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2009年  第9卷  第3期

道路与铁道工程
Mechanical behavior of steel truss bridge stiffened with rigid cables in construction stage
LIU Yong-jian, LIU Jian, ZHONG Guan-xing, YANG Jian
摘要: 3D finite element numerical method was used to simulate the whole construction processes of steel truss bridge stiffened with rigid cables.Changing boundary conditions and imposing compulsory displacements on some nodes were applied to simulate system transformation and internal force adjustment respectively.Relaxing the longitudinal stiffness of an end of longitudinal girder was applied to simulate the effect of slotted holes.The internal forces and deflections were compared under six main conditions.Analysis result shows that rigid cables can participate in action with steel trusses more effectively through system transformation and internal force adjustment.Through internal force adjustment in longitudinal and lateral directions, the deviations of internal forces for the chords of middle truss and side truss, as well as that of midspan and sidespan, are less than 5%.Slotted holes set at both ends of longitudinal girder can avoid it taking part in longitudinal action prematurely, through which the internal force and deflection of main truss would increase by about 10%, while the maximum combined compressive stresses of longitudinal girder and floor beam would decline respectively from-271.1 MPa and-505.8 MPa to-63.0 MPa and-178.0 MPa, which are less than their allowable stress value 210 MPa.更多>
2009, 9(3): 1-10. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.03.001
摘要(324) HTML (95) PDF (1696KB) (453)
Shear buckling property of corrugated steel webs
DI Jin, ZHOU Xu-hong, QIAO Peng, KONG Xiang-fu, YU Kun, HOU Jian
摘要: 16 different specimens of corrugated steel web were designed to study the shear buckling property of corrugated steel web, through changing the configuration parameters of corrugated steel web, including overall sizes, thickness and width of corrugated plate, height and angle of setback.Shear buckling test of the specimens were carried out in laboratory.Their structure deformations, stress distributions, shear buckling loads and shear buckling modes were obtained.The influences of above various parameters on the shear buckling loads and buckling modes were analyzed.Analysis result shows that according to the buckling features, the failures