冬季极端气候下城市快速路钢桥面铺装力学响应

为研究冬季极端气候下城市快速路钢桥面铺装的力学响应及适合该极端气候下的钢桥面铺装方案,解决冬季极端气候下钢桥面铺装在行车荷载作用下容易产生的开裂问题,利用ABAQUS建立钢桥面三维铺装体系模型,模拟不同铺装层厚度组合和不同工作温度等条件,计算“双层EA”结构和“下层EA+上层SMA”结构的铺装层上表面最大拉应力、最大拉应变、最大竖向位移及层间最大剪应力4个特征力学响应值,分析钢桥面铺装厚度对力学控制指标的影响,探究钢桥面铺装温度对力学控制指标的影响,以此进行冬季极端气候下城市快速路钢桥面铺装的结构组合方案优选。研究结果表明:相同铺装材料下,对比3种厚度组合的桥面铺装层上表面最大拉应力、最大拉应变、最大竖向位移及层间最大剪应力,均为下层2. 5 cm+上层3. 5 cm下层3 cm+上层3. 5 cm下层3 cm+上层4 cm;在-45～50℃范围内,随着温度升高,两种铺装结构的铺装层上表面最大拉应力和层间最大剪应力逐渐减小,铺装层上表面最大拉应变、最大竖向位移增大;“双层EA”结构铺装层上表面最大拉力大于“下层EA+上层SMA”结构;“双层EA”结构和“下层EA+上层SMA”结构铺装层上表面最大拉应变、最大竖向位移和层间最大剪应力较为接近;“下层3 cm EA+上层4 cm SMA”的铺装结构能够适应冬季极端气候工况。     

静载作用下较厚型钢桥面环氧沥青铺装力学行为研究

为提高钢桥面铺装的耐久性,该文基于实桥钢桥面铺装静载试验评价了较厚型钢桥面环氧沥青铺装的力学反应规律,分析横向应变分布、临界荷位、超载影响、轴向与横向应变差异以及环氧沥青铺装结构应变情况,明确环氧沥青铺装的力学行为规律。研究表明：轴载作用下桥面板结构基本处于弹性状态,桥面板下表面应变随着轴载的增加明显增大,轮载对钢桥面板作用影响约在1 m半径范围内;桥面板轴向加劲肋腹板上缘桥面铺装处于最不利的受拉状态,在轮载的重复作用下,易产生疲劳开裂;钢桥面板下表面的横向应变明显高于轴向应变;环氧沥青铺装主要表现为弹性特征。     

正交异性钢桥面板第一体系受力状态对铺装层的影响

针对不同桥型主梁上正交异性钢桥面铺装层破坏的差异，采用预应力模拟正交异性钢桥面板的第一体系应力，用有限元方法计算作用有不同预应力水平的局部正交异性钢桥面系在标准轴载作用下的力学响应。得到了局部桥面系铺装层的各控制指标值分别随预应力水平的变化关系。结果表明，第一体系纵向正应力对铺装层表面最大纵向拉应变影响显著，第一体系横向正应力对铺装层表面最大横向拉应变影响较大，而第一体系应力状态对最大肋间相对挠度的影响很小、对层间最大剪应力基本没影响。     

基于可靠度指标的桥面铺装层设计参数确定

通过对桥面铺装层力学性能的分析研究,确定对铺装层力学性能与其设计参数的关系,如铺装层最大横向拉应力、最大横向剪应力及其表面最大弯沉与铺装层厚度之间的关系;铺装层最大横向拉应力、最大横向剪应力、最大横向拉应变、最大纵向拉应力、最大纵向剪应力、最大纵向拉应变与铺装层材料弹性模量之间的关系,建立了桥面铺装层可靠度计算模型,确立可靠度指标与铺装层设计参数的关系,为桥面铺装可靠性设计提供依据。     

大跨径斜拉桥设纵隔板对钢桥面铺装力学特性的影响

利用通用有限元ANSYS软件,计算分析大跨径斜拉桥设纵隔板对钢桥面铺装力学特性的影响,并分析纵隔板两侧加劲肋刚度对钢桥面铺装受力的敏感性.结果表明,铺装层表面最大横向拉应力/应变最不利荷位是荷载对称施加于一加劲肋正上方且紧靠纵隔板一侧,该荷位作用下计算加劲肋的挠跨比控制在要求的1/800～1/1 700范围内;铺装层表面最大纵向拉应力/应变和最大竖向位移最不利荷位均是荷载施加于相邻两加劲肋中心之间的正上方且跨过纵隔板.同时指出纵隔板上方铺装层表面出现更明显的应力集中,它可以通过改变纵隔板两侧加劲肋刚度得以降低,而且纵隔板上方铺装层表面最大横向拉应力/应变与纵隔板两侧加劲肋刚度有很好的相关关系.     

