重庆交通大学学报（自然科学版）

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分界点对混合拱桥受力影响研究

周倩1,2，张策3，周水兴1，冉文兴1

2019, 38(01): 1-6. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.01.01

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为增大拱桥跨越能力，缩短建设周期，降低工程造价，提出一种拱脚段采用混凝土结构、其余段采用钢箱结构的钢-混混合拱桥形式。以420 m跨的重庆万州长江大桥为依托，利用Ansys参数化分析方法，对钢-混分界点位置对主拱变形、内力及拱轴系数选取影响进行数值分析。研究发现：钢-混分界点位置对拱桥受力及变形影响显著，当分界点位置超过0.181倍拱圈跨径后，主拱变形呈马鞍形变化趋势；分界点位于四分之跨截面时，为减小拱圈恒载压力线与设计拱轴线偏移的不利影响，必须取较大的拱轴系数；分界点对拱脚至四分之跨段弯矩和3/8跨至拱顶段的轴力影响显著，对全桥拱圈应力影响相对较小。结果表明：考虑拱圈变形有利，混合拱分界点宜位于0.125倍拱圈跨径至0.181倍拱圈跨径段。

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千米级缆拱组合桥概念设计研究

谢肖礼1，马骉2，李国平3，覃霞1，孙长军4，喻泽成1，戴纳新5

2019, 38(01): 7-13. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.01.02

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采用给拱肋卸载及悬索桥不设锚碇的理念，提出一种新的桥梁结构体系——缆拱组合桥，其主要由主拱、主缆、主塔、边拱及主梁组成。通过选取适宜的垂跨比、矢跨比、拱轴线等参数来调整拱和缆分担主跨桥面荷载的比例，让缆承担更多荷载，从而拱肋得到大幅度卸载，既降低了其应力水平，又提高了稳定性，使缆拱桥的跨径可以超越拱桥。以1 008 m跨径为例，对缆拱桥进行概念设计，并通过有限元研究其结构强度、刚度、稳定性等问题。研究表明：缆拱桥不仅保留了悬索桥承载力高、拱桥刚度大的特点，同时还具有一定的美学价值。

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混凝土真三轴试验的研究现状

李静，简华伟，刘英伟

2019, 38(01): 14-22. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.01.03

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系统的介绍了国内外混凝土真三轴试验的研究现状，包括混凝土的种类、加载设备、减摩措施、试块尺寸、加载路径和破坏形态；分析总结了真三轴试验中存在的一些问题：诸如应变路径和应力应变混合路径下真三轴试验较少，边角效应明显等。为复杂应力状态下混凝土的真三轴试验研究提供了理论基础。

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毗邻隧道洞口遮阳棚光环境及二次污染数值模拟

彭余华，傅向祥，陆昕，李璇

2019, 38(01): 23-29. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.01.04

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隧道群中毗邻隧道的照明与单体隧道照明有着显著差异。为减少白天毗邻隧道洞口由光照强度差异引起的交通事故，在公路隧道洞口采用遮阳棚的减光措施，可起到良好的减光效果，满足驾驶员的视觉特性，但往往结构形式较封闭，上游隧道洞口污染物易窜流到下游隧道进口形成“二次污染”。以毗邻隧道为背景，构建了底部两侧镂空、上方封闭的遮阳棚模型，利用光模拟计算软件Daylight Visualizer分析了毗邻隧道洞口的亮度变化规律及遮阳棚的减光效果；以标准k-ε双方程的三维紊流模型及多组分扩散传输为物理计算模型，采用Ansys Fluent流体分析软件数值模拟了无遮阳棚和有遮阳棚两种情况下，毗邻隧道洞口污染物的扩散情况。结果表明：所构建的遮阳棚(透光率30%)能大大减少隧道内与隧道间路面照度的差值，与较封闭遮阳棚相比，能更好地改善隧道洞口污染物的扩散。

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基于BIM技术的三维公路模型设计探讨

孙建诚，蒋浩鹏，朱双晗

2019, 38(01): 30-34. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.01.05

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BIM技术在我国建筑工程领域的发展较为迅速，但是在公路工程领域其发展还处于刚刚起步阶段。首先通过分析BIM数据交换标准的类型，针对公路工程设计、施工和运维阶段改进及优化了BIM的技术路线。其次通过结合我国某二级公路工程项目，对比了Civil3D与Powercivil软件在前期设计阶段中的过程及应用，为BIM技术在我国公路设计中的发展提供了技术路线和设计理念。

