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基于深度学习的隧道不良地质体超前预报图像智能预测算法

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现代隧道技术 2024年第3期61卷 148-156页

作者：蒋源王海林陈兆湖南省交通规划勘察设计院有限公司长沙410075

针对隧道不良地质体超前预报图像分析方法中存在的主观性大、效率低下等问题,构建一种名为IRTAG的隧道不良地质体超前预报图像智能预测算法。该算法包括一种基于多重交叉注意力的特征编码结构,能有效弥补卷积神经网络固有局部性的归纳... 详细信息

针对隧道不良地质体超前预报图像分析方法中存在的主观性大、效率低下等问题,构建一种名为IRTAG的隧道不良地质体超前预报图像智能预测算法。该算法包括一种基于多重交叉注意力的特征编码结构,能有效弥补卷积神经网络固有局部性的归纳偏置导致难以充分提取全局上下文信息的不足,然后引入具有良好分类性能和效率的EffcinetNet-v2作为骨干网络,提升模型对于不良地质体特征的提取能力。结果表明:在检测精度方面,IR-TAG的mAP和F_(1)分别为84.09%和83.63%,高于其他常用深度学习模型;在检测效率方面,IR-TAG具有更小的模型大小(73.5 MB)以及更快的图像处理速度(38.87 f/s),适用于隧道施工中的不良地质体超前预报图像智能、快速检测任务。

关键词：隧道工程超前地质预报深度学习智能预测

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大跨度上承式钢管混凝土拱桥受力性能分析

铁道工程学报 2024年第1期41卷 32-38页

作者：李子特王根会樊江武维宏李晓钟兰州交通大学兰州730070 甘肃省交通规划勘察设计院股份有限公司兰州730010

研究目的:为系统地掌握西北地区大温差、峡谷风、高震区共存的复杂建设条件下上承式钢管混凝土拱桥的力学性能,以一座净跨400 m的公路同类型拱桥为例,按照现行设计规范,采用统一模量法建立三维杆系有限元模型,对概率极限状态设计方法要... 详细信息

研究目的:为系统地掌握西北地区大温差、峡谷风、高震区共存的复杂建设条件下上承式钢管混凝土拱桥的力学性能,以一座净跨400 m的公路同类型拱桥为例,按照现行设计规范,采用统一模量法建立三维杆系有限元模型,对概率极限状态设计方法要求的静力性能、稳定性、动力特性、抗震性能的组合工况进行全面、系统地分析和计算,为同类型桥梁设计提供参考。研究结论:(1)温度效应大于汽车荷载效应,拱脚处横风效应突出;(2)双向偏压、偏拉组合受力为单弦杆控制设计状态,拱顶为桁式拱肋承载力的薄弱位置;(3)腹杆、横撑、平联等构件与弦杆构造匹配性较好时,承载力及疲劳性能等易满足受力需求;(4)温度、徐变预拱度比车道荷载大很多;(5)主拱圈在材料、几何、双重非线性下稳定性分别下降了5.5%、11.9%、17.1%;(6)振型相对密集、频率值较小,主振型为面外弯扭振动,具有多方向和多角度耦联性;(7)时程分析结果大于反应谱分析结果,但小于静力工况,拱桥抗震性能好;(8)上承式钢管混凝土拱桥在复杂建设条件下具有良好的受力性能。

关键词：钢管混凝土拱桥静力性能稳定性非线性动力特性抗震

动态公交专用道分区控制方法设计及适用性分析

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公路交通科技 2024年第2期41卷 166-172页

作者：周锦强王海林杨雄曹峰湖南省交通规划勘察设计院有限公司湖南长沙410008

针对公交专用道利用率较低的问题,提出了一种公交专用道路权动态分配策略,实现公交专用道精细化管理,提升道路通行效率。在公交优先的基础上,基于道路分区控制思想,将公交停靠站间道路划分成一定数量的清空区域,通过检测器获取当前通过... 详细信息

