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三水河特大桥桥墩温度场及温度效应研究

世界桥梁 2024年

作者：闫生龙王健翟晓亮冯云成中交第一公路勘察设计研究院有限公司

为研究温度效应对连续刚构桥空心薄壁墩受力行为的影响,以(98+5×185+98) m变截面预应力混凝土连续刚构桥——三水河特大桥主桥为背景,通过现场温度场测试,研究桥墩垂直温度场和水平温度场的分布规律,并以实测温度场为依据,选取对桥墩... 详细信息

为研究温度效应对连续刚构桥空心薄壁墩受力行为的影响,以(98+5×185+98) m变截面预应力混凝土连续刚构桥——三水河特大桥主桥为背景,通过现场温度场测试,研究桥墩垂直温度场和水平温度场的分布规律,并以实测温度场为依据,选取对桥墩刚度影响较大的桥墩高度、顺桥向宽度和壁厚作为关键参数,分析整体均匀温度T和梯度温度ΔT对空心薄壁墩受力的影响。结果表明:实测桥墩垂直温度场随着墩高的变化分布差异较小,水平温度场受日光照射影响较大,桥墩夏季的梯度温度值约为冬季的2倍。墩高对桥墩温度应力的影响基本呈反比关系,顺桥向宽度对墩底温度应力的影响呈线性增长趋势,壁厚与温度应力呈反比关系。对于长联刚构桥,为减小桥墩的温度效应,建议边主墩高度不宜小于60 m,桥墩顺桥向宽度宜尽量减小,桥墩壁厚宜取80～100 cm。

关键词：连续刚构桥空心薄壁墩温度效应均匀温度梯度温度桥墩刚度受力行为

高速公路沥青路面综合养护决策指标及标准研究

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公路 2024年 339-344页

作者：袁大伟闫亚鹏曹海波中交第一公路勘察设计研究院有限公司

我国现行规范规定了高速公路沥青路面养护需求所需考虑的PSSI、PCI、RQI、SRI和RDI等评价指标,然而路面养护决策不仅受上述指标的影响,而且与路面结构材料、交通轴载及路龄等因素相关,采用主成分分析法确定了路面养护决策所需考虑的关... 详细信息

我国现行规范规定了高速公路沥青路面养护需求所需考虑的PSSI、PCI、RQI、SRI和RDI等评价指标,然而路面养护决策不仅受上述指标的影响,而且与路面结构材料、交通轴载及路龄等因素相关,采用主成分分析法确定了路面养护决策所需考虑的关键影响因素及其权重,提山了路面综合养护决策指标及其标准,客观表征了综合多因素的高速公路沥青路面养护需求。

关键词：沥青路面评价指标养护决策主成分分析法养护需求

隔涡板对分体箱梁竖向涡振性能的影响及其作用机理研究

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振动工程学报 2024年

作者：王佳盈王峰刘双瑞长安大学公路学院中交第一公路勘察设计研究院有限公司

为进一步研究隔涡板对分体箱梁涡振的作用机理，本文以分离式箱梁断面作为研究对象，进行了缩尺比为1∶30与1∶70的大、小比例节段模型风洞试验研究。利用测振试验研究了不同开孔率、开孔尺寸隔涡板对分体箱梁涡振的影响及其雷诺数效应... 详细信息

为进一步研究隔涡板对分体箱梁涡振的作用机理，本文以分离式箱梁断面作为研究对象，进行了缩尺比为1∶30与1∶70的大、小比例节段模型风洞试验研究。利用测振试验研究了不同开孔率、开孔尺寸隔涡板对分体箱梁涡振的影响及其雷诺数效应；测压试验被用于分析不同开孔率及开孔尺寸隔涡板对分体箱梁涡振的作用机理。研究结果表明：在相同开孔率下，开孔孔径为20 mm的隔涡板相较于开孔孔径10 mm的隔涡板更有效地提升断面涡振性能；随着开孔率的增大，隔涡板的抑振效果降低；在振动时，下游断面表面压力分布呈现出更明显的非高斯特性。此外，隔涡板在抑制分体箱梁竖向涡振中的具体作用为：隔涡板孔数的减少导致中央开槽处相互作用的点位减少，进而降低下游断面表面压力脉动，从而抑制竖向涡振。

