期刊简介
期刊名称： 公路工程
创办日期： CreateDate
主管部门： masterDepart
主办单位： masterUnit
刊期： 双月
电话： 0731-85221546
Email： glgczz@163.com
国内统一刊号(CN)： 43-1481/U
国际标准刊号(ISSN)：1674-0610
曲率半径对大跨曲线连续刚构拱桥最大悬臂阶段的受力影响
赵文;贺君;刘攀;奉思东;为适应高速铁路线路规划需求，某大跨连续刚构拱桥边跨采用曲线梁、中跨拱肋采用直线梁，导致悬臂施工阶段存在非对称性的特点，尤其最大悬臂阶段受力最为不利，且曲率半径的减小将加剧墩顶受力不利状态。因此，以该高速铁路大跨曲线连续刚构拱桥为研究对象，建立6种不同曲率半径的全桥有限元模型及两种曲率半径的墩顶0号块精细化实体模型，系统分析在最大悬臂阶段曲率半径对结构内力及应力分布的影响规律。结果表明：随着曲率半径的减小，边跨曲梁扭矩和横向弯矩均增大，其中0号块影响最大；双肢薄壁主墩的横向弯矩也随之增加，靠近曲梁的左肢墩增幅较右肢墩更为显著。0号块应力受曲率半径影响呈现边跨至中跨递减趋势，顶底板、腹板、横隔板及拱脚的最大压应力不同程度地增加，应力集中区域扩大，进一步加剧0号块在最大悬臂阶段的不利状态。研究成果为同类桥梁的精细化设计与施工控制提供了参考。
考虑疲劳腐蚀耦合损伤的悬索桥吊索可靠度分析
冯星;曾亚林;丁发兴;为探究大跨度悬索桥吊索在疲劳腐蚀耦合损伤下的可靠度退化规律，提出了基于IBOA-SVM模型的可靠度计算方法，揭示了腐蚀环境对疲劳损伤的加速效应及耦合损伤对吊索可靠性的影响机制。首先推导了疲劳腐蚀耦合损伤的物理机制，其次提出了一种基于改进蝴蝶优化算法和支持向量机(IBOA-SVM)的吊索可靠度计算方法，最后以某大跨度悬索桥为工程背景，采用IBOA算法和吊索响应面代理模型计算了不同损伤模式和服役年限下的吊索可靠指标。结果表明：相较于同类算法，IBOA-SVM模型可以有效地捕捉各参数与应力之间的复杂非线性关系，使得模型在拟合多变量关系时具有较高的精度和稳定性，测试样本集下吊索应力响应预测相对误差<5%;疲劳腐蚀的耦合作用会加速吊索可靠度的退化进程，相较于微动疲劳损伤，疲劳腐蚀耦合损伤对吊索可靠性的负面影响更大，且随着服役年限的增加，钢丝腐蚀会显著提高疲劳损伤的程度，算例中Z17、Z25、Z34吊索耦合损伤工况相较单一损伤工况到达可靠指标限值的时间分别提前了10.6、10.6、9 a。中索跨度较长，其振动敏感性更高，荷载作用会显著增大耦合损伤模式下的中索应力幅值，中索的劣化效应相较于边索而言更为明显，服役20 a后中索Z34吊索在单一损伤和耦合损伤工况下的可靠指标降幅分别约为35.50%和85.11%。
极端温度条件下的钢-混组合梁力学性能分析
喻文浩;易鲁;王达;石佳林;邓鹏飞;谭本坤;为深入研究极端环境下钢-混组合梁的力学性能，基于钢-混组合梁梁式试验建立精细化有限元模型，对不同温度下的钢-混组合梁承载力、等效刚度、界面滑移及塑性中性轴进行分析。研究结果发现：钢-混组合梁的承载力随温度的变化呈现出一个线性相关，在-60℃与60℃时承载力分别增加了16%、-6%,其中对承载力影响最大的为混凝土翼板与钢梁；温度升高会导致初始等效刚度降低，且加载后等效刚度下降更快，加载至150 kN时-60℃与60℃的组合梁等效刚度分别下降了5%与12%,加载至200 kN时-60℃与60℃的组合梁等效刚度分别下降了16%、25%;温度升高会增大组合梁的界面滑移，导致混凝土翼板与钢梁均出现各自独立的中性轴，平截面假定不再适用。结合计算结果，在已有的钢-混组合梁承载力计算式的基础上，引入了温度效应的影响系数，并与计算数据拟合结果较好，能够给工程提供一定的参考。
考虑各向异性渗流的盾构隧道开挖面非线性稳定性分析
