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武汉市东西湖区城市排水管网典型“病因”诊断技术研究

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武汉市东西湖区城市排水管网典型“病因”诊断技术研究

作者：王春湖北工业大学

学位级别：硕士

城市排水管网由于布设复杂、形式多样、工程隐蔽等特点,导致出现大量混接、破损、溢流、淤积、入渗入流等问题,严重影响着城市排水系统正常运行及居民日常生活。如何用高效、准确、低成本的方法获取排水管网运行情况,是城市排水管网“... 详细信息

城市排水管网由于布设复杂、形式多样、工程隐蔽等特点,导致出现大量混接、破损、溢流、淤积、入渗入流等问题,严重影响着城市排水系统正常运行及居民日常生活。如何用高效、准确、低成本的方法获取排水管网运行情况,是城市排水管网“病因”诊断过程中亟待解决的难点。本文通过研究排水管网典型“病因”与水量水质之间的关系,获得一种城市排水管网典型“病因”诊断技术,并将该技术应用于武汉市东西湖排水管网诊断工作中,具体研究如下:本文根据管网典型“病因”和管网水量水质之间的关系,得出一种由监测区/段确定、监测点位布设、数据采集与诊断分析、结果验证四个步骤组成城市排水管网典型“病因”诊断技术。首先针对监测区/段确定及点位布设,从监测布点原则、监测指标、监测频率、数据分析和校核等四个方面进行了研究;其次采用互相关流量计耦合紫外光谱传感器同步监测以获取排水管网的流量、液位、流速和化学需氧量数据,以满足城市排水管网典型“病因”诊断需求;其次结合多种分析方法进行管网病因溯源、管道淤积风险评估、管网入渗入流诊断方法等诊断分析,如水量水质监测数据与溯源法、淤积风险系数法、水量水质平衡法等;最后根据现场情况灵活选用管道闭路电视检测系统、潜望镜、声呐成像等技术验证诊断结果。本文将城市排水管网典型“病因”诊断技术应用于武汉市东西湖区域,并且研究发现该区域:13个点位存在混接问题;5个点位存在入渗入流问题。深入分析发现混接问题集中于东西湖污水处理厂区域的3个点位,新沟区域3个点位,辛安渡区域3个点位。淤积风险评估发现辛安渡片区和东西湖污水处理厂片区风险极高,新沟区域十六支沟片区也存在一定风险。区域入渗入流来源有污水源、降雨源及河水倒灌源三种。新沟区域共6个点位入渗入流主要是低浓度污水,纺新路区域主要是旱天污水。新沟区域的2个点位的降雨入流率最为严重,分别占87.32%、83.0%,其他区域降雨入流率较轻。其中辛安渡区域和新沟区域均有1个点位存在河水入流入渗问题,入流入渗比例均值分别为20.8%和20.4%。采取管道闭路电视检测系统辅助管道内部检测技术进行验证,混接、淤积及入渗入流检测结果均与水量水质同步监测诊断分析结果一致。

关键词：城市排水管网水量水质监测管网混接管道淤积管网入渗入流

基于表观病害的空心板梁桥承载能力及耐久性评定方法研究

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基于表观病害的空心板梁桥承载能力及耐久性评定方法研究

作者：王子琛东南大学

学位级别：硕士

目前在我国公路桥梁项目中,存在着大量从早期开始运营的空心板梁桥。由于施工质量差、材料劣化、环境侵蚀等一系列因素的作用,空心板梁桥随桥梁服役时间的增长会产生不同种类不同程度的病害,这些病害会对桥梁结构产生不可逆的影响,危及... 详细信息

