嵌锁块路面受力特性与设计方法

为了提高传统路面嵌锁块尺寸与嵌锁块竖向嵌锁能力, 开发了大尺寸企口连接嵌锁块, 分析了其受力特性。以有限元方法建立了嵌锁块路面整体模型, 以弹簧单元模拟嵌锁块间传荷能力, 分析了嵌锁块尺寸、嵌锁块传荷能力、碎石基层厚度与路基强度对路表弯沉和路基顶面竖向压应变的影响。以路基顶面永久应变为控制指标, 建立了路基顶面应变水平与标准累计轴次的关系。计算结果表明: 在相同地基和基层条件下, 嵌锁块尺寸由30cm×20cm增大到50cm×30cm时, 路表弯沉可减小25%~30%, 路基顶面压应变可减小25%~45%。当接缝弹簧弹性系数由102 N·m^-1增加至108 N·m^-1时, 路表弯沉降低50%~55%, 路基顶面压应变降低65%~75%。可见, 采用较大尺寸的嵌锁块与加强嵌锁块的传荷能力对提升路面性能有显著作用, 路面设计时应依据道路的交通水平查图确定路基顶面的压应变水平, 据此确定合理的基层厚度和嵌锁块尺寸, 使路基顶面竖向压应变满足要求。     

基于轨迹数据的高速公路分流区冲突替代指标研究

非事故统计交通安全评价指标冲突时间(Time to Conflict,TTC)和后侵入时间(Post En-croachment Time,PET)在2车间距较近或接近冲突点车速较快时,会出现冲突严重程度判别错误.为提高冲突判别的准确性,以高速公路分流区为研究对象,提出基于行车轨迹的冲突严重程度判别方法.采用视频检测技术,对固定背景下的运动目标进行轨迹提取,利用改进的神经网络算法进行实时轨迹预测,根据预测轨迹坐标进行分流区冲突判别,并引入量化指标J以碰撞概率分析分流区2运动单元冲突严重程度.实例分析结果显示,量化指标J考虑避险行为对潜在冲突点出现时间的影响,准确性更高;以J指标预测所得两车最大碰撞概率为59.93%,比TTC下必定碰撞(100%),更接近于实际未碰撞观测情况.     

基于船舶A IS数据的桥区水域通航饱和度研究

为分析内河通航情况,评价桥区水域航道饱和程度,研究不同船舶领域模型对航道饱和度评价造成的影响,构建了基于船舶A IS数据的通航饱和度模型.通过大量历史船舶A IS数据分析,计算了船舶交通流量、通航密度、通过能力等参数,基于停船视距船舶领域构建了通航饱和度模型,提高了饱和度计算精度;分析了饱和度随时间的变化特征,并提出了最大饱和度等评价指标.以长江中游武汉河段桥区水域为例,研究近三年桥区水域通航饱和度用以验证.结果表明,长江中游桥区水域通航饱和度平均约为20% ~30%;武汉长江大桥附近饱和度最大可达53%,与实际较为相符;基于藤井船舶领域模型相比停船视距船舶领域模型计算所得的通过能力值高76%,饱和度低43%.采用停船视距船舶领域计算所得饱和度随区域交通流特征而变化,相比于传统方法更加精准.     

基于多目标优化算法NSGA Ⅱ的极地穿梭油轮型线设计

  目的  随着北极丰富油气资源的不断开采,需要大量满足极地航行要求的船舶。  方法  将非支配排序遗传算法（NSGA Ⅱ）应用于船体型线优化设计,提出极地船舶多目标优化方法。以船舶无冰静水阻力以及冰区航行阻力为优化目标,通过极地船舶排水量以及船舶能效设计指数EEDI两项标准进行船型筛选,快速实现满足冰区船舶装载量与EEDI排放要求的船型优化。以常规6.5万吨穿梭油轮为研究对象,采用全参数化建模方式,通过极地船舶多目标优化方法分别对3种不同艏部形式的船型进行优化,  结果  优化后的船型均满足冰区IA级航行要求,其中无冰静水阻力最大减小约12.94%,冰区最小推进功率最大减小约27.36%,  结论  有效验证了基于NSGA Ⅱ的极地船舶多目标优化方法的可行性与合理性。     

