摘要：传统Monte Carlo抽样方法应用于小失效概率等复杂可靠度问题时,存在效率低下、精度有限等不足,针对这一问题提出一种球层抽样分析方法.首先,通过分离距离与方向参量,对标准正态随机向量进行重构,并验证其标准正态性与相互独立性;然后,采用分层抽样策略,将半径大于一阶可靠度指标外的正态空间划分为多个球层,进而利用所重构的向量逐层进行抽样,并结合全概率公式,形成估计结构失效概率的球层抽样算法;最后,通过对3个典型算例进行对比分析,验证算法性能.分析表明:所提出算法具有较高的抽样效率与收敛性能,算例计算结果误差在3%以内;与其他算法相比,其估计方差更小,且可有效解决多设计验算点等复杂可靠度问题;算法在抽样效率、适用范围以及稳定性等方面具有优势,更适用于实际复杂结构可靠度的求解分析.

摘要：针对现有爬壁机器人在高墩柱结构表观病害检测过程中存在的局限性,提出了一种基于环带视觉扫描的高墩柱结构表观病害攀爬检测作业机器人系统。首先,根据攀爬作业机器人的功能需求,设计了一种多足协同的攀爬检测作业机器人平台。其可通过上位机设定机器人作业过程中的运行参数,攀爬过程中利用安装在环形框架上的多个倾角传感器实时采集机器人的姿态信息,并通过所设计的系统算法实时校正其爬行姿态和精度。其次,设计了一种可搭载于作业平台的环形轨道及视觉扫描小车,其可携带工业相机、照明系统和高精度编码器实现对轨道方向的病害视觉扫描。最后,利用所采集的图像进行表观病害识别和测量,并以此为基础实现了表观病害的数字化档案。为测试验证其有效性,利用所搭建的样机,在西安广运桥和淮南寿春桥进行了现场试验,结果表明:本机器人系统可以实现墩柱结构的全域扫描,可以获取墩柱结构表观病害的高精度视觉图像,并能够准确地对其病害进行识别和量化,实现了墩柱结构表观病害的智能检测。

摘要：大跨度连续刚构桥接缝工作状态会显著影响桥梁的纵向刚度分布,从而改变结构受力.目前,接缝部位混凝土尚缺少针对性的无损检测手段.为探明实际结构中接缝混凝土缺陷状况,基于走时分析的图像重建原理,建立了离散慢度模型,并使用代数重建算法(ART)求解,重建接缝内部缺陷图像,提出了针对接缝混凝土的超声无损检测方法.结合在役大跨度连续刚构桥上部结构拆除工程,针对实际工程场景设计了6层超声传感器布设方案,建立了6×8路径信息矩阵,通过ART算法求解,对接缝质量状况进行了无损检测,并与有损取芯结果进行了对比分析.实桥检测试验表明:提出的基于图像重建原理的大跨度连续刚构桥接缝质量超声检测方法具有较高准确性.结合桥梁上部结构拆除工程,在对桥梁接缝的49处有损取芯检测基础上,初步建立了基于声时值的接缝混凝土内部缺陷评价标准.

摘要：高液限黏土质砾作为混合多相特殊路基填料,具有天然含水率高、亲水性强、施工难以压实等不良工程特性,如何通过控制碾压参数来确保路基的压实质量成为高液限黏土质砾能否直接作为路基填料的关键问题。为此,以西南地区某高速公路典型的高液限黏土质砾为研究对象,系统研究了与高液限黏土质砾路基结构设计和填料需求相匹配的压实施工技术,提出了基于路基平衡含水率和长期性能的高液限黏土质砾路基压实质量控制标准与碾压参数。研究结果表明:通过控制压实机械、碾压方式、碾压遍数、松铺厚度、碾压含水率等碾压参数,高液限黏土质砾可直接用作下路堤填料;高液限黏土质砾路基的压实度控制标准应不低于85%,碾压含水率宜控制在35%以内;压实机械以14 t的中型压路机为宜,碾压方式以静压或静压+弱振为主;碾压遍数不少于3遍,应在填料明显软弹前停止碾压;松铺厚度不宜超过25 cm。路基在经历约6个月自然沉降期后趋于稳定,工程质量可以得到保证。研究成果可为高液限黏土质砾的合理有效利用提供理论和技术支撑。

摘要：本文从典型发达国家公路基础设施建设模式入手,研究探讨各国典型的公路数字化建设情况,分类别讨论各国发展特色和推进思路,也从案例角度给出了建设过程中顶层设计、机制建立、技术创新、评价体系、人才培养等具体做法,展示特色做法对各国公路数字化推动的行动价值、经济价值和社会价值,对典型发达国家公路数字化进展进行了特色梳理和多角度观察。

