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关键词： 桥梁工程   装配式组合梁   湿接缝桥面板   负弯矩作用   接缝构造形式  

摘要： 为了更好解决装配式组合梁预制拼装桥面板接缝处受力复杂、易开裂等难题,提出了高延性混凝土(Engineered Cementitious Composite,简称ECC)接缝构造形式,通过开展负弯矩作用下局部足尺模型试验,对比分析了普通混凝土湿接缝和ECC铺装层接缝以及不同ECC铺装层厚度等构造参数对接缝桥面板的极限荷载、破坏形式、开裂荷载及裂缝分布等的影响。研究结果表明,ECC铺装层接缝和普通混凝土接缝试件均以受拉钢筋屈服后受拉区混凝土显著开裂破坏为标志,与普通混凝土接缝试件相比,ECC铺装层接缝试件的开裂荷载提升了100%,表明ECC铺装层对于提升湿接缝试件的控裂性能效果显著;从整体结构的受力看,30 mm厚ECC铺装层和80 mm厚ECC铺装层接缝试件较普通混凝土接缝试件的峰值荷载分别提升了18.1%和32.3%,抗弯承载力提升效果显著,表明ECC铺装层用于改善接缝试件抗弯性能的方案是可行的,且抗弯承载力随着ECC铺装层厚度的增加而提升;基于混凝土抗弯构件理论提出的湿接缝试件抗弯承载力计算公式的计算值与有限元计算值和试验值吻合良好,验证了抗弯承载力计算公式有良好的适用性,且具有一定的安全储备。

关键词： 直流微电网集群   分布式建模   大信号稳定性   向量Lyapunov函数   稳定性强度  

摘要： 直流微电网集群由多个小型直流微电网(子网)互联而成，以提高供电系统的弹性、可靠性和经济效益。然而，由于分布式能源的高渗透率和间歇性、电力电子设备的大量接入以及系统灵活多变的工作特性，导致直流微电网集群面临严峻的大信号稳定性问题。同时，现有分析方法主要通过模型降阶得到系统整体简化模型，以此借助非线性工具进行大信号稳定性分析，但并未充分考虑互联子网之间的耦合动态及其对稳定性的影响。为此，提出针对直流微电网集群的分布式大信号稳定性强度评估及反馈控制设计方法。首先建立直流微电网集群的分布式大信号模型；其次基于向量Lyapunov函数得到系统大信号稳定性判据，并定义稳定性强度和联接性强度，便于评估耦合动态对于系统稳定性的影响，以导出满足稳定性的反馈控制设计；再次通过对比分析，进一步明确所提方法在保守性方面的优势；最后通过硬件在环实验验证了该方法的有效性。

关键词： 高填方路堤   钢波纹管涵洞   现场试验   力学性能   变形特性  

摘要： 为研究高填方路基钢波纹管涵洞受力与变形特性,以山西某工程为依托,通过现场监测及数值模拟进行分析,结果表明:(1)随填土高度增加,各测点填土荷载先增大后减小,最后趋于稳定;(2)钢波纹管涵洞两侧上部出现较大荷载值,其次是涵洞两侧下部位置,各个测点荷载分布相对较为均匀;(3)现场试验与数值模拟所得变形结果存在一定的差距,由于现场施工及自身泊松效应影响,钢波纹管涵洞顶端右侧和下端左侧变形较大,最大值为0.103 m;(4)根据钢波纹管各点应力值分析,上端左侧应力值大于屈服强度,钢波纹管的使用过程中要特别注意该位置,以免发生危险。相关成果可为今后钢波纹管涵洞的设计施工提供一定参考。

