高速公路同向双向路拱路面小客车换道舒适性和安全性分析

为了分析同向双路拱路面小客车换道行驶舒适性与安全性,使用Carsim仿真软件建立了小客车换道轨迹模型、车辆动力学模型、同向双路拱和单向坡道路模型,以平曲线极限半径值作为换道轨迹半径值,开展多工况跨路拱换道行驶试验,并通过实车驾驶实验对仿真模型进行了准确性验证。结合横向加速度、横摆角速度、峰值附着系数和横向荷载转移率等四项指标变化情况和判断标准对同向双路拱路面小客车换道行驶状态进行了分析。研究结果表明:道路类型对车辆换道行驶稳定性影响较大,综合评价指标与回正增益系数的变化情况,在同向双路拱路面条件下,SUV(suburban utility vehicle)和微型面包车(minivan)换道行驶稳定性均能满足安全行驶要求;换道行驶稳定性由高到低对应的路面类型为:单向坡路面>抛物线型路拱路面>折线型路拱路面;折线型路拱路面条件下,SUV换道行驶稳定性优于Minivan。超速行驶对小客车换道行驶稳定性有显著影响,超速程度越高,稳定越差,即当基础车速为100 km/h和120 km/h时,超速10%和20%时,车辆换道行驶过程中均不存在侧滑风险,但车辆稳定性均处于较差状态。

桩承式加筋垫层路堤荷载分担改进计算模型

桩承式加筋垫层路堤中的关键荷载传递机制是多种现象的组合,包括路堤填土中的土拱效应、加筋垫层的张拉膜效应和地基土的支撑作用,然而,目前针对此方面的研究尚不完善。本文首先以考虑土体被动土压力发挥程度及桩间土应力非均匀分布改进的Hewlett土拱模型为改进载体;其次,假定加筋垫层为上、下部受均布荷载作用的简支梁,截面拉应力完全由加筋体承担,压应力完全由垫层材料承担,同时考虑地基土反力与梁最大挠度相关,引入地基反应系数,从而建立改进的桩承式加筋垫层路堤荷载分担计算模型;最后,通过工程实例与模型参数分析,验证本文计算模型的可靠性与准确性。研究结果表明:在路堤填筑过程中,土拱效应逐渐完全发挥,促进路堤荷载向桩体转移;随着地基土固结,桩体承担的路堤荷载也在逐渐增大;路堤填土高度、填土内摩擦角、桩间距对桩体荷载分担影响较大,加筋体抗拉模量对其影响较小。

土体参数对高填方公路拱涵受力特性的影响研究

为研究不同土体参数条件下高填方公路拱涵受力特性,依托萍莲高速公路工程,通过数值模拟计算,分析不同地基土、上填土模量对拱涵周围土压力分布的影响及拱涵环向应力分布规律。研究结果表明,随着地基土模量的增大,涵顶土压力和涵侧土压力基本逐渐减小,涵洞基底反力逐渐增大,地基土模量的增大有利于拱涵结构的稳定;随着上填土模量的增大,涵顶土压力、涵洞基底反力及涵侧土压力基本逐渐减小,上填土模量的增大可减小拱涵结构受力;上填土模量对拱圈应力无明显影响。在拱涵施工过程中,建议地基土和上填土采用模量大的岩土体。

荒漠区沥青路面拱胀病害机理及影响因素分析

针对阿勒泰荒漠区S21阿乌高速出现的沥青路面拱胀病害问题,对其机理及影响因素进行分析。经现场调查与室内试验,分析沥青路面拱胀病害成因。以调查结果为基础,运用Kirchhoff薄板理论与有限积分变换法理论推导基层拱胀临界应力计算公式,分析沥青路面拱胀病害力学机制,确定基层拱胀临界应力值。应用Abaqus建立道路有限元模型,分析基层施工温度、膨胀系数、回弹模量及路表最高温度等因素对基层纵向最大应力与路面最大拱起高度的影响,并基于基层拱胀临界应力值给出相应建议。研究认为:S21阿乌高速沥青路面拱胀病害是水泥稳定砾石基层在过大的温度应力作用下发生拱起破坏的结果。考虑实际道路情况,S21阿乌高速水泥稳定砾石基层拱胀临界应力值为3.49 MPa。当基层纵向最大应力大于基层拱胀临界应力值时,基层将会发生拱起失稳破坏。基层施工温度、膨胀系数及路表最高温度均为基层纵向最大应力与路面最大拱起高度的敏感因素,而基层回弹模量对路面最大拱起高度无明显影响。建议将基层膨胀系数控制在2.8×10^(-5)℃^(-1)以内,基层回弹模量控制在1400~2200 MPa以内。

