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    桥梁与隧道工程
    基于导波模态转角的钢绞线张拉力计算方法研究
    钱骥1,2,杨金川1,李长春1,张俊波1
    2018, 37(11): 1-7.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.11.01
    摘要 ( )   PDF(757KB) ( )  
    基于超声导波在钢绞线中传播受钢绞线张拉力影响特性,提出了一种钢绞线张拉力计算方法。以直径15.2 mm七芯钢绞线为例,理论推导了单根钢丝受不同 边界约束条件下纵向导波频散曲线;用有限元方法模拟了导波在单根钢丝及有张力钢绞线中传播过程;分析了引起模态变化的原因及受张拉力影响下模态转角变 化规律。结果表明:随着钢丝表面位移约束刚度增大,一阶纵向导波频散曲线整体向高频位置偏移,且小波数部分向高频偏移更为明显,从而在频率300 kHz附近 形成模态转角;钢绞线在不同张拉力条件下,其一阶纵向导波模态转角主要受钢丝间的切向摩擦力影响;考虑钢绞线螺距及摩擦系数影响的钢绞线张拉力与导波 模态转角之间吻合幂函数关系。
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    单缆悬索桥成桥及施工阶段非线性静风响应
    乔云强1,付曜2
    2018, 37(11): 8-14.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.11.02
    摘要 ( )   PDF(844KB) ( )  
    考虑了单缆大跨悬索桥变截面主梁节段的影响,通过风洞试验获得了不同节段的静三分力试验数据。在此基础上,考虑了结构几何非线和荷载非线性,采 用ANSYS建立了单缆大跨悬索桥不同施工阶段和成桥状态的有限元计算模型,采用增量与内外两重迭代相结合的方法,运用APDL语言进行了二次开发并编制了相 应的程序,对单缆大跨悬索桥的非线性静风稳定性进行了分析,并求解了不同风速下不同施工阶段和成桥状态的非线性静风响应。研究表明:单缆大跨悬索桥施 工阶段的静风失稳临界风速随着主梁拼装率的增加而降低,在即将合拢前达到最小。成桥后结构刚度大幅提升,静风响应不会对成桥状态的单缆大跨悬索桥产生 较大影响。因此,应注意施工过程中,特别是即将合拢时的静风响应。
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    基于宏观应变测试的受弯构件微损伤识别研究
    张浩1,韩乃杰2,刘凯2,钟志鑫2
    2018, 37(11): 15-20.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.11.03
    摘要 ( )   PDF(838KB) ( )  
    基于宏观应变理论,针对受弯构件微损伤工况,对损伤范围、刚度折减量、损伤位置进行分析,总结了不同参数对识别结果的影响,根据结论改进了原有 的损伤指标,并进行了室内实验验证,由改进后的损伤指标计算的损伤误差在2%以内。研究表明:由改进后的损伤指标计算的刚度折减量与损伤位置无关;当确 定了损伤范围和损伤位置,通过拟合的计算公式能够准确量化标距范围内的刚度折减量,实现了标距范围内更细微损伤的精确定量识别。
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    偏心受压构件大小偏心不确定性的研究
    肖光宏,汤名豪,谢鑫
    2018, 37(11): 21-25.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.11.04
    摘要 ( )   PDF(404KB) ( )  
    现行《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(简称《规范》)的偏心受压构件计算公式中,受拉钢筋的应力是不连续的,这对偏心受压构件的受 压区高度、大小偏心判别及构件的承载力会有一定的影响。首先,从理论上对大小偏心受压公式进行了分析,研究了一元三次方程解的唯一性和大、小不同偏心 假设下构件受压区高度的分布情况;然后,用C30+HRB335、C50+HRB335及C30+HRB400这3组材料组合的具体算例,对比研究了偏心受压构件承载力所受到的影响 。结果表明:一元三次方程的3个解中,只有1个解位于(0,+∞)上;先假设为大偏心的情况下,受压区高度的分布存在空白区间;先假设为小偏心的情况下,存 在空白区间和误判区间,大小偏心判别不会发生不确定性现象;针对同一偏心受压构件,在不同的偏心假设下,承载力在临界偏心距处均存在误差,且先假设为 大偏心时的误差小于先假设为小偏心时的误差,误差与材料强度呈正相关。研究结论可对《规范》偏心受压公式的修改提供参考。