基于黏弹性力学分析和线性累积疲劳损伤理论的钢桥面铺装疲劳寿命预估

对常用于钢桥面铺装表层的SMA沥青混凝土和环氧沥青混凝土进行-10℃、0℃和15℃四点弯曲疲劳试验,得出疲劳曲线和疲劳方程;使用动态剪切流变仪(DSR)、Q800动态热机械分析仪(TMA)和UTM-25伺服液压系统对SMA沥青混凝土、浇注式沥青混凝土、环氧沥青混凝土、Eliminator防水黏结层、环氧沥青和改性乳化沥青等常用钢桥面铺装材料进行动态力学试验,获取黏弹性力学参数,并进行有限元数值模拟,得出荷载温度耦合作用下铺装表面最大横向弯拉应变.计算江西九江长江公路大桥不同温度区域下的交通量,根据线性累积疲劳损伤理论预估钢桥面铺装的使用寿命.结果表明:环氧沥青混凝土铺装结构疲劳寿命预测结果优于浇注式沥青混凝土铺装结构,后者更适合于北方寒冷地区的气候条件,双层环氧沥青混凝土增加Eliminator防水黏结层后能显著提高其使用寿命.     

Key Technology of Asphalt Pavement Overhaul for Xiling Yangtze River Bridge

为解决西陵长江大桥钢桥面沥青铺装大修中遇到的工程技术难题,对设计控制指标、设计计算方法、试验检测方法、旧桥面清除方法等进行了研究.在对西陵长江大桥旧桥面铺装病害调查、沥青铺装体系力学模型计算、极限低温调查的基础上,采用铺装表面弯拉应变与铺装——钢板界面剪应力作为铺装材料疲劳设计控制指标,提出长寿命防水粘结层设计,并提出实用的试验检测方法与指标.在沥青铺装现场温度测试的基础上,建议提高沥青混合料车辙试验的温度标准与动稳定度指标.在对旧桥面铺装材料与结构分析的基础上,提出旧桥面清除方案.在对旧钢板抛丸除锈试验段基础上,解决清洁度与粗糙度指标之间的矛盾.研究结果表明:旧铺装机械清除以保护钢板为主,半桥施工应考虑配重、安全防护、环境保护;两遍抛丸除锈采用不同粒径钢丸可解决清洁度与粗糙度的矛盾;多跨连续叠层梁模型计算的铺装表面弯拉应变与界面剪应力作为疲劳设计指标基本可行;采用抗拉强度结构系数提高极限低温下的沥青混合料弯拉应变技术要求是可行的;铺装高温稳定性设计应提高温度标准,动稳定度指标可根据设计交通量确定.     

沥青混凝土铺装层对桥面结构力学性能影响的有限元分析

采用有限元法,分析了沥青混凝土铺装层对桥面结构力学性能影响,结果表明,铺装层最大横向拉应变和拉应力均比最大纵向应变及拉应力大很多,且在沥青混凝土上表面出现;纵向最大拉应力要比横向最大拉应力明显小;铺装下层拉应力要比铺装上层拉应力小,横桥向最大拉应力比纵桥向最大拉应力要明显大;在行车荷载作用下,荷位对铺装各层剪应力影响较小。层间最大横向剪应力要比层内的最大剪应力、层间纵向最大剪应力大很多,横隔板支撑作用随着荷位不断向横隔板靠近越来越明显,这为桥面铺装设计规范化的发展积累提供了参考。     

