科技引领未来 创新推动发展——中交第一公路勘察设计研究院有限公司自主科技创新侧记

中交第一公路勘察设计研究院有限公司（以下简称“中交一公院”）始建于1952年，前身为原交通部第一公路勘察设计院，现归属中国交通建设股份有限公司，是国家大型工程勘察设计咨询与科研骨干企业，也是交通系统最早获得“中国勘察设计单位综合实力百强”称号的企业，现已成为拥有丰富土木工程经验的国际化工程咨询公司。技术创新和科技进步是企业可持续发展的动力和源泉，

城区段高速公路市政化改造总体设计理念研究

城区段高速公路市政化改造工程对拉大城市骨架,完善空间格局,促进组团融合发展具有重要意义。但目前中国高速公路市政化改造工程案例较少,与城市融合欠佳。针对该问题,该文以河北省某高速公路市政化改造工程为例,通过分析城区段既有高速公路在城市空间、交通、产业、景观、城市品质等方面存在的问题,提出从城市空间、路网、市政配套、生态、人文景观等角度实现与城市融合的总体设计理念,研究并优化了市政化改造工程方案,消除了高速公路对城市空间割裂,突出了“市政化”主题,强化了道路与城市融合。

导水隧洞在公路弃土场治理工程中的应用研究

公路工程建设中,一些公路附属设施弃土场多数置于公路沿线沟谷内,部分弃土场因建设周期快,未设置完善的排水系统甚至排水措施缺失,在长时间强降雨工况下导致弃土场上游积水,直接影响着弃土场安全稳定,存在较大的安全隐患,同时威胁弃土场下游居民或线路安全。本文以陕西某国道过境公路改建工程项目弃土场排水综合治理工程为例,采用导水隧洞进行弃土场上游沟道排水方案,成功解决了既有弃土场排水不畅的工程问题,取得了良好的排水效果。本文就导水隧洞设计要点和水文计算相关问题进行论述,希望对类似的工程问题处理提供参考。

基于建养一体化的高速公路拼宽改建段路面设计方法研究

通过对我国华南地区高速公路拼宽改建段路面病害类型及形成原因的深入分析,选择了裂缝率、车辙深度和平整度指数作为拼宽改建段控制路面服务性能的设计指标,针对各指标建立了相应的分析和预测模型,提出了基于建养一体化的拼宽改建段路面设计指标;结合环境参数、交通量、材料参数、分析期等因素以及基于建养一体化的效益费用分析计算,形成了基于建养一体化的高速公路拼宽段路面设计方法及流程。采用该方法对广东省某高速公路改扩建项目的拼宽改建段路面结构进行设计,结果显示,通车3年后,路面技术状况较好,裂缝和车辙病害较少,表明该设计方法充分考虑了拼宽改建段路面性能需求,达到了建养一体化的设计目的。

交旅融合背景下公路环境保护体系设计——以河南信阳一号旅游风景道为例

随着大众旅游时代来临,全域旅游发展对公路建设提出了新的要求。旅游风景道的应运而生,对公路沿线资源整合、环境保护、地区发展都具有重要作用。国道107线信阳一号旅游风景道项目具有河南南大门的区位特征,起点位于河南省浉河区宝石桥,终点位于豫鄂交界段,总长约39.32公里,是信阳的重要交通主干道,也是信阳作为交通枢纽城市的重要骨架,沿线自然环境优美,资源丰富,适宜重点打造旅游风景道。为此,笔者结合信阳一号旅游风景道的具体特点,总结了交旅融合发展模式下公路环境保护体系、规划设计策略和方法。