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    道路与铁道工程
    离析对密级配沥青混合料渗透性能的影响
    向浩,朱洪洲,陈柳晓,钟伟明
    2018, 37(11): 26-34.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.11.05
    摘要 ( )   PDF(540KB) ( )  
    为研究路面离析对密级配沥青混合料渗透性能的影响,通过自制变水头渗透仪对AC-13、AC-20和ATB-25这3种密级配沥青混合料在不同级配离析状态下的 渗透参数进行测定,并将试验结果结合现行规范沥青混合料临界渗透系数进行分析。研究结果表明:密级配沥青混合料随着离析程度的增大,渗透性能增大,且 增大速率越来越快;空隙率和最大粒径相同时,发生级配离析较温度离析渗透性能更好;空隙率相同时,对于最大粒径不同的密级配混合料,发生级配离析较温 度离析所造成的渗透性能差异更大;建议将7%现场空隙率与0.001 cm/s渗透系数组成双重标准用于路面设计与施工质量控制;密级配沥青混合料压实温度应不低 于130 ℃,温度变化应控制在10 ℃以内,施工时应控制在轻度离析范围以内。
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    基于正交试验的纤维微表处降噪与耐久性能影响因素研究
    吕权1,何连明2,刘伟2,徐全威2,何婧2,朱富万2
    2018, 37(11): 35-39.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.11.06
    摘要 ( )   PDF(527KB) ( )  
    微表处养护技术在广泛应用的同时仍然存在着噪声过大、抗松散性能不足、耐久性差等缺点,制约着微表处养护技术更好地应用。针对纤维微表处,从原 材料、矿料级配、纤维与改性乳化沥青用量等方面对混合料路用性能影响因素进行研究,为纤维微表处混合料的设计提供参考。研究结果表明:掺加进口纤维的 混合料拥有较好的抗车辙性能和抗水损害性能;级配是影响混合料抗车辙性能和噪声的显著因素;纤维掺量是影响混合料耐磨性能的显著因素。
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    水性环氧树脂对SBR乳化沥青的复合改性作用
    李秀君1,毕伟林1,拾方治2,吕建伟3,惠致富1
    2018, 37(11): 40-46.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.11.07
    摘要 ( )   PDF(757KB) ( )  
    研究了不同掺配比例的水性环氧树脂对两种常见类型的阳离子SBR改性乳化沥青性能影响,采用蒸发残留物三大指标评价了复合改性乳化沥青的性能,基于 单因素方差分析,采用48 h浸水马歇尔稳定度、冻融劈裂抗拉强度、湿轮磨耗试验评价了水性环氧树脂和SBR在BCR型阳离子乳化沥青混合料中发挥的复合改性作 用。结果表明:适量水性环氧树脂的掺入可以提高SBR改性乳化沥青蒸发残留物软化点、混合料的高温稳定性以及耐磨耗剥落能力,高掺量的水性环氧树脂会削弱 SBR改性乳化沥青的低温延度以及混合料的抗冻融性能,高固含量的SBR改性乳化沥青不适宜再掺入高掺量的水性环氧树脂作为复合改性剂,通过室内试验推荐了 不同类型SBR乳化沥青的水性环氧树脂掺量。
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    干法掺入煤液化残渣沥青稳定碎石基层材料性能
    张宜洛1,陈阳阳1,李晨2,王佳伟1,董飞龙1,郭创1
    2018, 37(11): 47-51.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.11.08
    摘要 ( )   PDF(547KB) ( )  
    为了研究干法掺入煤液化残渣(LQ)的沥青稳定碎石基层的性能,将煤液化残渣通过替代部分矿粉的方式掺入到沥青混合料中,对沥青稳定碎石混合料试件 进行路用性能试验分析,系统地研究干法掺入LQ对混合料的性能影响。结果表明:在沥青稳定碎石基层中通过干法工艺添加LQ可以提高混合料的高温稳定性和水 稳定性,低温抗裂性能降低,同时低应力水平下LQ沥青稳定碎石有较好的抗疲劳性能。
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    港口航道·水利水电·资源环境
