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采用支点位移法施工的斜拉桥钢-UHPC组合梁受力分析

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桥梁建设 2024年第2期54卷 64-69页

作者：李利军张国民山东建筑大学交通工程学院山东济南250101 山东省路桥集团有限公司山东济南250014

为了解采用支点位移法施工对大跨度斜拉桥钢-UHPC组合梁负弯矩区力学性能的改善情况,以主跨442 m的沾临高速公路黄河特大桥主桥为背景,采用MIDAS Civil软件建立主桥三维有限元模型进行受力分析。计算无应力索长及成桥状态钢-UHPC组合梁... 详细信息

为了解采用支点位移法施工对大跨度斜拉桥钢-UHPC组合梁负弯矩区力学性能的改善情况,以主跨442 m的沾临高速公路黄河特大桥主桥为背景,采用MIDAS Civil软件建立主桥三维有限元模型进行受力分析。计算无应力索长及成桥状态钢-UHPC组合梁线形,并在二者保持不变的基础上,分别对采用、未采用支点位移法施工的钢-UHPC组合梁成桥及运营状态下的弯矩、梁底应力、UHPC桥面板顶(底)缘应力进行对比分析。结果表明:相比于未采用支点位移法,采用支点位移法施工的钢-UHPC组合梁斜拉桥可减小或者消除辅助墩处组合梁的负弯矩,显著增加辅助墩处负弯矩区UHPC桥面板的压应力储备,达到施加预应力的效果,显著改善了负弯矩区钢-UHPC组合梁的力学性能,应用效果良好。

关键词：斜拉桥钢-UHPC组合梁支点位移法无应力索长成桥线形力学性能有限元法

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表面活性泡沫沥青发泡工艺及流变特性研究

华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第3期52卷 41-49页

作者：陶卓辉沈士蕙孙杨邹玉春侯睿同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海200082 美国宾州州立大学宾州16601 江西省交通工程集团有限公司江西南昌330000 上海道淳交通科技有限公司上海215300

温拌沥青技术可降低沥青混合料生产和施工温度,在节能减碳方面极具应用潜力。泡沫温拌沥青技术成本较低,虽存在改性沥青发泡效果不理想、温拌效果不显著等问题,但具有潜在的推广应用前景。表面活性剂兼具“沥青润滑剂”和“泡沫稳定剂... 详细信息

温拌沥青技术可降低沥青混合料生产和施工温度,在节能减碳方面极具应用潜力。泡沫温拌沥青技术成本较低,虽存在改性沥青发泡效果不理想、温拌效果不显著等问题,但具有潜在的推广应用前景。表面活性剂兼具“沥青润滑剂”和“泡沫稳定剂”的作用效能,为改善泡沫温拌沥青发泡特性和温拌效果提供了可能。基于此,本研究采用不同质量分数的表面活性剂水溶液,在不同发泡温度下制备了表面活性泡沫沥青(SAFB6,SAFB8,SAFB10),利用发泡试验、动态剪切流变试验以及弯曲梁流变试验测试了沥青的发泡特性、高温性能、抗疲劳性能和低温性能,并借助傅里叶红外光谱试验分析了作用机理,揭示了表面活性剂与发泡过程对泡沫温拌沥青性能的协同提升作用。试验结果表明:表面活性剂对SBS改性沥青的发泡特性有明显的协同作用,特别是半衰期,最大可达69 s;SAFB沥青最佳发泡条件为发泡温度170℃,表面活性剂含量8%;SAFB沥青制备过程中没有发生复杂的化学反应,但是发泡过程导致SBS改性沥青发生了一定程度的氧化作用;表面活性剂和发泡工艺的协同效应提高了SBS改性沥青的高温性能和抗疲劳性能,而低温抗裂性能与SBS改性沥青相当。总体而言,表面活性剂与发泡技术相结合是可行的,提高了SBS改性沥青的发泡效果和路用性能。

关键词：泡沫温拌沥青表面活性剂发泡行为流变特性

顾及植物生态劣化的山岭隧道控制排水量计算方法

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地下空间与工程学报 2024年第S01期20卷 403-410,428页

作者：周军张鹏府金宇纪玉峰陈浩苏州市吴中区交通工程建设服务中心江苏苏州215000 南京工业大学交通工程学院南京210000 华设设计集团股份有限公司南京210000