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钾掺杂石墨相氮化碳光催化性能研究

郭小峰1,2,3，马元功2，吴启凡2，周吕俊2，王丽影3

2019, 38(01): 35-42. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.01.06

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采用二氰二胺、硫脲、三聚氰胺、碘化钾和氢氧化钾为原料制备钾掺杂石墨相氮化碳，系统地研究了不同制备温度、钾源、掺杂量等条件对其光催化性能的影响。通过X射线衍射（XRD）、紫外-可见漫反射吸收光谱（UV-vis）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、比表面积分析（BET）等对样品进行表征分析。结果表明：掺杂后的样品与纯石墨相氮化碳（g-C3N4）相比，减小了能带宽度，提高了对可见光的吸收，降低了光生电子-空穴对的复合率，进而显著提高了样品的光催化性能。对比不同温度、不同掺杂比的样品的光催化降解实验结果，发现以硫脲和碘化钾为原料，在550 ℃、煅烧时间为4 h，钾离子与氮化碳掺杂摩尔比为0.1的制备条件下所得的样品光催化效果最佳，其光催化降解速率是g-C3N4的4.29倍。

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寒冷地区树脂沥青的材料设计与性能优化

易军艳1，诸一鸣1,2，冯德成1，任昭1，秦卫军3

2019, 38(01): 43-48. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.01.07

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针对树脂沥青展开了拉拔试验和小梁弯曲试验。采用正交设计和拉拔试验方法对影响树脂沥青性能的沥青含量、固化剂含量、树脂含量、固化时间和固化温度等因素进行了研究，并结合低温小梁弯曲试验确定出最佳的配比、固化时间和固化温度，再加入增韧剂提高树脂沥青的低温性能，从而实现其性能优化。研究表明：对树脂沥青拉拔强度影响程度排名为固化剂用量>沥青用量>固化时间>固化温度，且当采用固化时间为4 h、固化温度为120 ℃ 、固化剂用量为20%、沥青用量为30%、增韧剂用量为5%、松节油用量为2%时，能在保证其拉拔强度的同时也有较好的低温性能。

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测点偏移对水泥混凝土路面板角弯沉测试的影响

刘海军1,2,王子彬1,2,牛晓霞1,2,李浩1,2

2019, 38(01): 49-54. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.01.08

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针对现行规范中板角弯沉测试中轮胎加载、贝克曼梁梁头及落锤摆放位置不明确对测试结果的影响问题，利用贝克曼梁弯沉仪、落锤式弯沉仪开展了轮胎加载、贝克曼梁梁头及落锤位置的偏移对水泥混凝土板角弯沉值影响研究。研究结果表明：在板底脱空的情况下，两种方法测试得到的弯沉值均与偏移距离存在较好线性相关性，随着偏移距离的增加，板角弯沉近似线性减小；贝克曼梁弯沉仪检测板角弯沉时，荷载偏移10 cm、20 cm以内可分别满足工程应用容许误差5%、10%的使用要求，建议贝克曼梁梁头摆放于距板角横、纵缝5cm的位置；落锤式弯沉仪检测板角弯沉时，偏移20 cm、30 cm 以内可分别满足工程应用容许误差5%、10%的使用要求。

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河道型水库滑坡涌浪安全评估系统设计与实现

林孝松1，罗军华1，王平义2，王梅力1，喻涛2，龚远红1

2019, 38(01): 55-61. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.01.09

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山区河道型库岸滑坡及其产生的涌浪给库区航运、旅游、生产生活以及人员财产造成巨大威胁和损害。以三峡库区万州段为研究范围，基于ArcGIS Engine和Skyline等专业软件，在山区河道型水库滑坡涌浪安全评估系统整体设计的基础上，详细分析了初始涌浪高度、涌浪传播与衰减系数、固流能量交换系数、涌浪爬高、横摇角度以及涌浪安全评估等核心功能的实现流程、实现算法及具体操作。该系统不但能快速计算出滑坡产生后某特定网格单元的涌浪特征值，而且能通过系统的批量计算模拟得到研究区河段范围内所有网格单元的涌浪特征值分布情况。研究成果可为滑坡涌浪灾害空间预警及航道安全评价与管理等提供可视化分析平台。

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基于混沌加速果蝇优化算法的航电枢纽施工进度研究

耿敬，张洋，李明伟，徐前，张立东

2019, 38(01): 62-68. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.01.10

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针对季节性冰冻河流航电枢纽施工进度优化问题，以工期为优化目标，计入季节性冰冻因素，以施工强度和工程资源为约束条件，建立了施工进度优化模型(CSOM)；为了获得CSOM优化模型更优解，基于果蝇优化算法，设计自适应加速搜索机制和全局混沌扰动机制，建立混沌加速果蝇优化算法 (CAFOA)；利用CAFOA算法求解CSOM优化模型，得到一种混沌加速果蝇季节性冰冻河流航电枢纽施工进度优化方法；基于依兰航电枢纽工程施工组织数据，开展数值实验。结果表明：建立的方法用于解决季节性冰冻河流航电枢纽施工优化问题是可行的，并获得了较满意的结果。