    基于可靠性的导流洞堵头设计优化分析
    汪魁1,2,刘欢1,罗盈3, 4
    2018, 37(11): 52-57.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.11.09
    摘要 ( )   PDF(536KB) ( )  
    目前堵头设计还没有统一的标准和设计准则,多数堵头设计长度过分偏于安全。在传统定值计算方法的基础上,将可靠性理论引入到导流洞堵头的设计计算中。通过对导流洞堵头极限状态的分析,建立极限状态方程,并在此基础上,利用非线性有限元分析软件ABAQUS建立导流洞堵头及围岩的三维有限元计算模型,在可靠性理论的基础上建立堵头力学性能可靠性的显式功能函数,选用设计验算点法编制了计算堵头可靠度的MATLAB程序。通过建立不同长度堵头的有限元计算模型,分别进行可靠性分析和稳定性分析,综合考虑各堵头可靠性和稳定性,对堵头设计长度进行优化分析。
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    浅水区海底管道周围海床孔压分布数值计算研究
    付长静1,吕毅1,赵天龙1,车权2,聂玉玺1
    2018, 37(11): 58-63.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.11.10
    摘要 ( )   PDF(645KB) ( )  
    针对我国海上油田开采起步较晚,大部分油田处于浅水区的情况,在研究管道稳定性时,应充分考虑浅水区波浪的影响。考虑管道为弹性体,根据Biot固结理论,基于近似椭圆余弦波理论,利用大型有限元软件ABAQUS建立浅水区海底管道周围海床孔隙水压力数值计算模型,讨论浅水波作用下海底管道周围海床超静孔隙水压力的分布规律,分析管-土接触作用、海床土性质以及埋置深度等因素对管道周围海床土超静孔隙水压力分布的影响。计算结果表明:管道与海床的相互接触效应对于波浪作用下管道周围海床中超静孔隙水压力的分布影响非常小;海床的渗透特性、孔隙率、弹性模量以及埋置深度对管道周围海床中超静孔隙水压力分布有明显影响,海床的渗透性越低,弹性模量越小,埋置深度越浅,管道越容易发生失稳。
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    BP神经网络在水下地形高程拟合的应用
    彭中波, 高阳
    2018, 37(11): 64-68.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.11.11
    摘要 ( )   PDF(1010KB) ( )  
    运用MATLAB软件的神经网络模块建立BP神经网络,以工程河段实测水下地形图中测量点的X、Y坐标值作为输入层神经元,相对应的高程值作为输出层神经元。针对网络训练样本数据较多的特点,对多种训练函数的优劣进行比较,选取适合的训练函数,并进行大量训练实验,不断修正性能参数,并利用水下地形图测量点样本数据进行检验。实验结果表明:该模型对水下地形高程的高精度预测作用满足地形测量工作的工程要求,在实际工程测量中具有很好的应用价值。
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    交通运输工程
    城市近郊区公路网规划方法探讨
    张志清,刘豪,沈伯昭
    2018, 37(11): 69-75.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.11.12
    摘要 ( )   PDF(671KB) ( )  
    为了满足近郊区城市化建设阶段公路设施规划需要,通过分析近郊区经济发展及交通特性,在传统节点重要度方法的基础上,构建近郊区路网节点体系,结合直接连线法,建立适用于城市近郊区公路网规划方法。将此方法应用于大同市南郊区公路网规划实践。结果表明:规划后公路网能够满足近郊区与主城区道路交通、近郊区对外道路交通以及近郊区内部道路交通多层次需求,并能够适应近郊区经济发展。研究成果对近郊区公路网布局具有一定借鉴意义。
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    基于门限递归单元循环神经网络的交通流预测方法研究
    王体迎1,时鹏超1,刘蒋琼2,刘博艺3,时天昊4
    2018, 37(11): 76-82.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.11.13
    摘要 ( )   PDF(633KB) ( )  
