增加产生微小增幅。

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基于缆索振动数据的桥梁智能索力追踪策略

熊亮1，郑云文2，张立奎1，熊文2

2025, 44(5): 38-45. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.05.05

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为了准确获取斜拉索在斜拉桥运营期间的动态变化行为，识别斜拉索固有频率及索力，提出了一种基于缆索振动数据的桥梁智能索力追踪策略方法。该方法以斜拉索加速度响应为输入，采用快速傅里叶变换方法，将时域加速度信号转换为频域功率谱密度图，提取斜拉索的振动频率信息；基于峰值提取算法，对功率谱密度图进行处理，实现了峰值的自动搜索与提取，得到斜拉索的各阶固有频率；基于拉伊达准则方法，对峰值间距和峰值相对高差进行判别以剔除伪峰，进而确保斜拉索固有频率的识别精度；基于振动弦理论，根据斜拉索的固有频率和几何参数，计算出斜拉索的索力值，实现了固有频率至斜拉索索力的快速转换。研究结果表明：该方法能快速、高效地获取斜拉索的各阶频率及相应索力信息，能有效地区分频谱图中波峰真伪，且具有较高的索力识别精度和稳定性。将该方法成功应用于某座足尺斜拉桥的结构健康监测中，证明了在实际工程中的应用能力与可靠性。

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超长斜拉索垂度效应的精确解析方法

孟阳君1,2，李灿3

2025, 44(5): 46-51. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.05.06

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采用Ernst公式研究斜拉索垂度效应存在斜拉索线形为抛物线的假定、低应力水平下误差较大等缺陷，提出了基于悬链线法的拉索垂度效应特征参数的精确解析法，即通过拟定斜拉索的悬链线参数来求解斜拉索等效弹性模量Eeq、跨中竖向垂度f及索端（塔端）倾角修正值β0（βL）等垂度效应的特征参数；将精确解析法与ANSYS仿真结果进行了对比分析；选择某实际工程的斜拉索参数，应用精确解析法分析了σ = 0.1σu、0.4σu、0.8σu 应力水平下，斜拉索的Eeq、跨中竖向垂度f、塔端倾角修正值βL，并与Ernst公式分析结果进行对比。结果表明：精确解析法分析结果与ANSYS仿真分析结果最大相对误差为0.02%，验证了精确解析法的准确性及可靠性；不同应力水平下，随着水平投影长度的增加，斜拉索的Eeq逐渐减小、跨中竖向垂度f及塔端倾角修正值βL逐渐增大，与Ernst公式计算结果的最大相对误差分别达到28.35%、15.47%、19.14%；采用精确解析法分析斜拉索的垂度效应精度高且计算简便。

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基于冲击应力阻滞理念下砂土-玻璃钢格栅复合垫层棚洞数值仿真与试验研究

王星1,2，何雄飞1,2，黎盼3,4，梅华5，胡朝霞5

2025, 44(5): 52-58. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.05.07

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针对危岩落石冲击棚洞防护结构问题，采用室内试验及数值仿真方法，探究落石冲击作用下砂土-玻璃钢格栅复合垫层棚洞受力及变形规律。研究结果表明：相较于纯砂土垫层棚洞，新型棚洞顶板冲击荷载分布更为均匀，后者顶板应力峰值为纯砂土垫层的69.9%，板腹位移是砂土垫层的76.6%。为进一步验证新型棚洞结构防护效果，构建与现场棚洞尺寸一致的计算模型，结果显示：新型棚洞顶板腹部单元冲击应力峰值为砂土垫层的44.4%，顶板腹部位移峰值为砂土垫层的65.3%，砂土-玻璃钢格栅复合垫层对落石冲击应力具备明显的阻滞作用，极大避免了顶板腹部中心的受力集中状态，降低了顶板腹部应力及位移峰值，大幅提升了棚洞顶板抗落石冲切安全系数。

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穿越串珠状岩溶区群桩承载特性研究

李龙起，何敏，王安迪

2025, 44(5): 59-66. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.05.08

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以广西南玉高速铁路为依托，基于物理模型试验和有限元数值模拟，分析了不同溶洞高度、半径对岩溶区各基桩荷载传递及承载能力的影响。研究结果表明：在岩溶区，群桩轴力和侧摩阻力受到溶洞高度和半径的影响；在相同荷载下，溶洞半径变化对轴力和侧摩阻力的影响更大，各基桩轴力和侧摩阻力大小为：角桩＞边桩＞中桩，角桩受力最多，在逐级施加桩顶荷载之后，群桩效应更加明显，各基桩轴力也不断增加，中桩和角桩轴力差值也不断增加，桩顶荷载分担更不均匀；在相同荷载下，溶洞高度越低，溶洞半径越大，桩基沉降量越大，桩身侧摩阻力越小，桩基整体承载能力越差，溶洞顶板在外荷载下越容易发生破坏。

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考虑软黏土结构性的改进小应变硬化模型的参数取值方法研究

张振宇1，金鑫2，翟洪刚2，孙苗苗3,4,，吴熙3,4

2025, 44(5): 67-74. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.05.09

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通过加装弯曲元模块动三轴仪、常规固结仪系列的室内试验，参考杭州城西地区长大公路隧道明挖基坑工程中考虑土体小应变硬化模型（HSS），在此基础上引入软黏土的结构性参数ω，获得了考虑软黏土结构性的改进型土体小应变硬化模型（MHSS）参数取值方法。可以提升土体本构模型中变形计算的精度，合理分析并确定长大隧道工程基坑变形预警阈值。该研究方法能够使实际工程更容易通过地质勘测报告获取准确的小应变硬化模型参数。