目前在我国公路桥梁项目中,存在着大量从早期开始运营的空心板梁桥。由于施工质量差、材料劣化、环境侵蚀等一系列因素的作用,空心板梁桥随桥梁服役时间的增长会产生不同种类不同程度的病害,这些病害会对桥梁结构产生不可逆的影响,危及桥梁的承载能力和耐久性。随着车载及车流量的不断增长,数量众多的带病害工作空心板梁桥结构会进一步给国家公路桥梁事业带来较大隐患。因此有必要深入研究空心板梁桥各类损伤形式对结构服役性能的影响,基于既有病害提出在役空心板梁桥承载能力与耐久性的科学评定方法。本文以合芜高速公路改扩建工程为依托,选取典型带表观病害空心板梁桥进行下列研究:首先,整理并归纳了空心板梁桥上部结构主要病害的表现形式与产生原因。通过定量调研依托工程中的空心板梁桥,分析包括“铰缝损伤”、“结构裂缝”、“支座病害”在内的表观病害特征,总结出空心板梁桥在长期服役后各类病害的分布规律。接着,为了对依托工程中具有典型病害的样本桥梁进行横向分布能力评定,设计了满足各类现场测量环境的荷载试验方案,并提出了衡量空心板梁桥横向分布能力的铰缝损伤程度评定指标。在进行实桥荷载实验后,通过对比无损状态下理论结果进行样本桥梁横向分布能力分析,而后基于理论和实测铰缝相对竖向位移,计算各铰缝的损伤程度评定指标,结合横向分布分析结果说明了铰缝损伤程度评定指标在定量评定桥梁横向分布能力中的合理性。其次,针对现有体系难以通过定量化结构内部情况进行耐久性评定的现状,基于空心板梁桥梁体解剖试验,结合层次分析法与模糊理论,提出了一种空心板梁桥梁体的耐久性评定体系。综合针对样本桥梁的梁体解剖与检测试验数据,从耐久性的角度应用层次分析法,对试验中诸多检测内容结果进行归纳分类,建立以耐久性评定为核心的递阶层次模型。运用模糊理论确定各层级模糊综合向量,最终得到以样本桥梁梁体断面为对象的安全性与耐久性评定指标。然后,为了解决无破坏试验情况下的极限承载能力评定问题,提出了通过材料劣化规律或已有检测数据推断服役空心板梁体极限承载能力与梁体极限承载能力折减系数的计算方法,利用现有文献中的单梁破坏试验数据验证了该方法的准确性。最后,构建了表观病害指标与荷载横向分布能力、耐久性或极限承载能力指标间的关联模型。选择合适的神经网络结构,将上述指标分别作为算法输入与输出进行神经网络训练,从而建立输入与输出之间的定量关系,并同时通过有限元模型更新的方式及时补充训练数据。选择桥梁工程实例进行关联模型的适用性验证。验证结果说明,经过训练后的关联模型建立的基于表观的评定体系是合理的,可用于实际工程中空心板梁桥承载能力与耐久性的评定。

关键词：空心板梁病害荷载试验解剖试验承载能力耐久性评定方法

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基于可靠度的中小跨桥梁抗洪裕度研究

基于可靠度的中小跨桥梁抗洪裕度研究

作者：石惠铎东南大学

学位级别：硕士

近年来,随着全球气候变化加剧,全球范围内洪水、海啸等水灾频发,跨河桥和海岸桥被洪水毁坏的案例屡见不鲜,桥梁传统设计方法对桥梁抗水性能与安全风险的考虑仍存在不足。无论面向待建桥梁还是既有桥梁,构建一种科学合理的桥梁水毁风险... 详细信息

