摘要：以马兰组黄土地层锁脚锚管为例,开展了锁脚锚管的模拟加载试验,反算了锁脚锚管横向地基反力系数的比例系数,研究了横向地基反力系数的比例系数随锁脚锚管端部竖向荷载和位移的变化规律,分析了锁脚锚管打设角度对横向地基反力系数的影响;拟合了横向地基反力系数的比例系数随锁脚锚管端部竖向位移变化的回归方程,确定了横向地基反力系数的比例系数的上下限,通过插值计算了0°~30°范围内任意角度打设的锁脚锚管的横向地基反力系数的比例系数。分析结果表明:在加载初期,随着锁脚锚管端部竖向荷载和位移的增大,锁脚锚管周围黄土处于不断压密阶段,横向地基反力系数的比例系数迅速增大;当锁脚锚管周围黄土进入渐进破坏阶段后,横向地基反力系数的比例系数随锁脚锚管端部竖向荷载和位移的增大不断减小;相对于0°打设的锁脚锚管,以30°打设的锁脚锚管的横向地基反力系数的比例系数随锁脚锚管端部竖向荷载和位移的变化幅值明显减小;在进行马兰组黄土地层隧道锁脚锚管设计计算中,直径为51 mm的锁脚锚管采用0°~30°打设时,横向地基反力系数的比例系数的取值范围为66.9~296.1 MN·m^(-4);单根直径51 mm的锁脚锚管能承受的竖向荷载为8.63~11.87 kN。

摘要：PBL加劲肋兼有加劲肋和剪力连接件的双重优势,T型节点主管采用PBL加劲型矩形钢管混凝土是一种新型钢-混组合结构,探明其破坏模式和承载力水平具有重要意义。基于矩形钢管混凝土T型节点受拉试验,设计了主管为PBL加劲型矩形钢管混凝土,支管为方钢管的不等宽T型节点受拉试件,其中,主管钢管宽厚比为27、支主管宽度比为0.4;通过非线性有限元数值模拟,从破坏模式、节点承载力、抗拉刚度及应力分布等方面分析PBL加劲肋对矩形钢管混凝土不等宽T型节点受拉力学性能的影响。研究结果表明:PBL加劲肋兼有加劲肋和剪力连接件的双重作用,可有效限制顶板被掀起,提高节点顶板面外抗弯承载力和抵抗局部变形的能力;能够明显改善不等宽T型节点的抗拉性能和抗疲劳性能,显著提高节点的抗拉刚度和节点承载力。

摘要：为了确保双塔钢桁斜拉桥的结构强健性,依托新疆果子沟大桥,基于现场结构试验,开发了全方位多点温度补偿系统,测量了特定加载工况下钢桁主梁应变、挠度与斜拉索索力增量,确定了钢桁主梁与斜拉索重要构件的具体位置;基于试验结果,借鉴广义结构刚度理论,采用桥梁结构有限元模型分析了斜拉桥弦杆与斜拉索的重要性系数,研究了桥梁最不利破坏模型。研究结果表明:各工况下钢桁主梁应变实测数据规律性较好,钢桁主梁应变与挠度的实测值与理论计算值的比值小于1.0,表明主梁承载能力与抗变形能力符合设计要求,具有足够的安全储备;主梁在各工况下的最大挠度均发生在中跨跨中,达到237mm,具有较强抗变形能力;斜拉索索力增量实测值与理论计算值的比值小于1.0,表明斜拉索具有一定的安全储备;钢桁主梁控制截面处弦杆与特定斜拉索为重要性系数较高的构件,斜拉索的重要性系数大于弦杆的重要性系数,其中弦杆的重要性系数分布集中于主塔附近与中跨跨中;通过斜拉索重要性系数的分布可知单根斜拉索的破损不会造成整体结构的坍塌,但多于2根斜拉索失效可能会导致整体结构的连续倒塌;主跨最长斜拉索和中跨跨中、边跨支座处与靠近主塔处弦杆失效对于整体结构较为不利。