过饱和状态干线协调控制策略适用性研究

续进式绿波协调和同步式绿波协调,均为经典干线协调控制策略。我国传统使用的续进式绿波协调策略,已无法满足高饱和度交通流的需求,甚至会对复杂多变的交通状况产生负面影响。续进式绿波控制在过饱和状态的失效机理,是由于续进式协调控制中上游交叉口先放行,当下游交叉口排队未完全消散时,导致上游绿灯初期放行车辆的二次停车,造成延误增大甚至排队溢出。过饱和状态时,同步式绿波协调更有利于车辆连续不间断地通过交叉口群,车速越高则绿波带越宽,控制效果越显著。以此为基础,基于 Vissim 仿真的建模分析,对比分析了不同交通饱和度,尤其是过饱和状态下,2种干线协调控制策略效果,并对结论进行了实例验证。     

天津港环境污染防治分析与治理研究

随着环境形势的日益严峻,对港口的环境治理已经迫在眉睫.目前,天津港的环境问题主要为粉尘污染、水污染、噪声污染、固体废物污染,以及石化作业中产生的环境风险.以天津港为目标,以各个环境因素为评价对象,通过环境影响评价理论对港口的环境污染防治进行分析,包括大气环境影响、水环境影响、噪声环境影响、固体废物环境影响和环境风险防范,通过建立相关数学模型和公式计算来分析污染物产生的源强,并在此基础上提出治理措施,以满足天津港水环境质量和声环境质量100%达到功能区标准,空气环境好于2级标准天数大于310天/年,危险废物合规化处置率100%,港口环境风险降到最低,主要环境污染问题得到有效控制.     

土基模量对水泥混凝土路面轮载疲劳开裂损伤的影响

基于有限元软件KENSLABS, 构建了水泥混凝土路面轮载损伤计算模型, 引入地基季节调整系数与零养护疲劳准则, 分析了土基模量整体削弱对路面疲劳开裂指数的影响, 探讨了当量轴载系数与多轴通过一次的计算次数对土基模量的依赖性, 研究了不同土基模量下板厚、水泥混凝土抗弯拉强度、单轴轴重、单轴每日重复作用次数等核心路面设计参数与路面开裂指数的关系。研究结果表明: 水泥混凝土路面疲劳开裂指数随着地基季节调整系数的减小而增大, 增大速度随地基季节调整系数的减小而加快, 当地基季节调整系数从1.0减小为0.8和从0.4减小为0.2时, 在单轴、双轴和三轴荷载作用下, 路面开裂指数分别增大了2.8、2.9、1.5倍和49.8、269.0、1 351.4倍; 当量轴载系数与多轴通过一次的重复计算次数受到板厚与土基模量的影响, 在土基模量为60 MPa, 板厚为15cm或35cm时, 单轴荷载比双轴荷载更易产生损伤, 双轴荷载比三轴荷载更易产生损伤, 在土基模量为20MPa, 板厚为15cm时也是如此, 但在土基模量为20MPa, 板厚为35cm时, 结论则与前相反; 水泥混凝土路面疲劳开裂指数随着面板厚度、水泥混凝土抗弯拉强度、单轴轴重、单轴每日重复作用次数而改变的幅度与土基模量直接相关, 当土基模量为20、60 MPa时, 面板厚度从21cm增加到25cm, 疲劳开裂指数分别减小1.18×10、1.18×10^-2, 当混凝土抗弯拉强度从4.0 MPa增大到4.4 MPa, 疲劳开裂指数分别减小1.28、2.20×10^-3, 当单轴轴重从80kN增大到160kN时, 疲劳开裂指数分别增大5.48、7.36×10^-3, 当单轴荷载每日重复作用次数从50增加到90时, 疲劳开裂指数分别增大2.05×10 -1、5.07×10^-4; 增设厚度为15cm的水泥稳定基层后, 设定工况下的路面疲劳开裂设计寿命增加3.42年; 在提高土基模量的同时, 宜优先考虑适当增加板厚, 严禁超载, 设置水泥稳定基层等措施, 可以控制水泥混凝土路面受轮载作用的疲劳开裂破坏。     

