长寿命高性能耐候钢桥研究进展与工程应用

系统归纳与剖析了国内外耐候钢桥的研究新进展及工程应用情况, 总结了稳定耐候锈层的形成机制、选材标准、腐蚀与疲劳损伤机理、耐候构造、耐候螺栓研发以及锈层检测与评价技术等方面的关键科技成果, 梳理并完善了耐候钢桥的适用范围和腐蚀余量设计指标, 提出了耐候钢桥锈层稳定化处理及施工技术要点; 评析了耐候钢桥锈层损伤检测与评价技术、腐蚀损伤养管技术, 结合美、日耐候钢桥工程事故经验教训和中国首批长寿命高性能耐候钢桥建设技术创新成果, 探讨了该领域的技术创新方向。研究结果表明: 耐候锈层由外层的γ-FeOOH、α-FeOOH以及内层的非晶态FeOOH化合物与Fe₃O₄构成, 稳定耐候锈层能否形成与保持, 主要受氯离子、积水和积尘等因素的影响; 建议编制中国高性能耐候钢桥选材区划图谱, 完善稳定耐候锈层构造设计准则; 现代耐候钢桥具有高性能和长寿命的技术特征, 带锈层构造细节的面内应力疲劳、面外变形疲劳试验和数值断裂力学模拟, 以及耐候高强螺栓长期耐损性能研究的推进, 将为建立完善的耐腐蚀、抗疲劳设计准则奠定基础; 人工智能技术的应用将推动长寿命高性能耐候钢桥智能运维技术的重大进步; 应加大研发投入, 建立具有中国自主知识产权的长寿命高性能耐候钢桥设计、建造和运维标准规范体系, 培养高素质的工程技术人才, 推进交通强国建设。      

侧边加劲半圆形波纹钢板墙的抗侧性能

为改善平钢板剪力墙受剪易屈曲及面外刚度小的问题，提出侧边加劲半圆形波纹钢板墙. 基于两边连接侧边加劲半圆形波纹钢板墙的力学特点给出其简化力学模型，推导了弹性初始刚度及承载力公式，并给出弹性屈曲临界荷载计算公式；采用有限元软件ABAQUS对22个单层侧边加劲半圆形波纹钢板墙进行了弹性屈曲分析及非线性推覆分析，验证了理论公式的有效性；研究了各设计参数对侧边加劲半圆形波纹钢板墙屈曲性能和破坏模式的影响. 研究结果表明:侧边加劲半圆形波纹钢板墙的弹性屈曲临界荷载较平钢板墙有显著提高；为保证侧边加劲半圆形波纹钢板墙发生整体屈曲，圆形直径及加劲肋厚度比应满足相应取值要求；随着跨高比的增大、高厚比的减小及半圆形直径的增大，钢板墙的弹性屈曲临界荷载基本呈线性增长；侧边加劲肋的肋宽及肋厚对波纹钢板墙弹性屈曲临界荷载的影响较小；在侧向荷载作用下，当直径大于30 mm时，侧边加劲半圆形波纹钢板墙的屈服先于屈曲；侧边加劲半圆形波纹钢板墙存在3种破坏模式，即弯曲破坏、弯剪破坏及形成拉力带形式的“褶皱”.      

车用摇枕铸钢件浇冒口切割打磨自动化系统的设计

铸钢件毛坯浇冒口切割及打磨时存在噪音大、弧光强烈、粉尘污染严重,增加了人工操作时的劳动强度,并严重影响操作人员的身体健康。本文针对这些问题,拟以铁路车辆摇枕铸钢件浇冒口切割及打磨为例,提出了单工位打磨、流水线式多工位合作的打磨清理方案,设计了自动化打磨单元,实现机械化、自动化操作,既提高了铸件打磨清理的质量和生产率,又大大改善了工人操作条件,减轻了工人的劳动强度,达到了“以机代人”的目的,对铸钢件实现绿色化乃至智能化生产具有重要意义。     

