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
三向预应力连续箱梁桥嵌入式钢板拓宽拼接方案可行性研究
陈亮;吴文清;刘丹;刘正;为解决三向预应力连续箱梁桥拓宽时梁端横向位移过大的结构病害，对新旧箱梁采用嵌入式钢板拼接方案的可行性进行了数值分析研究。以南京长江三桥北引桥拓宽为背景，采用MIDAS FEA NX建立实体有限元模型，分析新旧箱梁工后收缩徐变变形差、工后基础沉降差、车道荷载作用对新旧箱梁及拼接钢板变形与受力特性的影响。研究结果表明：嵌入式钢板能适应新桥箱梁收缩徐变变形与新桥工后基础沉降引起的箱梁竖向变形，并传递至旧桥箱梁，实现新旧箱梁与嵌入式钢板拼接结构协同变形与受力；在新桥工后基础沉降、新旧桥车辆轮载作用下，嵌入式钢板不会出现剥离失效现象，将嵌入式钢板拼接结构用于三向预应力连续箱梁拓宽理论上是具备可行性的。
高低墩特宽桥梁地震响应分析及优化设计
谢星宇;李睿;李晓章;王永康;为研究高低墩特宽桥梁地震响应特点和抗震优化设计，以宽度为160 m的一联特宽桥梁作为研究对象，采用时程分析法分析了高低墩对特宽桥梁地震响应的影响，总结了高低墩特宽桥梁地震响应特点，提出了高低墩特宽桥梁的抗震优化设计。研究结果表明：高低墩特宽桥梁桥墩墩高差距较大、各墩刚度差异明显，导致地震力在各墩分配严重不均，地震力集中于刚度较大的低墩，而高墩柔性较大，导致高墩墩顶位移较大，桥墩更易发生地震破坏，严重影响桥梁整体抗震性能；摩擦摆支座对高低墩特宽桥梁的减隔震效果要优于铅芯橡胶支座和高阻尼橡胶支座；对于高低墩特宽桥梁，摩擦摆支座摩擦系数建议采用0.03左右，曲率半径可根据隔震周期以及支座承载力选取。
钢-混组合梁负弯矩区桥面板综合抗裂研究
邓素芬;贺君;郭宝君;奉思东;为解决某钢-混组合连续梁桥负弯矩区桥面板开裂问题，采用有限元软件建立其结构分析模型，分别研究中墩墩顶落梁高度、墩顶顶落梁顺序、正弯矩区预堆载、抗拔不抗剪连接技术这4种措施对组合梁负弯矩区受力性能的影响，基于不同抗裂措施的效果，最终提出综合抗裂方案。结果表明：增大墩顶落梁高度能有效提高负弯矩区混凝土板压应力，当落梁高度达到500 mm时，负弯矩区混凝土压应力增加了41%;调整顶落梁顺序对本桥负弯矩区力学性能改善不明显，混凝土压应力最大增幅为11%;采用正弯矩区预堆载技术，可有效增加负弯矩区桥面板压应力，当堆载重量达到该区域桥面板湿重的2倍时效果明显，压应力增加5 MPa;负弯矩区采用抗拔不抗剪连接件可使桥面板压应力降低27%。综合考虑，落梁高度取400 mm,正弯矩堆载重量为该区域桥面板湿重的2倍，负弯矩区应用抗拔不抗剪连接件的最终方案可显著提高桥面抗裂性能，同时保证钢梁在施工过程中的应力水平合理，正常运营状态下负弯矩区混凝土桥面板不开裂。研究结果可为类似工程的负弯矩区桥面板抗裂方案提供参考。
洪水冲刷位移条件下的砌体拱桥结构损伤分析
邓金塘;盛捷;吴文朋;近年来桥梁结构水毁灾害频发，水力因素已成为导致桥梁结构破坏失效的首要影响因素。拱桥水毁的主要原因是洪水冲刷导致拱座基础发生水平移位、竖向沉降、顺桥向和横桥向倾斜沉降等。基于ABAQUS程序中的黏聚力单元和弹塑性材料单元，建立了某算例连续砌体石拱桥的实体三维有限元分析模型，针对4种典型的洪水冲刷基础位移工况，对砌体拱桥有限元模型进行逐步位移加载，以仿真模拟砌体拱桥在洪水冲刷下的倒塌过程，通过仿真分析结果比较了不同冲刷工况下砌体拱桥的砌缝损伤特征及砌块单元的受压破坏区域。研究结果表明，除了横向倾斜沉降工况外，主拱圈砌缝材料损伤主要存在于通缝位置，且砌缝损伤受基础水平位移的影响较大；基础竖向沉降主要会导致拱脚外侧及相邻拱脚内侧均出现明显压应力；相较于水平或竖向的基础整体均匀位移，不均匀倾斜工况(纵桥向或横桥向)导致的拱桥损伤会更加明显，拱圈与拱座接触面间更容易产生相对滑移，从而增加了洪水冲刷导致桥梁垮塌的风险。
