中国公路学报

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胡卫东, 曹文贵

中国公路学报. 2014, 27(6): 1-9.

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为了研究临坡条形基础地基的承载能力，在现有相关研究基础上，结合临坡条形基础地基工程的特点，通过深入分析其破坏机理，引进滑移线场理论与方法，构建出考虑临坡条形基础地基破坏非对称性特点的单侧滑移破坏模式；在此研究基础上，依据上限极限分析理论，通过构建出机动允许的速度场，导出了临坡条形基础地基极限承载力计算公式，引进序列二次规划优化算法，建立了临坡条形基础地基极限承载能力确定方法；并与现有研究成果进行了对比分析。结果表明：该方法合理、可行，不仅可以反映基础底面与地基土摩擦效应和基础与坡顶距离对临坡条形基础承载能力的影响，还可以反映临坡条形基础地基非对称性破坏特征的影响，较现有研究成果具有明显的优越性。

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疏桩作用路基的荷载效应剪切位移解析解

石名磊, 张浩, 曾志军, 袁龙

中国公路学报. 2014, 27(6): 10-16.

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为揭示疏桩支撑路基结构的荷载传递机理，针对疏桩作用路基的荷载效应特点，基于剪切位移分析法原理和大桩群单元简化模型，提出了疏桩支撑路基内部的荷载传递剪切位移分析模型；通过假定单元模型内、外土柱界面剪切力与对应相对位移的理想弹塑性关系，结合广义剪切位移概念，推导了路基单元模型的荷载传递控制方程，进而考虑疏桩路基中路基-垫层双层结构特点，建立了双层体系下路基荷载传递的剪切位移解析解。研究结果表明：所提出的模型在疏桩路基中具有较好的适用性，可拓展应用于分离式桩筏基础的桩土荷载效应分析。

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不同基层类型水泥混凝土路面温度翘曲结构试验与理论分析

田波, 权磊, 牛开民

中国公路学报. 2014, 27(6): 17-26.

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为了研究基层类型变化时普通接缝水泥混凝土路面（JPCP）在温度荷载作用下的响应规律差异，铺筑了3种常用基层，分别为水泥稳定碎石基层（CTB）加铺AC功能层、贫混凝土基层（LCB）、级配碎石基层（GCSB），并且在其上铺筑了设置有传力杆、拉杆的水泥混凝土足尺试验路，通过振弦式应变计监测了板内不同位置与深度处的温度与应变波动情况；进一步建立了基于Winkler地基上多层板体系的水泥混凝土路面温度应力有限元计算模型（各结构层模量通过承载板试验确定），通过实测应变、应力数据验证了模型的可靠性，确定了计算温度应力的模型边界条件。在此基础上，建立了九联板温度应力有限元模型，分析了采用不同基层类型、面层-基层界面处理方式、接缝宽度以及正负温差对路面板的响应。结果表明：板内应变/应力-温度变化规律具有非常明显的近似滞回特性，贫混凝土基层路面板内温度应力最大，级配碎石基层的最小；按该方法计算的温度翘曲应力处于其他3种代表性方法计算结果之间。

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基于GPS/IMU的山区道路参数拟合与行车安全分析

王慧丽, 史忠科

中国公路学报. 2014, 27(6): 27-33.

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为了有效获取山区道路的线形参数，减小测量中的累积误差，提出了一种基于车载GPS/惯性测量单元（IMU）测量信息的道路几何参数拟合方法。考虑到地球表面的三维变化特征，建立了基于GPS直角坐标系下车辆行驶的状态方程，结合IMU测量信息进行平滑处理，通过对道路的分段描述，利用递推估计拟合道路的纵坡坡度、弯道半径等几何参数，分析了纵坡坡度、弯道半径及车速对行车安全的影响。研究结果表明：该方法所获得的参数信息与采点法测量结果吻合较好，验证了所提出算法的有效性；与道路纵坡相比，车速以及弯道半径对山区行车安全的影响较大，采取增大转弯半径、限制车速的措施可以有效提高山区道路的行车安全性。

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基于能量原理的板桁结合型加劲梁连续化分析方法

周绪红, 秦凤江, 狄谨, 张茜, 乔朋

中国公路学报. 2014, 27(6): 34-43.

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针对大跨径板桁结合型加劲梁悬索桥精细有限元模型单元数量多、计算效率低的特点，基于能量原理推导了板桁结合型加劲梁主桁架腹杆和下平联的连续化等效板厚计算公式，根据板桁结合型加劲梁的弯曲与扭转受力特点分别构造了相应的连续化等效截面，并采用悬臂梁模型验证等效截面的合理性，最后以主跨跨径1 480 m的岳阳洞庭湖大桥为研究对象，将连续化分析方法与精细有限元法的位移与应力计算结果进行了比较。结果表明：采用2种方法计算得到的加劲梁位移的结果吻合较好，最大相对误差不超过4%；移动荷载作用时，采用连续化分析方法计算得到的上弦杆压应力受桥面板剪力滞效应的影响，导致其压应力的相对误差较下弦杆大，但上弦杆压应力的绝对差值不超过5.0 MPa；横桥向静风荷载作用下，采用连续化分析方法计算得到的弦杆应力相对误差不超过5%；连续化分析方法的计算精度能满足要求，计算效率较精细有限元法大幅提高。

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钢管混凝土拱段真空辅助灌注工艺试验

郑皆连, 王建军, 冯智, 韩玉, 秦大燕

中国公路学报. 2014, 27(6): 44-50.