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大宁河上中游地质灾害发育特征及对比研究

孙莹洁，邓兵，乐琪浪

2019, 38(01): 69-75. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.01.11

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以大宁河上游的巫溪县幅和大宁河中游的大昌幅地质灾害为例，阐明大宁河上游及中游的地质灾害发育特征，并将上游及中游的地质灾害发育差异进行对比，分析其内在成因。结果表明：巫溪县幅地质灾害以小规模的滑坡、崩塌和泥石流为主，其中以滑坡数量最多，但近年来崩塌和泥石流发生的频率较高，其造成的危害也较为严重；大昌幅地质灾害以大中型滑坡为主，其造成的危害也最为严重；由于地层岩性、地形地貌、地质构造及河流侵蚀等方面的不同，巫溪县幅地质灾害与大昌幅地质灾害发育特征存在明显差异。

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考虑交通拥堵的出租车市场均衡模型

田丽君，詹晓斌

2019, 38(01): 76-82. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.01.12

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为了衡量交通拥堵对出租车市场均衡结果的影响，采用柯布—道格拉斯型生产函数作为匹配函数的表达形式，构建了交通拥堵环境下的包含巡游车与网约车的出租车市场均衡模型。算例表明，提高两类平均行驶速度对乘客等待时间、出租车空驶时间以及乘客占比具有不同的影响，但均能提高出租车系统的社会福利。在交通拥堵较为严重时，提高载客出租车平均行驶速度对提升出租车系统社会福利的效果更为显著。

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基于聚类分析的城市公交线路工况构建

李耀华，李忠玉，苟琦智，任田园，邵攀登，刘鹏

2019, 38(01): 83-88. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.01.13

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针对西安市城市公交线路工况构建，提出了采用线路强度来筛选采样线路的方法和根据样本综合稳定度指标来判定工况数据采样量饱和的判据，并基于聚类分析法构建了西安市某城市公交线路工况，通过平均误差和V-A概率二维分布矩阵相似度验证了构建工况的有效性。试验数据表明：采样数据与构建工况之间平均误差为7.3%，两者的V-A分布概率矩阵的相似系数为0.9957，表明采用聚类法构建得出的工况误差较小，符合实际行驶情况。

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考虑灾后道路恢复情况下动态应急物资选址问题

孟燕萍，申慢慢

2019, 38(01): 89-96. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.01.14

摘要 ( )

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为研究面向地震灾害下的动态应急物资选址问题，以最小化应急物资运输成本和灾民等待物资心理惩罚成本为目标，考虑灾后道路恢复情况，权衡二次运输成本和灾民等待物资心理惩罚成本，建立多目标混合整数规划模型，确定不同道路恢复情况下动态应急物资选址方案。考虑模型中权重等参数的影响，设计3种实验，并对实验结果进行讨论。通过实际算例，以雅安地震为背景，将灾后72h分成6个时段，每个时段下对应不同的道路恢复情况，确定每个时段下的应急物资选址方案，验证模型的实用性。

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基于数据包络法的轨道停车换乘效率评价

彭金栓，张磊，徐磊，蒲克友

2019, 38(01): 97-101. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.01.15

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为疏导我国大中城市中心区的密集车流,近年来陆续有城市建成了停车换乘设施。通过对重庆市轨道停车换乘站场设施的调查，进行了停车换乘效率影响因素分析。选取换乘步行距离、停车泊位数、换乘费用、发车间隔作为输入指标，换乘时间、换乘客流量作为输出指标，在数据包络法的基础上，确定停车换乘效率评价模型。对重庆市5个典型轨道交通停车换乘设施，运用DEA模型进行停车换乘效率评价。所建立的停车换乘设施效率评价模型对目前的轨道交通规划和建设具有一定的参考价值。

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基于IC卡数据的轨道站点候车时间特征分析

陈艳艳1，陈兴斌1，吴克寒1，李金山2，熊杰1

2019, 38(01): 102-107. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.01.16

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城市轨道在面对高峰时刻大量的通勤客流时，有可能因地铁已满负荷行驶乘客而等待下一车辆，由此产生轨道站点候车时间。基于此，提出了一种基于地铁IC卡数据来计算高峰时期乘客真实候车时间的方法。其特点是针对特定OD，通过高峰时刻乘客出行时间与非高峰时刻乘客的出行时间的关系来计算乘客站内高峰候车时间。基于IC卡数据可计算出真实准确的候车时间，并使用北京市地铁IC卡数据计算了北京市278个轨道站点站内候车时间，并对其候车时间特征进行了分析。