近年来,随着全球气候变化加剧,全球范围内洪水、海啸等水灾频发,跨河桥和海岸桥被洪水毁坏的案例屡见不鲜,桥梁传统设计方法对桥梁抗水性能与安全风险的考虑仍存在不足。无论面向待建桥梁还是既有桥梁,构建一种科学合理的桥梁水毁风险评估和设计方法,对于桥梁抗水设计与评价均具有十分重要的理论意义与应用价值。由于洪水强度受气候、地形等因素影响具有不确定性,以往研究通常采用可靠度理论对桥梁抗水能力展开评估,但其依据的桥梁失效极限状态方程主要以基础埋置深度为指标,缺乏清晰的结构力学模型。现行桥梁设计规范也仅仅从桥孔布置、桥面高程和基础埋深对抗洪设计做出规定,难以满足实际工程需求。本文主要研究内容如下:(1)以桥梁抗洪裕度的随机特征为依据,提出采用抗洪可靠指标从结构水毁失效概率角度统一定量衡量具有不同物理含义的抗洪裕度,为桥梁水毁风险评估提供具体参考依据。(2)结合两类典型中小跨桥梁(刚性基础上承式拱桥与桩基础简支梁桥)的水毁模式,分别建立了对应的抗洪失效极限状态方程。提出冲刷坑映射土弹簧和水流力映射节点力的实用算法,用于构建结构-水流-泥沙交互耦合数值模型以获得桥梁在洪水作用下的响应,为求解抗洪失效极限状态方程中洪水效应提供了精确方法。采用响应面可靠度正分析建立对现有桥梁的抗洪裕度精细化评估方法,将其应用于河源东江大桥水毁案例的抗洪可靠指标评估,验证了该方法的合理性与可行性。(3)面向现有桩基简支梁桥的水毁安全预警需求,本文以抗洪可靠指标和实测冲刷深度为依据,建立了冲刷分级预警体系。对桩基简支梁桥的应用案例表明该体系下桥梁水毁风险可由实测基础冲刷深度直观描述,并为失效预警分级区间提供参考。(4)为完善现行规范体系对待建桥梁的抗洪设计验算方法,本文建立了现行规范桥梁验算模式与水毁失效模式之间联系,分别为两类典型中小跨桥梁建立了相应的分项系数抗洪设计表达式。为避免求解耦合数值模型的巨大计算耗费,本文基于结构分析提出了适用于分项系数抗洪设计表达式的洪水效应标准值简化计算模式。最后,本文通过优化分析给出了各分项系数的合理取值,建立了符合现行规范体系要求的待建桥梁抗洪设计验算方法。

关键词：抗洪裕度响应面可靠度桥梁水毁冲刷分级预警分项系数

基于多源数据的北京历史文化街区街道可步行性研究

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基于多源数据的北京历史文化街区街道可步行性研究

作者：刘丙乾北京工业大学

学位级别：硕士

近年来,随着我国城市化进程的不断加快,城市面貌发生了翻天覆地的变化,街道作为展示改革发展成果的重要窗口,已经从单纯的通行空间,逐步转变为城市重要的公共空间。从“道路”转向“街道”、“车本”转向“人本”,城市街道逐步从交通工... 详细信息

