中国公路学报

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高丹盈, 黄春水

中国公路学报. 2014, 27(2): 1-8,34.

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为了准确描述纤维沥青混凝土的粘弹性变形性能，在分析其蠕变全过程变形特征和常用粘弹性模型的基础上，提出了纤维沥青混凝土五单元八参数粘弹性力学模型。通过不同纤维体积率和长径比的纤维沥青混凝土小梁弯曲蠕变试验，求解模型参数，研究纤维体积率和长径比对模型参数及沥青混凝土粘弹性能的影响，建立了五单元八参数模型表征的考虑纤维含量特征参数影响的纤维沥青混凝土粘弹性本构方程，并进行了粘弹性分析。研究结果表明：五单元八参数模型能表征纤维沥青混凝土蠕变全过程的粘弹性变形特征，与蠕变试验结果具有较好的相关性；纤维含量特征参数能综合反映纤维体积率和长径比对沥青混凝土粘弹性能的影响，在所研究的试验范围内，纤维沥青混凝土最佳纤维体积率为0.348%，长径比为324，纤维含量特征参数为1.128。

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扩底楔形桩沉桩挤土效应理论分析

孔纲强, 周航

中国公路学报. 2014, 27(2): 9-16.

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为了分析扩底楔形桩施工过程中扩大头注浆或夯扩沉桩对桩周土体的挤土效应，基于球孔扩张理论，考虑扩底楔形桩施工中楔形桩静压沉桩完成后的土体应力场影响，建立扩底楔形桩施工中扩大头注浆或夯扩沉桩过程中桩周土体应力场的理论计算方法。通过对不同初始应力场情况下挤扩效应的对比分析，验证了所建立理论计算模型的准确性和可靠性；分析了扩大头直径、土体参数，以及楔形桩沉桩后应力场、位移场等因素对扩大头施工中挤土效应的影响规律。研究结果表明：建立的理论计算模型能较好地模拟扩大头注浆或夯扩沉桩过程；楔形桩桩身施工造成的桩周土体应力变化要远大于扩大头施工所造成的桩周土体应力变化，楔形桩桩身施工所产生的挤土应力起主导作用。

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桥台后加筋回填设计计算方法

刘萌成, 赵旭航, 葛折圣

中国公路学报. 2014, 27(2): 17-26.

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为了给桥台后（台背）加筋回填的设计与施工提供参考，通过拔出破坏条件下加筋土单元力学分析，研究了加筋回填的强度参数换算和简化模拟方法；同时，基于已有的台背回填沉降研究成果，研究了台背加筋回填的设计指标与标准以及设计算法与流程。将该方法应用于实际工程，分析了施工期和竣工后加筋回填体沉降变化规律，并阐述了不同填料情况下设计指标验算过程，验证了推荐算法的可行性。研究结果表明：施工期总沉降绝大部分源于回填路基压缩沉降；地基条件良好情况下，工后总沉降大部分源于回填路基累积沉降；桥台容许沉降增加，则台背回填容许差异沉降或纵坡坡度要求相对降低。

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极端久雨条件下软岩边坡动态稳定性分析

蒋中明, 曾铃, 付宏渊, 熊小虎

中国公路学报. 2014, 27(2): 27-34.

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为探索软岩边坡在极端长期降雨条件下的稳定性，采用饱和非饱和理论获取边坡在降雨过程中渗流场的分布特点及变化规律；将渗流计算结果导入FLAC3D软件平台，应用Fish语言对各单元强度变化的时间效应和重度变化的空间分布特性进行修改；最后采用强度折减法分析了软化效应和渗流场共同作用对软岩边坡动态稳定性的影响。结果表明：长期降雨过程将导致软岩边坡浅层部位出现大面积暂态饱和区，因边坡渗流的集聚效应，坡脚附近将维持较长时间的暂态高水位状态；软岩边坡在降雨过程中安全系数逐渐减小，降雨停止后，边坡安全系数呈现先减小、再增加，继而再减小的变化规律；极端久雨前期，边坡中基质吸力的降低、重度及渗透力的增加是影响边坡动态稳定性的主导因素；极端久雨后期，暂态饱和区内岩石的软化效应对边坡稳定性起控制作用。

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多级锚固高边坡临界高度影响因素敏感性分析

文畅平

中国公路学报. 2014, 27(2): 35-44.