跨海桥梁的钢筋混凝土结构劣化机理与防护策略分析
何润;周世康;刘璇;张勇;王文成;跨海桥梁作为关键性的海洋基础设施，其钢筋混凝土结构的服役安全长期遭受高盐、高湿及干湿交替等苛刻腐蚀条件的严重威胁。这些腐蚀条件会诱发钢筋锈蚀、混凝土性能退化及物理破坏等一系列问题，进而威胁桥墩、主梁、桥面板、支座和缆索系统等关键部位的结构性能，使其逐渐出现性能衰退的迹象。文中系统综述了跨海桥梁的钢筋混凝土结构在海洋环境下的主要劣化机理，并在此基础上提出了可行的防护策略。一方面从材料本质上提升结构的耐久性，如采用高性能混凝土和耐蚀钢筋等，另一方面从外部为结构提供防护屏障，如利用防护涂层和阴极保护技术等。同时，强调了定期检测与维护措施的重要性，包括建立结构健康监测系统以实时掌握结构状态、定期外观检查以及时发现潜在问题、开展专项检测以深入了解结构性能的变化情况等。旨在通过优化防护策略来提高跨海桥梁的耐久性和安全性，确保其在苛刻海洋腐蚀环境下的长期稳定运行。
两阶段疫苗库存-路径鲁棒优化问题研究
陈刚;马冰山;杨璐;苏銮;江云剑;我国的疫苗供应链主要由“疫苗供应商-配送仓库”和“配送仓库-末端需求点”两个阶段组成，在各阶段中，疫苗需要在不同主体之间仓储及调运，属于复杂的两阶段仓储与运输组合优化问题。为提高疫苗供应链的稳定性与经济性，首先，在综合考虑疫苗配送仓库及疫苗需求部门库存容量限制、车辆行驶时间窗等因素的前提下，以最小化疫苗运输成本、疫苗仓储成本、疫苗缺货惩罚成本为目标，建立两阶段混合整数疫苗库存-路径确定性优化模型。在此基础上，考虑疫苗需求波动对模型的影响，将模型拓展为鲁棒优化模型，并通过线性化方法将其转化为线性模型。然后，通过浙江省某著名医药物流企业疫苗供应案例验证了模型的有效性。结果分析表明：与确定性模型相比，鲁棒优化模型能在合理优化物流服务商运营成本和缺货惩罚成本的前提下，提供科学的疫苗库存与运输方案。
揭露型溶洞隧道围岩压力计算方法初探
吴秋军;郭小红;李洋溢;陈云生;陈梅;岩溶隧道设计过程中，目前仍有大量的技术难题未能很好地予以解决，其中，岩溶隧道围岩压力计算是困扰设计人员最主要的技术问题之一。由于溶洞分布的随机性，围岩压力通常会呈现显著的不均匀性，进而导致支护结构受力出现显著的不均衡，而目前规范采用的围岩压力计算公式没有考虑到这一不均衡性，这是造成岩溶隧道支护结构开裂、破坏最重要的原因之一。目前国内外对岩溶隧道围岩压力及稳定性进行了大量的研究，但多采用数值计算或试验方法，缺乏直接进行结构设计计算的方法。鉴于此，在对岩溶隧道特点进行深入分析的基础上，提出了一种适合于荷载-结构模型的揭露型溶洞围岩压力的计算方法，结合工程实例对该方法进行了验证，结果表明，该方法能够较好地反映岩溶隧道围岩压力的不均匀性，可作为岩溶隧道结构设计计算的依据。
基于点云曲面拟合的桥梁拉索成像位姿精确估计方法