弹性元件对大型可倾瓦轴承静动特性的影响

为提高舰船运载机组稳定性, 并有效抑制振动, 在机组推进轴系中采用了一种可倾瓦轴承支点弹性技术(瓦块支点安装有蝶形弹簧), 以某大型燃气轮机为对象, 在轴系四瓦可倾瓦轴承瓦块支点处引入蝶形弹簧结构, 并采用流固热耦合计算模型和轴承多场分析技术, 分析了可倾瓦轴承的温度场、压力场、刚度与阻尼等特性参数, 研究了支点弹性技术对大型可倾瓦轴承摩擦学与动力学特性的影响规律。计算结果表明: 在3 000r·min^-1工作转速下, 刚支结构时可倾瓦轴承最大油膜压力为6.5MPa, 弹支结构时最大油膜压力为6.7MPa, 弹支结构相比刚支结构轴承油膜压力略有上升, 此时2种支点结构轴承的温度变化不大, 最高温度分别为98.95℃与98.85℃; 随着转速的增大, 2种支点结构可倾瓦轴承的主刚度均呈下降趋势, 而其交叉刚度只在±0.1MN·m^-1范围内变化; 在3 000r·min^-1下, 弹支结构轴承主刚度为3.5GN·m^-1, 主阻尼为6MN·s·m^-1, 相比刚支结构轴承主刚度提高了59%, 主阻尼提高了39%。可见: 可倾瓦轴承采用瓦块支点弹性技术, 轴承温度变化不大, 最高油膜压力略有增加, 轴承主刚度和主阻尼明显提高, 这对增加稳定性和抑制振动十分有利。     

PBL加劲型矩形钢管混凝土受拉节点热点应力集中系数计算方法

考虑了PBL加劲型矩形钢管混凝土支管受拉节点支主管宽度比与厚度比和主管宽厚比, 建立了热点应力集中系数有限元模型, 计算了支主管节点热点应力集中系数; 基于最小二乘法对计算结果进行拟合, 给出不同几何参数下节点热点应力集中系数计算公式, 对比了矩形钢管节点和PBL加劲型矩形钢管混凝土节点应力集中系数和荷载幅。计算结果表明: 采用有限元模型计算的热点应力集中系数曲线与静力试验曲线基本一致, 支主管交汇处各位置热点应力集中系数有限元计算结果与CIDECT规范公式计算结果平均比值分别为1.006、1.007、1.013、1.015和0.987, 两者差值小于15%, 因此, 有限元模型可靠; PBL加劲型矩形钢管混凝土支管受拉节点热点应力集中系数变化规律基本一致, 随支主管宽度比呈抛物线变化, 在0.6⁰.8之间达到最大值, 随主管宽厚比和支主管厚度比增大而增大, 与CIDECT规范中矩形钢管节点计算结果一致; 拟合得到的PBL加劲型矩形钢管混凝土节点热点应力集中系数公式计算结果与有限元计算结果的平均比值为1.011, 均方差为0.222, 变异系数为0.219, 说明了拟合公式准确; 采用应力集中系数计算公式, 将PBL加劲型矩形钢管混凝土节点与矩形钢管节点进行对比, PBL加劲型矩形钢管混凝土节点支管热点应力集中系数下降了68%以上, 主管热点应力集中系数下降了61%以上, 在2.0×106循环次数作用下, 容许荷载幅提高到3倍以上。     

基于均衡流量的城市停车费用优化模型

基于随机用户平衡原则, 分析了出行者的路径选择和停车选择行为, 建立了满足Logit关系的城市道路停车流量分配模型。基于收益管理思想, 以停车收益最大为决策目标, 建立了城市停车费用的双层规划模型, 并以7个节点和2个停车场的小型网络进行实例验证。分析结果表明: 当停车需求为10 000pcu·h^-1时, 随着停车场2停车费用的提高, 停车流量不断向停车场1转移, 停车场1在停车费用不变的情况下收益不断增加, 当停车场2的停车费用为4元·h^-1时, 总的停车收益达到最大; 当停车需求为20 000pcu·h^-1时, 随着停车费用的上升, 总的停车收益将持续增加; 2个停车场之间存在博弈关系, 停车费用存在纳什均衡点, 当停车需求为10 000pcu·h^-1时, 2个停车场的最优停车费用均为5元·h^-1; 当停车需求为20 000pcu·h^-1时, 2个停车场的最优停车费用均为最高限价10元·h^-1。