山岭隧道排水会局部改变地层中地下水环境,在生态敏感区如果盲目采用以排为主的隧道排水原则,可能会诱发局部植物生态劣化。本文提出了一种顾及植物生态劣化的山岭隧道控制排水量计算方法,首先建立基于地下水达西渗流与土壤水Feddes原... 详细信息

山岭隧道排水会局部改变地层中地下水环境,在生态敏感区如果盲目采用以排为主的隧道排水原则,可能会诱发局部植物生态劣化。本文提出了一种顾及植物生态劣化的山岭隧道控制排水量计算方法,首先建立基于地下水达西渗流与土壤水Feddes原理耦合分析的土壤水分场模型,以植物生态吸水量、植物蒸腾量与降雨补给量作为上边界条件,以隧道排水速率作为下边界条件,以土壤水基质势阈值判别植物生态枯萎为优化逼近条件,最后采用黄金分割最优搜索方法,获得保障植物生态要求山岭隧道排水量控制值。以苏州七子山隧道为案例,采用本文所提方法得到以松杉为生态控制目标植物的不同控制断面隧道排水量分别为:洞口段排水量是329 m^(3)/d,深埋段排水量是336 m^(3)/d,浅埋段排水量是325 m^(3)/d;同时得到满足松杉生态要求的洞口段水位为地表以下3.6 m,深埋段水位为地表以下18.9 m;浅埋段水位为地表以下14.2 m。本文所提方法可以作为隧道排水量控制依据为山岭隧道生态控制与保护提供指导。

关键词：山岭隧道排水控制植物生态劣化土壤水基质势生态枯萎判别

超大直径盾构主隧道机械法联络通道特殊衬砌管片受力特性分析

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现代隧道技术 2024年第1期61卷 117-124页

作者：郑镇跡黄书华陈湘生张良刘皓铭盛健苏栋深圳大学土木与交通工程学院深圳518060 中铁十四局集团大盾构工程有限公司南京210000

以国内首个水下超大直径盾构主隧道机械法联络通道工程——海珠湾隧道区间6#联络通道工程为例,首先分析不同类型特殊衬砌管片在超大直径盾构主隧道机械法联络通道施工过程中的适用性,然后采用动力显式有限元法建立考虑刀盘切削及材料损... 详细信息

以国内首个水下超大直径盾构主隧道机械法联络通道工程——海珠湾隧道区间6#联络通道工程为例,首先分析不同类型特殊衬砌管片在超大直径盾构主隧道机械法联络通道施工过程中的适用性,然后采用动力显式有限元法建立考虑刀盘切削及材料损伤破坏的精细化模型,研究内覆钢板特殊衬砌管片在联络通道机械法施工过程中的受力特性。研究结果表明:机械法施工过程中超大直径盾构主隧道发生椭变,切削破洞后洞口两侧呈明显压应力集中现象,且受刀盘切削顶进影响,较大的变形增量及环间错台量均集中在洞口两侧;采用内覆钢板特殊衬砌管片,洞口侧结构在切削过程中的应力集中现象明显减弱,开口侧变形减小0.5~1.5 mm,结构更安全;施工前将特殊衬砌内覆钢板焊接为一体有利于增强管片之间整体性,可将主隧道环间错台变形限制在较小水平。

关键词：超大直径盾构隧道联络通道机械法特殊衬砌管片结构力学响应

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装配式地铁车站叠合顶板受力性能试验研究

铁道科学与工程学报 2024年第5期21卷 1919-1929页

作者：莫振泽冯帅克卞波孙延盼李鹏管东芝郭正兴锡澄中车(无锡)城市轨道交通工程有限公司江苏无锡214432 东南大学土木工程学院江苏南京211189 中铁一局集团城市轨道交通工程有限公司江苏无锡214104

为减轻装配式地下车站结构中预制顶板构件的重量、增加结构整体性和防水性、提高施工现场的安装效率,提出一种由预制带肋底板和现浇混凝土叠合层组成的新型预应力混凝土带肋叠合顶板。针对无支撑和有支撑2种安装工况,设计制作4块长度为... 详细信息