城镇化地区公路工程排水设计体系研究

为解决城镇化地区公路工程排水设计中遇到的造价普遍偏高且排水效果不理想难题,在前人研究基础上梳理归纳城镇化地区公路工程排水设计主要特点,根据不同路段城镇化水平、段落重要性定位、路侧设施远期规划使用周期、占地类型、河道沟渠距离等特点,制定城镇化地区公路工程排水设计思路及分区标准。依托西安市某城镇化一级公路工程,对该体系进行研究。首先根据各公路路段所在区域开发程度的不同确定不同的路基断面,对各断面进行对应的排水设计;然后,对主要排水设施设计进行分析。研究结果表明:城镇化地区公路在开发区、待开发区及未开发区进行的排水设计合理有效,既满足公路工程排水需求,又与城市远期规划相结合,能尽可能减少资源拆除浪费,兼顾公路与市政功能双重需求,解决传统城镇化地区公路排水设计难题。

沥青路面结构设计中不同结构层协调变形性能研究

通过对沥青路面各结构层材料合理组合,可使路面结构实现材料协调、结构耐用及良好的路用性能等。由于缺乏对结构层材料参数组合的合理评价指标,导致道路各结构层材料协调变形性差,荷载传递效率低,道路实际服役年限远低于设计服役年限。本文以力学参数及等效包络面积的灵敏度作为评价沥青路面结构层设计协调变形性的指标;开发了等效包络面积计算软件,可定量评价各层之间的协调关系,可视化各结构层的力学传递行为;基于等效包络面积指标,等效包络面积越大,材料利用效率越高,结构层的材料设计越协调;在路面设计中引入了结构形式比较和优化两个新步骤,提出了一种新的结构设计流程。本研究提出了一种各结构层材料设计协调性的全新评价指标,使沥青路面结构设计更为科学合理。

概念设计在建筑结构中的创新应用及其结构性能优化研究

在我国建筑工程行业持续发展的带动下,整个行业内各项工作整体水平都得到了显著的提升,这样就为建筑工程项目综合性能的发展起到了积极的作用。概念设计工作在整个建筑工程项目中属于重点起点,其主要作用是为工程设计和施工工作提供必要的指导。在实践中合理的将结构优化和节能设计进行运用,能够对整个建筑结构优化设计给予良好的辅助。

公路交通量预测与交通规划决策支持研究

我国经济发展进入新常态, 已由高速增长阶段转向高质量发展阶段,发展进程不断加快,人们生活水平在不断提高,人员流动性增强,私家车随之增多,据统计,我国汽车保有量达到了3.19亿辆,约占机动车总产量的76.59%。这一庞大的数据背后,是对我国公路交通服务能力的考核,如果没有科学、合理的交通规划,那么公路交通将会瘫痪,无法正常运转。因此,公路的交通量预测是保证合理科学规划交通网络、缓解公路交通压力,提高公路通行效率的基础,交通量的准确预测直接关系到交通规划的科学决策。本文将针对交通量预测与交通规划决策的支持进行研究,以便于为后期的相关工作提供支持和参考。

基于Bayes-LSTM的公路隧道围岩变形预测方法研究

在公路隧道施工过程中,围岩的稳定性对隧道施工的影响较大。因此公路隧道围岩变形的监控量测与准确预测是保障隧道施工安全的关键。针对当前隧道围岩变形的预测精度较低以及泛化能力较差等问题,该文提出一种基于贝叶斯(Bayes)优化长短期记忆网络(LSTM)的方法,该方法首先对拱顶沉降和周边收敛的原始监测数据进行预处理,而后构建公路隧道拱顶沉降与周边收敛的初始LSTM模型,并利用Bayes优化模型中的超参数,最终得出预测结果。利用该模型对某公路隧道拱顶沉降和周边收敛进行预测,将预测结果以均方根误差为评价指标与神经网络(CNN)和支持向量回归(SVR)进行对比。预测拱顶沉降时,Bayes-LSTM模型的平均预测精度相较于CNN与SVR模型分别提高了1.0与1.26;预测周边收敛时,Bayes-LSTM模型平均精度相较于CNN与SVR分别提高了0.3与0.32。表明Bayes-LSTM模型的预测精度较高,同时其能在训练模型过程中对历史信息进行判断和取舍,极大地提高了时序数据处理的效率,为公路隧道围岩变形预测提供了新的思路和探索。