季小勇;陈光辉;大量研究表明，隧道施工诱发的地下水渗流具有显著的各向异性特征，而岩土体在极限状态下的破坏过程呈现非线性特征。目前，针对地下水各向异性渗流与非线性失效准则共同作用下的隧道开挖面稳定性问题的研究仍显不足，有待进一步深入探究。依托某富水盾构隧道工程，结合数值仿真技术和极限分析上限理论提出一种可同时考虑各向异性渗流和非线性Mohr-Coulomb失效准则的盾构隧道开挖面稳定性分析方法。方法验证和结果分析表明：所提出的方法能够精准评估同时考虑各向异性渗流与非线性Mohr-Coulomb失效准则的盾构隧道开挖面稳定性；极限支护压力值随非线性系数m和各向异性渗透系数比kv/kh的增大、无量纲参数c0/σt的减小而显著增大。
偏载下Y形墩试验及优化配筋设计
张英海;夏浩;林光毅;彭卫兵;大悬臂盖梁能够实现桥面多车道通行，同时，为避免上部结构在车辆偏载条件下发生倾覆，Y型墩体系已在实际桥梁工程中被广泛应用。与整体墩高相比，Y型墩分叉部分高度较小，通常柱净高和柱截面高度比小于4.0,属于短柱设计范畴。同时，该分叉部分与下部墩体存在一定弯折角度，在偏载加载工况下，分叉部分在轴向力、弯矩和剪力的复杂受力情况下发生破坏。制作1个比尺为1/5的Y型墩模型，同时对支座位置进行简化合并，在试验室中进行偏载加载。结果表明，分叉部分与下部墩体连接处为模型的薄弱段，偏载荷载-竖向位移的曲线没有明显的刚度退化和强度下降段。此外，Y型墩初始斜裂缝出现在分叉部分与下部墩体连接处，并在后续加载中，左、右分叉联合处斜裂缝向下发展。随后，使用ABAQUS对缩尺模型进行数值模拟，通过与试验结果中偏载承载力和钢筋应变对比，证明该模型合理可靠，同时，通过对数值模型中损伤因子的分析，证明Y型墩体混凝土在分叉联合部分损伤严重。为进一步提高Y型墩在车辆偏载下的耐久性，提高Y型墩体混凝土在分叉联合部分的抗开裂承载力，基于试验中缩尺模型的裂纹发展规律，提出提高箍筋配筋率和伸长斜向纵筋的改进措施，并再次进行分析，结果表明，修改配筋后的模型在偏载作用下承载力提高约10%,Y型墩中分叉联合处混凝土的受拉开裂情况得到有效控制。
融合结构先验信息的路面裂缝检测方法
袁国栋;陆懿新;刘先林;薛小战;邵羽;杨州;韩琳琳;裂缝是评估道路服役状态的关键指标，其准确检测对道路养护与安全管理具有重要意义。针对深度学习方法下采样易导致裂缝断裂、细节丢失的问题，本文提出一种融合结构先验信息的路面裂缝分割方法。该方法设计了裂缝结构先验模块（CSPM），并与深度学习网络进行融合，通过引入显式的几何结构约束，辅助网络在特征提取过程中保持裂缝的连续性。实验表明，CSPM有效增强了裂缝分割结果的几何连续性，显著提升召回率。所提方法在CrackForest、DeepCrack及CRACK500等数据集上均取得性能提升（最优F1分数分别提升0.0181、0.0056及0.0557），并在无人机跨场景巡检中展现出优异的泛化能力（各对比结果中F1分数最大提升为0.1097）。
冻融循环作用下隔断措施对土体水盐迁移影响的模型试验研究
陈恒;张银涛;孙钰丰;王璞;王军;翁效林;陈冬梅;为揭示冻融循环条件下隔断结构对盐渍土中水盐迁移过程及变形响应的影响，以碳酸盐渍土为研究对象，采用室内模型试验方法，设置无隔断结构、碎石+两布一膜复合隔断结构以及碎石土换填+复合隔断结构三种工况，监测不同深度处的温度、含水率、电导率及顶面位移变化。相较于已有单一冻融水盐迁移或单一隔断层研究，本文引入底部高含水率、高含盐量土层模拟地下水盐补给边界，并开展两类隔断方案的对比优选。结果表明：土体温度沿深度呈近似正弦变化，随深度增加波动幅度减小、相位滞后增强；复合隔断结构可破坏连续水盐迁移通道，削弱盐分向上迁移及表层富集过程；碎石土换填条件下，路基结构内部水盐活动范围扩大，但在隔断结构作用下其向上贯通迁移受到控制，冻胀变形幅值相对较小。进一步分析表明，温度梯度驱动未冻结水向冻结锋面迁移，水分迁移与盐分重分布共同控制冻胀响应；工况2具有更好的阻盐稳定性，工况3在抑制冻胀与残余变形方面更优。研究结果可为季冻区盐渍土冻融作用下水盐迁移机制认识及隔断结构选型提供试验依据。
基于云贝叶斯网络的建筑施工安全风险双向推理评估模型研究