为减轻装配式地下车站结构中预制顶板构件的重量、增加结构整体性和防水性、提高施工现场的安装效率,提出一种由预制带肋底板和现浇混凝土叠合层组成的新型预应力混凝土带肋叠合顶板。针对无支撑和有支撑2种安装工况,设计制作4块长度为9 m的足尺叠合顶板试件。采用单调静力加载试验的方式分别研究叠合顶板构件在1阶段受力模式和2阶段受力模式下的受力性能。对预制带肋底板变形、叠合顶板试件的裂缝分布、跨中弯矩-位移曲线和钢筋应变等进行对比和分析,并结合试验结果修正叠合顶板最大裂缝宽度的理论计算方法。研究结果表明:叠合顶板整体受力性能良好,加载过程中叠合面未出现贯通裂缝和滑移破坏;2阶段受力叠合顶板在板底裂缝宽度达到控制限值时,对应的跨中弯矩较1阶段受力叠合顶板减少30.0%,在跨中位移达到变形限值时,对应的跨中弯矩较1阶段受力叠合顶板减少11.6%,说明其在设计时应更加关注变形和裂缝控制;2阶段受力叠合板试件板底和板顶纵筋分别存在着“拉应力超前”和“压应力滞后”现象,在配筋设计时可进一步优化配筋;修正的最大裂缝宽度计算方法可用于叠合顶板1阶段和2阶段受力工况的计算,并保证安全。研究结果为进一步丰富装配式地铁车站的构件形式以及新型叠合板试件的设计提供参考。

关键词：装配式地下车站叠合顶板单调静力加载试验 2阶段受力裂缝宽度

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橡胶颗粒改良流态粉煤灰路基隔振性能研究

铁道科学与工程学报 2024年第6期21卷 2261-2271页

作者：厉超李文杰顾玉仑张思峰李书俭张宇轩山东建筑大学交通工程学院山东济南250101 山东省路桥集团有限公司山东济南250014

为解决铁路列车运行引发的路基与地基振害问题,基于阻尼耗能原理设计一种新型橡胶颗粒改良流态粉煤灰(FAR)路基。通过室内配合比试验,制备满足工程路用性能要求的FAR路基材料;采用瞬态激振方法测试FAR路基材料的阻尼比,分析橡胶颗粒掺量... 详细信息

为解决铁路列车运行引发的路基与地基振害问题,基于阻尼耗能原理设计一种新型橡胶颗粒改良流态粉煤灰(FAR)路基。通过室内配合比试验,制备满足工程路用性能要求的FAR路基材料;采用瞬态激振方法测试FAR路基材料的阻尼比,分析橡胶颗粒掺量对FAR路基材料阻尼特性的影响规律,揭示FAR路基的阻尼耗能机理;采用COMSOL有限元软件建立轨道-路基-地基三维耦合数值模型,对比研究普通路基与橡胶颗粒掺量为5%、10%和15%的FAR路基动应力和振动加速度的传播规律,分析验证FAR路基的隔振性能。研究结果表明:橡胶颗粒的掺入降低了FAR路基材料的强度和干密度,掺量不超过固体混合料质量的15%时,路基基本物理力学性能可满足铁路工程应用要求。橡胶颗粒的黏弹特性使FAR路基内部动应力发生损耗或衰减,路基阻尼比随橡胶颗粒掺量增加而增大,且橡胶颗粒掺量相同时,橡胶颗粒粒径越小FAR路基的阻尼比越大,推荐采用150目橡胶颗粒。相比普通路基,FAR路基基床底层、路基土体和地基土体的动应力均有减小,衰减幅值为10%~30%,可有效避免路基动弹变形、地基振陷等灾害发生;FAR路基振动主频范围内地面振动加速度级减小2~6 dB,最高达到83 dB,验证了新型FAR路基的良好隔振性能。研究结果可为铁路FAR路基的隔振设计与铁路路基的安全运营提供参考。

关键词：流态粉煤灰橡胶颗粒铁路路基隔振性能阻尼比

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曲线盾构隧道施工期管片破损机理研究

城市轨道交通研究 2024年第10期27卷 123-128页

作者：朱斌中铁二十一局集团轨道交通工程有限公司济南250117

[目的]盾构隧道管片破损会引起隧道渗水,会影响结构承载力,危及运营安全,故有必要对管片结构破损的机理展开研究。[方法]通过调研统计得出管片病害的发生规律和影响因素,采用ABAQUS软件对不同千斤顶水平推力下管片细部结构、环向螺栓、... 详细信息

