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斜拉桥索塔分组集聚锚固体系设计探讨

公路交通科技 2021年第4期38卷 55-62页

作者：李茜左新黛文坡交通运输部公路科学研究院北京100088 中铁大桥勘测设计院集团有限公司湖北武汉430056

斜拉桥索塔分组集聚锚固体系是一种新型的锚固体系,它将斜拉索分组锚固于塔柱间钢箱梁横隔板之间的锚固构造内,形成索塔体外锚固体系。与传统的索塔锚固方式相比,混凝土与钢横梁承压板连接部位始终处于受压状态,降低塔柱混凝土开裂的风... 详细信息

斜拉桥索塔分组集聚锚固体系是一种新型的锚固体系,它将斜拉索分组锚固于塔柱间钢箱梁横隔板之间的锚固构造内,形成索塔体外锚固体系。与传统的索塔锚固方式相比,混凝土与钢横梁承压板连接部位始终处于受压状态,降低塔柱混凝土开裂的风险,并可实现塔梁同步施工,施工便捷性和经济性均有优势。国内安徽池州大桥首次成功应用此新型锚固体系。为明确分组集聚锚固体系的力学行为特性和设计方法,以池州大桥为例,首先介绍了该体系的基本设计思想,从斜拉索分组原则、钢横梁设计要点、塔梁连接构造设计几个方面进行了阐述。接着应用有限元软件Midas建立全桥仿真模型,设计了6种计算工况,对斜拉索索面布置、分组集聚形式、钢横梁设计参数进行了敏感性分析。引入塔梁刚度比,研究主塔与钢横梁的刚度匹配,明确了分组、集聚、塔梁刚度比对全桥受力的影响,并给出了设计优化建议。结果表明:分组集聚锚固体系对全桥的横向稳定性和抗扭转性能更有利,钢横梁受力较为复杂,是今后设计的重点;改变横梁长度带来的是主塔-横梁局部受力的变化,改变横梁间距带来的是斜拉桥整体受力的变化;在满足布设空间和构造要求前提下,尽可能减小钢横梁长度和增大横梁间距,以减小塔梁刚度比、提高斜拉索效率,对索塔体系受力和经济性均有利。

关键词：桥梁工程斜拉桥分组集聚锚固体系设计敏感性分析有限元塔梁刚度比

溶洞在电阻率层析成像图中的成像特征及其解释推断

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长安大学学报（自然科学版） 2018年第5期38卷 221-230页

作者：魏锋陈忠达张震朱耀庭胡文华吴福泉长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室陕西西安710064 陕西省公路局陕西西安710068 江西省交通科学研究院江西南昌330052 江西省高速公路投资集团有限责任公司江西南昌341000

为研究溶洞在电阻率层析成像图中的成像特征,对江西省南昌—上栗高速公路沿线岩溶地层进行勘察,并建立相应的数值模型进行正演。在已勘明的溶洞中,分别选取大跨度空溶洞、大跨度填充溶洞、小跨度空溶洞及小跨度填充溶洞,观察其成像特征... 详细信息

为研究溶洞在电阻率层析成像图中的成像特征,对江西省南昌—上栗高速公路沿线岩溶地层进行勘察,并建立相应的数值模型进行正演。在已勘明的溶洞中,分别选取大跨度空溶洞、大跨度填充溶洞、小跨度空溶洞及小跨度填充溶洞,观察其成像特征,分析得到不同厚跨比及填充情况下的溶洞在电阻率层析成像图中的成像特征,从而建立溶洞成像特征树图。模拟均匀空间中同时存在高阻介质和低阻介质的情况,并与勘察结果对比。最后在工程实际中应用溶洞成像特征树图,进行电阻率层析成像图的解释推断,同时结合钻探成果验证该方法的正确性。结果表明:高阻异常和低阻异常主要出现于大跨度空溶洞和大跨度填充溶洞,而在小跨度空溶洞和小跨度填充溶洞中并不明显;等值线弯折必然存在于填充型溶洞,且经常伴随低阻异常出现。数值模拟发现,等值线总是倾向于向低阻介质聚集,从而产生等值线弯折的现象;与此同时,由于电阻率等值线聚集于低阻介质附近,延伸受到很大限制,从而产生低阻屏蔽效应。在溶洞跨度较大的情况下,成像特征主要表现为高阻异常和低阻异常,解释推断较为简单;但在溶洞跨度较小的情况下,由于低阻屏蔽效应,小跨度空溶洞或较薄的溶洞顶板等高阻介质经常被遮盖,为解释推断带来较大困难。