针对公交专用道利用率较低的问题,提出了一种公交专用道路权动态分配策略,实现公交专用道精细化管理,提升道路通行效率。在公交优先的基础上,基于道路分区控制思想,将公交停靠站间道路划分成一定数量的清空区域,通过检测器获取当前通过车辆的类型,利用可变情报板提示公交专用道的使用状态,当检测到公交车时,可变情报板提示公交专用道对外关闭。反之,当公交车未使用专用道时,可变情报板将提示其对外开放。进一步通过数值仿真与模拟对不同清空区域长度、车辆饱和度及公交发车间隔组合条件下公交车辆和其他车辆运营效果进行对比分析,最终得到能取得最佳运营效果的清空区域长度、车辆饱和度及公交发车间隔组合条件。最后以兰州市BRT为例,采用C++与Vissim-COM进行了联合仿真试验,验证分区控制方法的有效性。结果表明:车辆饱和度大于0.4时,清空区域长度在50~200 m时,其他车辆车均明显降低,动态公交专用道分区控制运营效果良好;饱和度在0.4~0.6,清空间距100 m时,其他车辆受益较大,公交车所受影响较小,实行动态公交专用道分区控制策略综合运营效益最佳。该结论对于公交专用道分时段灵活使用具有一定的现实意义,为优化道路资源利用提供了重要的理论支撑与实践参考。

关键词：交通工程动态公交专用道联合仿真分区控制清空区域

短线预制悬拼连续梁施工误差实桥试验及安装线形分析

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中国公路学报 2024年第8期37卷 170-178页

作者：刘红平邢江陈浩程高周浩刘江长安大学工程设计研究院长安大学公路学院中铁第一勘察设计院集团有限公司

短线法节段预制悬拼连续梁安装线形偏差源于节段制造尺寸、质量、安装时机、温度、接缝宽度、预应力等施工误差，设置接缝垫片来纠偏安装线形易产生接缝不密实、渗水、预应力损失、整体刚度削弱等问题，但目前尚无其他有效纠偏方式。为... 详细信息

短线法节段预制悬拼连续梁安装线形偏差源于节段制造尺寸、质量、安装时机、温度、接缝宽度、预应力等施工误差，设置接缝垫片来纠偏安装线形易产生接缝不密实、渗水、预应力损失、整体刚度削弱等问题，但目前尚无其他有效纠偏方式。为探明短线法节段梁施工偏差及其对大跨连续梁悬拼安装线形的影响规律，依托某短线法节段预制拼装大跨连续梁桥，基于三维点云数据进行节段的虚拟拼装及线形控制，开展梁段质量、温度、胶接缝宽度等实桥测试和悬拼线形监测，分析施工偏差变化特征并基于有限元模型揭示主梁安装线形受施工偏差的影响规律，提出安装线形纠偏策略与方法。实桥试验及有限元分析结果表明：短线法预制连续梁节段质量偏差介于-6%～6%,而悬臂梁边中跨总质量偏差约4.5 t,仅为单个节段质量的1/10。以连续梁最大悬臂状态恒载产生最大挠度为基准值，可得到因节段制作尺寸、温度、胶接缝宽、存梁时间、节段质量及预应力等施工误差产生的下挠值分别为259.2%、108.9%、81.8%、20.5%、9.0%和7.5%。节段制造尺寸是引起安装线形偏差的关键，间接影响节段质量、胶接缝宽度，首节段尺寸偏差对安装线形的影响最大。节段制作尺寸若不及时纠偏，可产生最大83 mm的高程偏差。提出的节段预制逆作法和安装线形“两级纠偏”方法为大跨变截面连续梁安装线形控制提供参考。

关键词：桥梁工程悬臂拼装实桥试验短线法节段预制施工误差安装线形

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正常使用状态体外束应力增量计算方法研究

公路交通科技 2024年第3期41卷 111-116页

作者：高昌山西省交通规划勘察设计院有限公司山西太原030032

为解决正常使用极限状态下体外束应力增量计算方法存在的效率、精度问题,基于试验结果和相关假定将体外束加固连续刚构视为各单跨加固体系,考虑使用荷载作用下体外束曲线变形特征及与梁体相对位置变化的几何关系,通过理论推导得出单跨... 详细信息