大跨径钢桥箱梁面板下梯形加劲肋参数变化对铺装层应力的影响分析

大跨径钢桥面层铺装常见的破坏类型之一是铺装层表面拉应变过大引起的铺装层纵、横向开裂,这是与钢箱梁正交异性面板的加劲肋设计与布置密切相关的。本文将正交异性钢桥面板、铺装层作为整体建模,借助有限元分析软件详细研究了钢桥面板下梯形加劲肋三参数变化对铺装层表面变形的敏感性,并进一步从铺装材料模量变化和不同的荷位分布两方面分析了铺装层表面的横向拉应力分布规律,得到了一些有益的结论,以期为大跨径钢桥桥面铺装设计、桥面铺装层破坏指标的确定和钢桥面系结构刚度设计提供有益的参考。     

基于实桥加载的钢桥面铺装数值模型优化

为保证数值分析的准确,以铺装层与钢板间的最大纵向剪应力和铺装层表面的横向最大拉应变为指标,对数值模型的横向尺寸、纵向尺寸、横隔板底约束以及单元大小等参数进行分析,得到优化模型.同时,以上海市桃浦路蕴藻浜桥工程为实桥研究对象,利用光纤光栅传感器对实桥铺装层的表面横向应变、纵向应变以及铺装层间横向应变、纵向应变进行静栽测试,并与计算值对照验证.研究结果表明:模型的横向尺寸取7个U肋的距离为最优尺寸;纵向取3跨时已可以保证计算精度,简支约束更能符合桥面整体约束状态;横隔板底部的约束应采用全固定约束.采用优化模型分析得到的计算值与实桥加载得出的实测值变化趋势基本一致,仅个别工况点位存在差异.     

交通出行方式离散选择模型的效用随机项结构研究综述

多项Logit模型效用随机项独立同分布的假定为多项Logit模型带来IIA属性,降低了多项Logit模型的行为解释能力。以多项Logit模型的基本假定为基础,以开发能够真实反映不同选择肢效用随机项的异方差性和相关性的效用随机项结构为目标,逐步放松多项Logit模型效用随机项独立同分布的刚性假定,系统综述了不独立同分布、独立不同分布、不独立不同分布的效用随机项结构的拓展。     

多层LOGIT模型的理论分析研究

合理有效地调整城市各种交通方式分担率以改变城市交通结构已经成为解决城市交通拥堵的有效方法。非集计模型的发展促进了交通方式分担的较大进步,对个人交通行为的分析研究是交通需求预测的一种比较重要的方法。在简述非集计模型发展的基础上,重点推导NL模型以及运用TransCAD对NL模型的参数进行标定,为非集计模型的应用和提高其操作性提供了思路。     

跟驰模型中反应延迟时间项作用机制的数值模拟

人类对于事件的反应机制决定了道路行驶车辆在跟驰过程中存在反应延迟现象。对几类常见跟驰模型中所反映出的延迟时间的含义进行了定义与区分。利用Matlab软件对GHR模型、OV模型以及FVD模型进行了2车跟驰状态和车队信号灯放行阶段的模拟,分析了这3类模型中反应延迟时间设置的必要性。结果显示GHR模型中反应延迟时间不可忽视,而OV模型以及FVD模型中反应延迟时间可以省略,同时也证明了各跟驰模型建模思路的合理性。     

汽车钢板弹簧多体动力学建模综述

本文中首先综述了板簧设计与建模的研究现状。接着,系统分析了螺旋弹簧模型、beam element模型、ANSYS模型、SAE三连杆模型这4种板簧模型的优缺点及适用情况,在模型复杂程度、仿真速度、参数化等方面进行了对比。最后,以某8×4重型货车为例,分别建立了包含4种板簧模型的整车模型,进行平顺性和操纵稳定性的仿真,并与实车试验进行了对比。结果表明,在4种板簧模型中,SAE三连杆板簧模型的综合性能最好。     

基于中国保险汽车安全指数 C-IASI的商业车险纯保费研究

车险作为我国第一财险险种，费率厘定不够精准一直是行业发展的痛点。在国外发达保险市场上，汽车碰撞安全等级及其修复性一直是重要费率厘定因子，并设有相关机构进行汽车碰撞测试。为了弥补我国在这方面的空白，中保研汽车技术研究院和中国汽车工程研究院在中国保险协会的指导下跨界合作开展低速碰撞测试，模拟事故常见的正碰和追尾，从耐撞性、维修经济性、维修比、维修费用、气囊是否直接起爆等 5个维度进行汽车耐撞性及经济维修性测评，构建中国保险汽车安全指数C-IASI。通过引入C-IASI的9项指标，并建立泊松-伽马模型和Tweedie模型，探究汽车自身耐撞性和维修经济性导致的不同赔付差异与机动车辆保费的适配性。实证结果表明，加入中国保险汽车安全指数C-IASI后，商业车险纯保费预测效果有明显提升，泊松-伽马模型和Tweedie模型预测效果接近。     