昌九高铁扬子洲赣江公铁大桥西支主桥方案比选

昌九高铁扬子洲赣江公铁大桥西支主桥为承载时速350 km高速铁路的大跨度公铁合建桥,主跨320 m,公铁混层对称布置,下层桥面中间布置双线无砟轨道高速铁路、两侧布置双向4车道城市主干路,上层桥面布置双向8车道城市快速路。结合桥址区建设条件,对跨径布置为(64+128+320+128+64)m箱桁组合梁斜拉桥和钢桁架拱桥2种桥型方案进行对比,结果表明箱桁组合梁斜拉桥受力明确,具有较好的施工稳定性和良好的经济性,为选定方案。针对扇形双索面密索体系、扇形双索面稀索体系和竖琴形双索面密索体系3种体系斜拉桥方案,从结构受力性能、施工难度、经济性、景观性等方面进行综合分析,最终选择受力合理、施工简便、经济性优、景观效果好的竖琴形双索面斜拉桥方案。桥塔采用花瓶形构造,主梁采用中间双桁、带挑臂的箱桁组合截面,结构受力合理,具有优良的整体性和结构刚度。

乡村道路景观石生态挡土墙技术应用研究

随着乡村振兴的蓬勃发展,乡村道路空间作为打造乡村人居环境的基础,其建设重要性显著提升。本文致力于探究解决乡村道路挡土墙和自然环境的相互关系和问题,开展了乡村道路景观石生态挡土墙技术研究,整合了乡村道路挡土墙工程受力、景观美化提升和生态环保的多元素融合技术,种植适合花木生长的种植土覆盖于整个拱形结构,将工程结构受力和景观美化高度融合,发挥乡村道路景观和节能环保效益,保障了生态安全、凸显乡土记忆,综合提升了乡村道路美学价值。

大跨度劲性骨架拱桥车桥耦合动力响应仿真分析

针对大跨度劲性骨架拱桥车桥耦合的动力响应问题,结合分离迭代法原理与车辆动力学理论,基于ANSYS分别建立主跨为416 m大跨度劲性骨架拱桥模型和9自由度的空间三轴车辆模型,由单元位移场计算方法,提出了一种单元号时程数组定位车轮位置方法,简化了车轮过桥对复杂桥梁单元划分的要求,该方法运用APDL编写并通过位移协调方程进行车桥耦合,计算分析时引入了弹簧单元模拟桥梁支座,研究了支座刚度和阻尼、车速、路面不平顺以及车队排数等因素对大跨度劲性骨架拱桥车桥耦合动力响应的影响。结果表明:适当增大的支座刚度和阻尼设计能有效降低桥梁的动力响应;随着车速的增大,拱肋的竖向位移变化不大,车速在80 km/h附近时,车致振动频率接近基频,拱肋的振动响应较为激烈;路面不平顺度对大跨度劲性骨架拱桥车桥耦合动力响应影响较大,路面等级越差,动力响应越激烈;随着车队排数增加,车致振动越激烈。

重交通路段未设仰拱隧道富水段路面病害处治

针对重交通路段未设仰拱隧道富水段路面病害较多的问题,以大普吉隧道为分析对象,介绍了隧道病害情况,在此基础上分析了未设仰拱隧道富水段路面病害原因,并提出了相应的处治措施。

农村公路老桥病害分析与加固

早期建设的农村公路[1]上的桥梁服役时间较长,养护不到位等情况,桥梁病害越来越多,需要对旧桥进行改造或加固。在进行农村公路危桥改造时,要根据桥梁检测试验报告及农村公路桥梁地理环境特点,综合比选设计方案,结合农村公路的特点、荷载等级的要求,在满足安全、使用功能的前提下尽量利用原有的旧桥结构,物尽其用,为农村危桥改造做出贡献。