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三峡水库变动回水区渣角滩养护疏浚效果评估与策略优化

朱彬华，刘作飞，杜新文，石晓光

2025, 44(5): 75-80. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.05.10

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渣角滩是三峡水库变动回水区的重点维护滩险，存在着有效航宽不足，船舶安全航行难度较大等问题。从2022年度的维护性疏浚技术方案、施工过程、疏浚效果、施工时机等方面出发，对渣角滩养护疏浚进行全面的分析、总结和评估。评估结果表明：渣角滩疏浚施工后，航道条件有明显改善；疏浚设计方案与河段演变规律、水位变化趋势、航道通行影响相适应；疏浚时机选择和现场动态管理合理规范。

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滑坡涌浪危险性云模型及其应用研究

牟萍1，王平义1，韩林峰1，喻涛1，张帆2

2025, 44(5): 81-87. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.05.11

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滑坡涌浪灾害作为一种突发性自然灾害，其预测与防护是工程中需研究的重要问题。笔者在涌浪成因机理分析基础上，基于滑坡体规模、坡形、岩性、高度、水面宽度、水深和河道特征等7个影响因子的滑坡涌浪危险性指标体系，构建了滑坡涌浪危险性评价云模型，并将该云模型应用于三峡库区3组典型滑坡案例。结果表明：云模型理论可用于研究滑坡涌浪灾害危险性；三峡库区典型滑坡涌浪灾害的危险程度处于中等和较高之间；应对库区潜在滑坡体进行实时监测预警，并采取相应的措施。

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建成环境对城市居民长时通勤行为的影响研究

何明卫，黄世恒，钱乾，刘杰，刘阳

2025, 44(5): 88-94. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.05.12

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长时通勤已成为我国城市居民面临的普遍问题，这严重影响了居民的生活质量和通勤效率。以昆明市建成区为例，采用随机森林模型探究了建成环境与城市居民长时通勤的非线性关系与阈值效应。研究结果表明：建成环境对居民长时通勤的相对重要度之和为80.8%，远大于个人社会经济属性；自足性指数对长时通勤的影响最大且为负相关，其次为人口密度、路网密度、就业岗位密度；建成环境与居民长时通勤之间存在非线性关系，人口密度、就业岗位密度、路网密度、职住比、公交站点密度对长时通勤均表现出明显的阈值效应。

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基于主动交通管理需求的快速路交通流特性研究

邵长桥，董文延

2025, 44(5): 95-101. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.05.13

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为了适应主动交通管理策略需求，对快速路交通流特性进行研究。以交通微波雷达检测器数据为基础，应用交通流波速理论和宏观交通流模型，将交通流状态分为非拥堵状态、过渡状态和拥堵状态。根据交通流波速理论分析拥堵状态下各车道密度、速度和占有率的变化特性，研究了车道级交通流状态划分阈值；分别应用Pipes、Van Aerde和Newell宏观交通流模型对交通流断面观测数据与车道观测数据进行拟合，并对基于宏观交通流模型的交通流参数进行估计。研究结果表明: 不同车道的交通运行时序特性和交通流状态存在显著差异，3个经典模型中Van Aerde模型对交通流运行数据拟合效果最佳。综合交通流波速理论和宏观交通流模型分析结果，得到了交通流状态判定阈值。

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考虑性别差异的老年行人事故严重程度时间不稳定性分析

潘义勇，王羿

2025, 44(5): 102-111. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.05.14

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为了探究老年行人事故严重程度的性别差异，基于均值异质性的随机参数Logit模型，分别对男、女性老年行人事故严重程度影响因素进行了异质性和时间不稳定性分析。将事故严重程度分为3类：仅财产损失事故、轻伤事故和重伤事故，从人、车、路、环境等4个方面选取26个影响因素，通过随机参数的均值变化来捕捉事故严重程度影响因素的异质性；利用对数似然比检验分析了影响因素的时间不稳定性和在性别上的可转移性；采用边际效应分析了各显著因素对事故伤害严重程度的影响。研究结果表明：男、女性老年行人事故的严重程度影响因素存在显著差异，这些影响因素存在显著的时间不稳定性和不可转移性；“驾驶员逃逸”仅在2016年的老年女性交通事故中显著，“事故发生在工作区”仅在2017年的老年男性交通事故中显著，“交通管制方式为指示牌”在2015—2017年的老年男性交通事故中均显著，“交叉口类型为十字路口”在2015、 2017年的老年女性交通事故中均显著，对“仅财产损失事故”的影响程度呈现相反效果。

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基于改进PID搜索算法的列车节能运行优化研究

侯涛，兰小斌

2025, 44(5): 112-120. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.05.15

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高速列车节能运行优化即在满足约束条件的基础上，通过调整驾驶策略，实现节能控制。针对高速列车进一步节能优化问题，提出了一种基于改进PID搜索算法的列车节能运行优化方法。首先，为提升算法的寻优性能，采用sine -logistic融合混沌映射来初始化种群，利用模糊PID控制实现参数的自适应调节，使用动态选择T分布扰动策略增加随机信息，通过透镜成像反向学习方式丰富种群多样性，引入SA选择机制来扩大搜索范围，并通过基准测试函数验证了该方法在收敛精确度和收敛速度方面的优越性。然后，采用列车均质棒建模，以最小能耗、准时和舒适度为优化目标，建立列车节能运行优化模型。最后，基于CRH3C型列车参数，运用渭南北站至华山北站的实际线路数据进行仿真。结果表明：通过改进PID搜索算法优化，相比于列车节时和四阶段运行模式，在一般限速下，列车分别节能17.9%和9.9%；在临时限速下，列车分别节能10.8%和9.0%，并对列车临时进站时间调整情况进行了分析，验证了该方法的有效性和鲁棒性。研究结果为优化列车运行能耗提供参考。

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