关键词： 道路工程   水泥路面   沥青路面   白改黑   加铺方案   有限元   使用性能  

摘要： 为进一步提高“白改黑”路面设计合理性,依托山西某高速公路“白改黑”维修工程,提出3种路面加铺方案,基于连续有限元理论探究了其力学响应规律与路用性能特点,并从材料、结构、施工等方面对比分析了各类型铺装结构的技术、经济与可实施性,最终推荐了“白改黑”方案:原水泥混凝土面板病害处治后,于横、纵及施工缝处粘贴抗裂贴,然后加铺8 cm复合改性LSAM-25柔性基层与4 cm SBS/橡胶复合改性SMA-13沥青面层,面层与基层间、基层与原水泥板间洒布改性乳化沥青黏层以提高黏结效果。该技术方案具有优异的抗车辙、抗疲劳、抗反射裂缝及抗层间滑移性能,在大交通量及重轴载条件下可承受荷载应力和温度应力的综合疲劳作用,可为国内同类工程提供参考。

关键词： 公路工程   “白+黑”路面   拼接设计   应力分析  

摘要： 为了减缓“白+黑”路面反射裂缝病害的出现,确定高速公路改扩建“白+黑”路面拼接结构型式。建立了路面有限元模型,拟设直接拼接、基层台阶式拼接、加垫枕梁、设置拉杆、枕梁尺寸变化等7种新旧路面拼接方案,分析拼接路面在荷载作用下各结构层的应力响应。在此基础上,通过茂湛高速公路改扩建“白+黑”路面实体工程进行验证。结果表明,在拼接路面水泥混凝土板基层间增设拉杆能够增强路面结构整体性,对于延缓反射裂缝的产生和发展具有显著效果;在下部结构加垫枕梁,则可有效降低路表弯沉,可减小沥青面层底部最大剪应力、沥青面层底部拉应变等。优选Ⅵ型结构铺设试验段,发现拉杆与枕梁组合结构不仅有助于稳固旧路肩混凝土板,使拼接带处的弯沉值下降,还有助于新旧路拼接处的荷载传递,可延缓反射裂缝出现。

关键词： 黄土隧道   特大断面   单核心土三台阶七步法   数值模拟   现场试验  

摘要： 为加快三台阶七步法的施工进度,改善支护受力及变形,以G30连霍高速公路清水驿至忠和段扩容改造工程特大断面忠和黄土隧道为背景,基于其相对较好的围岩条件,在三台阶七步法的基础上提出了单核心土三台阶七步法,通过数值模拟分析了三台阶七步法和单核心土三台阶七步法的围岩变形和钢拱架应力,并结合现场监测验证了单核心土三台阶七步法在特大断面忠和隧道施工中的可行性。结果表明:单核心土三台阶七步法相较于三台阶七步法,能更好地控制围岩变形和改善钢拱架受力,缩短工期,减少施工成本。其中,拱顶沉降和水平收敛分别减小0.89 cm和2.77 cm,钢拱架应力除拱底外均小于三台阶七步法,最大处减少了37.77 MPa。

关键词： 道路工程   排水沥青路面   横向渗透系数   荷载压实   颗粒物堵塞   耦合作用   衰减度  

摘要： 为了研究荷载与堵塞对排水沥青路面横向渗透性的影响,采用自制的车辙试件横向渗透系数测试仪,以3种级配的排水沥青混合料(PAC)试件为研究对象,分析得到PAC试件分别在荷载压实、颗粒物重复堵塞、荷载与堵塞耦合作用下横向渗透系数的变化规律与衰减度。结果表明:随着空隙率和路面横坡坡度的增加,PAC试件的初始横向渗透系数相应增大;随着荷载作用时间增加,试件的横向渗透系数先快速下降后趋于稳定,试件的车辙深度与横向渗透系数衰减度具有较好的相关性;砂土混合物重复堵塞导致的横向渗透系数衰减度较粉质黏土重复堵塞导致的衰减度更大,衰减速率更快;试件的空隙率越大,抗堵塞性能越好;在荷载与堵塞耦合作用下,试件的横向渗透系数先急剧下降后有所放缓,总体衰减程度较严重;颗粒堵塞是排水沥青路面横向渗透系数衰减的重要因素;由于耦合作用过程中荷载对堵塞的影响,耦合作用造成的衰减度要大于两者单独作用时产生的衰减度之和。

