中国公路学报

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陈云敏, 贾宁, 陈仁朋

中国公路学报. 2004, 17(4): 1-6.

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基于单桩等效处理范围内堤身土体受力平衡, 改进了传统的HEWLETT极限状态空间土拱效应分析方法, 求得了桩体荷载分担比计算的解析表达式。研究了桩间距、桩帽大小和填料内摩擦角对桩体荷载分担比的影响。研究表明:土拱处于弹性状态时, 改进方法计算出的桩体荷载分担比小于HEWLETT极限状态计算结果;土拱处于塑性状态时, 改进方法计算结果与HEWLETT计算结果相同。设计桩承式路堤时, 若填料内摩擦角较大, 则应优先考虑增大桩帽宽度来提高桩体荷载分担比;若内摩擦角较小, 则可适当减小桩距来提高桩体荷载分担比。大内摩擦角填料有助于提高桩体荷载分担比。给出了桩体荷载分担比计算图, 便于工程应用。最后对一个工程实例作了分析。

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土工格室在处治路基不均匀沉降中的应用研究

谢永利, 俞永华, 杨晓华

中国公路学报. 2004, 17(4): 7-10.

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结合广州北二环高速公路路基不均匀沉降处治工程, 应用MARC软件, 采用基于直接约束的接触迭代算法和COULOMB摩擦模型模拟半填半挖路基挖方段和填方段的非线性接触, 对土工格室处治方法进行了数值仿真;并通过土工格室复合体的承载板试验及实体工程的现场沉降观测, 对该处治方法的作用机理进行了研究。结果表明:土工格室复合体具有较大的弯拉刚度与抗剪强度, 此复合体能够部分隔离应力和位移的传递, 从而柔性过渡和协调了半填半挖路基顶面的沉降;它对局部荷载具有网兜效应, 使荷载的分布更为均匀;土工格室的加筋作用减小了土中的竖向应力和剪应力, 增强了路基的稳定性, 从而达到消除路基不均匀沉降的目的。实体工程表明:土工格室是一种有效解决路基不均匀沉降的方法。

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路堤稳定安全系数取值探讨

邓卫东

中国公路学报. 2004, 17(4): 11-16.

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介绍了在山区路堤稳定性分析方法和土性指标的采用以及安全系数取值上比较混乱, 没有统一尺度的现状, 通过对安全系数实际采用的情况、各规范间安全系数的比较、计算方法及土性指标对稳定性计算结果的影响等方面的分析, 在推荐地基土采用固结快剪指标的简化毕肖普法的基础上, 提出了路堤稳定安全系数的推荐值。通过研究得出:根据不同地基条件、不同分析工况, 路堤稳定安全系数取值为1.20～1.45。

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露石水泥混凝土路面关键技术研究

韩森, 李志玲, 张东省, 路学敏, 师延强

中国公路学报. 2004, 17(4): 17-20.

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研究了露石水泥混凝土路面铺筑过程中必然要遇到的材料选择、冲洗时间、成熟度、双层铺筑混凝土强度等关键技术问题, 分析了冲洗时间、成熟度的主要影响因素, 发现温度越高, 冲洗时间越早, 最早冲洗时间与最迟冲洗时间有较大的间隔, 常温下可达十多个小时, 温度升高, 间隔减小, 成熟度随温度的升高而增大, 相隔一定时间分两层振捣的水泥混凝土试件强度与一次振捣的水泥混凝土试件强度基本相同。结果表明:成熟度指标、试验法是评价、检测露石工艺性质的有效手段, 两层铺筑方法是降低此种路面成本的有效途径。

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基于能量法的路堤边坡冲刷量计算模型研究

刘建民

中国公路学报. 2004, 17(4): 21-24.

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基于路堤边坡冲刷防护的必要性及目前冲刷量计算模型研究存在的不足, 在分析边坡径流水力学特性的基础上, 根据物质能量守恒和转化原理, 对边坡土水力冲刷过程从能量的角度进行描述, 按能量平衡方程导出土水力冲刷的冲刷量计算模型。为了验证该模型, 在石黄高速公路高填方边坡用改造的SR型人工降雨设施进行冲刷试验, 得到冲刷量实测资料, 用模型计算的冲刷量值与之比较, 显示了模型具有较好的预测效果。

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降雨作用下高填土质路堤边坡的渗流稳定分析

王瑞钢, 闫澍旺, 邓卫东

中国公路学报. 2004, 17(4): 25-30.