    为了有效地实施智能交通管理系统,需要进一步提高交通流量预测的准确率。提出了一种基于门限递归单元循环神经网络的短时交通流量预测方法,该方法可以不依靠先验知识,有效地利用“序列信息”建模。通过使用该方法对加拿大大不列颠哥伦比亚省的真实交通流量数据进行建模分析,并对比了在不同滞后时间的输入数据下该方法的预测效果,然后将其与ARIMA和SVR的预测结果进行了对比,同时也展示了该方法在工作日和周末的实际预测效果。结果表明:该方法预测效果良好,其平均绝对百分误差比ARIMA与SVR分别平均降低了74.72%和12.15%,预测值和实际交通流量吻合度高,是一种预测精度高且有效的交通流量预测方法。
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    基于感应控制的过饱和交叉口流量转移方法研究
    成卫1,唐逸超1,郑佐雄2
    2018, 37(11): 83-90.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.11.14
    摘要 ( )   PDF(529KB) ( )  
    为了提高过饱和交叉口车辆的通行效率,解决交叉口由于流向溢流而产生的过饱和问题。以过饱和交叉口为研究对象,提出了一种基于感应控制的过饱和交叉口流量转移方法。该方法以交叉口的平均排队最小和通行能力最大为目标,从空间和时间两个方面对流量转移方法的实现进行了研究,提出了具有相位优先功能的过饱和交叉口感应控制策略。运用VISSIM微观交通仿真软件以昆明市青年路-人民路的实际调查数据为例对转移方法进行验证。仿真结果表明:提出的流量转移方法能有效减少过饱和交叉口的排队长度并提高过饱和交叉口的车辆通行效率,对防止过饱和交叉口的拥堵现象进一步恶化有显著作用。
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    T型交叉口主路左转远引设置方法及延误研究
    张卫华,陈靖生,董瑞娟,陶虎
    2018, 37(11): 91-96.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.11.15
    摘要 ( )   PDF(490KB) ( )  
    针对左转交通流对T型交叉口车辆运行影响较大的现象,提出了交叉口主路左转车流远引掉头的交通组织方式,以提高交通效率和行车安全。分析了T型平面交叉口主路左转远引的适用条件与车流组织方法,建立了车道流量与换道行驶距离之间的关系模型。以交叉口车辆平均延误最小为评价指标,考虑对相邻交叉口功能区的影响,构建了远引回转车流掉头位置计算模型,模型参数涵盖了交叉口的几何尺寸和交通流量等,并分析了远引渠化后T型交叉口的延误计算方法。实例应用分析表明,在一定条件下T型平面交叉口主路左转远引可有效减少信号相位数和车辆平均延误,交通仿真也验证了上述方法的有效性。
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    基于EFA及CFA方法的西安市公共自行车选择行为分析
    马书红1,杨野1,王元庆1,韩笋生2
    2018, 37(11): 97-104.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.11.16
    摘要 ( )   PDF(521KB) ( )  
    为了考察影响西安市公共自行车选择行为的因素,利用问卷调查数据,结合探索性因子分析以及验证性因子分析方法,探索影响西安市公共自行车选择行为因素之间的结构关系,并验证因子模型的结构合理性。研究结果表明:基于探索性因子分析法,将初步选定的影响选择行为的38个题项缩减至32个,采用主成分分析萃取公因子,并将筛选后的32个题项降维至7个综合指标(公因子),按照重要度排序为:天气及气候>空间布局>运营服务>出行目的>居民属性>骑行路况>出行原因;基于验证性因子分析法,证明了因子模型的结构合理性,并进一步确定各因子的主要影响因素:“下雨”、“租赁点距离公交站点或地铁口距离”、“公共自行车调度系统”、“上班或上学”、“年龄”、“道路平整度”、“避免拥堵”;最后,针对影响西安市公共自行车选择行为的因素提出了相关建议。
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    关于驾驶员“路怒症”的研究综述
    邓院昌, 金杰灵
    2018, 37(11): 105-111.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.11.17
    摘要 ( )   PDF(628KB) ( )  