点源漏损砂土侵蚀成洞模型试验

岩土体侵蚀规律对水力管线漏损与地质环境耦合作用下道路塌陷灾变预警具有重要意义。基于持续性水土流失设计理念,研制了塌陷试验地下水环境模拟系统,开展了不同密实度砂土侵蚀成洞试验。揭示了砂土点源管线漏损侵蚀-成洞-塌陷的灾变演化过程:稳定渗流、缓慢侵蚀、快速发展。研究表明:砂土密实度越大颗粒间接触越紧密,砂土流失临界浸润线面积越大;点源漏损成洞特性与砂土密实度密切相关,松散时空洞总体呈现上宽下窄的敞口型,密实时地表塌陷宽度小于地质体内空洞最大宽度;砂土流失速率曲线总体呈类“驼峰”性,超过界限点时砂土流失率急剧增大,快速侵蚀垮塌。通过对比不同密实度的侵蚀量与最终侵蚀状态,得到密实度与水土流失的规律。

管幕内顶进箱涵前端网格横截面尺寸确定

上海市中环线虹许路北虹路下立交工程是目前世界上在饱和含水软土地层中施工的横截面最大的管幕法工程。为保证在管幕内顶进大断面箱涵(前端嵌固钢板制网格框架)的施工过程中开挖面的稳定性,设计合理的网格横截面尺寸十分重要。根据对网格后端开挖面处的土拱效应分析,采用静力平衡条件与土体的剪切强度条件作为基本控制条件,并结合土体的自稳条件,给出了网格横截面尺寸的合理计算方法,以使网格横截面尺寸设计更加合理,最后以实例说明了具体计算过程。

桩承式灰土路堤基底荷载效应分析

针对桩承式路堤结构的作用特点,基于Marston土压力理论,通过考虑填料粘聚力的柱面剪应力转移模型,对桩承灰土路堤基底荷载效应进行了研究;并结合Winkler地基模型提出了基底变形协调的荷载作用效应值迭代求解的方法。通过算例,对计算模型中剪应力修正系数β、填料粘聚力c、基底桩土刚度等因素进行了分析。结果表明：随着β、c的增大,桩间应力折减比S降低,桩顶应力集中明显,工程计算中不应忽略两者的影响;桩帽尺寸效应（b/s,mc）对基底桩、土刚度影响显著,计算中需对基底桩、土刚度系数进行修正;桩间应力折减比S随b/s呈先减小后增大的趋势,且当桩帽置换率mc约为25%~35%时,路堤土拱效应更为显著。

沪通长江大桥天生港专用航道桥粉砂地层超长钻孔桩施工技术

沪通长江大桥天生港专用航道桥为(140+336+140)m的三跨连续刚性梁柔性拱桥,该桥4号主墩位于长江深厚粉砂层河床区,采用36根2.5m钻孔桩基础,桩长115m,钻孔深度为121.5m。针对4号主墩基础地层层序复杂、相变剧烈、厚度较大的特点,4号主墩钻孔桩采用钻孔平台方案施工,并采用大功率气举反循环钻机配合优质PHP泥浆进行钻孔,钢筋笼采用长线法制作,钻孔桩成孔后,采用气举反循环工艺进行第1次清孔,清孔后分节下放钢筋笼,进行第2次清孔,清孔合格后,采用导管法进行桩基水下混凝土灌注施工。4号主墩钻孔桩施工后,根据超声波检测及孔深数据测量,其桩孔孔径、孔斜及二清沉渣厚度均达到工程专项质量检验评定的标准,桩身均达到Ⅰ类桩的标准。

基于复杂网络的高拱坝施工道路抗毁性研究

高拱坝施工道路作为高拱坝工程的物料运输通道,对工程的顺利施工有重要影响。由于所处环境复杂,随机攻击和蓄意攻击都会对高拱坝施工道路造成破坏。为研究高拱坝施工道路对于不同破坏的抗毁性及相应的提高方法,利用复杂网络理论,在分析施工道路拓扑性质的基础上,建立了高拱坝施工道路复杂网络模型,模拟随机攻击和蓄意攻击对施工道路网络的破坏。结果显示,道路网络的抗毁性与节点度分布密切相关,并找到了一种对随机破坏和蓄意攻击均具有较高抗毁性的双峰网络,能够提高高拱坝施工道路的抗毁性。以西南地区某高拱坝工程为例进行分析,建立了包含23个节点的复杂网络模型,结果显示该施工道路网络平均路径长度为3.024,集聚系数为0.074,度分布满足幂律分布,对随机攻击抗毁性强,对蓄意攻击抗毁性弱,符合无标度网络特性。利用k_(1)=1,k_(2)=6的双峰网络对施工道路进行优化,调整后的施工道路网络对随机攻击和蓄意攻击均具有较高抗毁性。该方法能够有效提高高拱坝施工道路的抗毁性,可为高拱坝施工道路的规划及优化提供定量化依据。

