基于BIM的道路线形设计及安全评价方法探讨

传统的道路线形设计方法难以实现平面线形、纵断面线形之间的动态关联,且忽略了平、纵线形组合的影响,不能全面评价道路线形安全。鉴于此,首先分析了BIM技术在道路线形设计中的应用优势,并确定了将Civil 3D作为BIM建模平台,随后结合某高速公路为工程依托,探讨了三维曲面建模、道路平面线形、纵断面线形设计的实现方法,最后基于BIM技术提出了车辆运行速度和到位空间三维视距的安全评价方法和标准。     

基于人-车-路虚拟试验的道路线形安全性评价

为了避免由于线形设计不良造成日后事故多发路段的产生,提出了基于人-车-路虚拟试验的道路线形设计安全性评价方法。首先基于对公路线形导致交通事故的分析,选取并构造了轨道跟踪误差、转向任务间隔、方向盘峰值转速、侧向加速度、垂直荷载和路段通行极限车速为道路线形安全性评价指标;采用EICAD和多体动力学软件ADAMS/Car实现了道路设计方案的三维建模,然后与车辆模型、驾驶员模型构成仿真环境完成了对安徽至浙江某高速公路线形设计方案的安全性评价;多数评价指标显示该设计路线安全性较好,但路段通行极限车速显示该路段前段(里程0~2.47 km)行车速度分布较分散,容易诱发超速行驶,为潜在的事故多发路段。     

公路线形评价方法的工程实用性探讨

公路线形是影响公路运营安全的根本因素,线形优劣的判别及评价是指导线形设计和优化的关键问题。该文从评价模型、评价标准及评价结果等方面对现有公路线形评价方法的工程实用性进行了剖析,讨论了目前中国评价方法中所采用的二维拆分式路段划分、经验回归式运行速度模型和单一的评价指标在实际工程运用中所存在的不足,并对此提出了基于三维的线形评价方法改进思路。     

基于行车安全性的公路三维视距研究

文中以公路视距作为研究对象,考虑驾驶员视野及车辆照明范围,利用三次B样条曲线拟合公路空间三维线形,分析公路各线形单元空间特征,提出适用于各线形单元的三维视距计算模型,同时建立了公路三维视距评价标准,并提出处治措施。     

基于三维线形的双车道公路运行车速预测模型

为预测双车道公路平曲线段运行车速,评价其线形设计的安全性,以曲率、曲率变化率、转角、纵坡度、车道数、车道宽度、路肩宽度等线形技术指标为参数建立公路三维线形综合指标;采用断面法现场观测平曲线几何特征点小客车的车速.经试验数据统计分析,得到各观测断面处小客车的运行车速.最后,采用回归分析法建立基于三维线形的双车道公路运行车速预测模型.     

虎跳门特大桥施工控制计算分析

广珠铁路虎跳门特大桥为连续刚构一柔性拱桥,主桥跨度布置为(120+248+120)m.采用MIDAS软件建立该桥三维有限元模型,计算施工过程中结构线形和内力,并与设计结果对比;按第一类稳定问题验算拱肋稳定性;对存在的参数进行识别、分析.结果表明:施工过程中结构线形和内力均满足相关规范要求;拱肋面内、面外稳定性安全系数分...     

基于计算机仿真的公路安全设计方法

对公路安全设计与评价方法进行了分析,提出了基于计算机仿真的公路安全设计方法。该方法以ADAMS(AutomaticDynamicAnalysisofMechanicalSystem)软件为平台,通过建立汽车、驾驶员和三维道路等系统仿真模型,为公路设计安全评价提供虚拟对象。在计算机上运行这些模型,获得汽车实时行驶速度,以此可以评价公路线形设计参数是否满足汽车行驶的要求,从而达到评价设计指标安全性的目的。该方法为公路安全设计评价提供了"活的数学模型",这些模型具有参数容易修改、数据表达直观、试验速度快和节省费用等优点。     

模糊理论在道路线形设计安全诊断中的应用

为了更好地评价道路线形设计的安全性,以车- 路子系统模型为研究重点,分析得出了用于道路线形设计安全性诊断分析的关键动力学性能参数,即汽车的速度、加速度、横向加速度变化率、侧偏角、方向盘转角和路径偏差等；探讨了模糊诊断理论应用于车辆运行安全性和道路线形设计安全性的诊断分析中的可行性；建立并运用该模型分析了某高速公路路段...     