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为了给多级锚固高边坡抗震设计提供参考，针对地震作用下三级锚杆挡墙支护高边坡的临界高度及影响因素的敏感性开展研究。基于拟静力法，结合塑性极限分析上限定理和强度折减法，推导了三级锚杆挡墙支护高边坡地震条件下的临界高度上限解，并分别计算了在地震烈度、土的抗剪强度参数、锚杆挡墙倾角、锚杆设计参数以及边坡平台宽度等因素影响下，边坡临界高度的极限值。根据正交分析法，给出了地震条件下基覆边坡临界高度影响因素的敏感性顺序。研究结果表明：土的内摩擦角、水平地震力系数以及锚杆水平间距等因素对边坡临界高度影响的敏感性较为显著，而锚杆倾角和竖向地震力系数等因素的敏感性相对较小；如不考虑土的抗剪强度参数的影响，水平地震力系数和锚杆水平间距等因素对边坡临界高度的敏感性则较为显著，而边坡平台宽度和锚杆倾角等因素的敏感性相对较小。基于此，在进行多级锚固高边坡的抗震设计时，应主要考虑锚杆的轴力、倾角、水平向间距及其布置方式等因素，并重视边坡平台宽度、上级墙对下级墙抗震性能的影响。

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基于相位变换的顶推曲梁桥自适应无应力构形控制

李传习, 王琛, 董创文, 李红利

中国公路学报. 2014, 27(2): 45-53.

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针对桥梁无应力构形求解及顶推梁体拼装施工控制传统方法等的不足，结合背景工程，研究并解决了拼装顶推施工钢主梁理论无应力构形的简便确定和高精度控制问题。用简便的一次落架法确定了顶推梁体无应力线形，将梁体无应力构形区分为立面、平面和横断面无应力构形，并明确可忽略扭转变形影响的钢箱梁或钢槽梁无应力构形控制应重点关注立面构形，在此基础上给出了各梁段预制构形确定的方法，根据顶推梁体无应力构形实现过程中梁体纵向位置频繁变化的突出特点，用提出的相位变换法确定了各工况待拼梁段就位标高和已拼梁体实际无应力构形，对背景工程进行自适应无应力构形控制。结果表明：顶推到位的实测线形（及应力）与理论线形（及应力）吻合较好，所提出的方法正确、有效、精度高。

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基于长期监测的特重车交通荷载特性及动态过桥分析

韩万水, 闫君媛, 武隽, 李彦伟, 杨飞

中国公路学报. 2014, 27(2): 54-61.

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为了获取特重车交通荷载特性以及对特重车过桥所产生的桥梁动力响应和桥梁安全进行分析，从河北宣大高速公路某大桥安装的健康监测系统实时记录的3年交通荷载数据库中，定义并提取了1 319个特重车交通荷载工况，记录的荷载信息包括车型、车速、车质量、车长、行驶车道和车辆到达时刻，对特重车交通荷载样本进行统计分析从而获得各参数特征。以一座6跨连续T梁桥为例，利用自主研发的BDANS软件中的随机车流-桥梁耦合振动分析模块，计算了特重车交通荷载作用下桥梁的空间动力响应，并与考虑冲击效应的公路Ⅰ级设计荷载对应响应进行对比。研究结果表明：少量特重车工况下桥梁强度超限，超限工况主要为单辆特重车过桥工况，最大超限率达到15%。

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联合GNSS和加速度计的桥梁结构动态监测试验

余加勇, 邵旭东, 孟晓林, 李立峰

中国公路学报. 2014, 27(2): 62-69.

