交通荷载作用下煤矸石路基变形响应特性分析

交通荷载作用下路基变形是道路工程主要研究问题。对煤矸石填料进行动三轴试验,研究了煤矸石填料变形特性与累积振次、动荷载幅值的变化规律,并依据交通荷载动力特性,对交通荷载作用下路基变形响应进行数值模拟。试验和数值模拟结果表明:煤矸石填料变形随累积振次增加而增长,前期增长速度较快,后期增长速度缓慢且变形值逐渐趋于定值;相同振次条件下,变形随动荷载幅值增加而增长;车辆正下方路基沉降位移随路基深度增加而减小,但减小速率逐渐降低,沉降曲线在深度6 m左右出现明显拐点,表明交通荷载影响深度为6 m左右;路基沉降随行车速度增加而增长,这为道路路基设计提供了依据。     

侧向干扰下双层门式刚架静力屈曲的计算机模拟

用ANSYS有限元软件,对柱脚固接、在不规则竖向荷载和三种侧向荷载作用下的双层门式刚架的屈曲进行了计算机模拟,得到了不同大小的侧向干扰力作用下的双层门式刚架的临界屈曲荷载,以及结构的屈曲模态。模拟结果表明:在侧向集中干扰力的作用下,双层门式刚架的临界屈曲荷载随着作用力的大小和作用点的不同发生变化;在侧向三角形荷载干扰下,双层门式刚架发生了明显的屈曲变形,结构的右侧柱子中点处发生较大的位移,并且首先发生屈曲,影响了结构的整体稳定性。模拟结果对工程应用有一定的参考价值。     

交通荷载作用下检查井与土相互作用研究

长期以来城市道路检查井及其周边路面产生的沉陷、井周路面破损等病害,严重影响道路的平整性,进而影响行车的舒适性、安全性和交通流畅性。交通车辆荷载是车行道上检查井所受的主要活荷载,通过对交通荷载作用下检查井井壁侧向土压力、基础底面基底土压力等参数进行长期监测与现场车辆荷载试验分析,以探求井与土相互作用的传力机理,可为优化检查井设计、施工和养护提供依据。     

基于土体位移的桥台桩侧向反应分析

当高速公路与桥梁的连接段存在较大厚度的软土层时,路基软土将在上覆路堤荷载作用下,发生侧向变形,此时的桥台桩将承受来自于土体水平移动引起的侧向荷载。土的侧向荷载对桥台桩基的水平位移和弯曲变形具有重大影响．往往导致桥台桩身发生挠曲甚至破坏。因此有必要对桥台桩的变形机制．不同模式下柱侧压力的产生机理及桩的几种破坏模式进行分析,从而为进一步研究提供理论依据。     

高墩连续刚构桥施工阶段抗风与P-△效应分析

基于高墩连续刚构桥的特点,以内蒙古黑沟特大桥为工程背景,采用阵风荷载对该桥施工阶段的典型工况进行了抗风分析,并在最大悬臂施工阶段,对风荷载作用下的桥墩进行了P-△效应（重力二阶效应）分析．结果表明,施工阶段全桥应力满足混凝土结构强度要求,箱梁和桥墩的侧向位移在最大悬臂阶段较大,最大悬臂阶段为最不利抗风状态,施工过程整体抗风性能良好,桥墩P-△效应会增加桥墩顶部侧向位移和桥墩底部拉压应力,但影响较小．     

高墩连续刚构桥施工阶段抗风与P-Δ效应分析

基于高墩连续刚构桥的特点,以内蒙古黑沟特大桥为工程背景,采用阵风荷载对该桥施工阶段的典型工况进行了抗风分析,并在最大悬臂施工阶段,对风荷载作用下的桥墩进行了P-Δ效应(重力二阶效应)分析.结果表明,施工阶段全桥应力满足混凝土结构强度要求,箱梁和桥墩的侧向位移在最大悬臂阶段较大,最大悬臂阶段为最不利抗风状态,施工过程整体抗风性能良好,桥墩P-Δ效应会增加桥墩顶部侧向位移和桥墩底部拉压应力,但影响较小.     

由路面振动响应反分析识别交通荷载

交通荷载作用下高速公路路面路基动力响应的分布和传递变化规律已成为解决路基问题的重要研究内容.文中针对道路工程结构的特点,研究基于实测路面振动加速度的交通振动荷载识别问题,建立道路结构动力响应计算模型,提出非线性系统交通振动荷载识别的增量有限元方法,推导了由实测加速度响应计算交通荷载的识别公式,通过工程实例分析,得到了一定条件下路面振动荷载时程曲线.     