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针对现行的高填土质路堤边坡, 基于饱和—非饱和渗流数学模型, 设计了二维非稳定渗流程序, 通过模拟因雨水入渗引起的暂态渗流场, 分析土体中含水量、基质吸力的变化规律;采用等效粘聚力的概念, 利用延伸的MOHR-COULOMB破坏准则对路堤边坡进行了弹塑性有限元分析, 进而得出路堤边坡在不同降雨时刻的安全系数;最后分析了降雨重现期、土参数φ^b和由路堤施工所引起的土体渗水性系数的各向异性对边坡渗流稳定的影响。

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波形钢腹板预应力混凝土箱梁的试验研究

李宏江, 叶见曙, 万水, 钱培舒, 蒋正国

中国公路学报. 2004, 17(4): 31-36.

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为研究波形钢腹板预应力混凝土箱梁这种新型桥梁结构的力学性能, 根据国外已建实桥的箱梁尺寸, 设计了缩尺模型试验梁。通过测试模型梁在静力荷载作用下的挠度和应变, 来分析这种箱梁结构的弯曲、扭转和畸变等力学特性。试验结果表明:在弯曲荷载作用下, 波形钢腹板主要承担剪力, 而弯矩仅由混凝土顶板和底板来承担, 同时箱梁的挠度应计及钢腹板的剪切变形的影响。另外, 波形钢腹板预应力混凝土箱梁对偏心荷载作用时产生的扭转变形和畸变的抵抗能力相对较差。波形钢腹板预应力混凝土箱梁具有区别于传统混凝土箱梁结构的的力学特性。

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水泥混凝土桥面沥青铺装及防水层荷载弯曲应力分析

张占军, 王虎, 胡长顺, 王秉纲

中国公路学报. 2004, 17(4): 37-40.

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针对水泥混凝土桥梁铺装层易发生横向裂缝病害问题, 应用梁体结构的线弹性理论与叠加原理, 经过分析推证得到了车辆荷载弯矩在水泥混凝土桥梁桥面铺装层及防水层内所产生的弯曲应力计算公式, 并编制了相关的计算程序;对设与不设防水层的沥青混凝土铺装层结构进行了数值计算, 分析了沥青混凝土铺装层和防水层的模量、厚度等参数变化对铺装层结构弯曲应力的影响, 探讨了沥青混凝土和防水层铺装结构内荷载弯曲应力的变化规律。

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桥面平整度对大跨度钢管混凝土拱桥车辆振动的影响

严志刚, 盛洪飞, 陈彦江

中国公路学报. 2004, 17(4): 41-44.

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由路面平整度能量谱密度函数得到桥面平整度不规则形状沿纵向分布函数, 分析不同等级桥面平整度对大跨度钢管混凝土拱桥的车辆振动的影响。提出一种车—桥振动简化计算方法, 该方法在建立桥的有限元模型时, 将车辆的动力性能与桥面平整度对桥梁振动的影响加入到外载荷中, 简化了振动分析过程, 可用于确定不同等级桥面下的汽车荷载冲击系数取值, 为大跨度钢管混凝土拱桥的设计和养护提供参考。

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钢筋混凝土简支T型梁桥损伤识别的数值模拟

谢峻, 韩大建

中国公路学报. 2004, 17(4): 45-49.

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针对实际工程中大量钢筋混凝土简支T型梁桥的损伤、老化问题, 对这类桥型进行损伤识别理论的研究。在建立典型T型梁桥有限元模型的基础上, 采用便于T型梁桥工程应用的柔度差指纹和损伤确定准则组合成新的识别流程, 成功地对钢筋混凝土简支T型梁桥主梁的损伤识别进行了数值模拟。考虑现有检测技术的限制(有限测点及测试噪声的干扰), 利用MONTE CARLO方法量化了噪声干扰对识别结果的影响。模拟分析的结果揭示了对该桥型进行损伤识别的特点并为其实际的损伤辨识提出了建议。

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钢管混凝土轴压与纯弯荷载—变形关系曲线实用计算方法研究

尧国皇, 韩林海

中国公路学报. 2004, 17(4): 50-54.