近年来,随着我国城市化进程的不断加快,城市面貌发生了翻天覆地的变化,街道作为展示改革发展成果的重要窗口,已经从单纯的通行空间,逐步转变为城市重要的公共空间。从“道路”转向“街道”、“车本”转向“人本”,城市街道逐步从交通工程师的单一视角,转向居民、政府、设计团队等多领域和规划、交通、景观、建筑等多学科共同缔造的多元视角。然而,作为城市交通系统重要组成部分的历史文化街区街道,却一直处于被忽略的地位。一方面,由于历史文化街区街道不同于城市道路的快、主、次、支的等级划分,使其很难与城市路网结构进行有效的结合;另一方面,由于历史文化街区街道缺乏规范化、制度化的管理体系,导致历史文化街区街道空间环境失序、停车占道严重、步行品质下降,街道逐步走向“失落”。面对新时期“七有”民生新诉求和北京“五性”民生新标准,以及新总规建设“北京样板”的新要求,北京历史文化街区如何在坚持“保”字当头的前提下,建设有绿荫、有鸟鸣、有老北京味的连续、便捷、安全、协调、舒适、多样的街道步行环境,提升街道可步行性,彰显历史文化街区独一无二的街道肌理,建设人居环境一流的首善之区,成为新时期必须回答的重点。伴随信息技术的不断发展和城市规划研究技术的不断进步,新数据、新技术为重新认知历史文化街区街道提供了绝好的机会和全新的视角。在此背景下,本文以北京历史文化街区典型代表——大栅栏为例,通过梳理街道可步行性研究理论、测度方法与指标体系基础上,从理论构建到指标选取再到实证研究,解读大栅栏街道可步行性特征和影响机制。首先,理论建构层面,本文通过对街道可步行性相关理论与研究的梳理,总结出街道可步行性研究的发展历程、理论体系和测度体系,建构较为完善的街道可步行性研究理论基础。其次,指标选取层面,本文从连通性、便捷性、安全性、协调性、舒适性和多样性等6个维度出发,建构目标层指标,并进一步细分成12项准则层指标和33项测度指标,构建大栅栏街道可步行性指标体系。最后,实证研究层面,本文结合大栅栏街区街道空间环境要素,通过路网矢量数据、街景图像数据、POI兴趣点数据、问卷数据和打分数据等多源数据,构建多源数据库,综合运用空间句法、步行指数等方法,结合专家打分,对大栅栏街区街道可步行性进行定量与定性分析,进一步熵权法获取大栅栏街区基础可步行性指数（BWI）,总结街区街道可步行性的基本特征。通过相关性分析和突变模型,获取街道综合可步行性指数（IWI）,再结合聚类分析,解读街道可步行性空间差异性,分析街道可步行性的影响机制。最后从理想型街道角度出发,提出街区可步行性提质的建设标准和方针政策。本文研究认为,历史文化街区街道可步行性研究有别于城市街道的可步行性研究,既要突出路网体系的连通、便捷、安全和舒适,又要彰显其“历史文化”。即有效的步行通行空间是保障街道步行连通性的前提;配置满足不同人群需求的街道功能是保障街道步行便捷性的基础;塑造安全有序的街道步行环境是保障街道步行安全性的基本要求;确保街道环境整体风貌的协调、展示文化魅力是保障街道步行协调的重要内容;提升街道空间品质、塑造宜人的街道步行环境是保障街道步行舒适性的最终目标;营造业态多样、界面丰富、公共空间满意的街道空间是保障街道步行多样性的重要标准。具体而言,全文结构如下:第一章为绪论,主要分析本文研究背景、阐述研究目的和意义、介绍研究目标和方法,建构研究框架和技术路线。第二章为街道可步行性相关理论研究部分,解读街道可步行性的概念,梳理街道可步行性研究的历史脉络,阐明不同时期街道研究的特点,总结街道可步行性影响因子、评价方法和指标体系,确定本文街道可步行性研究的评价体系。第三章为历史文化街区街道可步行性测度体系构建部分,从连通性、便捷性、安全性、协调性、舒适性和多样性6个维度对街道可步行性进行解构,通过对历史文化街区步行出行特征的分析,形成6项目标层、12项准则层和33项指标层的测度体系,并通过选取研究对象,搭建包括路网矢量数据、街景数据、POI兴趣点数据和问卷数据等在内的多源数据库。第四章为实证研究部分,选取历史文化街区典型代表——大栅栏街区进行实证研究,分析街区街道可步行性各项测度指标,结合熵权法建构街道基础可步行性指数（BWI）,进而探讨街区街道可步行性特征。第五章为历史文化街区街道可步行性影响机制研究部分,通过相关性分析,选取相关性高的指标19项,并利用突变模型建构街道综合可步行性指数（IWI）,再通过聚类分析,探讨街道可步行性的空间差异性,深挖街区街道可步行性影响机制,并进一步指出街道可步行性提质原则、标准和理想型街道建设要求。第六章为本文的主要结论、创新点和不足之处。总之,本文选取北京历史文化街区典型代表——大栅栏,通过梳理街道可步行性理论体系、建构多源数据库,从定量和定性两个维度,连通性、便捷性、安全性、协调性、舒适性和多样性

关键词：历史文化街区可步行性大栅栏

新时期上海市初中田径项目开展困境及路向研究 ——基于上海市四所初中的实证调查

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新时期上海市初中田径项目开展困境及路向研究 ——基于上海市四...

作者：凌佳瑜华东师范大学

学位级别：硕士