关键词：交通信息与控制工程溶洞电阻率成像特征电阻屏蔽解释

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橡胶沥青配伍性及黏附性能研究

公路交通科技 2019年第3期36卷 34-41,72页

作者：王筵铸王旭东张龙生许兵韩杰哈尔滨工业大学黑龙江哈尔滨150090 交通运输部公路科学研究院北京100088 江西省高速公路投资集团有限公司江西南昌330025 重庆交通大学重庆400074

为了评价橡胶沥青配伍性及黏附性能,选取5种不同油源基质沥青加工得到橡胶沥青,分析基质沥青组分、胶粉掺量与橡胶沥青常规性能的关联性;基于表面自由能理论,通过测定橡胶沥青的表面自由能及其参数,考察基质沥青组分、胶粉的含量、薄膜... 详细信息

为了评价橡胶沥青配伍性及黏附性能,选取5种不同油源基质沥青加工得到橡胶沥青,分析基质沥青组分、胶粉掺量与橡胶沥青常规性能的关联性;基于表面自由能理论,通过测定橡胶沥青的表面自由能及其参数,考察基质沥青组分、胶粉的含量、薄膜烘箱热老化及紫外光老化对橡胶沥青黏附性能的影响。结果表明:橡胶沥青针入度、软化点、延度指标受基质沥青性质影响明显,胶质和沥青质含量较高的沥青加工得到的橡胶沥青针入度小、软化点高、运动黏度较大;若生产用于热区,基质沥青宜选择重组分含量多的70~#基质沥青或者50~#沥青;随着胶粉含量的增加,橡胶沥青针入度减小、软化点升高,但其延度值较为接近,胶粉含量宜根据沥青组分信息确定掺加量;橡胶沥青在高温条件下储存会使其黏度下降,在180℃条件下储存8 h黏度将会下降60%,橡胶沥青在生产使用过程中应降低温度储存,高温下储存时间不宜超过8 h;随着胶粉掺量的增大,橡胶沥青的表面能增大;经过5,10,15 h薄膜烘箱热老化后沥青表面能呈现增大趋势,但老化后表面能变化率较小;紫外老化对橡胶沥青表面能性质影响不明显,组分不同的基质沥青加工得到的橡胶沥青经过10,20 d紫外光老化后表面能变化趋势不同。橡胶沥青的表面能主要受基质沥青品质的影响,受热老化时间和胶粉含量影响较小。

关键词：道路工程配伍性表面能橡胶沥青黏附性

青藏高原共玉公路沿线取弃土场修复效果可持续性评估

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草业科学 2020年第11期37卷 2243-2250页

作者：郭淑梅郑天立黄文博宋珊珊唐玲青海省交通工程咨询有限公司青海西宁810008 交通运输部天津水运工程科学研究所天津300000 兰州大学草地农业科技学院甘肃兰州730000 青海省交通运输厅科技处青海西宁810008

青藏高原地区因公路建设遗留的大量取弃土场虽被及时修复,但草地生态系统修复效果是否具有可持续性还存在较大的不确定性。本研究以共和至玉树高速公路(以下简称共玉公路)沿线的取弃土场修复草地为研究对象,比较了低海拔(3个样点)和高海... 详细信息

青藏高原地区因公路建设遗留的大量取弃土场虽被及时修复,但草地生态系统修复效果是否具有可持续性还存在较大的不确定性。本研究以共和至玉树高速公路(以下简称共玉公路)沿线的取弃土场修复草地为研究对象,比较了低海拔(3个样点)和高海拔(3个样点)样地取弃土场草地与相对应的天然草地之间的植被群落高度、盖度、物种丰富度、香农–威纳指数、辛普森多样性指数以及草地植物群落结构的差异。结果显示:取弃土场与天然草地之间的植被群落盖度、物种丰富度、香农–威纳指数、辛普森多样性指数以及群落结构均存在显著差异(P0.05)。综上,取弃土场在种草修复4年后草地盖度有所增加,但其整体修复效果与天然草地仍存在较大差距,取弃土场草地修复效果并不具有可持续性。