彭帝;朱英硕;夏晓华;邓一豪;贾昕宇;苗龙龙;桥梁拉索成像位姿估计是利用图像实现拉索表面缺陷几何参数测量的前提条件，其位姿估计精度决定了尺寸测量的准确性。针对现有方法存在的精度不足问题，提出了一种基于点云曲面拟合的拉索成像位姿精确估计方法。该方法首先利用直通滤波算法获得深度相机采集的圆柱表面单侧点云，然后通过基于RANSAC算法的法线加权拟合算法对圆柱曲面进行准确重建，剔除点云异常数据对曲面拟合造成的不利影响，最后结合重建的曲面方程实现圆柱成像位姿估计。试验结果表明，该方法实现了0.38度以内的角度误差和0.43 mm以内的距离误差，与ICP点云配准和RANSAC拟合方法等当前先进的位姿估计方法相比具有更高的精度。此方法为基于机器视觉的圆柱表面缺陷几何参数测量奠定了基础。
路面全生命周期碳排放与减排技术研究进展
杨黎;黄毅;陈宇亮;孟凡威;邓利斌;路面是地面交通的重要基础设施，路面的建设和维护不仅消耗了大量的自然资源，而且导致了大量的碳排放。基于生命周期评估（LCA）方法，对现有的路面生命周期碳排放研究工作进行梳理，识别碳排放的关键环节，并总结相关低碳替代材料，为制定减排措施提供科学依据。研究发现，大多数路面生命周期研究只集中在对某一路面再生技术或生命周期的某个特定环节的能耗和排放进行粗略的计算，缺乏统一、标准化的碳排放量化与评价方法及程序。水泥和沥青生产、骨料加热是路面整个生命周期阶段的主要碳排放源。通过影响路用性能和随后的车辆排放，路面粗糙度与反照率可以间接导致路面使用阶段的碳排放变化。然而，这些影响因素在大多数路面LCA研究工作中常被忽视。将循环经济原则与LCA方法相结合，可以全面评估和优化产品或服务的环境绩效，实现碳排放最小化。未来，可以进一步探索不同新型低碳材料和技术的长期性能及其减排效果，研究智能化技术在路面设计、施工和维护中的应用，并开展跨学科研究以制定全面的路面低碳发展战略。
基于YOLOv5的桥梁表观病害轻量化检测方法
黄蓉;李睿;翟雨辰;吕雁;针对常规桥梁定期检查中移动性需求、硬件资源受限及过度依赖现场作业等问题，提出一种基于YOLOv5的轻量化桥梁表观病害检测方法。在YOLOv5算法框架基础上，分别结合轻量型网络架构ShuffleNetV2和MobileNetV3的优点进行轻量化改进。首先，在保留YOLOv5特征融合模块的基础上，引入ShuffleNetV2网络并在网络末端嵌入SE注意力机制，以补偿模型简化带来的精度损失。其次，用MobileNetV3网络的特征提取核心结构Bneck替换YOLOv5的主干网络，得到YOLOv5-MNv3模型，减少了模型参数和计算量。最后，基于常规桥梁表观病害数据集进行试验，试验结果表明：改进后ShuffleNetV2性能大幅提升，参数量和计算量分别减少36.09%和45.57%，但模型平均精度(mAP)与检测准确率下降显著。MobileNetV3核心结构的轻量化模型保持原有mAP值的前提下，检测精确度仅降1.01%，参数量和计算量分别降低46.8%和58.9%。
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。
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。
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。
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。