基于Bentley平台的BIM技术在公路设计中的应用研究

基于Bentley平台的BIM技术在土木交通领域得到了广泛应用,有效提升了公路设计项目的效率和质量,实现了信息共享、一致性和精确性的目标。基于此,文章主要探讨了Bentley平台的BIM技术在公路设计领域的系统解决方案,并详细介绍其在公路设计工作流程中的具体应用,为未来公路设计方面的BIM技术提供借鉴,以突破传统的公路设计方法。

基于熵值法和信息量模型的公路路域地质灾害敏感性研究

为探讨浙江省高速公路路域范围内地质灾害分布规律,应用熵值理论和信息量法,基于地理信息系统技术平台,选取地面高程、降雨量、植被覆盖度等指标进行分析,并对高速路域进行敏感性评价。结果表明,浙江省高速公路路域灾害主要分布在西南部山区,并以滑坡为主;灾害面积比基本随地面高程、地表坡度、地表起伏度、降雨量、植被覆盖度的增加呈增长趋势,随与河流距离的增加呈减小趋势;对高速公路路域2 km内灾害敏感性进行分级后,极高敏感区、高敏感区、中敏感区、低敏感区、极低敏感区分别占比3.56%、31.09%、45.35%、19.72%、0.28%,路域高敏感区主要分布于浙江省西南部。

BIM技术在多年冻土地区路基设计中的应用

文章根据多年冻土地区路基设计的需求,结合BIM技术的特点,以高海拔高寒地区高速公路建设技术试验示范工程共和-玉树高速试验示范段为依托,研究工程结构分解、工作空间制定、路线设计、路基路面设计、主动冷却路基构件设计及布置,探索冷却路基效能计算等BIM技术应用内容,为BIM技术在多年冻土地区路基设计中的应用提供参考。

国道219温泉至霍尔果斯越岭段公路雪害选线研究

基于横穿西天山山脉的G219线温泉至霍尔果斯公路建设项目,通过沿线气象资料的收集分析,得到气温、降水、风速的时空分布情况;采用积雪环境信息遥感调查的方法,分析影响路线及路基设计的积雪类型、分布范围、厚度和成因,模拟分析雪崩堆积区的形态、面积、位置、堆积体特征、雪崩量、雪崩裂点位置,并对风吹雪灾害进行分级评估。根据雪害分布及发育情况,结合地形地质条件,对克孜勒隧道两处进口和两处出口方案进行组合比选,推荐采用路线绕避、抬高路基、设置挡雪墙、明洞、防雪棚洞等处置措施,在雪害整体可控、预留升级改造条件、造价合理的前提下,推荐采用K线方案。

BIM技术在钢桥正向设计中的应用

鉴于BIM技术在桥梁设计中正处于发展阶段,首先对BIM技术的发展及其在桥梁设计中的应用现状进行了介绍,然后对BIM技术在钢桥正向设计中的优势、细节设计、工程量计算和可视化技术交底做了分析,最后提出了BIM技术钢桥智慧云系统,并对该系统的组成及各部分功能做了说明,以期对BIM技术的发展起到一定的推动作用。

六塔单索面矮塔斜拉桥拉索设计研究

六塔单索面矮塔斜拉桥是目前我国比较少见的斜拉桥。从斜拉索选型、斜拉索构造、斜拉索锚固和斜拉索减振等角度对六塔单索面矮塔斜拉桥的斜拉索进行了设计与研究。该桥采用抗拉强度标准值为1 860 MPa的钢绞线斜拉索,每根钢绞线的理论直径为15.2 mm。梁端斜拉索通过锚具锚固在预应力混凝土箱梁的隔板齿块上,而在塔端,采用索鞍分丝管形式将斜拉索锚固在桥塔锚固区。斜拉索在梁端采用粘性剪切型阻尼器进行减振,在塔端采用减振圈减振。为了提高斜拉索的使用寿命和耐久性,在钢绞线斜拉索外表面包裹环氧涂层、防腐油脂和高密度聚乙烯(HDPE)保护套。最后结合未知荷载系数法,对斜拉索索力进行了优化设计,优化后的部分索力虽略有增加,但主梁截面弯矩和应力更加趋于平稳,有利于结构受力。