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在数值计算和试验研究成果的基础上, 探讨了钢管混凝土轴压强度承载力和抗弯承载力指标取值问题。在大范围参数分析的基础上, 通过分析荷载—变形全过程关系各阶段的力学性能和特点, 提出了钢管混凝土轴压σ_sc-ε关系和纯弯M-φ关系全过程曲线的实用计算公式, 实用计算公式的计算结果与数值计算结果、试验结果吻合较好。最后提出了钢管混凝土轴压强度、抗弯承载力和抗弯刚度的简化计算公式, 简化计算公式的计算结果与大量试验结果吻合较好。

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基于模糊神经网络的大跨度钢管混凝土拱桥安全性评价方法研究

刘沐宇, 袁卫国

中国公路学报. 2004, 17(4): 55-58.

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在深入研究现有桥梁安全性评价方法的基础上, 把模糊理论与人工神经网络技术结合起来应用于大跨度钢管混凝土拱桥的安全性评价, 建立了一种基于三层神经元的多用途量化模糊神经网络评价模型, 通过样本学习训练, 获取评价专家的经验知识和直觉思维。工程应用结果表明:该方法降低了评价过程中的人为因素影响, 保证了评价结果的客观性。

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整体式桥台桥梁的动力试验研究

彭大文, 洪锦祥, 郭爱民, 方德铭

中国公路学报. 2004, 17(4): 59-63.

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研究了上坂大桥(中国最长的采用整体式桥台的无伸缩缝桥梁, 简称为整体式桥台桥梁)在天然脉动荷载作用下的自振特性, 得到关于该类桥梁自振特性的结论;采用结构分析软件ANSYS建立全桥的空间模型, 计算该桥的自振特性, 并与实测结果进行比较, 结果表明:有限元模型具有较好的可靠性;实桥试验还测试了无障碍行车试验和跳车试验作用下桥梁的强迫振动特性, 结果表明:该类桥梁的冲击系数值较大, 而现行技术规范的取值值得商榷;此外该类桥梁具有较强的耗能能力, 抗震性能较好。研究结果有助于对该类桥梁动力特性的认识和进一步开展无伸缩缝桥梁的抗震性能研究。

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基于正交异性壳单元的悬索桥非线性静风稳定性分析

张志田, 葛耀君

中国公路学报. 2004, 17(4): 64-69.

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基于正交各向异性空间壳单元的大跨度桥梁静风稳定分析方法, 通过对江阴长江大桥的静风稳定分析表明, 大跨度悬索桥在静风荷载作用下存在两种破坏形式, 即静力扭转发散与风荷载超过结构极限承载力造成的破坏, 结构的具体破坏形式可能因攻角不同而改变。通过与空间梁单元模型的比较分析表明:两种方法计算的整体变形比较一致, 但传统空间梁单元模型存在一定的局限性, 而壳单元法能比较全面地考虑结构的整体与局部失稳。

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改进随机子空间系统辨识方法及其在桥梁状态监测中的应用

樊可清, 倪一清, 高赞明

中国公路学报. 2004, 17(4): 70-73.

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为了提高基于振动参数识别的大型斜拉、悬索桥梁在线状态监测系统在灾害天气发生时, 评价和预报桥梁状态的实时性。根据随机子空间模态参数辨识方法的特点以及在线数据采集与状态评价过程对参数辨识的要求, 利用递推算法构造TOEPLITZ矩阵, 减少辨识过程中的重复运算量达到缩短运算时间的目的。该算法在香港汀九大桥状态监测系统数据处理中应用的结果表明, 运算时间能够满足台风天气情况下对桥梁状态评价实时性的要求。

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长大桥隧工程的GPS跨障碍高程控制

许曦, 朱建军, 刘庆元

中国公路学报. 2004, 17(4): 74-78.

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为解决长大桥隧工程GPS高程控制中障碍物两侧的高程基准不一致问题, 提出了一种改进的GPS水准方法:首先由直接的函数拟合方法分别拟合障碍物两侧的似大地水准面, 进而求得各自的地面垂线偏差;再根据天文水准原理, 由两侧所求的垂线偏差计算跨障碍的高程异常差。根据以上思路进行研究, 并以跨越31 km海湾的杭州湾大桥进行试验, 试验结果与二等几何水准比较, 最大较差29 mm, 最小较差3 mm, 平均较差16 mm, 达到二等几何水准精度。

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智能交通虚拟共用信息平台研究

刘卫宁, 孙棣华, 宋伟, 熊志宏

中国公路学报. 2004, 17(4): 79-84.