摘要：为掌握强降雨条件下岩溶隧道衬砌结构受力特征,分别采用现场测试与数值分析法分析岩溶隧道衬砌水压与力学响应待征。其中,针对依托隧道运营期间15个月的衬砌水压测试数据,着重分析了3次降雨后的衬砌水压升降总历时、水压升高时间、达到峰值时间、消散时间、水压分布形式、水压峰值等水压特征指标;针对单处承压状态、多处承压状态、水压范围扩大状态等3种荷载状态的12种荷载工况,建立隧道荷载-结构模型计算分析隧道衬砌结构的轴力、弯矩和安全系数变化情况。研究结果表明:2个测试断面的衬砌水压峰值可相差约1.83倍,水压升降总历时分别为20~57 h和4~9 h,均基本符合水压峰值越大的部位开始升高的时间越早、达到峰值时间越早、水压消散的时间越晚的规律;在降雨全过程中,隧道衬砌水压分布形式表现为偏压→较均匀分布→偏压的“三阶段”时空规律,并且水压峰值主要出现在较均匀分布时;不同水压荷载状态下衬砌结构的安全系数排序为:多处承压状态>单处承压状态>水压范围扩大状态;当隧道衬砌水压极大和大时衬砌结构任一部位均可能破坏,水压较大时衬砌结构主要为拱腰和拱脚破坏。该研究成果可为强降雨区岩溶隧道衬砌结构设计、土建结构检查和病害处治设计等提供参考。

摘要：通过数值模拟与理论分析手段,开展深埋大断面公路隧道松散荷载计算方法研究。采用应变软化模型分析深埋大断面公路隧道分步施工中塌落拱的发展规律,结果表明:分步开挖大断面隧道可有效控制塌落拱的扩展,隧道塌落拱是各导坑开挖逐步积累的结果,传统荷载计算方法可用于开挖过程中各导坑松散荷载的计算,但不适用于大断面隧道最终成型时的松散荷载计算。因此,以状态设计法为基础,动态设计为手段,充分体现临时支护的作用,提出深埋大断面公路隧道分步施工松散荷载计算公式,并进行应用;通过与马林隧道的实测数据对比,表明该方法应用于深埋大断面公路隧道松散荷载计算时具有较高的准确度。研究成果可以为确定该类隧道支护参数提供设计依据。

摘要：有别于传统的混凝土箱梁,波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁是一种较为新颖的桥梁上部结构形式,这种箱梁结构在偏心荷载作用下产生的扭转与畸变效应相对显著。为阐明这种箱梁的扭转与畸变特性及其研究现状,通过对大量文献的调研与实桥调查,系统介绍了箱梁扭转与畸变效应的计算理论(包括抗扭刚度)、扭转承载力、内力增大系数、横隔板的设置等方面的研究进展情况。研究表明,采用Umanski第二理论和弹性地基梁比拟法分别计算这种箱梁的扭转与畸变效应在理论上是可行的,但其工程适用性还需进行进一步检验。另外,我国在扭转承载力研究方面还较为欠缺,而在内力增大系数、横隔板的设置等方面尽管已经取得了一些成果,但还缺乏较为一致的结论。在充分考虑箱梁自身受力特性的基础上,加强波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁扭转与畸变的研究,可为完善其设计方法奠定理论基础与提供更有力依据。

摘要：利用WIM动态称重系统,得到北京市松山大桥实际通行车辆的车辆荷载特征参数,经统计分析得到特征值,对其概率密度函数进行了拟合,建立了适用于本地区的重载交通车辆荷载模型,并与河北省和福建省的重载交通车辆荷载模型进行了对比。在此基础上,采用有限元模拟方法对建立的重载交通车辆荷载模型与现行规范进行荷载效应对比,分析结果表明,采用规范中公路—Ⅱ级汽车荷载设计的桥梁存在安全隐患;公路—Ⅰ级汽车荷载取值总体较为保守,但对于大跨径桥梁仍有不足,需要结合实际情况需要进一步研究。重车荷载对桥梁支座处剪力的影响较为明显,在桥梁设计与维护时应重点考虑。本研究成果可为北京地区的公路桥梁设计和结构损伤检验提供参考和建议。

摘要：波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁是一种较为新颖的桥梁上部结构形式,其力学性能一直以来是桥梁工程研究的热点。为阐明其动力性能的研究进展情况,通过文献调研与实桥调查,介绍了这种箱梁的自振特性与动力响应研究的最新成果。研究表明,在自振频率的计算方法和阻尼系数的取值方面,波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁与传统的预应力混凝土箱梁相比均有所差异。同时,箱梁的截面形式、桥墩类型、钢腹板几何参数、体外预应力等对这种箱梁的自振特性均有着不同程度的影响。为改善这种箱梁的自振特性,通常建议采用增设横隔板的构造措施。另外,这种箱梁桥在抗震方面具有优势,其抗震计算可参照传统结构,而有关这种箱梁桥的车致振动、风致振动的研究却很少。加强波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁动力性能的研究对完善这种箱梁桥的设计理论以及促进其在工程中的应用与发展均具有重要的现实意义。