关键词：隔涡板分体双箱梁涡激共振风洞试验风压特性

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公路缓和曲线长度的合理取值分析

公路交通科技 2024年第5期41卷 44-53页

作者：富志鹏任春宁张腾张江洪林宣财中交第一公路勘察设计研究院有限公司陕西西安710075

为给车辆由直线(圆曲线)驶入圆曲线(直线)提供合理的路径长度,确保驾驶员能以安全、舒适、自然的状态驶入目标曲线单元,通过对现行路线规范中缓和曲线长度取值规定的合理性分析,发现回旋线参数取值规定易存在曲线单元间长度分配均匀、... 详细信息

为给车辆由直线(圆曲线)驶入圆曲线(直线)提供合理的路径长度,确保驾驶员能以安全、舒适、自然的状态驶入目标曲线单元,通过对现行路线规范中缓和曲线长度取值规定的合理性分析,发现回旋线参数取值规定易存在曲线单元间长度分配均匀、取值长度过长、不易与地形地物相协调等问题。结合美国《绿皮书》对缓和曲线取值的相关规定,从汽车行驶轨迹、缓和曲线偏移值特征及超高过渡等方面对缓和曲线长度取值进行理论分析研究。结果表明:在设计速度一定的情况下,随着圆曲线半径的增加,缓和曲线长度取值应随之减小;随着设计速度的增加,缓和曲线长度取值也应随之增加,但增加值较小,可忽略不计;在设计速度和圆曲线半径均相同的情况下,随着缓和曲线长度的增加,驾驶员判断前方平曲线的曲率半径偏小,易驶入临近车道,不利于交通安全。另外,根据缓和曲线偏移值特征及超高过渡所需长度研究发现,通过控制缓和曲线偏移值1 m、缓和曲线长度200 m范围,圆曲线半径与缓和曲线之间的变化关系较为稳定,符合车辆行驶轨迹,基本满足超高过渡段设置的要求。经计算得出当圆曲线半径大于1666 m时,缓和曲线长度宜随圆曲半径的增大而减短。

关键词：道路工程缓和曲线长度理论分析行驶轨迹回旋线偏移值超高过渡段长度

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Y型沟谷桥址区风特性的数值模拟研究

公路交通科技 2024年第4期41卷 65-72页

作者：朱佩章胡博刘智中交第一公路勘察设计研究院有限公司陕西西安710075

复杂山区的风场特性不同于平原地区,风场十分复杂,没有较为统一的规律,对大跨度桥梁的结构振动影响较大。为了研究复杂山区地形对桥址区风场特性的影响规律,以某座位于多条沟谷交汇谷口的斜拉桥桥址区为工程背景,基于ALOS数字高程地形模... 详细信息

复杂山区的风场特性不同于平原地区,风场十分复杂,没有较为统一的规律,对大跨度桥梁的结构振动影响较大。为了研究复杂山区地形对桥址区风场特性的影响规律,以某座位于多条沟谷交汇谷口的斜拉桥桥址区为工程背景,基于ALOS数字高程地形模型,通过CFD数值模拟的方法,计算了不同风向来流下桥位处的风场特性。分析了桥址区主要的几条沟谷和桥位处局部地形对沿主梁横桥向平均风速、风攻角、风偏角及桥梁跨中竖向风剖面等风特性的影响。研究了横桥向平均风速大小和风攻角之间的关系,定性讨论了存在风速放大效应的来流工况和桥址区地形特点之间的关系。结果表明:Y型沟谷桥址区风特性不同于一般的山区桥址区,当来流沿着几条比较顺直的沟谷时桥位处平均风速较大,其他风向桥位处风速较小;沟谷的弯曲致使沿着沟谷的来流产生回流和改向,这时桥位处的风攻角较大,沿着主梁的风偏角变化范围较大,水平风速较小,不存在风速峡谷放大效应;桥位处交汇的沟谷局部地形对桥梁跨中竖向风剖面影响较大。研究结果为桥梁设计风速的确定提供了依据,可为定性判断Y型沟谷口桥位处风特性提供指导。

关键词：桥梁工程风场特性数值模拟 Y型沟谷桥址区

二次热压实作用对乳化沥青冷再生混合料性能的影响

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公路交通科技 2024年第5期41卷 10-19页

作者：董长坤王宏中交第一公路勘察设计研究院有限公司陕西西安710068

为了量化分析现场二次热压实作用对乳化沥青冷再生混合料性能的影响,基于常规力学性能试验、Overlay Tester反射裂缝试验、低应变水平下的四点弯曲疲劳试验,对比分析了现场铺筑上覆热拌沥青混合料前后乳化沥青冷再生芯样与室内马歇尔试... 详细信息