摘要：为推进高速公路路域内光伏的应用,以Python程序语言中OpenCV库为工具,提取高速路线图中的路线图像并投影至光辐射量分布图,分析在各辐射区域内的高速公路路线长度及其比例;计算了高速公路各类基础设施的占地面积,并采用JNMM60光伏组件参数计算了高速公路路域内的光伏发电潜力;将高速公路运营期及智慧高速路侧设备的电力需求与光伏发电潜力进行对比,并对光伏建设投资成本进行测算。分析结果表明:高速公路路域内的年平均辐射为1523.865 kW·h·m^(-2),每平米光伏用地年发电量为63.27 kW·h,全国高速公路总体占地面积在2020年底和2025年底分别可达到约4.9×10^(5)、6.4×10^(5)hm^(2),光伏发电潜力巨大;分别仅需在75%的高速服务管理区域及10%的路侧区域内安装光伏设备即可满足高速公路运营期内及智慧高速路侧设备的全部电力需求,且仅需4~6年即可回收建设成本;在高速公路路域内大规模铺设光伏设备仍面临初始建设投资成本巨大、光伏产能技术不足、配套设施需求巨大、光伏设施与道路交通环境相互影响不明、供需空间匹配性较差及大规模光伏规划设计管理系统方法欠缺等困难。

摘要：为进一步提高利用二维图像统计路面病害的精度与效率,将卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)技术引入了基于图像分析的路面病害识别与测量。首先,将原始图像进行等尺寸分割作为CNN的训练样本。其次,经结构设计、前反馈算法训练及样本测试3个步骤后,建立病害识别模型(CNN1)。用训练完成的CNN1对所有图像进行病害类型识别并将输出结果作为裂缝特征提取模型(CNN2)和坑槽特征提取模型(CNN3)的训练样本。采用相同步骤建立裂缝特征提取和坑槽特征提取模型,完成训练后,运行CNN2,CNN3对路面裂缝与坑槽图像进行特征提取。最后,分析图像分辨率对3个CNN识别和特征提取精度以及效率的影响。结果表明:CNN1可以准确识别多种病害,CNN2的裂缝长度提取的平均误差为4.27%,宽度提取的平均误差为9.37%,裂缝病害严重等级判断准确率为98.99%;CNN3的单张图像中的坑槽个数测量无误差,单个坑槽面积的平均误差为13.43%,坑槽病害等级判定准确率为95.32%,可见CNN具有较高的测量精度;CNN1在使用CPU的情况下测试完成原始图像平均用时为704ms·幅^(-1),CNN2用时为5 376ms·幅^(-1),采用图形处理器加速后CNN1用时为192ms·幅^(-1),CNN2测试平均用时为1 024ms·幅^(-1),可见CNN在图形处理器加速下效率具有显著优势,相比其他方法,在图像分辨率高于70像素时,CNN对路面裂缝与坑槽的识别与测量具有运算高效、结果精准等优势。

摘要：针对大跨径桥梁施工控制中结构设计参数的变化能导致结构内力的变化和形状的改变,以及与时间有关的温度参数不易确定的问题,在分析了产生温度应力原因的基础上,根据沿梁长的温度分布是均匀的,略去断面局部变化引起的梁体温差分布的微小差别,按单向温差荷载计算应力等基本假定,在给定温度分布的前提下,提出了温度应力实用计算方法,并通过工程实例分析了温度应力对桥梁施工控制的影响。结果表明:考虑温度影响的理论值与实测应力值接近,为工程应用提供了理论依据。

摘要：以甘肃渭源—武都高速公路木寨岭隧道开挖揭露的砂质板岩为对象,开展了砂质板岩单轴抗压强度试验和点荷载强度试验;通过对试验数据进行正态分布检验、高度异常数据剔除和置信区间强度统计,获得了砂质板岩单轴抗压强度、点荷载强度以及两者之间的换算关系,并与岩石试验相关规范和国际岩石力学学会(ISRM)推荐换算公式进行了对比。研究结果表明:饱和砂质板岩单轴抗压强度服从正态分布,平均值为56.3 MPa,95%置信度下的置信区间为49.20~63.50 MPa;饱和砂质板岩点荷载强度与正态分布不完全一致,平均值为7.36 MPa,95%置信度下的置信区间为6.50~8.22 MPa;饱和砂质板岩点荷载强度与单轴抗压强度之间具有显著的线性正相关性;岩石强度受各试件内部节理裂隙的方向、填充物、宽度和长度等的影响,强度数据总体离散性较大;饱和、烘干状态下砂质板岩单轴抗压强度与点荷载强度的换算系数分别为7.72和8.72,均明显小于大多数研究中15~30的换算系数,原因在于砂质板岩内部赋存有层理或不同角度的节理裂隙等缺陷,单轴抗压强度受试件内部节理裂隙的影响较大,导致其强度平均值偏低,而点荷载强度受试件内部节理裂隙的影响较小;采用规范和ISRM推荐公式所得砂质板岩单轴抗压强度为实测值的2~4倍,用于隧道设计难免会产生较大偏差;相比规范和ISRM推荐公式,研究所得砂质板岩单轴抗压强度与点荷载强度换算关系的相对误差未超过15%,可作为规范中公式的有益补充。