陈海威;曾亚林;杨飞;伍毅敏;施工安全风险的多因素耦合与专家评价的模糊性，是安全评估中的重点难题。为解决复杂施工场景下致因诊断与风险量化问题，提出一种集成云贝叶斯网络及改进D-S证据理论的双向推理评估模型，构建涵盖人-机-环-管的四维三层贝叶斯网络拓扑，引入标准云模型与群体共识算子，将语义评价转化为具有二阶不确定性的先验概率；针对多专家证据间的认知冲突，设计融合单焦元三角散度与经典冲突系数的综合冲突度量方法，并利用贝叶斯网络正逆向推理机制，实现风险预测、致因诊断与敏感性分析的协同输出。以衡永高速公路高墩施工工区为工程背景进行验证，正向推理预测该工区发生安全事故的风险概率为0.658，属于高风险等级；反向致因诊断揭示违规操作行为与安全防护佩戴缺失为最可能的致因组合，其灵敏度指标分别高达0.32与0.25。该模型为施工安全管理中的风险预警与精准管控决策提供了可量化的技术支撑。
运营公路隧道路面结构病害处治方案研究
姚永锋;朱雯蕾;李帅;彭泉森;张杨;张念;万飞;为提出合理的运营公路隧道路面结构病害处治方案，以某运营公路隧道病害段为工程依托，采用地质勘察手段初步判断病害影响因素，采用数值模拟方法分析隧底围岩软化膨胀共同作用对衬砌和路面结构变形、应力及安全性的影响，并对“隧底注浆+锁脚锚管+衬砌背后注浆”的组合处治方案进行效果验证。研究表明：隧道病害是施工缺陷与隧底围岩遇水软化膨胀共同作用的结果；围岩软化程度增大主要加剧路面隆起，膨胀程度增大及作用范围扩展将使路面结构隆起进一步增大，并且使衬砌结构的变形和受力明显增大；隧道结构现状尚具一定安全储备，但随着隧底围岩的软化膨胀条件发展，将使隧道路面结构隆起加剧，两侧检修道严重挤入变形，衬砌结构局部出现压剪或拉裂破坏；采用组合处治方案后，ZK160+732 断面最大路面隆起由 49.32mm 降至 27.17mm，最大拉、压应力由 1.32/21.40MPa 降至 0.20/6.48MPa，可显著改善隧道衬砌结构的受力状态。研究结果可为类似运营公路隧道结构病害成因分析与处治设计提供参考。
营盘山隧道突涌水地质灾害挑战应对与关键技术研究
郎志军;李芒原;乔海洋;高新强;程雪松;姜艳超;王建国;大量实践表明，高水压岩溶隧道施工发生突涌危害性极大。云南省华丽高速公路营盘山特长隧道属于典型的高压富水岩溶隧道，突泥涌水灾害频发，施工处治难度大、安全风险极高。针对施工过程中遭遇的前所未有的隧道出口端188持续性大规模突涌淹井事件和进口端916、924重大突涌，进行理论研究、方案制定、实践检验与过程总结，提出应对策略和关键技术：1）针对安全岩柱厚度的确定，要采取多种理论进行分析对比，优先采用塑性区贯通准则理论取值2-3倍的安全系数，并结合现场超前试钻探进行综合确定，把握安全合理和经济高效的原则；2）针对188持续性大规模突涌淹井，采取“搁置斜井、正洞高压泄水、分阶段实施、稳步逼近斜井水体”的正洞分阶段高压泄水方法，完成最终泄水，攻克淹井长达两年的降排水难题；3）针对长时间浸水的洞身淹没段的处治，采取“分段分层清渣+临时护拱加固+径向注浆加固，循环作业，逐步推进”的处治措施，安全穿越涌水段。针对初支浸泡和挤压变形处治，采用“台车法”换拱，“微爆破+破碎锤+风镐”三者配合，快速完成换拱处治；4）针对916和924顽固性涌泥涌渣处治，采取横洞迂回，越过不良地质段，正常掘进并反向处治，实现正常掘进。
计算箱形梁桥剪力滞效应的比拟杆法
程翔云,汤康恩本文应用航空结构力学中的加劲板理论来分析箱形梁桥的剪力滞效应问题,并对文献[4]中若干公式作了改进,使之更带有一般性,适用于常用带双悬臂翼缘箱截面梁的分析。在求解高阶微分方程组时,采用了样条(Spline)函数逼近法,并把计算结果与用有限条法及变分法的分析结果进行了比照,均符合较好。
由沉降量控制桩竖向极限承载力的分析
房卫民,赵明华,苏检来通过对基桩承载机理的理论分析及部分工程实测Ｐ－Ｓ曲线的分析，提出三折线桩侧阻荷载传递函数模型，在此基础上，导得了基桩受力过程中荷载－沉降曲线的理论解。提出了由沉降量确定基桩竖向极限承载力的计算公式。工程实测结果表明，本方法具有较好的实用性