    “路怒症”造成交通事故的一个重要因素,严重威胁道路交通安全。为了进一步了解“路怒症”,总结了国内外有关“路怒症”的定义、表现和研究方法;探讨了驾驶员“路怒症”成因,并提出了预防对策。表明驾驶员个人因素、环境因素和群体因素是造成“路怒症”的主要原因,其中驾驶员个人因素和环境因素占主导地位;预防“路怒症”的工作可从道路环境改善、法律法规制定、职业驾驶员管理、驾驶员个人调节以及文明驾驶培训等方面来开展。
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    基于演化博弈的港口竞合策略选择及仿真研究
    赖成寿1,吕靖1,李慧2,高天航1
    2018, 37(11): 112-118.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.11.18
    摘要 ( )   PDF(444KB) ( )  
    基于有限理性、不完全信息假设,运用竞合博弈和演化博弈理论探究港口竞合行为策略选择的内在机理和长期演变规律。构建了港口竞合博弈双层规划模型,运用shapely值对合作联盟的收益进行分配;引入“收益分配系数”、“合作成本”、“违约增量收益”、“违约补偿金”等参数构造港口博弈非对称得益矩阵,在此基础上建立演化博弈模型,对港口演化博弈均衡点的稳定性进行分析,并通过MATLAB R2010b对港口竞合演化路径的进行仿真。研究结论表明:演化稳定均衡点以及演化路径受初始状态选择、“合作收益增量”、“收益分配系数”、“合作成本”、“违约收益”、“违约补偿金”等参数影响。最后,针对演化影响参数提出使双方合作成为唯一进化稳定均衡的措施建议,确保港口协作发展。
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    载运工具与机电工程
    一种基于CFD的车辆行驶状态识别方法
    彭聪1,刘秋锦2,杨克3
    2018, 37(11): 119-126.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.11.19
    摘要 ( )   PDF(950KB) ( )  
    为了使驾驶辅助系统同时适用于车-路和车-车两种交通路况,基于计算流体动力学提出了一种车辆行驶安全状态识别的新方法。在车道线和车辆外流场所围成的行驶安全域中,根据拟合的车道线和预测的车辆行驶轨迹,提取车辆的位置和撞线时间两项车-路安全状态的特征;并通过车辆外流场的建模离线计算和数据库的实时在线检索,获取行驶轨迹上纵、横向最大流速两项车-车安全状态的特征。采用概率神经网络对行驶车辆的这4项特征进行安全模式的分类和识别。结果表明:该方法能够比较满意地识别出车辆的行驶状态。
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    基于响应面法的制动盘多目标及稳健性优化设计
    谷 婷 婷
    2018, 37(11): 127-132.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.11.20
    摘要 ( )   PDF(713KB) ( )  
    针对某款制动盘的设计要求,提出了一种基于响应面法的多目标和稳健性优化设计方法。建立了制动盘多工况下的有限元模型;以制动盘结构参数作为设计变量,目标性能参数为响应,设计正交试验,建立了制动盘的Kriging响应面模型;以制动盘冷却系数最大、质量最小为优化目标,其它性能参数为约束条件,以制动盘结构尺寸公差为噪声因子,将多目标遗传算法与蒙特卡洛方法相结合,对制动盘结构进行了多目标/稳健性优化设计;获得了制动盘冷却系数和质量指标的Pareto最优解。采用有限元仿真和试验相结合的方法对优化结果的可靠性进行验证,结果表明提出的优化设计方法有效可靠。
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    考虑路面附着系数的车辆差动制动控制策略
    肖佩,龙祥,胡剑
    2018, 37(11): 133-138.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.11.21
    摘要 ( )   PDF(472KB) ( )  
    为了避免由于路面附着系数过低或突变而导致的车辆摆尾等事故,可为车辆增设路面附着系数在线辨识模块,提升车辆主动安全性能。建立路面附着系数辨识模型,基于递推最小二乘法,实现路面附着系数的在线辨识;考虑路面附着系数的影响,提出差动制动控制策略;通过Simulink/Carsim联合仿真,验证所提出差动制动控制策略的优越性。结果表明,修正后的控制策略提高了车辆差动制动性能,提高了车辆的行驶稳定性。
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