为了量化分析现场二次热压实作用对乳化沥青冷再生混合料性能的影响,基于常规力学性能试验、Overlay Tester反射裂缝试验、低应变水平下的四点弯曲疲劳试验,对比分析了现场铺筑上覆热拌沥青混合料前后乳化沥青冷再生芯样与室内马歇尔试样的力学性能差异。量化分析了现场二次热压实作用对乳化沥青冷再生混合料力学性能及耐久性能的增强效果,并基于工业CT无损检测技术,分析了现场二次热压实作用对乳化沥青冷再生混合料微细观空隙结构的影响规律。结果表明:现行规范推荐的马歇尔二次击实方法并不能很好地模拟现场实际压实状况,现场二次热压实对乳化沥青冷再生混合料力学性能、抗反射裂缝性能和抗疲劳耐久性能均有明显增强作用;现场压实乳化沥青冷再生混合料内部的大空隙数量和等效空隙直径均小于马歇尔击实成型,二次热压实作用对乳化沥青冷再生混合料空隙级配影响显著;现场二次压实作用对乳化沥青冷再生混合料力学性能和疲劳性能的改善机理在于二次压实作用增强了乳化沥青冷再生混合料密实度,降低了微细观空隙直径,改善了微细观空隙级配。

关键词：道路工程乳化沥青冷再生混合料现场压实二次热压实微细观空隙结构路用性能疲劳特性

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键齿倾斜类型对节段拼装箱梁力学性能的影响

中国公路学报 2024年第1期37卷 91-106页

作者：范香艳刘来君武芳文杜猛赵力国长安大学公路学院陕西西安710064 深圳高速公路集团股份有限公司广东深圳518057 中交第一公路勘察设计研究院有限公司陕西西安710065

为了明确腹板键齿类型对节段梁力学性能的影响规律,揭示不同键齿倾斜类型节段箱梁破坏机理和破坏模式,开展了2组不同键齿类型(垂直键齿、水平键齿)节段式箱梁在不同荷载作用方式(纯弯作用、弯剪作用)下的力学性能试验,分析了梁体变形、... 详细信息

为了明确腹板键齿类型对节段梁力学性能的影响规律,揭示不同键齿倾斜类型节段箱梁破坏机理和破坏模式,开展了2组不同键齿类型(垂直键齿、水平键齿)节段式箱梁在不同荷载作用方式(纯弯作用、弯剪作用)下的力学性能试验,分析了梁体变形、裂缝萌生与扩展形态、体外预应力束的预应力增量以及主梁应力与裂缝宽度变化规律;建立了有限元数值分析模型,详细分析接缝局部不同角度键齿应力状态。研究结果表明:节段梁接缝开裂前,混凝土应力应变、梁体变形和预应力筋应力与荷载呈线性关系;接缝开裂后混凝土应力应变、梁体变形均与荷载呈非线性关系。纯弯荷载作用下,2种键齿梁的破坏形态相同,均为纯弯段接缝的开裂,破坏模式相同,主裂缝位置不同,垂直键齿梁破坏时的主裂缝靠近跨中位置,而水平键齿梁更靠近加载位置;弯剪荷载作用下,破坏模式为近加载点接缝弯剪破坏;2种荷载作用下,接缝顶面混凝土均压溃破坏,腹板键齿均受剪切破碎。键齿类型和荷载作用对节段梁的破坏模式影响显著,垂直键齿梁的承载能力和刚度优于水平键齿梁。键齿类型以及加载方式对预应力筋应力增量影响较小,体内束预应力增量大于体外束应力增量。建立的数值分析模型与试验结果吻合较好,可以有效分析节段梁键齿应力分布状态,揭示了节段箱梁受力破坏机理。基于既有规范和试验结果,提出了抗弯承载能力计算公式,计算值与试验值吻合良好,验证了所提出计算公式的有效性。

关键词：桥梁工程节段拼装箱梁试验研究力学性能键齿倾斜类型

油轮爆火环境悬索桥安全性能预测与预警方法研究

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中国公路学报 2024年

作者：张岗陆泽磊袁卓亚傅彦青王世超汤陈皓中交第一公路勘察设计研究院有限公司中冶建筑研究总院有限公司长安大学公路学院

为研究悬索桥在油轮爆燃致复杂极端火灾环境中的结构响应，明确悬索桥遭遇复杂极端火荷载时的安全性能，选取某大跨径悬索桥作为研究对象，给出了油轮爆火（爆燃火灾）时悬索桥安全性能（耐火性能）预测过程。首先采用火灾动力学-有限元... 详细信息