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为研究大跨度钢管混凝土拱桥采用真空辅助进行管内混凝土灌注的工艺和效果，在合江长江一桥桥址附近，在自然环境下分别对2个跨径50 m、管径660 mm的拱段进行了管内混凝土灌注工艺试验，完成管内混凝土灌注后分别在混凝土6，17，21，28，56 d龄期时对拱段的关键截面进行了超声波检测，并在拱顶附近进行钻孔调查。研究结果表明：采用真空辅助工艺灌注混凝土的试验拱段超声波波速检测值较大，脱空孔隙较小，整体密实性好且更稳定；该工艺操作简便，对工程质量提高显著，经济效益好，适用于大跨度钢管混凝土拱桥的管内混凝土灌注。

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基于有限杆单元法的陡坡段桥梁基桩受力分析

赵明华, 杨超炜, 杨明辉, 尹平保, 张锐

中国公路学报. 2014, 27(6): 51-58,108.

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为了对山区高陡边坡桥梁桩基进行合理分析，提出了一种改进有限杆单元法。首先，对通用杆系有限单元法的单元刚度矩阵进行修正，以综合考虑“P-Δ”效应及桩土相互作用对桩身内力和位移的影响。在此基础上，根据陡坡段基桩不同特征段的受力变形特点，将基桩划分为自由段、受荷段和嵌固段，并对桩身荷载及边界条件进行处理，建立了适用于高陡边坡桥梁桩基内力位移分析的改进有限杆单元法，并以MATLAB为平台编制了相应的计算程序。最后，结合某工程实例，重点分析了剩余下滑力大小、桩顶荷载形式等因素对基桩内力及位移的影响。研究结果表明：理论计算值与室内模型试验的实测结果吻合较好，最大相对误差在10%以内，表明该方法正确、可行；高陡边坡条件下桥梁基桩桩顶荷载对桩身内力有显著影响，“P-Δ”效应明显，在实际工程中应对其予以考虑。

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船舶与桥墩撞击力-撞深关系概率模型

王君杰, 宋彦臣, 卜令涛

中国公路学报. 2014, 27(6): 59-67.

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为考虑船桥碰撞过程中荷载的随机性，进行了轮船撞击刚性墙的模拟计算。考虑到船舶结构的多样性，建立了9艘不同吨位和尺寸轮船的有限元模型，并以9种不同的速度撞击刚性墙，得到了81条船撞击力-撞深过程样本曲线。将样本曲线量纲一化，并采用21个离散点近似表示每条量纲一化曲线，在各离散点处对量纲一化撞击力进行了统计分析。通过对概率密度函数进行限界修正，建立了撞击力-撞深过程的概率统计模型，最后在统计意义上对概率模型的参数取值进行了讨论。研究结果表明：在各撞深处的量纲一化撞击力近似服从正态分布；限界修正方法消除了随机变量在数学意义与物理意义上的矛盾，提高了模型的适用性；所建立的概率模型在统计意义上与数值模拟获得的样本吻合良好。

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均匀流中箱梁非定常风压的频域特征和空间相关性

祝志文

中国公路学报. 2014, 27(6): 68-76.

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为研究箱梁脉动风压的频域特征和空间相关性，采用大涡方法模拟了箱梁在0°风攻角和雷诺数为1.27×10⁵下的绕流场，获得了主梁表面脉动压力分布和统计特征，开展了脉动压力时程的频域和空间相干性分析，解释了脉动压力的流动机理。研究结果表明：主梁尾迹的主脱落漩涡主导了主梁表面脉动压力，且涡脱存在频率带宽分布和展向不同步特征；主梁下表面脉动压力同相相关，但顶板脉动压力受分离再附流的干扰，上游风嘴及附近的脉动压力漂移了180°相位，导致上表面前、后风嘴上的脉动压力反相，且流动平均再附点后较大区域，脉动压力相干性小且相位杂乱。

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氯盐侵蚀下钢筋混凝土氯离子扩散系数试验及其概率分析

彭建新, 王华, 张建仁, 胡守旺, 刘扬

中国公路学报. 2014, 27(6): 77-83.

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为了研究混凝土中氯离子渗透机理及其空间分布对结构锈蚀的影响，利用人工气候环境模拟箱对混凝土试件进行氯盐喷雾试验，研究了自然扩散条件下不同水灰比混凝土试件氯离子扩散规律。基于实测数据，建立了混凝土中氯离子扩散系数随氯盐侵蚀深度及水灰比变化的计算模型。考虑扩散系数以及混凝土强度等参数的空间变异性，基于随机场理论，建立了RC结构锈蚀开始时间的时空可靠度模型。研究结果表明：混凝土中氯离子扩散系数随水灰比提高而提高，氯离子渗透速度随着渗透深度增加而减慢；考虑时空变异性的氯离子侵蚀下结构锈蚀发生概率比不考虑时空变异性下高13.1%~18.5%，基于所提出的动态扩散系数模型的结构锈蚀发生时间比静态扩散系数时要提前约16.7%。

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特长公路隧道双洞互补式通风物理模型试验

王亚琼, 夏丰勇, 谢永利, 胡彦杰

中国公路学报. 2014, 27(6): 84-90.