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为了解决桥梁结构振动监测中模态频率监测不完整和不准确的问题，采用全球导航卫星系统（GNSS）接收机和加速度计在英国诺丁汉威尔福德悬索桥进行监测试验，使用监测点装置、精密时间采集器解决监测点多传感器同轴、时间同步问题，同步采集GNSS实时动态差分（RTK）、网络RTK、后处理模式数据和加速度计数据，设计切比雪夫-自适应滤波方法识别桥梁结构动态位移。分析结果表明：GNSS易识别低值模态频率，加速度计易识别高值模态频率，2种传感器均可识别出重叠频带的模态频率，且结果吻合；2种传感器识别的动态位移吻合，两者差值的标准差和平均偏差均小于1 mm；联合监测方法既适用于低频率、大振幅振动的大跨径桥梁监测，也适于高频率、小振幅振动的中小跨径桥梁监测。

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三塔双主跨悬索桥动力特性精细化分析

张文明, 葛耀君

中国公路学报. 2014, 27(2): 70-76.

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为深入了解双主跨悬索桥的动力特性，建立该桥型与单主跨悬索桥在动力特性上的定性或量化关系，以马鞍山大桥为工程背景和结构原型，分别构造出1座同跨径和1座双倍跨径的单主跨悬索桥，在主要振型、自振频率、等效质量、等效质量惯性矩、模态相似性、模态密集性和构件对刚度的贡献等方面进行了精细化对比分析。研究结果表明：双主跨悬索桥的自振频率总体上介于同跨径和双倍跨径的单主跨悬索桥之间；对于双主跨悬索桥的所有一阶模态和单主跨悬索桥的对称模态，可采用直接叠加法方便地估算等效质量和质量惯性矩；双主跨悬索桥的模态密集性比单主跨悬索桥大；双主跨悬索桥弯扭模态在全桥和单跨具有很好的相似性；单主跨悬索桥的桥塔对竖弯和扭转刚度的贡献很小，而双主跨悬索桥的桥塔（中塔）对竖弯刚度和扭转刚度贡献较大。

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双向压弯下RC矩形空心截面桥墩承载能力评估

董振华, 韩强, 杜修力

中国公路学报. 2014, 27(2): 77-83.

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为了评估双向弯曲作用下钢筋混凝土（RC）空心截面桥墩的安全性，根据双向弯曲共同作用下RC矩形空心截面中和轴的布置形式，推导了其轴力P和弯矩M_x及M_y的计算公式。结合数值模拟得到P-M_x-M_y三维相互作用屈服面，基于Bresler极限强度理论提出了轴压比小于0.3时，双向弯曲作用下RC矩形空心截面极限承载力的简化计算式。结果表明：应用P-M_x-M_y三维相互作用屈服面对试验墩的安全性校核结果与试验现象一致，且通过算例验证了提出的极限承载力简化计算式可准确校核双向水平荷载作用下矩形空心墩的安全性。

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正交异性钢桥面板顶板疲劳性能研究

吕彭民, 李大涛

中国公路学报. 2014, 27(2): 84-89,97.

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为了给大桥的疲劳寿命评估、健康监测和养护维修提供依据，并为桥梁设计提供参考，以九江长江公路大桥正交异性钢桥面板、U肋和横隔板连接部位的顶板为研究对象，对实桥结构进行有限元分析，确定了能反映该细部结构受力状态的疲劳试样结构形式；根据对疲劳试样的模拟仿真和应力测试，确定了焊接细部结构顶板应力分布状况；通过对疲劳试样进行疲劳试验可得到该构造细节的疲劳破坏形式、Δσ-N曲线方程和容许应力幅。研究结果表明：该细节200万次疲劳寿命的容许应力幅值为95.93 MPa；减小该细部焊接残余拉应力，避免焊根处发生疲劳裂纹可以提高其疲劳强度。

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基于分层贝叶斯模型的信控交叉口安全分析

谢琨, 王雪松

中国公路学报. 2014, 27(2): 90-97.

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为了分析影响信控交叉口安全的显著因素，利用分层贝叶斯模型关联交叉口特征和事故率，考虑位于同一主干道上交叉口间的相互关联，并用所建立的模型对交叉口层面和主干道层面的安全影响因素进行了深入分析。结果表明：分层贝叶斯模型比传统模型拟合结果更好；在交叉口层面，高架下的、相互间距近的、十字的、转向车道比例大的、相位多以及日均流量大的交叉口事故率较高；在主干道层面，位于双向行驶的、平均车速高的主干道上交叉口安全性较差。

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台风灾害下无车群体应急疏散决策行为分析

崔娜, 崔建勋, 安实

中国公路学报. 2014, 27(2): 98-104.