of corrugated steel webs with different configuration parameters can be classified into three kinds of main buckling modes.With the increases of overall sizes, angle of setback, thickness of corrugated plate, and the decrease of height of setback, the shear buckling loads of corrugated steel webs rise.The ratio of overall height to width makes little contribution to the buckling loads.更多>
2009, 9(3): 11-18. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.03.002
摘要(396) HTML (109) PDF (1034KB) (162)
沥青混合料抗剪性能的三轴剪切试验
朱浩然, 杨军, 陈志伟
摘要: 借助三轴剪切试验研究了沥青混合料的抗剪性能, 采用简单性能试验考察了剪切疲劳作用的影响以及抗剪强度参数与车辙之间的相关性。研究发现: 级配类型、沥青用量、沥青性质及试验温度对混合料抗剪强度有显著影响, 抗剪强度随着荷载作用次数的增加呈幂函数递减, 抗剪强度参数与抗车辙性能之间呈良好的对数关系。结果表明剪切疲劳产生的流动变形是车辙产生的主要原因。更多>
2009, 9(3): 19-23. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.03.003
摘要(660) HTML (145) PDF (554KB) (420)
高模量沥青稳定碎石性能试验
钱振东, 舒富民
摘要: 从高模量沥青稳定碎石的材料组成设计出发, 通过动态模量和抗压回弹模量两种力学设计参数的测定, 研究了高模量沥青稳定碎石的力学性能, 通过车辙试验、冻融劈裂试验、劈裂试验及疲劳试验, 分析了高模量沥青稳定碎石路用性能。试验结果表明: 不同类型沥青对沥青稳定碎石的动态模量影响较大, 高模量沥青稳定碎石的抗压回弹模量比普通沥青稳定碎石和改性沥青碎石分别提高了约24%和19%, 且高模量沥青稳定碎石具有良好的高温性能、水稳定性能和疲劳性能, 但低温性能较差。更多>
2009, 9(3): 24-28. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.03.004
摘要(499) HTML (193) PDF (470KB) (461)
半刚性基层材料的疲劳特性
沙爱民, 贾侃, 李小刚
摘要: 采用振动法制作了4种半刚性基层材料不同结构类型的梁试件, 应用MTS试验机进行了疲劳性能试验, 利用Weibull分布函数对疲劳试验结果进行回归分析, 建立了不同材料不同结构试件的室内疲劳寿命预估模型, 分析了半刚性基层材料的结构类型和弯拉强度对疲劳寿命的影响。分析结果表明: 不同半刚性基层材料疲劳方程的回归系数ab有差别。水泥稳定类材料的疲劳方程除骨架空隙结构类型外均较接近, 回归系数a为0.969~1.110, 回归系数b为-0.073~-0.096。二灰稳定类材料的疲劳方程的回归系数a为1.129~1.173, 回归系数b为-0.079~-0.083。0.70应力水平下水泥稳定碎石骨架密实结构的疲劳寿命对数为3.602, 悬浮密实结构的为3.118, 因此, 骨架密实结构的抗疲劳性能优于悬浮密实结构。0.70应力水平下二灰稳定碎石的疲劳寿命对数为5.006, 水泥稳定类材料的疲劳寿命对数最大为3.724, 因此, 前者的抗疲劳性能优于后者。更多>
2009, 9(3): 29-33. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.03.005
摘要(556) HTML (191) PDF (432KB) (689)
FYT涂膜类防水粘结材料路用性能
张宏君, 李振霞, 王选仓, 汪日灯
摘要: 分析了FYT涂膜类防水粘结材料的基本性质, 测定了它的具体技术指标, 通过室内剪切与拉拔试验, 确定了FYT的最佳用量与最佳用量范围, 研究了温度、界面粗糙度和水对FYT路用性能的影响, 并与其他常用防水粘结材料进行了路用性能对比分析。分析结果表明: FYT-1#最佳洒布量为1.4~1.5 kg.m-2, FYT-2#的最佳洒布量为0.10~0.15 kg.m-2; FYT在25℃时的抗剪强度与抗拉强度是60℃时的7~8倍; 当遇水浸泡后, FYT抗剪强度损失3.0%, 拉拔强度损失7.5%;FYT与同步碎石粘结性能相差不大, 而与其他防水粘结材料相比, 其抗剪强度与拉拔强度均高出3~4倍。可见, FYT具有优良的路用性能。更多>
2009, 9(3): 34-38. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.03.006
摘要(514) HTML (163) PDF (673KB) (282)
基于ABAQUS的机场刚性道面结构有限元模型
周正峰, 凌建明