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提出一种虚拟共用信息平台技术(VCIP)作为ITS子系统间信息共享和信息集成的基本框架, 以高效率低成本地完成数据共享和数据交换。VCIP结合了集中控制和分布处理的优势, 具有开放性, 根据访问授权与数据类型控制服务水平, 支持跨平台ITS异构数据的转换与集成。分析了VCIP对ITS集成的重要作用, 提出了VCIP的体系结构、操作机制和实现技术, 并通过一个基于VCIP的出行信息系统——VCIP-TIS原型系统验证了VCIP的特性和功能。

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带有双重容量限制的FIP问题研究

杨珺, 杨超, 马云峰

中国公路学报. 2004, 17(4): 85-88.

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研究了一类特殊的FIP(Flow Interception Problem)问题。在假设顾客最多只被截取一次的条件下, 考虑如何进行工作站选址使工作站截取的路径上的用户量最大, 即经过工作站的流量总和最大。在给定的网络G(N, A)中已知每个O-D对用户分配在各路线上的用户流量f_p, 在一定费用预算下, 考虑了工作站设站的最小截取容量和最大工作容量双重限制条件下的FIP问题, 将这一问题形成一个线性的混合整数规划模型。在此基础上给出了启发式算法, 并通过启发式算法和分支定界法对一个算例进行计算比较。

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公路生态系统评价指标体系构建方法研究

陈红, 魏风虎

中国公路学报. 2004, 17(4): 89-92.

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基于中国现行公路生态系统评价指标体系, 借鉴压力—状态—响应框架模型的思路, 构建了公路生态系统评价指标体系的框架模型;通过对公路建设可能造成的生态环境影响分析, 以压力指标作为基础指标, 从时间和空间两方面的作用确定不同建设阶段的状态、响应度量指标;最后基于压力—状态—响应的因果关系, 分析确定其指标体系。该指标体系将压力指标摆在首位, 强调了人类活动对生态系统状态的改变, 其涵盖面广、综合性强, 而且可以评价公路建设各阶段生态系统的状态及采取的减缓措施和恢复技术的效果。

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基于行程质量的随机用户平衡分配模型

刘海旭, 蒲云

中国公路学报. 2004, 17(4): 93-95.

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提出行程质量的概念以描述出行者在不确定环境下的路径选择准则。将行程质量定义为行程时间和行程时间可靠性的线性加权和, 综合了影响路径选择的两个不同的重要因素:行程时间和行程时间可靠性。假定在路段通行能力随机变化的情况下出行者以估计行程质量费用最小作为路径选择的标准, 建立了基于行程质量的随机用户平衡分配模型。证明了模型解的等价性和唯一性, 给出了求解模型的MSA算法。在一个小型测试网络上的计算结果表明:模型能够反映出行者在随机路网中的路径选择行为。

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驾驶员身心条件安全可靠性综合评价

张殿业, 金键, 杨京帅, MCDONALD Mike

中国公路学报. 2004, 17(4): 96-100.

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针对影响驾驶员身心条件安全可靠性的相关因素, 对6个城市78万名机动车驾驶员进行了调查测试;通过对22项指标主因子分析, 从中筛选出10项代表性指标分别进行分级划分, 并基于感知—判断—动作可靠性模型理论, 建立了驾驶员安全可靠性综合评价体系。通过对驾驶员身心条件可靠性分布以及驾驶员事故组与非事故组安全可靠性分级分布进行比较分析, 研究结果表明:安全可靠度Ⅰ级占25％, Ⅱ级占64％, Ⅲ级占6％, Ⅳ级占2.5％, Ⅴ级占1.5％;而事故主要分布在Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅴ级。

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驾驶室结构声的统计能量分析

孙玲玲, 宋孔杰

中国公路学报. 2004, 17(4): 101-104.