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为研究双洞互补式通风的可行性和换气风量对隧道通风的影响，基于大别山公路隧道双洞互补式通风方案，建立了1：10的物理模型试验系统。通过测试分析，研究了2条横通道内换气风量变化对隧道内各区段风速和风压的影响规律。结果表明：互补式通风方案是可行的，通过横通道使下坡段富余的新鲜空气进入上坡隧道，可降低上坡隧道污染物浓度；使上坡段内污染空气进入下坡隧道，可降低上坡隧道的风速，从而达到“同流合污”的通风目的；增大送入上坡隧道换气通道的风量，可以降低下行隧道出口处污染物浓度，同时会使上行隧道出口处污染物浓度升高；增大送入下坡隧道换气通道的风量，可以降低上行隧道出口处污染物浓度，同时会使下行隧道出口处污染物浓度升高。

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考虑拒载的出租车市场平衡机制与优化模型

袁长伟, 吴群琪, 韦达利, 武大勇

中国公路学报. 2014, 27(6): 91-97.

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为分析拒载给出租车市场供需平衡带来的影响，构建了神经元S特性函数形式的出租车拒载函数，函数引入出租车市场规模、等候时间、价格等市场参数，讨论存在拒载行为的出租车市场供需平衡机制，并构建考虑拒载的以社会福利最大化为目标的出租车市场优化模型。研究结果表明：在有拒载时，最优价格基本保持不变，出租车规模则需要增加，社会总福利下降；模型应用于西安市出租车市场，当存在出租车拒载时，出租车平均等候时间由0.1 h上升到0.65 h，需求约下降1.3×10⁴运次，同时在社会福利最大化目标下，出租车最优规模需由不存在拒载行为的8 426 veh上升到10 839 veh，最优价格基本不变，提出的模型能描述拒载行为对出租车市场带来的复杂影响。

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考虑风险取向差异的混合用户平衡模型

吕彪, 蒲云, 刘海旭

中国公路学报. 2014, 27(6): 98-108.

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为准确描述随机路网环境下出行者的择路行为，提出了考虑风险取向差异的混合用户平衡模型。根据风险取向不同，将出行者分为冒险型、中立型、保守型和超保守型，并考虑了出行者对出行时间的估计误差、路网服务水平对需求量的影响及路网拓扑关系等影响配流的关键因素。推导了需求服从对数正态分布、路段通行能力服从贝塔分布条件下，各类出行者出行成本的计算公式，建立了用等价变分不等式表示的平衡模型。研究结果表明：出行者的风险取向对配流结果会产生重要影响；随着需求水平的提高和路段通行能力退化程度的加剧，不同风险取向出行者具有不同择路倾向，冒险型出行者倾向于选择出行时间波动大的路径，中立型出行者选择期望出行时间最小的路径，保守型和超保守型出行者倾向于选择出行时间波动小的路径。

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重度混合动力汽车工作模式切换控制策略

杨阳, 李小强, 苏岭, 黄剑峰

中国公路学报. 2014, 27(6): 109-119,126.

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以一种新型的单电机、双离合器式重度混合动力轿车为对象，确定工作模式切换的边界条件及相应动力源需求扭矩，为满足工作模式切换过程的动力性与平顺性要求，制定了限力矩离合器接合模糊控制策略与各工作模式切换过程的扭矩协调控制策略。建立了整车仿真模型与相应控制策略模型，进行了各模式切换过程的计算机仿真分析。研究结果表明：该系统能迅速稳定地完成行进中电机起动发动机过程，采用所制定的扭矩协调控制策略能有效降低各模式切换过程的冲击度，提高汽车行驶的平顺性。

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轻型卡车驾驶室侧面耐撞性摆锤撞击仿真与改进

王良模, 陈东益, 邹小俊, 张一京, 张汤赟

中国公路学报. 2014, 27(6): 120-126.

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为了提升轻型卡车的碰撞安全性，建立了某轻型卡车有限元模型，进行了驾驶室模态仿真以及100%正面碰撞仿真，并通过驾驶室模态试验与实车碰撞试验，验证了有限元模型的准确性。参照ECE R29-03法规进行了侧面20°摆锤撞击仿真，并通过侧围顶部填充结构泡沫、增加顶部横梁和后围加强梁等措施对原设计驾驶室进行改进。结果表明：改进后驾驶室刚度得到提升，各部件能量吸收较均匀，生存空间最小尺寸由75.3 mm增加为121.9 mm，加强了对乘员的保护。

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2014年, 第27卷, 第6期　刊出日期：2014-06-20

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