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为了深入挖掘台风灾害下无车群体的应急疏散决策行为，从度量疏散群体中某一普通被疏散者的风险承受能力入手，建立了被疏散者风险容忍阈值模型来描述其疏散决策过程。通过台风灾害下应急疏散行为意向调查数据采集，并在全部调查数据中依据选择“政府提供应急车辆进行疏散”的比例提取无车群体疏散数据。采用Probit回归方法对无车群体和全体被疏散者2类群体的风险容忍阈值模型进行回归，对显著影响不同群体风险承受能力的因素进行比较分析。研究结果表明：对无车群体而言，被疏散者自身的恐慌感以及灾害环境造成的威胁是影响其风险承受能力最为关键的因素；而从全体被疏散者的角度来考察，除了上述2类因素，被疏散者是否拥有私家车以及所居住房屋的承受能力对最终疏散决策有显著影响。

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人-车-路系统下电动自行车安全性试验

赵桂范, 刘明敏, 刘磊, 王深思, 张子鹏

中国公路学报. 2014, 27(2): 105-111.

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为研究电动自行车在道路行驶中的安全性，从人-车-路闭环系统出发，较为全面地分析了电动自行车交通行驶安全性的影响因子。通过分析电动自行车骑行者的主要损伤机理，确定人-车-路闭环系统中影响电动自行车安全性权重较高的因素为运动速度、车辆类型、路面类型和路面状态等。采用实车牵引试验方案，在保证试验安全性的同时，通过正交设计对主要影响因子进行多变量综合试验，系统地分析了电动自行车在道路行驶中的不安全性机理;同时通过大量试验数据建立了倒地电动自行车在各种路面条件下的摩擦因数数据库。结果表明：对电动自行车安全性影响最为显著的因子为运动速度、车辆运动状态、车辆类型、道路类型和道路条件，且运动速度对其安全性的影响最大。

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车辆非稳态轮胎路面三向作用力差异特性分析

许洪国, 马彬, 曾诚

中国公路学报. 2014, 27(2): 112-119.

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为从力学角度解析轮胎印迹显隐特性，基于路面分形理论和粗糙路面接触机理，引入结合路面分形和橡胶特性的滑动摩擦因数改进模型，提出了考虑轮胎动摩擦特性的9自由度非稳态车辆模型，分析了车辆非稳态工况下，轮胎和路面对非稳态轮胎作用力差异特性的影响。建立了车载稳定性检测系统并进行实车试验，验证了车辆模型的有效性，应用MATLAB在固定转向角和恒定制动条件下对模型进行了仿真分析。研究结果表明：轮胎和路面性质对轮胎纵向作用力差异特性影响相对较小，对轮胎横向作用力和垂向载荷的差异特性影响显著；轮胎横向作用力和垂向载荷差异特性是产生轮胎印迹显隐特性的一个主要原因。

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发动机冷却风扇叶顶间隙区域泄漏流动的数值分析

芮宏斌, 魏朗, 刘凯

中国公路学报. 2014, 27(2): 120-126.

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针对发动机冷却风扇叶顶间隙区域泄漏的复杂流动和间隙气流对气动性能影响的问题，采用数值分析法研究了导流罩和导流环相对运动和静止对叶顶间隙区域流动的影响、设计工况下间隙区域的压力分布及泄漏涡流的流动特征。采用流场可视化方法测出发动机冷却风扇叶顶间隙区域的流速分布，验证了计算流体力学数值仿真结果的正确性。研究结果表明：随着工作静压的降低，当叶顶间隙区域存在的高速泄漏射流流速与导流环壁面气流周向速度的流速差较大时，由于粘性力的作用，气流流向发生改变，泄漏量明显减小。

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2014年, 第27卷, 第2期　刊出日期：2014-02-20

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