半刚性基层沥青路面动力响应分析

针对交通动荷载引起半刚性路面结构的破坏问题,采用竖向静载及半正弦波动荷载加载,利用有限元数值法对动载作用下路面各结构层竖向位移和竖向应力分布规律与静力学响应进行了对比分析。结果表明,在动荷载条件下,半刚性结构的竖向位移及竖向压应力较静载相比呈现不同程度的下降;随着车速的增加,路面的最大弯沉及竖向应力都将减少。     

锚拉悬臂式挡土墙模型受力特性数值模拟分析

为通过模型试验研究车辆荷载作用下锚拉悬臂式挡土墙的受力特性,先使用ABAQUS有限元计算软件进行数值模拟,为模型试验的设计提供参数依据。研究结果表明:模拟车轮荷载作用下,锚杆轴力最大值出现在锚杆中间位置,向两端逐渐减小,近墙端轴力大于远墙端;挡土墙侧向土压力的竖向分布及横向分布都在锚固端位置出现急剧增大现象;锚杆高度位置、L/2截面处竖向土压力最大值出现在锚杆上方;挡土墙的侧向位移量在锚杆以下迅速减小,最大侧向位移出现在挡土墙顶端。该结论的得出为锚拉悬臂式挡土墙模型试验测量仪器的选取、参数比较及实际工程中锚拉悬臂式挡土墙的设计与施工提供了理论依据。     

动载作用下沥青路面三维有限元分析

针对交通动荷载引起半刚性路面结构的破坏问题,采用竖向静载及矩形波动荷载加载,利用三维有限元数值法对动载作用下路面各结构层竖向位移和竖向应力分布规律与静力学响应进行了对比分析.结果表明,在动荷载条件下,半刚性结构的竖向位移及竖向压应力较静载相比呈现不同程度的下降;随着车速的增加,路面的最大弯沉及竖向应力都将减少.     

风和随机车流下悬索桥伸缩缝纵向变形

为动态仿真与评估运营阶段风和随机车流联合作用下大跨钢桁悬索桥伸缩缝纵向变形, 建立了风-随机车流-钢桁悬索桥分析系统; 基于已有单主梁风-车-桥耦合振动分析系统, 引入弹簧单元模拟伸缩缝, 并从车-桥耦合关系和钢桁梁横断面风荷载精细化加载2个方面将分析系统从单主梁提升为梁格法; 基于监测数据仿真重现了交通流荷载, 采用建立的分析系统计算了一座典型大跨钢桁悬索桥伸缩缝在随机车流作用下的动态位移时程响应, 获取并验证了累计位移与交通流质量的相关关系; 以滑动支承耐磨材料厚度为评估指标确定了伸缩缝累计位移临界值, 评估了伸缩缝的正常工作寿命; 在不同风速和随机车流作用下对伸缩缝纵向变形性能进行了参数敏感性分析。分析结果表明: 伸缩缝在随机车流作用下的时位移极值远小于设计允许伸缩范围-880~880 mm; 伸缩缝累计位移与其对应时段内的交通流荷载具有正相关性; 在风与随机车流联合作用下, 风速小于15 m·s-1时, 影响伸缩缝纵向变形的主要荷载因素为随机车流, 风速大于15 m·s-1时, 主要荷载因素为风荷载; 伸缩缝时位移极值与时累计位移随风速的增大均呈增大趋势; 当风速增大至20 m·s-1时, 风荷载产生的伸缩缝纵向变形近似为车流荷载下的2倍; 建立的风-随机车流-钢桁悬索桥分析系统可为运营荷载下伸缩缝纵向变形的动态仿真与性能评估提供数值分析平台。      

前景理论下道路网络的级联失效演变

为了避免城市交通网络在突发事件的影响下陷入大范围的瘫痪,本文提出了一种 将路径改变行为和失效持续时间相结合的级联失效模型.模型以需求的演变定义了初始荷载, 提出了失效时间的概念,以及网络交通量的延迟加载方式;然后,考虑出行者在面对突发事件 的主观因素,基于前景理论确定了负载的动态重新分配方法;最后,采用MSA算法给出了模 型求解步骤.仿真结果表明：随着路段失效时间的增加,驾驶员的路径改变概率有显著差异;该 模型可定量的分析路网在不同的失效时间和初始需求下,由于路段造成的失效演变过程;在 考虑路段方向性时,路段的2 个方向均瘫痪后,相继失效速度明显加快.本文为研究突发事件 的管理方法提供了一定的理论依据.     