关键词：共玉公路天然草地盖度植物多样性群落结构青藏高原

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车辙历程中的集料细观运动追踪方法及其应用

科学技术与工程 2021年第33期21卷 14379-14386页

作者：刘文昶张曙光毛永强付欢同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804 中交文山高速公路建设发展有限公司文山663000 中交西南投资发展有限公司成都610000 中交二航局第五工程分公司武汉430000 中交第二航务工程局有限公司武汉430040

研究集料运动规律是理解车辙细观机理的有效途径。采用X射线断层扫描(X-ray computed tomography,X-ray cT)获取沥青混合料在车辙试验前后的位移变化情况。在改造的车辙试验中采用黄铜矿(cuFeS_(2))作为集料替代物,应用该方法成功地从... 详细信息

研究集料运动规律是理解车辙细观机理的有效途径。采用X射线断层扫描(X-ray computed tomography,X-ray cT)获取沥青混合料在车辙试验前后的位移变化情况。在改造的车辙试验中采用黄铜矿(cuFeS_(2))作为集料替代物,应用该方法成功地从集料细观运动角度描述了车辙历程。研究结果表明:车辙发展过程中,试验轮正下方的混合料保持较完好的骨架结构,而车辙区域两侧边缘的粗集料多数向上运动,无法形成有效的骨架结构;并通过构建有限元模型,验证以矿石替代集料、结合cT和图像处理技术的集料追踪方法是合理有效的。

关键词：沥青混合料车辙集料追踪断层扫描(cT) 位移云图

基于ScB试验的既有高速公路半刚性基层疲劳寿命预估

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长安大学学报（自然科学版） 2023年第3期43卷 1-10页

作者：张磊张定一程龙庄园胡洪龙孙应钦东南大学交通学院江苏南京210001 江苏高速公路工程养护技术有限公司江苏南京210001 华设设计集团江苏南京210001

为了利用现行路面设计规范中基层结构疲劳寿命计算方法对既有高速公路半刚性基层进行疲劳寿命预估,首先对所取基层芯样进行半圆弯曲(ScB)疲劳试验,得到基层疲劳寿命方程;然后根据力学试验数据以及理论模拟,建立了无侧限抗压强度和弯拉(... 详细信息

为了利用现行路面设计规范中基层结构疲劳寿命计算方法对既有高速公路半刚性基层进行疲劳寿命预估,首先对所取基层芯样进行半圆弯曲(ScB)疲劳试验,得到基层疲劳寿命方程;然后根据力学试验数据以及理论模拟,建立了无侧限抗压强度和弯拉(劈裂)强度,及落锤式弯沉仪(FWD)弯沉差与基层层底拉应力之间的回归方程;最后借助ScB疲劳试验方程和建立的回归关系,构建了以无侧限抗压强度和FWD弯沉差为指标的基层疲劳模型,并进行模型验证。结果表明:ScB试验中半圆试件在底部切口上方及两端区域内受拉应力作用,这与利用BISAR计算的基层内部实际受力状态一致。半刚性基层材料的无侧限抗压强度和半圆劈裂强度具有较好的线性正相关性,即抗压强度较高的材料其抗裂性能也较高。利用建立的疲劳模型可以得到路段A、B、c、D二灰稳定碎石基层在99%保证率下的疲劳寿命分别为6.496×10^(10)、2.541×10^(10)、6.569×10^(10)和5.378×10^(10)次。经验证,其相对误差在8%以内,满足精度要求,可以为既有半刚性基层利用策略提供决策依据。

关键词：道路工程 ScB试验 FWD弯沉差半刚性基层疲劳寿命评价

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高海拔公路隧道火灾烟气控制临界风速研究

中国公路学报 2022年第5期35卷 153-160页

作者：王峰张路华袁松周科王宇西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室四川成都610031 西南交通大学土木工程学院四川成都610031 四川省交通勘察设计研究院有限公司四川成都610017

为了探究高海拔与低海拔公路隧道火灾燃烧特性的差异,掌握高海拔隧道火灾烟气控制临界风速计算方法,给高海拔隧道防灾通风及人员疏散设计提供参考,建立1∶16的缩尺寸移动式水平模型隧道试验台,对海拔高度为504、3297、3544、4103、4446m... 详细信息