中等收入群体崛起如何影响碳排放——消费视角下的研究

中国日益壮大的中等收入群体在释放巨大消费潜力的同时,也引发了碳排放增加、减排压力增大的担忧。将这种定性担忧转化为定量认识,有助于从容应对气候挑战,为决策者针对特定消费群体制定差异化的减排策略提供信息参考。该研究开发了基于家庭微观调查数据和机器学习算法的消费模式预测模型,结合投入产出模型拆分方法,实现将家庭消费选择异质性纳入环境影响评估宏观模拟的方法构建,以此为工具评估了新兴中等收入群体可能造成的碳排放影响,比较了扩大中等收入群体不同政策情景下的影响差异。结果发现:①若2018—2030年实现中等收入群体规模倍增(以2018年不变价计,年收入3.3万~8.0万元/人的全国人口比重增加24%),则达峰年新兴中等收入群体消费升级隐含的额外碳排放为2.7亿~3.6亿t,居民消费相关的减排工作量增加8%~11%。②新兴中等收入群体在仅收入提升情景下的消费碳排放显著低于原中等收入群体(人均碳排放相差0.2~0.3 t),二者之间的差距蕴含着这一群体在阶层跃迁过程中协同实现收入增长与碳排放控制的可塑空间。③与人力资本提升和完善社会保障情景相比,城镇化情景下扩大中等收入群体带来的碳排放影响更大,且扩大中等收入群体的不同政策组合对碳排放的边际影响不等同于单一政策独立作用所带来的影响之和,而是存在放大或对冲效应。这意味着,及时把握中等收入群体消费转型的可塑契机,在城镇化进程中通过健全城市基础设施配套等措施对该群体低碳生活开展针对性的引导,是协同实现共同富裕与碳中和目标的前瞻性举措。

高速公路市政化旧路改造利用技术研究

针对高速公路市政化改造问题,以原石家庄绕城高速公路新元高速石家庄北收费站至石家庄南收费站段(改造后命名为复兴大街)市政化改造项目为例,利用路面结构强度评价、沥青混合料试件劈裂强度试验、基层材料无侧限试验数据,有效分析了既有道路性能参数,并有针对性地提出了相应路面设计、病害处理方法、新老路面结构层横向拼接方案,有效实现了旧路的高效化、经济化、快速化利用,方案实施性、针对性较强,具有良好效果,可为同类项目设计、施工提供参考。

中小跨径混凝土3D打印箱型拱桥数字化设计建造

本文对西安市考古公园混凝土3D打印景观拱桥的结构组成及建造方式进行介绍,详细阐述拱桥核心设计元素。拱桥设计基于混凝土3D打印路径规划重构、简化古代青铜器饰纹“雷云纹”,并将其作为拱桥的外观的主元素。结合混凝土3D打印系统的打印能力及拱桥结构特点对拱桥进行优化分块,根据结构设计需求配制打印材料,完成拱桥上部结构设计建造。基于ANSYS软件对该拱桥进行数值模拟,分析其结构强度及动力特性,计算结果表明拱桥各项性能参数符合设计要求。最后结合拱桥打印构件组装和整体安装的特点,对混凝土3D打印箱型拱桥的施工工艺进行阐述。

综合物探技术在东北公路工程多年冻土勘察中的应用与研究

介绍了高密度电法和地质雷达在东北公路工程多年冻土探测中的应用,结果表明使用高密度电法和地质雷达相结合的综合物探方法对东北公路工程多年冻土的勘察是行之有效的,且效果显著。