三角形波动载作用下半刚性沥青路面动态响应量三维有限元分析

针对动载条件下半刚性沥青路面结构破坏问题,采用三角形波激励加载,考虑车辆超栽以及车速变化对路面结构动态响应量的影响,利用三维有限元数值法对超载、快速、慢速条件下的路面各结构层动竖向位移和层底动弯拉应力分布规律进行数值分析计算。结果表明,动载条件下,路表所形成的横向弯沉盆影响范围为6．2m,而基层层底沿横向0．35m范围内均承受动拉应力;车速越慢,超载越严重,路表、路基顶面的竖向动位移峰值及动弯拉应力峰值越大,在交通堵塞、长大纵坡的行驶环境中,路面材料的要求更高。     

基于密度熵的道路交通事故影响范围分区模型

考虑路径阻抗的动态变化, 定义了网络初始荷载; 以事故持续时间为变量, 采用前景理论确定了网络负载重分配的方式; 根据交通流密度熵构建了耗散结构模型, 并与负载分配过程相结合确定了各路段的交通流密度熵变化率; 构建了基于聚类分析的交通事故影响范围分区模型, 通过仿真试验探讨了不同初始荷载和事故持续时间对分区的影响。仿真结果表明: 在交通量基数为800 pcu·h-1时, 事故持续时间从20 min增加到30 min, 直接影响区有向路段由3个增加到6个, 间接影响区有向路段由5个增加到18个, 说明受事故影响路段的熵处于快速上升阶段, 路网的级联失效不明显; 随着交通量基数增加到1 000 pcu·h-1, 事故持续时间从20 min增加到30 min, 直接影响区有向路段由8个增加到19个, 间接影响区有向路段由16个增加到21个, 说明交通量对路网的影响主要集中在直接影响区。可见, 不同交通情况下, 各有向路段受到事故路段的影响程度明显不同, 随着事故持续时间与初始流量的加剧, 路网中有向路段的受影响程度均增大, 因此, 采用交通事故影响范围分区能够精细地描述道路运行状态的动态变化过程。      

对称荷载作用下沥青加铺层内荷载应力变化分析

在交通荷载的作用下,旧路面对沥青加铺层形成的反射裂缝是造成沥青路面病害的主要原因之一。研究了沥青加铺层的厚度、弹性模量、综合地基的弹性模量在对称荷载作用下对沥青加铺层的荷载应力影响变化规律,发现裂缝尖端产生破坏取决于尖端是受压还是受拉,进而提出加铺层设计的设计参数。     

基于污染物扩散的道路限界确定方法

基于排放模型 MOVES和道路扩散模型 CAL3QHC的有机结合,通过比选插值方法,实现了敏感点污染物浓度到全域污染物状况的分析,搭建了交通污染物排放扩散可视分析一体化体系,可开展道路周边污染物扩散全域分析.在该框架下,以中国珠海南湾大道为案例,对比分析了分流前后,南湾大道的重排路段所占比例减少了 13.64%,说明改变道路等级、增加分流道路的方式实现了排放的有效分散;确定分流方案后,对南湾大道分段进行排放讨论,发现 17、18路段排放最严重,确定了其道路限界,具体值为,横向最宽处 192 m,纵向最高处20 m.此外,以交叉口为对象进行扩散分析,综合不同污染物扩散范围后确定交叉口限界.     

基于污染物扩散的道路限界确定方法

基于排放模型 MOVES和道路扩散模型 CAL3QHC的有机结合,通过比选插值方法,实现了敏感点污染物浓度到全域污染物状况的分析,搭建了交通污染物排放扩散可视分析一体化体系,可开展道路周边污染物扩散全域分析.在该框架下,以中国珠海南湾大道为案例,对比分析了分流前后,南湾大道的重排路段所占比例减少了 13.64%,说明改变道路等级、增加分流道路的方式实现了排放的有效分散;确定分流方案后,对南湾大道分段进行排放讨论,发现 17、18路段排放最严重,确定了其道路限界,具体值为,横向最宽处 192 m,纵向最高处20 m.此外,以交叉口为对象进行扩散分析,综合不同污染物扩散范围后确定交叉口限界.     

辽宁省公路网现状分析

在深入研究辽宁省公路网交通量的基础上,分析公路交通目前面临的主要形势,并提出未来公路交通的发展方向,为公路近期和长远发展提供决策依据。     

One-Way Traffic Organization Based on Traffic Load and Road Equity

To improve the utilization of branch roads and alleviate traffic congestions on arterial roads, the optimization approach of one-way traffic organization is proposed from the view of traffic load and road equity. The bi-level programming model is established with the objectives of the portion that road saturation exceeds anticipant saturation and vehicle detour index. The upper model is to obtain the minimum value of objectives by optimizing one-way traffic, and the lower one adopts the equilibrium model to distribute traffic flow. Then, the simulated annealing algorithm is designed to solve the bi-level model. At each iteration step, one of the branch road sections with high load is selected for lane reversal. The numerical result shows that one-way traffic organization can reduce the over-saturation portion of road section, however, with the increase of detour index proportion, the potential of reduced degree decreases gradually.