为了探究高海拔与低海拔公路隧道火灾燃烧特性的差异,掌握高海拔隧道火灾烟气控制临界风速计算方法,给高海拔隧道防灾通风及人员疏散设计提供参考,建立1∶16的缩尺寸移动式水平模型隧道试验台,对海拔高度为504、3297、3544、4103、4446m的5个地点开展隧道火灾热释放率试验研究,并采用三维数值计算方法和量纲分析,对不同海拔高度、不同火灾热释放率工况下水平隧道内烟气控制临界风速进行研究和分析。结果表明:在油盘尺寸相同的情况下,随着海拔高度的增加,火灾热释放率明显减小,燃烧时间显著增长,当海拔超过3000 m时,高海拔地区隧道稳定段火灾热释放率仅为海拔504 m隧道火灾稳定段热释放率的60.9%。隧道火灾临界风速随着海拔高度的增加而增大,其表现出2种典型变化规律:火灾热释放率大于30 MW时,海拔高度对临界风速影响较小,同一火灾热释放率下,海拔5000 m时隧道内临界风速较海拔0 m时提高了不到2%;火灾热释放率小于30 MW时,海拔高度对临界风速的影响显著增强,且随着热释放率的减小影响不断增大,当火灾热释放率分别为5.73、12.67 MW时,海拔5000 m隧道内临界风速较海拔0 m时分别提高了26%和13%。基于高海拔隧道火灾热释放率及隧道火灾临界风速的变化规律,提出了典型双车道高海拔隧道火灾烟气控制临界风速的计算方法。

关键词：隧道工程临界风速现场模型试验隧道火灾高海拔

基于吉林省路况的新型预制装配式箱涵结构的力学性能

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吉林大学学报（工学版） 2021年第3期51卷 917-924页

作者：宫亚峰逄蕴泽王博谭国金毕海鹏吉林大学交通学院长春130022

四构件组合式预制装配式箱涵是一种新型涵体结构,其在分层填压过程中的受力变形特性尚不明确。本文依托铁科高速公路松原至通榆段新建高速公路建设项目,对此新型涵体结构进行了现场试验,分析了各分层填压施工过程中的结构受力变形特性,... 详细信息

四构件组合式预制装配式箱涵是一种新型涵体结构,其在分层填压过程中的受力变形特性尚不明确。本文依托铁科高速公路松原至通榆段新建高速公路建设项目,对此新型涵体结构进行了现场试验,分析了各分层填压施工过程中的结构受力变形特性,建立了涵-土结构有限元模型,将理论与实测结果进行对比,以验证模型的正确性,并拓展分析了土体弹模、填土高度对新型涵体结构力学性能的影响规律。研究表明:随着分层填压高度的不断增加,上顶板持续下凹,左、右侧墙持续外凸,且在回填过程中选择弹性模量大的回填土体,对涵体结构受力变形性能有积极影响,尤其在高填土的结构回填中,提升幅度更为明显;车辆活载对涵体受力变形的影响随着填土高度的增加而逐渐减小。

关键词：道路工程预制装配式箱涵现场试验数值模拟车辆活载

基于体积参数与路用性能的沥青混合料成型温度研究

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重庆交通大学学报（自然科学版） 2022年第9期41卷 123-129,146页

作者：冯振刚焦晓来王书娟张健姚冬冬长安大学公路学院陕西西安710064 吉林省交通科学研究所吉林长春130012 合肥市规划设计研究院安徽合肥230041

通过马歇尔试验对2种沥青混合料(Ac-20和SMA-13)进行配合比设计,在5个不同温度(130、140、150、160和170℃)下成型了2种沥青混合料的马歇尔试件及车辙试件,分别研究了成型温度对2种沥青混合料不同体积参数和路用性能的影响。结果表明:... 详细信息

通过马歇尔试验对2种沥青混合料(Ac-20和SMA-13)进行配合比设计,在5个不同温度(130、140、150、160和170℃)下成型了2种沥青混合料的马歇尔试件及车辙试件,分别研究了成型温度对2种沥青混合料不同体积参数和路用性能的影响。结果表明:随着成型温度的升高,沥青混合料的空隙率和矿料间隙率逐渐减小,而毛体积密度和沥青饱和度逐渐增大;高温稳定性逐渐增强,而低温抗裂性和水稳定性先升高后降低;综合沥青混合料体积参数及路用性能随成型温度的变化规律,推荐Ac-20的成型温度不宜高于140℃,SMA-13的成型温度不宜高于150℃。

关键词：道路工程沥青混合料成型温度体积参数路用性能