[目的]盾构隧道管片破损会引起隧道渗水,会影响结构承载力,危及运营安全,故有必要对管片结构破损的机理展开研究。[方法]通过调研统计得出管片病害的发生规律和影响因素,采用ABAQUS软件对不同千斤顶水平推力下管片细部结构、环向螺栓、纵向螺栓以及凹凸榫的受力特征进行数值分析。[结果及结论]管片破损病害发生率自拱顶至拱腰再到拱底逐渐增大,拱底区破损病害发生率最高;管片破损与千斤顶分区推力大小关系密切。数值模拟结果表明:随着总推力值的增大,螺栓最大主应力值逐渐减小,凹凸榫处最大主应力会迅速增加;推力越大,纵向螺栓应力值则越小;当推力过大时,纵向螺栓拉应力趋于0,管片纵向收缩,管片受到的压力急剧增大。

关键词：曲线盾构隧道管片破损调研统计千斤顶推力有限元模拟

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盾构渣土同步注浆料制备及性能分析

隧道建设（中英文） 2024年第S01期44卷 204-210页

作者：任永昌中铁十六局集团北京轨道交通工程建设有限公司北京101149

为解决盾构渣土外运和堆放造成的成本和环境污染问题,并实现固废物资源化再利用。利用盾构渣土替代全部砂、稻壳灰(RHA)替代部分水泥,制备管片壁后同步注浆料,并对制备的注浆料进行相关性能分析。试验结果表明:1)稻壳灰(RHA)的掺入对浆... 详细信息

为解决盾构渣土外运和堆放造成的成本和环境污染问题,并实现固废物资源化再利用。利用盾构渣土替代全部砂、稻壳灰(RHA)替代部分水泥,制备管片壁后同步注浆料,并对制备的注浆料进行相关性能分析。试验结果表明:1)稻壳灰(RHA)的掺入对浆液的稠度和凝结时间影响较大,即RHA掺量(质量分数)越高,浆液稠度越小、凝结时间越短。2)当RHA替代率为25%时,稠度降低27.5%,凝结时间缩短31.5%,RHA掺量对浆料强度呈先降低后升高的趋势,浆料28 d强度不低于RHA替代率为0的浆料强度。3)随着渣土粒径增大,浆料稠度和凝结时间降低,但浆料强度提高。经试验确定注浆料配比为:水胶比2.5、RHA掺量25%、渣土粒径2.36~9.5 mm,不仅改善了浆液的稠度(105 mm),还大幅提高了后期强度(3.35 MPa),且浆液各项指标均符合要求,为盾构渣土再利用提供了一种新思路。

关键词：隧道工程盾构渣土同步注浆料稻壳灰性能试验

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韧性视角下高速公路网络拥堵特性分析

中国公路学报 2024年

作者：徐鹏程路庆昌李静王世鑫任永全张伟长安大学电子与控制工程学院中咨泰克交通工程集团有限公司

拥堵是影响高速公路网络运营性能最为常见的事件之一，但过往研究多关注于破坏性事件下路段失效所导致短时内局部路网的拥堵延误，忽视了宏观交通流波动产生的动态拥堵过程对路网正常运营性能的影响。为研究动态拥堵生成-集聚-消散过程... 详细信息

拥堵是影响高速公路网络运营性能最为常见的事件之一，但过往研究多关注于破坏性事件下路段失效所导致短时内局部路网的拥堵延误，忽视了宏观交通流波动产生的动态拥堵过程对路网正常运营性能的影响。为研究动态拥堵生成-集聚-消散过程中路网韧性特征，本文综合考虑网络拓扑结构、动态交通流时空特性以及道路基础设施类型等因素，建立了基于渗流理论的高速公路网络拥堵韧性评估方法。以贵州省高速公路网络为例进行验证分析。结果表明：不同时空状态下路网韧性与拥堵集群规模均呈现近似幂律分布，具有无标度现象；当速度阈值(ql)接近0.2和0.7时，拥堵规模扩散达到临界相变状态，路网韧性降低近65%；对比不同时段路网拥堵韧性，晚高峰的拥堵恢复时间相比于其他时段增加近50%；交通基础设施类型对路网拥堵韧性具有显著影响，桥隧路段拥堵的恢复时间比普通路段高25%左右；当路网内桥隧路段占比高于65%时，不同时空状态下路网韧性平均下降约1倍。

关键词：交通工程韧性渗流理论高速公路网关键基础设施