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研究以统计模态特性估计宽带激励系统结构声传输的有效方法。以统计能量分析特征参数对结构与声振动进行统一动态描述, 建立了多声振源激励的复杂多重结构声振系统响应估计的矩阵方程, 并应用于驾驶室模型动态响应的预示分析。研究表明:激励频率接近箱体壁板临界频率时, 壁板结构与流体声场之间形成强烈交互作用, 成为室内声压级提高的重要原因。统计能量分析为研究声场与固体结构振动之间的交互作用、结构的机械性质等对噪声辐射和结构振动效应提供了可行途径。

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载重车道路多点随机激励输入的时空相关性建模研究

张永林, 钟毅芳

中国公路学报. 2004, 17(4): 105-108.

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为解决载重车动力学分析和车辆动态设计的道路建模问题, 基于对车辆道路随机不平顺性态的分析, 结合其在频域内的统计表示方法——功率谱密度函数, 导出了载重车六轮激励输入的关于道路高程的功率谱矩阵, 进而通过白噪声滤波方程得到了与给定谱特征相对应的道路时延相关性数学模型, 提出了一种新的模拟双轮辙的过程和方法。通过应用该方法可以再现随机道路高程的有代表性的时间样本, 为载重车线性和非线性平顺性动力学分析、悬架系统优化及整车振动控制提供模型基础。

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汽车隧道内气流及污染问题研究

胡宇峰, 陆志良

中国公路学报. 2004, 17(4): 109-113.

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研究了汽车隧道内的空气流动及污染扩散问题。对隧道内各种通风竖井进行简化, 建立相应的隧道内空气总的运动方程。在采用龙格-库塔法求出流动情况的基础上, 求解污染扩散方程, 计算隧道内的污染纵向分布, 从而建立了一套隧道内的流动及污染分布的工程估算方法。计算结果表明该方法的有效性, 得出了使用不当的通风竖井方案反而会抑制隧道内污染物扩散的结论。

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产品销售物流配送中心布局方法研究

胡大伟, 杜敏

中国公路学报. 2004, 17(4): 114-118.

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论述了产品销售物流配送中心布局规划的重要性, 分析了配送中心布局规划现有数学模型的不足, 然后提出了基于经济规模理论的配送中心布局规划方法。在考虑配送中心经济规模的前提下, 建立了确立配送中心布局方案的数学模型, 模型以总费用最小为规划目标函数, 并可利用遍历算法对该模型进行求解。经过实例验证, 说明运用经济规模理论在确定配送中心个数的范围之后, 该模型能在物流中心位置和路网条件已知的情况下对配送中心的个数、位置和规模进行定量确定, 对生产企业在较大范围内规划其销售物流的配送系统有重要的理论价值和实用意义。

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SOFM神经网络在物流中心城市分类评价中的应用

赵闯, 刘凯, 李电生

中国公路学报. 2004, 17(4): 119-122.

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分析了中国各地物流中心规划与建设的发展现状, 指出其中可能存在的重复建设问题, 提出区域物流规划首先要确定区域内的物流中心城市, 而物流中心城市的确定实际上是一个分类评价问题。针对这一问题的本质, 引入了自组织特征映射神经网络方法, 为了说明该方法的可应用性, 简单建立了物流中心城市评价指标体系, 并在实际数据样本的基础上, 利用自组织特征映射神经网络方法对中国的公路主枢纽城市进行了分类评价。通过对其结果进行分析, 证实了该方法能有效地解决这一问题。

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珠江三角洲物流园区布局规划问题研究

王富民, 王压帝, 赖平仲

中国公路学报. 2004, 17(4): 123-126.

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为了给广东省珠江三角洲地区物流园区布局规划提供科学依据, 探讨最佳布局方案, 阐述了国外发达国家物流园区建设和发展的条件, 对比分析了珠江三角洲地区建设发展物流园区的环境条件, 认为珠江三角洲可以大力发展物流园区。在分析了物流园区建设发展中需要解决的基本问题、物流量的确定方法以及物流园区布局思路等问题的基础上, 提出了珠江三角洲物流园区布局的基本方案。认为存在两种联运方式(公路—铁路或公路—水路联运)的物流园区间距宜定为40～60 km, 仅有公路一种运输方式的间距宜定为30～40 km。

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2004年, 第17卷, 第4期　刊出日期：2004-07-15

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