自行车骑行者生理、心理与综合负荷感知模型

为探究自行车骑行者在骑行过程中的生理、心理状态与骑行者个体属性、骑行强度及骑行环境之间的影响规律, 设计并实施了自行车骑行试验; 选取了相对代谢率、心境状态、自感疲劳程度和任务负荷指数等指标, 分析了骑行者生理、心理与综合负荷感知的特性及规律; 以骑行试验数据为基础, 应用偏最小二乘回归方法建立了骑行者生理、心理及综合负荷感知模型, 并对模型预测能力进行评估。研究结果表明: 骑行者个体属性、骑行强度及骑行环境均对骑行者负荷感知有影响, 其中骑行者个体属性因素中, 身体质量指数和基础代谢率作用较为显著, 二者在负荷感知模型中的平均影响因子分别为0.121和0.112;骑行强度因素中骑行时间对于负荷感知影响最大, 其平均影响因子为0.139;骑行环境因素中交叉口数对骑行负荷感知影响最为显著, 其平均影响因子为0.137;各个变量对心理负荷与综合负荷感知的影响趋势相同, 对生理负荷与综合负荷的影响趋势不相同。可见, 关注部分因素以及骑行者心理负荷对于提高骑行服务水平具有一定作用, 研究结果可应用于改善自行车骑行设施环境。      

波形钢腹板钢-混凝土简支组合箱梁抗弯承载力分析

为研究波形钢腹板钢-混凝土简支组合箱梁的抗弯受力性能,以剪力连接度为参数,设计3榀波形钢腹板组合箱梁的抗弯试验,并根据试件模型建立波形钢腹板组合箱梁精细有限元数值分析模型.将试验结果与有限元数值计算结果进行比较,证明了数值分析模型的有效性.在此基础上,利用幂函数插值方法,建立任意剪力连接度下波形钢腹板钢-混凝土简支组合箱梁的抗弯承载力计算公式.以剪力连接度和腹板高度为变量,将理论公式计算结果分别与有限元数值计算结果和试验结果进行比对,验证了本文所提出公式的有效性.     

地铁突发故障下的公交接驳和客流管控协同模型

地铁发生突发故障后,通常采用接驳公交车疏散滞留乘客.然而,当大量乘客被接驳公交车运送到折返站时,很可能会造成折返站的乘客滞留.为了降低公交接驳阶段和乘客换乘阶段全过程的乘客延误,构建了地铁突发故障下的公交接驳和客流管控协同模型;通过求解模型得出乘客延误最小的应急管理方案,并对影响模型性能的相关因素进行敏感性分析.以深圳地铁3号线为例,对比传统模型和协同模型的性能.研究结果表明:协同模型在降低乘客延误方面比传统模型拥有更好的性能,协同的管理方案可以有效降低乘客延误;当所有乘客都能被疏散时,增加公交车数量对降低乘客延误的效果甚微;列车小交路模式启动时间和列车发车间隔对降低乘客延误起着重要作用.     

基于组合拍卖与统一价格的停车位最优分配研究

考虑停车服务平台同时提供预约和即到即停两类停车模式，建立基于组合拍卖与统一价格的停车位最优分配整数规划模型，实现最大化竞标者与平台的整体效用。将长期停留在以竞价分配为目标的传统拍卖机制拓展为竞价分配与统一价格分配相结合的新式单边 VickreyClarke-Groves(O-VCG)组合拍卖机制，对预约与即到即停模式进行最优分配与定价，同时保证了激励相容、个体理性及配置效率这3个重要属性。通过算例分析，探讨了竞标者的出价分布、竞标者人数对两类模式停车分配策略及整体效用的影响。结果表明，当竞标者对单个停车时段出价的均值与单个停车时段的统一价格接近时，O-VCG组合拍卖机制能够实现两类停车模式的最优分配和系统鲁棒性。     

SWATH交通艇方案设计及其稳性分析

在简单介绍SWATH交通艇初步设计的基础上,对其稳性进行分析,并根据规范做了校核.