基于纬地软件的公路线形安全性评价方法研究

提高线形设计的安全性是减少公路本身内在安全隐患的主要途径,而如何快速准确对其进行评价是公路线形设计工作中经常面临的难题.阐述了公路线形设计中进行安全性评价的必要性和紧迫性,引入了以运行速度协调性为核心的线形安全性评价指标,讨论了其评价标准,给出了以分段计算模型法为核心的运行速度计算方法和具体公式,在此基础上结合纬地HintV85软件提出了进行公路线形安全性评价的交互式建模方法,最后进行了实例应用.结果表明:该方法一方面可以有效地提高公路线形设计安全的可靠性,另一方面可以促进交互式公路安全设计.     

基于响应面法的大跨径砼斜拉桥主梁重量不对称线形修正研究

为研究各设计参数对大跨径砼斜拉桥主梁线形的影响,并通过参数调整修正主梁线形,采用响应面法构建边跨最大悬臂端挠度与设计参数之间的显式响应方程,以某大跨径砼斜拉桥为例,采用有限元程序建立分析模型,模型中考虑主梁容重、索力及配重3个主要设计参数,通过MATLAB进行中心复合设计,拟合得到模拟响应与设计参数函数关系的二阶响应面模型。结果表明,在主梁线形出现偏差时,可通过调整参数来修正线形偏差且修正精度能满足工程要求。     

曲线隧道三维动态视距研究

以高速公路曲线隧道为研究对象,运用几何物理学方法分析道路空间几何关系,构建三维条件下的道路线形模型。根据三维视距移动规律与隧道空间几何关系,在满足驾驶人停车视距的条件下,分析隧道空间的限制条件,建立高速公路隧道路段三维视距检验模型,以为公路曲线隧道的安全性评价提供理论参考。     

一种快速建立道路整体模型的方法

在系统分析了现有的道路三维模型构建方法的基础上,提出了一种将道路设计面模型与地形表面模型融为一体的整体模型构建方法,该方法基于约束Delaunay三角网内插入点和约束边的理论,利用逐点插入算法原理和Windows文件映射技术,快速实现了道路设计面与地形表面的整体建网.应用道路整体模型可以实现道路景观的三维漫游,评价三维立体线形以及与周围地形的配合情况.     

一种快速建立道路整体模型的方法

在系统分析了现有的道路三维模型构建方法的基础上,提出了一种将道路设计面模型与地形表面模型融为一体的整体模型构建方法,该方法基于约束Delaunay三角网内插入点和约束边的理论,利用逐点插入算法原理和Windows文件映射技术,快速实现了道路设计面与地形表面的整体建网。应用道路整体模型可以实现道路景观的三维漫游,评价三维立体线形以及与周围地形的配合情况。     

曲线型系杆对拱桥结构性能影响的研究

下承式系杆拱桥设计时,系杆的线形通常选用直线线形。但因设计或某方面需要也会采用曲线型系杆。文章以新张公路桥主桥为背景,采用通用有限元软件建立计算模型研究和分析了不同线形形式的系杆对拱桥结构性能的影响。通过分析可知,下承式系杆拱桥结构不宜选取曲线形系杆进行设计和施工。     

基于运行安全的公路隧道进出口线形设计

为提高公路隧道进出口区域的运行安全,对该区域的线形设计进行深入研究。针对隧道进出口区域的运行环境过渡特征,基于隧道进出口前后5 s设计车速行程范围的平纵面线形要素的科学组合,构建了隧道进出口线形过渡技术指标,用于衡量隧道进出口区域线形设计的安全性。鉴于我国目前隧道进出口事故资料的统计尚不完善,选用运行车速差作为中介指标采用间接分析法进行研究,提出了基于运行车速差的隧道进出口区域运行安全性的评价方法和评价标准。并在理论分析的基础上,对实测隧道进出口线形和运行车速数据进行了统计分析,建立了隧道进出口线形过渡技术指标与运行车速差的二元回归关系模型。据此提出了基于运行安全的隧道进出口区域线形设计的建议值。     