摘要: 应用有限元软件ABAQUS对Winkler地基上四边自由单块板在飞机轮载作用下的应力和挠度的收敛性进行了分析, 确定了有限元模型应采用的单元类型、网格密度和平面尺寸。按照贡献面积刚度分配原则, 通过在相邻混凝土板侧面的对应结点设置弹簧单元, 模拟接缝集料嵌锁或传力杆的传荷作用, 建立了板-接缝-基础道面结构体系3D有限元模型, 并对比分析了有限元模型计算的接缝传荷系数与已有回归模型的预估结果。比较结果表明: 在基于ABAQUS的刚性道面有限元模型中, 考虑层间接触时, 各结构层宜采用二次积分单元C3D27或C3D27R, 相应的单元尺寸应不超过板厚的1/2, 模型的平面尺寸需大于4倍相对刚度半径, 接缝传荷作用可采用弹簧单元SPRING2进行模拟, 接缝刚度可按照结点贡献面积进行分配。更多>
2009, 9(3): 39-44. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.03.007
摘要(640) HTML (171) PDF (805KB) (754)
机场水泥混凝土道面使用寿命的改进灰色预测模型
王观虎, 蔡良才, 邵斌, 种小雷, 徐明霞
摘要: 为了准确预测机场水泥混凝土道面使用寿命, 根据道面的使用性能特点, 确定道面破损度为道面使用寿命的控制指标。采用灰色系统理论建立了道面使用寿命灰色预测模型, 利用计算原点残差的方法检验模型的精度, 并采用数据序列中最近时间点的实测值为求解的初始条件改进模型求解过程。研究结果表明: 机场水泥混凝土道面破损度与道面使用时间呈指数型递增关系, 道面剩余使用寿命随使用时间呈指数型衰减; 道面破损度预测值与实测值的误差不超过5%, 因此, 该模型有效, 可用于定期检测的道面。更多>
2009, 9(3): 45-48. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.03.008
摘要(567) HTML (115) PDF (390KB) (610)
载运工具运用工程
基于纵向压力的2B0重载机车动力学特性
许自强, 罗世辉, 马卫华
摘要: 为了解决2B0重载机车牵引试验中出现的3次扩轨掉道事故, 分析了纵向压力作用下机车车钩倾斜与稳定原理, 推导了车钩自由角的计算原理。根据车钩的试验数据, 建立了车钩动力学模型。计算结果表明: 大纵向冲动下车钩严重偏转是导致事故发生的主要原因; 为了保证车辆安全运行, 大摆角车钩必须具有对中复位功能; 车钩自动复位能力、钩缓装置的特性对于机车车辆轮对侧磨有显著影响。更多>
2009, 9(3): 49-52. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.03.009
摘要(353) HTML (109) PDF (526KB) (300)
基于最小修正量法的振系物理参数识别方法
张立民, 张卫华, 段合朋
摘要: 在分析振型矩阵关于质量和刚度矩阵加权正交性的基础上, 利用振动频率和振型数据识别系统物理参数的最小修正量, 借助Lagrange乘子法, 求解约束条件下的质量与刚度矩阵误差加权范数为最小的优化问题, 提出了以实测模态参数为基准的振系物理参数识别的计算方法, 推导了完整和非完整2种试验模态参数情形下的物理参数识别计算表达式, 给出了迭代算法, 并对4自由度系统进行了模态试验及数值分析。分析结果表明: 刚度矩阵和质量矩阵与真值非常接近, 最大误差分别为0.086%和0.34%, 因此, 提出的方法具有很高的可靠性。更多>
2009, 9(3): 53-55. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.03.010
摘要(323) HTML (75) PDF (341KB) (180)
电控自动变速器换档规律
曹亚斌, 梁海顺
摘要: 为了解决AMT车辆降档过程冲击大以及速比差大的换档成功率低等问题, 综合考虑了AMT车辆的换档规律和换档品质, 提出了一种新的降档规律获取方法。以最佳动力性或经济性升档规律为基础, 将反映车辆换档品质的冲击度控制在17.64 m.s-3以内, 结合2~8 km.h-1的降档延迟值确定降档规律。以特种越野车辆为原型, 以最佳动力性换档规律为例, 对该换档规律和熟练驾驶员手动换档时车辆的加速度和速度进行了仿真比较。分析结果表明: 该降档规律在保证换档品质的情况下使加速度平均提高了18.7%, 速度平均提高了22.2%, 车辆的动力性能得到明显改善。更多>
2009, 9(3): 56-59. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.03.011
摘要(471) HTML (149) PDF (405KB) (719)
圆筒状褶式机油滤清器的模拟与优化设计
付海明, 朱静
摘要: 为降低机油滤清器过滤压力损失, 通过压力损失试验, 确定了压力损失模拟的边界条件, 建立了压力损失的二维CFD模拟模型, 分析了压力损失特性与影响因素, 推导了压力损失与影响因素的多元回归关系式。模拟结果表明: 对滤芯压降影响的主次顺序为过滤速度、滤芯折高、流道宽度、折数、滤纸厚度与含尘浓度; 滤芯初始压力损失与其结构及运行参数呈非线性关系, 并与滤芯褶数存在最佳值; 回归关系式的相关系数为0.998, 因此, 可靠性高。更多>
2009, 9(3): 60-65. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.03.012
摘要(379) HTML (114) PDF (713KB) (598)
基于dSPACE平台的柴油机测控系统硬件在环仿真
杜剑维, 张寅豹, 王银燕, 杨传雷, 张鹏奇