为研究悬索桥在油轮爆燃致复杂极端火灾环境中的结构响应，明确悬索桥遭遇复杂极端火荷载时的安全性能，选取某大跨径悬索桥作为研究对象，给出了油轮爆火（爆燃火灾）时悬索桥安全性能（耐火性能）预测过程。首先采用火灾动力学-有限元（CFD-FEM）耦合方法，重构了油轮爆燃火灾环境，建立了悬索桥局部受火梁段和全桥结构在油轮爆火环境的三维多尺度数值预测模型，深入揭示了油轮爆火时局部受火梁段的传热模式和全桥结构性能演变规律。继而，研究了油轮爆火时悬索桥钢箱梁（加劲梁）的高温响应和失效模式，分析了不同起火位置、起火面至钢箱梁底板距离和风速对悬索桥火灾响应行为的影响，提出了油轮爆火环境悬索桥耐火极限预警方法。研究结果表明：油轮爆火环境悬索桥局部受火梁段随受火时间其变形不断增大，受火梁段表现出整体下挠后中间区域上拱的失效模式，导致中间区域吊索索力呈现出先增大后减小的发展趋势；起火位置对悬索桥整体结构性能影响较大，随着起火位置接近悬索桥跨中区域，则跨中区域梁段起火后下挠较近塔区域梁段起火下挠增幅达到62%；起火面至钢箱梁底板距离由50m减到20m时，局部梁段的下挠峰值和总上拱值增幅超过19%，结构失效时间提前10min；风速会改变油轮爆燃火焰形态，明显影响悬索桥加劲梁两侧边箱梁的受热面分布形态和高温响应特征，风速8m/s时迎风侧边箱梁受火强度明显减弱，相对2m/s时底板总上拱幅度减小17%；钢箱梁底板反弯变形时的临界温度介于510～550℃之间，钢箱梁底板屈曲失稳时的极限温度介于685～715℃之间，临界温度和极限温度可作为钢箱梁安全性能的两阶段预警温度，从而实现钢箱梁失效前的两次实时预警。研究结论可为复杂火灾环境缆索承重钢桥安全性能监测和预警提供理论依据，进一步指导同类型桥梁的安全运维。

关键词：桥梁工程油轮爆燃火灾安全性能预测悬索桥预警温度

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文山马鹿塘特大桥主桥设计关键技术

世界桥梁 2024年第2期52卷 7-13页

作者：付炳宁宋松林中交第一公路勘察设计研究院有限公司陕西西安710075

文山马鹿塘特大桥主桥为(63+137+480+137+63)m双塔双索面斜拉桥,大桥单侧与连拱隧道相接。主梁采用双工字形钢-混组合梁,桥面全宽32.2 m;桥塔采用钻石形混凝土塔,两岸桥塔塔高分别为247 m和254 m;斜拉索按空间双索面对称布置。整幅式桥... 详细信息

文山马鹿塘特大桥主桥为(63+137+480+137+63)m双塔双索面斜拉桥,大桥单侧与连拱隧道相接。主梁采用双工字形钢-混组合梁,桥面全宽32.2 m;桥塔采用钻石形混凝土塔,两岸桥塔塔高分别为247 m和254 m;斜拉索按空间双索面对称布置。整幅式桥梁桥隧顺接采用双线分离设计,避免了桥梁整体加宽或设置整体式大跨隧道,同时缩短了连拱隧道长度。为降低汽车、温度和风等荷载作用下的结构响应,在塔梁间设置了弹性刚度为12 MN/m的纵向弹性约束体系,静、动力作用下梁端位移分别下降37.4%和35.9%、桥塔塔柱底纵向弯矩分别降低19%和20%,静力作用下钢主梁应力减小约30 MPa、桥面板抗裂应力储备提高1.13 MPa。辅助墩墩顶主梁采用10 cm落梁设计,墩顶组合梁桥面板抗裂应力储备提升117.7%,且其它主体结构受力未发生显著变化。组合梁采用双节段循环施工方案,有效缩短了主梁施工工期。

关键词：斜拉桥钢-混组合梁双线分离设计纵向弹性约束落梁双节段循环桥梁设计