为解决正常使用极限状态下体外束应力增量计算方法存在的效率、精度问题,基于试验结果和相关假定将体外束加固连续刚构视为各单跨加固体系,考虑使用荷载作用下体外束曲线变形特征及与梁体相对位置变化的几何关系,通过理论推导得出单跨加固体系在荷载作用下体外束应力增量计算的简析公式。将各单跨加固体系体外束应力增量进行叠加,导出全桥加固体系体外束总应力增量计算公式,并对不同荷载及布束形式下体外束应力增量计算公式进行了探讨。以一座体外束加固连续刚构实桥为算例,运用上述方法对体外束在正常使用极限状态下的应力增量进行了计算,并将计算结果与有限元模型、参考文献结果进行了对比验证。结果表明:体外束加固连续刚构在正常使用初期,体外索的应力增量变化取决于加固体系所承受的荷载,张拉控制应力对其影响不大,而在使用后期,张拉控制应力对体外束应力增量的影响逐渐加大;所提公式对体外束在正常使用极限状态下的应力增量计算具有较高的精度,最大平均误差在5%以内,能够满足工程计算精度的要求,且使结构设计偏于安全;同时,公式形式简单,避免了复杂的有限元建模与能量变分运算,便于工程技术人员掌握,具有较好的实用性。

关键词：桥梁工程应力增量理论推导体外束加固连续刚构

新建并行道路对高铁桥墩位移响应的可靠性研究

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第1期55卷 162-171页

作者：唐冕徐伟宸宋旭明李思佳中南大学土木工程学院湖南长沙410075 湖南省交通规划勘察设计院有限公司湖南长沙410219

为了研究软土地区新建并行道路对既有高铁桥墩位移的时变影响,以沪宁杭高速铁路某工程为背景,构建三维有限元模型并进行桥墩位移的参数敏感性分析,利用时变响应面法得到桥墩位移与敏感系数较大的土体参数的相关关系,根据响应面函数进行... 详细信息

为了研究软土地区新建并行道路对既有高铁桥墩位移的时变影响,以沪宁杭高速铁路某工程为背景,构建三维有限元模型并进行桥墩位移的参数敏感性分析,利用时变响应面法得到桥墩位移与敏感系数较大的土体参数的相关关系,根据响应面函数进行桥墩位移的概率分布计算,并评估桥墩位移的可靠概率。研究结果表明:桥墩位移对土体泊松比、回弹曲线斜率、临界状态斜率的敏感性系数较大;高铁桥墩位移响应面函数预测值与有限元模型计算值的相对误差在5%以内,响应面函数预测结果可靠;随着土体固结时间延长,桥墩最大横向位移不断减小,稳定后大部分桥墩的横向位移保持在2 mm以内;通过时变响应面函数拟合有限元计算结果,可以提高计算效率,获得考虑软土固结效应时既有高铁桥墩位移的可靠概率,为类似桥墩位移的预测提供一种较实用的方法。

关键词：软土时变响应可靠度高铁桥梁

开口断面钢-混结合梁悬索桥颤振特性及颤振形态研究

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桥梁建设 2024年第1期54卷 23-30页

作者：华旭刚陈鲁深李瑜王甜陈政清湖南大学风工程试验研究中心湖南长沙410082 湖南省交通规划勘察设计院有限公司湖南长沙410200

为准确评估开口断面双边箱钢-混结合梁悬索桥颤振性能和多模态参与效应,以典型的钢-混结合梁悬索桥——怀化洞庭溪沅水特大桥为背景,开展风洞模型试验及数值分析。制作加劲梁节段缩尺模型并进行风洞试验,测试原桥梁结构的颤振性能,分析... 详细信息