摘要: 为了降低柴油机测控系统的开发时间和费用, 采用dSPACE硬件在环仿真平台, 对柴油机测控系统进行了开发。采用BP神经网络改进了柴油机准稳态模型, 使用Matlab/Simulink软件建立了TBD620V12型增压柴油机的改进准稳态模型, 并检验了新增的爆发压力模型和滑油压力模型的精度。在dSPACE处理器中运行该仿真模型, 并通过输入输出接口板及接口电路将测控系统与dSPACE平台连接, 实现了测控系统与柴油机模型的闭环仿真。仿真结果与试验数据对比表明: 相对误差小于3%, 从而可用硬件在环仿真代替实机试验, 缩短了测控系统的开发周期, 并降低了开发成本。更多>
2009, 9(3): 66-70. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.03.013
摘要(304) HTML (78) PDF (738KB) (314)
交通运输规划与管理
基于路径的算法求解考虑排放的交通分配模型
熊伟, 严新平
摘要: 分析了非可加路径费用的交通分配问题, 考虑了排放对传统交通分配模型的影响, 在Venigalla等研究基础上, 给出了在不同发动机启动模式下考虑排放的交通分配模型, 并采用基于路径的梯度投影算法(GP)和非集计的单纯分解算法(DSD)进行模型求解。数值验证结果表明: GP所占的CPU时间大致为DSD的1/25, 所使用的路径为DSD的1/5, 这两种基于路径的算法得出数值最优解的收敛速度比基于Frank-Wolfe(FW)的算法要快, 适用于求解大规模非可加路径费用的交通分配问题。更多>
2009, 9(3): 71-75. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.03.014
摘要(355) HTML (141) PDF (522KB) (563)
基于广义费用的多用户公路网平衡配流模型
夏晓梅, 范炳全
摘要: 为了准确进行公路网交通需求预测, 分析了影响出行方式选择和路径选择的广义费用的影响因素, 给出了广义费用的组成部分和函数形式, 探讨了多类型车辆换算模型的形式和参数标定方法。借鉴城市混合交通流量分配的研究成果, 运用变分不等式的理论和方法, 建立了基于广义费用的多用户公路网平衡配流模型, 借助交通规划软件Emme设计了模型的求解算法, 并利用温州市相关数据进行模型中的部分参数标定和实证研究。分析结果表明: 该模型进行交通分配的结果明显优于分步加载方法, 在路段饱和度较高时比客货分步加载的方法更加可靠。更多>
2009, 9(3): 76-80. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.03.015
摘要(782) HTML (233) PDF (471KB) (661)
大型活动中突发事件对交通流的时空影响
陈茜, 王炜
摘要: 为了研究大型活动消散过程中交通流分布状况, 分析了大型活动中突发事件对交通流分布的时空影响特征, 总结了突发事件下常用的交通管制和疏导措施, 将静态多路径交通分配方法与元胞传输模型(CTM)相结合, 设计出了适合突发事件下的准动态交通分配方法。对一个小规模路网进行仿真, 计算了突发事件下各交叉口节点的拥堵时刻, 研究了路网拥堵的形成及消散的时空变化规律, 并对两组不同管控方案下交通流疏散效率进行了对比。对比结果表明: 不同控制方案下的路网在仿真时段内平均车辆延误分别为197、232 s.pcu-1, 由该指标可以判断方案一优于方案二, 因此, 基于CTM的准动态交通分配方法可定量评价突发事件下交通组织方案的效果。更多>
2009, 9(3): 81-85. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.03.016
摘要(370) HTML (69) PDF (536KB) (284)
多跑道降落飞机协同调度优化
张洪海, 胡明华
摘要: 为了制定安全、高效的空中交通管理战术决策, 研究了多跑道降落航班协同调度问题。基于协同决策理念, 综合考虑空管、航空公司和机场等因素, 提出一种协同航班调度策略, 给出了协同调度优化模型。模型在满足安全性和公平性约束条件下, 寻求总延误成本最小即功效性最大的调度方案。采用基尼系数建立公平性约束, 以处理功效性和公平性之间的关系, 并引入当量航班概念来定量分析公平性。针对多跑道航班调度问题的特点, 设计了遗传算法予以求解验证。仿真结果表明: 该算法总延误成本比先到先服务算法降低了72.6%, 最大延误时间减小了50.8%, 因此, 调度的功效性与公平性得到提高, 所提方法有效。更多>
2009, 9(3): 86-91. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.03.017
摘要(391) HTML (162) PDF (552KB) (322)
竞争环境下航班舱位控制博弈模型
汪瑜, 孙宏
摘要: 分析了中国航空市场的特点, 以定义不同票价等级下各航空公司所提供的座位数为决策变量, 舱位容量为约束条件, 各家航空公司收益最大化为多目标函数, 构建竞争环境下中国航空公司舱位控制的博弈模型, 利用拉格朗日乘数法求解各航空公司最优低价票数, 并以此来确定均衡舱位。仿真试验表明: 各家航空公司舱位控制策略相互制约且能够达到均衡状态, 但受到旅客需求随机性的影响, 在12 000次的仿真试验中达到均衡的概率为12.68%, 达不到均衡的概率为87.32%, 因此, 这种均衡是动态的且实现机率较低, 结论与实际相符, 模型切实可行。更多>
2009, 9(3): 92-97. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.03.018