既有桥梁可靠性的综合评估方法
禹智涛,韩大建对既有桥梁可靠性进行全面合理的评估 ,可以为桥梁的管理和维修加固决策提供科学的依据。研究了既有桥梁可靠性的多级模糊综合评判方法 ,建立了综合评判的基本框架 ,并提出了对评判中的有关参数进行修正的方法。利用本文的方法对一座既有钢筋混凝土桥梁的可靠性进行了综合评估
考虑土拱效应的抗滑桩合理桩间距分析
赵明华;陈炳初;刘建华;桩间距是抗滑桩设计的一个重要指标,现行的工程设计计算中尚未考虑土拱效应的影响。在分析了土拱效应形成机理的基础上,引入了拱轴线成抛物线的假定,依据抗滑桩被动受力的特点,假设拱轴线起点切线的倾角β=π/4+/2,综合考虑土拱静力平衡条件和强度条件,建立出合理的桩间距计算方法,得出了一个符合工程实际的半经验公式,使设计计算更为合理。
高速公路饱和路段动态应急车道开放决策模型研究
杨阳;刘强;石英杰;随着全国经济水平的提升，高速公路交通通行流量不断增加，节假日高峰期间，交通大流量已呈现常态化，由于流量增加导致的高速公路拥堵现象也日益频繁。动态应急车道借用(Hard Shoulder Running)已成为国内外缓解具备饱和流量瓶颈服务水平骤降的重要途径，目前国际上对该技术主要是静态分时段、分车型来完成的，并非为最佳控制箱。因此从沪宁高速大流量路段现状交通流运行的时空特征出发，首先对交通拥挤状态进行分级并以此提出了动态应急车道开放决策模型；构建交通流中断概率模型，利用历史数据分析法对沪宁高速大流量路段一整年车流运行数据进行统计分析，并以此确定动态应急车道开放决策阈值，包括速度与交通流量阈值；最后通过沪宁高速智慧管控系统平台的应用验证了决策模型的有效性。
高速公路收费站通行能力分析
廖固;高等级公路收费站的通行能力直接影响着路段通行能力,从而在总体上制约着公路的交通运行状况。因此提高高等级公路收费站的通行能力和服务水平,是改善高等级公路通行能力及服务水平的有效方法。本文根据高等级公路收费站交通流特性的分析,建立了收费站的排队模型,计算出了同一条车道在不同比例下的ETC车辆条件下和多车道情况下不同条数ETC车道的收费站的通行能力。
再生混凝土研究现状及研究建议
朱红兵;赵耀;雷学文;阳桥;再生混凝土是利用废弃混凝土加工成的再生骨料配制成的混凝土,它可以实现废弃混凝土的资源化和减量化的处理原则,能起到保护环境和节约资源的作用,该技术的推广应用具有明显的社会效益。通过研读一定量的国内外文献,对近年来再生骨料混凝土技术的研究进展进行对比分析。主要包括再生骨料的生产工艺、使用性能、配合比、变形性能、耐久性、早期强度、结构性能等。研究表明,再生混凝土能够从技术上根本解决废弃混凝土的出路,再生混凝土与普通混凝土存在的差异需要进行深入研究。针对再生混凝土技术问题,分析提出再生混凝土进一步研究所面临的问题。
高速公路收费广场收费车道配置研究
吴春雷;常玉林;为建设合理规模的高速公路收费车道提供科学的理论依据,运用流体力学模拟理论和排队论建立了车辆通过收费广场的延误时间模型。以车辆通过收费广场的总延误时间作为目标函数,总延误时间最小即收费车道个数最优。在进入过渡段和离开过渡段将车流比拟为流体,通过交通流量、交通流速、交通流密度三者间关系宏观描述车流聚集和消散的过程。对应于第2阶段,依据排队论的基本原理,建立关于收费车道个数的模型。然后建立总延误时间关于收费车道个数n的函数,通过表格和图形直观地得到最优的收费车道设置个数。流体力学理论建立的延误时间模型为收费广场收费车道配置提供了计算依据。
基于ABAQUS的修正Burgers蠕变模型二次开发
付凯敏;黄晓明;通过蠕变有限元理论及实现方法研究,借助ABAQUS提供的用户材料子程序UMAT,二次开发出修正Burgers蠕变模型子程序。之后对单轴蠕变试验进行数值模拟,对比分析了ABAQUS自带时间硬化蠕变模型和自编修正Burgers蠕变模型的优劣。研究证明本次编写的修正burgers蠕变UMAT子程序能够正确区分沥青混合料的粘弹性变形,弥补了ABAQUS自带蠕变模型的不足。