为准确评估开口断面双边箱钢-混结合梁悬索桥颤振性能和多模态参与效应,以典型的钢-混结合梁悬索桥——怀化洞庭溪沅水特大桥为背景,开展风洞模型试验及数值分析。制作加劲梁节段缩尺模型并进行风洞试验,测试原桥梁结构的颤振性能,分析调整阻尼比、采用气动措施及结构措施对结构颤振特性的影响,采用三维和二维两种颤振分析方法分析设置中央扣结构的颤振模态及多模态参与效应。结果表明:该钢-混结合梁悬索桥存在较明显的颤振起振点,且颤振是以扭转为主的弯扭耦合振动,同时其扭转和竖向振动存在较大的相位差(相差近180°);节段模型风洞试验与三维和二维颤振分析一致得到设置中央扣后,频率较高的正对称扭转模态先于反对称模态发生颤振,且三维与二维颤振分析结果相差不大。

关键词：悬索桥钢-混结合梁开口断面中央扣颤振性能颤振形态风洞试验数值分析

信控交叉口公交专用车道动态共享实时控制方法

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哈尔滨工业大学学报 2024年第3期56卷 98-109页

作者：刘嘉晖陈科陈群中南大学交通运输工程学院长沙410075 湖南省交通规划勘察设计院有限公司长沙410200

针对目前交叉口拥堵、公交专用车道利用率低的问题,提出一种信控交叉口公交专用车道动态共享实时控制方法。利用GPS定位实时获取交叉口处公交车的位置,并通过交通检测设备获取专用道内小汽车车辆数,结合主信号显示情况综合计算当前时刻... 详细信息

针对目前交叉口拥堵、公交专用车道利用率低的问题,提出一种信控交叉口公交专用车道动态共享实时控制方法。利用GPS定位实时获取交叉口处公交车的位置,并通过交通检测设备获取专用道内小汽车车辆数,结合主信号显示情况综合计算当前时刻公交专用道共享前后交叉口车辆总延误。将延误大小判断结果反馈给车道信号,车道信号显示红灯或绿灯以提醒司机是否能够进入公交专用道。引入受影响车辆概念,建立以减少交叉口车辆总延误为目标的公交专用车道共享控制模型。通过对当前时刻主信号显示红灯和显示绿灯两种情况分析,提出一种综合考虑车辆司乘系数、受影响车辆的交叉口延误计算方法,得到共享公交专用车道前后交叉口车辆总延误差值的表达式。利用示例数值模拟在多种不同场景下车道信号的显示情况,分析了专用道内已有车辆、公交车位置以及主信号显示情况对车道共享的影响。结果表明:该控制方法较符合实际情况,并能有效提高公交专用车道利用率,能够充分利用交叉口绿灯时间,为解决公交专用车道的动态共享、缓解道路拥堵提供了一种新的思路。

关键词：交通运输工程车道共享方案建模仿真公交专用车道 GPS观测交叉口延误

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桩端岩溶三维超声成像方法及应用研究

铁道工程学报 2024年第2期41卷 26-32,37页

作者：孙红林张邦刘铁华刘铁化希瑞陈健汪文刚中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063 国科(重庆)仪器有限公司重庆400713

研究目的:岩溶地区大直径桩基础受桩端岩溶的威胁大,探查不清或处理不当时可能会出现桩基承载力不足等严重工程质量问题,现有探测方法难以在桩底复杂泥水环境下实现桩端三维精细化探测。本文基于超声相控阵全聚焦成像原理,提出一种全新... 详细信息

研究目的:岩溶地区大直径桩基础受桩端岩溶的威胁大,探查不清或处理不当时可能会出现桩基承载力不足等严重工程质量问题,现有探测方法难以在桩底复杂泥水环境下实现桩端三维精细化探测。本文基于超声相控阵全聚焦成像原理,提出一种全新的桩端岩溶三维探测方法,以实现对桩端一定范围内地质结构进行三维高精度成像。研究结论:(1)本方法和装备在桩底采集超声数据并成像,可对桩端一定深度和冲切角范围内岩溶三维高精度成像;(2)足尺模型试验表明本装备可探测桩端10 m以内溶洞且探测精度优于0.1 m;(3)工程实践表明本装备可有效查明桩端岩溶、破碎裂隙,探测结果准确可靠;(4)本装备能适应桩底各种恶劣的环境,探测过程简单高效,时效性强,对保障岩溶区桩基施工安全与质量控制具有重要的意义。

关键词：大直径桩岩溶探测超声相控三维成像高精度