动载作用下加筋土路基的计算模型研究

在前人工作的基础之上提出了一个新的动力荷载作用下加筋土路基的计算模型,该模型的土体采用动载作用下基于SMP(Spatial mobilized Plane)破坏准则的弹塑性动本构关系进行模拟,加筋材料的本构模型采用非线性多项式进行描述,筋土的相互作用采用双弹簧界面模型来模拟。模型中的参数可以通过常规的土工试验获得。基于该模型的数值分析与实测试验值进行了对比,证明了模型的正确性。结果表明,该模型能应用于工程实际。     

基于城市主干路交通流数据的跟驰模型标定

根据某种机理建立的交通流模型需要通过模型标定和验证后才能具体应用到实际中.通过采用视频处理技术,对陕西省西安市二环主干路和浙江省舟山市昌洲大道上上下高峰时期内的车辆微观运动录像进行技术处理,提取得到了包括位移、速度和加速度的车辆微观运动轨迹数据.根据这些交通流数据,采用Levnberg-Marquardt算法,分别对跟驰理论中2个典型的跟驰模型,即惯性模型中的敏感系数、安全时间间隔、最小安全车间距、允许速度和智能驾驶人模型中的理想速度、安全时间间隔、静止安全距离、启步加速度和舒适加速度进行了标定和验证.针对惯性模型,当允许速度大于实际速度时,位移均方差和速度均方差的平均值分别为2.8m和0.58 m/s,当允许速度小于实际速度时,位移均方差和速度均方差的平均值分别为2.22m和0.49 m/s;针对智能驾驶人模型,利用早、中、晚3组数据进行标定,得到的位移均方差和速度均方差的平均值分别为0.12m和0.10 m/s,0.07m和0.10 m/s,0.75m和0.27 m/s.因此,惯性模型与智能驾驶人模型都可用于描述城市主干路近饱和状态(即跟随车辆的最大速度远小于允许速度的行驶状态)下的车辆跟驰行为,而且当智能驾驶人模型中的加速度指数取较大的值时,它较前者更为适合.      

吉林兰旗松花江特大桥施工阶段及成桥静力模型制作

吉林兰旗松花江特大桥为三跨预应力混凝土双塔单索面斜拉桥。介绍该桥试验模型的结构设计、制造工艺以及试验方法。     

3D brush model to predict longitudinal tyre characteristics

A 3D tyre brush model, which aims to predict the longitudinal tyre characteristic under steady-state conditions by modelling the occurring physical effects in the tyre–road contact patch, is presented. The model includes an analytical method to describe the tyre footprint geometry, the pressure distribution, the slip due to the lateral tyre contour, the slip due to braking or traction and the longitudinal as well as the lateral shear stresses on a flattened tyre. The presented development tool offers a method to investigate different rubber friction data (caused by different tread compounds and/or surface textures) and to analyse its influence on longitudinal tyre characteristics. The tyre design is fixed (same casing, dimension and pattern). The results include the shear stresses as well as the different sliding velocities in the contact patch for different slip conditions. The model was developed for a standard summer pattern design and a standard tyre dimension (205/55R16). It can also be adapted to other tread designs and tyre dimensions. To offer a good comparability between model results and test bench measurements, the surface curvature of an internal test rig is considered.     

基于环模型的轮胎有限元建模与仿真研究

为了提高仿真模型的计算效率,基于环模型理论系统研究了轮胎二维有限元模型的建模技术、参数确定方法和轮胎包容特性分析技术.从试验与仿真结果对比分析可知,利用有限元方法基于轮胎REF模型建模,在对轮胎胎侧弹性进行非线性模型修正后,得到的轮胎低速滚动仿真结果与试验结果基本吻合,验证了轮胎模型的有效性,同时为车辆一地面系统虚拟试验提供了一种实时高精度的轮胎面内特性仿真建模方法.