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塔台管制中情境意识与视觉搜索策略关系研究

靳慧斌1，吕川2，朱国蕾3

2019, 38(01): 108-112. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.01.17

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为研究不同情境意识水平的塔台管制员的视觉搜索策略，搭建模拟塔台管制眼动试验平台进行试验。利用三维情境意识评定技术(3D-SART)评价被试的情境意识水平，并以注视熵率值和兴趣区内注视点数作为眼动指标，分析被试的视觉搜索特征。研究结果表明：情境意识水平高的被试，其注视点数主要集中于空域监视区与地面监视区域，其注视熵率值显著高于情境意识水平低的被试；前者合理分配注意资源，灵活转移注视点，扫视幅度较大，具有较高的视觉搜索效率；后者则相反。

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基于元胞自动机的城市施工路段车辆变道行为研究

田晟，许凯，马美娜

2019, 38(01): 113-118. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.01.18

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为了研究城市施工路段的车辆逐日变道行为，考虑施工路段车辆行驶特性，建立了微观元胞自动机模型；为了描述车辆逐日出行的变道位置改变，建立了宏观变道位置日变模型；结合微观模型与宏观模型进行数值模拟，分析了演化天数、每日仿真时间、车辆密度和可接受度等对两车道平均车速大小及波动、各位置变道概率、车辆时空演变及交通流相变等交通特征的影响。结果表明：随着车辆密度的增加，两车道的平均车速均降低，通行车道车速振荡幅度增加，车速变化频率加快；车辆变道位置随着演化天数而向前转移且趋于稳定；车辆密度提高时，通行车道交通流由自由相转化为堵塞相的现象增加；各位置变道概率对可接受度在(1，2)间变化时不敏感。

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基于K-S检验法和ALTA的IGBT模块可靠性寿命分布研究

吴华伟1，叶从进1,2，聂金泉1

2019, 38(01): 119-124. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.01.19

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为了获得绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)的寿命信息及确定其寿命分布，提出了一种利用Kolmogorov-Smirnov检验法和加速寿命测试数据分析软件(accelerated life testing dataanalysissoftware,ALTA)对其加速寿命试验数据进行研究的新方法。该方法首先对IGBT模块寿命做对数正态分布假设，然后利用K-S检验法对一组IGBT加速寿命数据进行Weibull、对数正态等分布检验对比分析，进而利用ALTA对另一组IGBT加速寿命数据进行仿真分析，结果表明在阿伦尼斯(Arrhenius)加速模型下，IGBT模块寿命服从对数正态分布。该方法使得快速估算IGBT模块寿命成为可能。

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基于ANSYS CFX的PVA纤维束搅拌分散作用机理研究

曹源文1，周华1，肖伟1，杨雪1，夏柱林2，郑南翔3

2019, 38(01): 125-130. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.01.20

摘要 ( )

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为了提高在某搅拌设备中PVA纤维束搅拌分散质量，研究了不同搅拌桨参数对分散性能的影响。基于ANSYS CFX软件，建立了搅拌分散设备的数值模拟模型；以搅拌桨转速和类型为研究对象，根据流场速度云图和湍流动能云图，对PVA纤维束搅拌作用机理进行分析。结果表明：随着转速的增大，流场速度和湍流动能都增大，分散效果先增强后减弱，转速650 r/min是PVA纤维束搅拌设备的最佳搅拌转速；组合桨中流场速度和湍流动能分布对PVA纤维束的剪切和混合作用最好，分散效果最佳。

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三缸柴油机曲轴动平衡仿真分析研究

许广举，高鉴，赵洋

2019, 38(01): 131-136. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.01.21

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利用Pro/E和Adams创建某三缸柴油机曲轴的刚性体模型和柔性体模型。运用快速傅立叶变换得到各主轴颈承受的动态载荷、频谱曲线和积分曲线，通过各种频率下的振幅判断整机的平衡性能。研究发现，在X方向上(纵向)，不同的一级往复惯性力矩转移率对曲轴主轴铰链副的振动幅度影响不大；在Y方向上(横向)，从频域信号中发现，不同的一级往复惯性力矩转移率在同一频率达到最大值，并且随着一级往复惯性力矩转移率的减小，其均方根随之减小；在Z方向上(横向)，不同的一级往复惯性力矩转移率对曲轴主轴铰链副的频谱曲线中二阶频率振动影响很小。不同的一级往复惯性力矩转移率中，曲轴各主轴颈上合力的最大值、平均值和均方根的变化趋势不一样，其中均方根RMS能最全面地反映振动力度。

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