摘要(452) HTML (108) PDF (639KB) (537)
冗余信息交通事故再现可靠性分析的综合模型法
张雷, 李一兵
摘要: 为了评价交通事故再现分析结果的可信性, 将高阶矩技术、随机摄动法和Edgeworth级数与交通事故再现分析技术相结合, 提出了交通事故再现可靠性分析方法, 给出了再现分析结果的置信度和置信区间。针对具有冗余信息的交通事故再现分析, 应用主观赋权法、可靠性分析技术和优化求解技术, 提出了冗余信息交通事故再现可靠性分析的综合模型法。最后通过实际交通事故案例进行了事故再现分析。研究结果表明: 该方法在考虑各基本因素客观不确定性的基础上同时结合了专家经验, 与各基本再现分析模型计算结果相比, 其均值趋于各基本再现分析模型的中间值, 其变化范围(标准差) 最小, 再现分析结果更具科学性和准确性。更多>
2009, 9(3): 98-102. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.03.019
摘要(278) HTML (131) PDF (534KB) (189)
基础设施建设BT项目融资风险模糊评价
王耀辉, 马荣国
摘要: 研究了基础设施建设BT项目融资风险分类与风险的特殊性, 构建了BT项目融资风险评价指标体系与模糊综合评价模型, 提出了隶属度函数的确定方法, 对佛山市顺德区碧桂路与容桂大道地道BT工程项目融资风险进行了实证分析。综合评价结果表明: 项目最大隶属度为0.712 7, 融资风险较小, 与实际分析结果相符, 且最大隶属度有效性原则检验系数为2.728, 大于1, 因此, 融资风险评价方法可行。更多>
2009, 9(3): 103-107. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.03.020
摘要(469) HTML (150) PDF (242KB) (259)
交通信息工程及控制
基于路口和路段入口综合控制的应急疏散交通控制算法
胡红, 刘小明, 魏恒, 杨孝宽
摘要: 为了制定安全高效的应急疏散预案, 分析了SCOOT和BOTTLENECK算法的适应性, 提出一种基于路口和路段入口综合控制的优化算法。新算法利用SCOOT算法对路口进行信号协调控制, 利用BOTTLENECK算法对路段入口交通进行汇入控制, 并通过严格控制延误目标将两种算法进行优化整合, 确保主要疏散方向上的优先通行权, 同时减少汇入交通对疏散车辆的干扰和延误, 从而最大限度挖掘路网在应急状态下的疏散通行能力。仿真结果表明: 在应急疏散交通条件下采用优化算法, 能够将疏散车辆平均行程时间缩短近60%, 平均速度提高约1.5倍, 因此, 提高了应急疏散效率, 算法可行。更多>
2009, 9(3): 108-111. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.03.021
摘要(284) HTML (43) PDF (668KB) (237)
车辆换道纵横向耦合控制
任殿波, 张京明, 崔胜民, 张继业
摘要: 基于车辆纵横向动力学耦合模型, 研究了自动化公路系统车辆换道纵横向耦合控制。假定换道过程中车辆横向加速度满足梯形约束, 根据期望换道轨迹计算车辆换道时的期望横摆角和横摆角速度, 依靠车载传感器获得车辆横摆角速度信息。采用有限时间滑模趋近律, 设计了车辆换道纵横向耦合变结构控制规律。基于李雅普诺夫稳定性理论, 对控制系统的稳定性进行了分析, 得到了系统渐进稳定的充分条件。仿真结果表明: 采用该控制规律, 车辆在纵向速度变化的情况下能够良好地跟踪期望换道轨迹, 跟踪误差小于0.06 m。更多>
2009, 9(3): 112-116. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.03.022
摘要(385) HTML (107) PDF (564KB) (731)
基于序列图像运动分割的车辆边界轮廓提取算法
张大奇, 曲仕茹, 石爽
摘要: 为了准确获得图像感兴趣区中运动车辆的形状特征, 提出了一种新的车辆边界轮廓提取算法。利用连续3帧图像, 对包含同一运动车辆的图像感兴趣区进行光流场分割, 以获取目标运动区域, 通过平移运动区域的左、右边界获得正确的车辆区域及其封闭边界轮廓, 通过放大运动矢量计算公式的阈值来提高其运行效率。试验结果表明: 该算法可从具有复杂自然场景的图像序列中检测出完整的运动车辆边界轮廓, 检测正确率在95%以上。更多>
2009, 9(3): 117-121. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.03.023
摘要(435) HTML (170) PDF (834KB) (336)
基于交通综合信息平台的概率交通预报方法
胡华, 高云峰, 杨晓光
摘要: 以交通综合信息平台为数据支撑, 考虑交通指数发布对交通预测的影响, 应用模式匹配和概率统计方法构建了概率交通预报方法的流程框架, 研究了概率交通预报的2项关键实现技术, 包括3级交通数据融合方法和交通指数发布内容。算例结果表明: 概率交通预报使主路径和替代路径的饱和度差值从40%降低到23%;由于概率交通预报方法在考虑交通指数发布对出行行为影响的基础上对交通预测结果进行了修正, 所以提高了交通预报的可信度, 使路网交通负荷趋于均衡。更多>
2009, 9(3): 122-126. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.03.024
摘要(275) HTML (119) PDF (546KB) (246)