摘要：为全面测评道路压电俘能系统在开放交通条件下的电学性能,采用16个自主研制的15cm×15 cm×3 cm压电俘能装置并联,设计俘能模块布设点位,铺筑道路压电俘能系统现场测试段,基于随机开放交通条件下道路压电俘能系统开路电压波形信号响应特征,系统研究了现场不同荷载、不同车速工况下道路压电俘能系统电学输出规律,并基于不同负载与电学性能关系,确定了道路压电俘能系统能量采集最佳匹配阻值,最后基于随机、开放的交通条件明确了道路压电俘能系统能量采集存储性能。结果表明:开放交通条件下,小汽车和中型车辆荷载完全碾压道路压电俘能系统输出开路电压分别为15.0~29.6 V和50.0~79.2 V,车辆荷载对道路压电俘能系统电学性能影响显著,且车辆前后轴同时碾压、扩大轮迹横向分布的布设方式利于其电学输出;单车次碾压速率对电学输出性能影响甚微,30~40 km·h-1至50~60 km·h-1速率区间平均输出开路电压仅提升了1.47%;匹配负载阻值后,其输出功率和输出电流总体随负载阻值增大先明显增大后逐渐减少,基于此确定道路压电俘能系统能量采集时的最佳匹配阻值为2 kΩ,对应输出功率达23.12m W,输出电流达3.3 m A;晚高峰时段开放交通条件有效存储能量达76.97 m J,验证了道路压电俘能系统能量采集存储的有效性,从而为道路压电发电技术的规模化铺设应用奠定基础。

摘要：鉴于传统电阻应变片法现场测试锁脚锚管应变存在诸多局限,基于光纤光栅传感技术,设计制作了φ50光纤光栅锁脚锚管,开展了光纤光栅法测试锁脚锚管应变的现场试验,分析了软岩隧道锁脚锚管受力特性及支护作用,进而建立了软岩隧道锁脚锚管力学分析模型,推导了锁脚锚管对软岩隧道初期支护拱脚支承刚度的计算公式,探讨了锁脚锚管各参数对拱脚支承刚度的影响规律和敏感度。结果表明:受隧道分部开挖扰动及锁脚锚管连接方式影响,锁脚锚管管身各测点处应变变化规律十分复杂;从管身应变整体分布看,锁脚锚管靠近钢架一端的应变明显大于管身其他部位,靠近钢架一端的应变随时间的变化幅度也明显大于靠近围岩深处一端;锁脚锚管横向以上、下弯曲变形为主,轴向受到拱脚传递的压力,随着锁脚锚管角度的增大,其轴向承压特性越来越显著;锁脚锚管轴向锚固作用很小,主要发挥横向抗弯抗剪能力约束拱脚沉降,对拱脚水平收敛变形的约束作用有限;增大锁脚锚管直径对提升拱脚竖向支承刚度最为有效;锁脚锚管轴向支承条件较差时,增大其角度会显著降低拱脚竖向支承刚度,此时应确保钢架与围岩之间密贴;随着锁脚锚管管身长度的增大,提供的拱脚竖向支承刚度呈现出“先快速增长,然后缓慢增长”的规律;考虑锁脚锚管受力特点及工程经济性,建议φ50锁脚锚管长度取2.5 m。

摘要：应用有限元数值方法 ,详细地研究了涵洞、通道上水泥混凝土路面的结构性能 ,并和实验测试结果进行对比 ,得出了一些改进涵洞、通道上水泥混凝土路面设计与施工的重要结论。