公路三维动态视距研究

在分析国内外公路视距研究现状的基础上,本论文提出了公路三维动态视距及其计算思路,详细阐述了公路三维动态视距的定义、基本原理、关键技术、基本特征以及计算模型中必需的假设及约定。由于三次B样条曲线具有2阶连续性、局部性、灵活性等特征,本论文利用三次B样条曲线表征公路线形,为计算三维动态视距奠定基础的同时也为由GPS数据反算公路几何要素提供了方法。三维动态视距是在三维空间中利用空间几何向量关系进行视距计算,在计算中考虑了平纵线形、驾驶员动态视野和夜晚时车前灯照射范围的制约等因素,为更客观地评价线形连续性提供了新的思路和方法。     

山区高速公路驾驶人加减速行为建模

山区地形地质条件复杂,各类复杂的组合线形设计更为常见,例如直线与平曲线间组合或不同平曲线间组合。驾驶人在相邻组合路段行驶时会感知到线形的变化,引起驾驶行为的改变,最终车辆的纵向加速度也会随之改变。频繁的加减速行为会引起驾驶人不适,甚至形成安全隐患。目前针对相邻组合路段驾驶行为的研究中,关于加速度的研究主要基于路段特殊点进行计算。随着驾驶模拟技术的发展,高仿真驾驶模拟器为高速公路的设计评估提供了更好的数据及试验条件支撑。在高仿真驾驶模拟器中,基于湖南省永吉高速公路道路设计参数及周边地形环境参数,构建山区高速公路的三维虚拟模型,以山区高速公路中的相邻组合路段为研究对象,获取山区高速公路组合线形路段的车辆纵向加速度数据,提取加减速事件后,基于驾驶人的加减速行为,采用混合Logit模型,分别判定道路线形层和驾驶人层的影响,研究组合线形对驾驶人纵向加减速选择的具体影响变量以及变量的影响范围。研究结果表明：下游路段最大曲率、上游路段圆曲线段比例、下游路段变坡点数量、下游路段曲线数量、上游路段平均曲率和当前位置曲率等对驾驶人加减速行为有显著影响;通过对比混合Logit模型和多元Logit模型,指出驾驶人层面对模型结果的影响显著。研究结果提供了一种山区高速公路连续纵向加减速行为的建模方案,并可为研究驾驶人在复杂线形条件下的纵向加速度选择行为提供基础。     

重庆粉房湾长江大桥施工监控计算

为了对重庆粉房湾长江大桥进行施工监控,使该桥成桥线形及内力达到设计要求,采用MIDAS Civil有限元软件对该桥结构进行三维建模分析,计算施工过程中结构的内力及变形,并确定斜拉索的初张拉力及成桥索力.计算结果表明:施工过程中结构线形及内力均满足规范要求,成桥状态满足设计要求;短悬臂状态下以索力控制为主,长悬臂及合龙后以线形为主要控制因素;双悬臂施工时严禁单侧起吊主梁.     

三塔悬索桥静力特性分析

以襄阳庞公大桥为工程背景,运用有限元软件midas Civil建立全桥三维模型,进行成桥阶段和施工阶段的静力特性分析。结果表明,在加劲梁吊装期间,主缆线形、加劲梁线形和索鞍偏移量的变化趋势类似,都是在吊装初期较大,随后逐渐减少,最终达到设计成桥状态;理想成桥状态下,每根吊索承担相邻2根吊索间距长度的加劲梁的全部或大部分自重;在运营阶段,相对于恒载,活载作用对悬索桥主要结构受力影响较小;温度作用使主缆和加劲梁的线形发生变化。     

复合型平面线形的设计模型

介绍复合型平面线形的模型，在此基础上，简要介绍由两个复合型组成的同向复合型平面线形的设计模型。