S型曲线中间部分超高计算的研究

根据S型曲线在超高过渡计算时遇到的具体情况进行分析,提出了对"S型曲线"在两反向回旋线衔接处进行用斜脊式路拱设计的改进方法。

六车道复合式中墙连拱隧道施工方法探讨

双向六车道连拱公路隧道开挖跨度在34 m左右,其最大高度(含仰拱)12 m左右,从起拱线算起矢高为7.5 m,其单拱矢跨比最小为0.45。文章论述了六车道复合式中墙连拱隧道施工方法,提出保证隧道施工安全的关键技术措施,论述连拱隧道中导洞施工可为公路双连拱隧道设计施工提供指导。

上承式系杆连拱拱桥受力性能分析

上承式系杆连拱拱桥是一种新兴的系杆平衡水平推力的拱式结构,国内工程已有先例。其主要特点是系杆在所有拱轴线的上方施加水平预应力,将连拱传递给曲杆梁的水平推力抵消,最终形成对两端基础无水平推力的自平衡式结构。文中介绍了一座新设计完成的上承式系杆拱桥,给出了地基的模拟方式、体外索和主拱肋的应力情况。提供的计算结果表明其结构形式的合理性。

成贵铁路宜宾金沙江公铁两用桥总体设计

成贵铁路宜宾金沙江公铁两用桥主桥跨径布置为(116+120+336+120+116)m,其中336 m主跨为钢箱系杆拱桥,120 m和116 m边跨为混凝土简支系杆拱桥。为解决大桥公铁合建、两岸地形高差大等技术难题,采用铁路在上、公路在下的双层桥面钢箱拱桥新结构,上、下2层桥面高差32 m,上层设4线铁路,下层设6车道城市快速路和两侧人行道。336 m主拱拱肋采用钢箱结构,在主拱上采用将公路柔性吊索内穿于铁路刚性吊杆并独立锚固于拱肋的新技术;系杆采用高强度可换型镀锌钢绞线索。

宜宾金沙江公铁两用桥主墩基础施工技术

宜宾金沙江公铁两用桥主桥为(116+120+336+120+116)m五跨连续双层桥面系杆拱桥,主拱为336m钢箱系杆拱。2号、3号主墩均采用3.4m大直径钻孔桩基础。2号主墩基础采用筑岛施工方案。2号主墩承台开挖高度达24.0m,采用土钉墙防护技术对承台高边坡进行防护,降低现场施工难度。3号主墩基础采用双支栈桥+水上钻孔平台的施工方案,钻孔平台兼做水上提升站。3号主墩承台采用可重复利用的拆装式双壁钢套箱围堰施工技术,围堰侧板止水锁口钢管的两侧焊接月牙形锁口,方便插入和拔除,且止水效果好。

动载下桩承式路堤中平面土拱形态演化的数值模拟

精确的静、动力土拱形态是建立桩承式路堤中相应的土拱效应计算模型的基础。为研究交通动载下桩承式路堤中既有土拱形态的演化,基于典型单元体建立了二维土拱静、动力分析的弹塑性有限元模型,模型中无黏性路堤填土采用摩尔-库伦弹塑性模型,交通循环荷载采用简单的正弦波来模拟。针对不同高度的无筋桩承式路堤,考虑路堤荷载和后续的交通循环动力荷载的连续作用,计算出桩间土上方路堤中的竖向应力分布曲线。据此确定出相应的静力土拱和动力土拱的形态曲线,用于分析动力荷载对既有土拱形态的影响。最后,通过参数分析研究了主要因素对动力土拱形态的影响。结果表明:动应力在基底面并不均布,桩帽上承担了大部分的交通动载,路堤中存在动力土拱;路堤荷载下静力土拱的形态为半个椭圆,交通动载作用下动力土拱的形态仍是半个椭圆,循环动载的作用使静力土拱的高度降低,跨度增大;路堤越高,静力土拱高度降低的幅度越小,静、动力土拱的拱脚都落在桩帽上;动力土拱的高度随路堤高度的增加先增加后稳定不变,随动载作用周期的增加先减小后稳定不变;行车车速和路堤填料内摩擦角的变化对动力土拱形态曲线的影响很小。