关键词： 隧道工程   渗透型高聚物   循环剪切试验   抗剪强度   发泡型高聚物   界面特性  

摘要： 接缝渗漏是运营期过江盾构隧道的主要病害之一，针对此类病害，常选择易发泡、高流动等性能良好的治理材料，但其在长期循环荷载等作用下其黏结性能受到挑战。鉴于此，本文在现有发泡型高聚物材料基础上改进并研发了新型渗透型高聚物，考虑了循环幅值、循环次数和干湿状态因素，开展渗透型高聚物-混凝土界面循环剪切试验、循环后直剪试验，分析了不同因素下新型渗透型高聚物与隧道混凝土界面黏结性能，对比了发泡型高聚物与渗透型高聚物两者用于隧道不同渗漏病害处治的优劣。结果表明，渗透型高聚物-混凝土界面和发泡型高聚物-混凝土界面的黏结性能在循环荷载作用下均受到一定程度影响，界面剪切模量与剪应力在潮湿状态时的下降幅度与干燥状态时相比较大。渗透型高聚物-混凝土界面抗剪强度在界面干、湿状态和循环荷载条件下均满足过江盾构隧道渗漏处治需求。发泡型高聚物-混凝土界面的初始抗剪强度较高，但在循环荷载和干湿状态的影响下，其抗剪强度和剪应力下降超过50%，而渗透型高聚物-混凝土界面黏结性能和抗循环能力更强，适用于隧道接缝渗漏长久处治。

关键词： 高速铁路   连续型无砟轨道   层间离缝   热胀上拱   接缝换填   植筋加固  

摘要： 夏季高温作用下，连续型无砟轨道易发生层间离缝甚至热胀上拱失稳，严重影响高速列车运行安全。建立连续型无砟轨道温度应力计算模型，研究整体温升50℃时，不同植筋方案对换填接缝后连续型无砟轨道损伤和受力的影响。研究表明，（1）在4种植筋方案中，方案4层间界面损伤峰值为0.9，方案2层间界面损伤峰值为0.81，均未超过1。（2）4种植筋方案均表现为轨道板顶面纵向应力发生显著下降，而轨道板底面纵向应力显著上升，这表明接缝换填后，接缝附近轨道板顶面纵向应力得到释放，而轨道板底面应力大幅增加；方案3轨道板顶面应力降幅最大，为38.8%，最有利于释放轨道板温度应力；方案4轨道板底面应力增幅最大，达35.2%，对轨道板最为不利。

关键词： 铁路路基   GIS环境   路基设计   业务数据   边界表示   建模方法   集成展示  

摘要： 开展GIS环境下铁路路基三维设计系统关键技术研究，建立地理环境三维场景，解决GIS环境下建模能力缺失、融合效果不佳、业务数据各阶段传递不畅等问题，是未来铁路路基工程BIM 发展的必然趋势。基于常规铁路路基设计标准和施工工艺等规范要求，深入研究路基设计业务数据及其关联关系，在此基础上，针对GIS环境下三维模型数据通用边界表示方法（Brep），研发了三维模型坐标点计算、转换、求交以及Mesh网构建等关键技术。研究结果表明：(1)将铁路路基主体及附属工程划分为5大构件类别，并将构件参数存储在关系型数据库中，为业务数据各阶段传递奠定了基础；(2)基于构件多层次空间关系和设计多时态约束关系搭建了三维建模业务流程框架，确定了三维模型中各构件的状态属性和更新影响域范围；(3)研发了“自适应导线+特征断面”驱动的建模方法，自动计算模型几何信息及其相互连接的拓朴关系，结合几何坐标动态转化技术和区域分割求交算法，解决了模型集成到GIS场景后出现的位置偏移问题和与地理场景融合的问题；(4)基于GeoScene图形渲染平台开发了铁路路基三维设计系统，实现了GIS环境下百公里项目路基方案LOD3.0级高精度模型分钟级生成和模型统一加载，大幅提升铁路路基设计方案优化决策的效率和质量，较传统设计模式大大节约人力资源和软硬件设备投入。