摘要:为了解高强度耐候钢的性能及其桥梁中的技术应用,首先总结当前国内外高强度耐候钢在桥梁工程应用的研究进展和成果,回顾了耐候钢技术的发展历程. 然后,分析了高强度耐候钢的腐蚀机理、腐蚀环境、抗腐蚀性能以及各种腐蚀评估方法；归纳总结了高强度耐候钢的焊接性能,以及耐候钢的腐蚀疲劳性能与评估方法. 最后,阐述了高强度耐候钢在国内外桥梁工程中的应用以及中国高强度耐候钢的试验状况. 分析结果表明:虽然中国的耐候钢技术有较大发展,但中国的耐候钢桥梁技术还处于萌芽阶段；耐候钢桥梁在腐蚀作用下的强度、稳定和疲劳问题将成为今后的研究方向；关键部位采用新焊接技术可保证耐候钢桥梁的疲劳强度；中国高强度耐候钢未腐蚀状态下的疲劳和力学性能满足桥梁建设要求,腐蚀状态下高强度耐候钢的疲劳性能和力学性能有待深入研究；基于电化学腐蚀和断裂力学的腐蚀疲劳模型可用于高强度耐候钢的腐蚀疲劳寿命评估.

摘要:为更准确预测居民出行方式选择,构建考虑心理因素的方式综合转换成本测算模型. 以杭州市居民出行行为为例,运用条件价值法,通过线上线下相结合的问卷调查,得到出行者的个人属性、出行方式链选择以及为了避免方式转换环节的最大支付意愿价格. 研究结果表明:变动转换成本随着转换级数的增加而增加,随转换时间的增加呈指数增长；同时,结果标定了不同转换级数下全方式间的固定转换成本矩阵. 方式综合转换成本测算模型的建立,可以预测基于出行方式链的居民出行需求.

摘要:为研究斜拉桥挠度的温度效应,获得信号中的响应分量,以南京长江第三大桥为研究对象,分析长期挠度监测信号的时间多尺度特性.采用小波多尺度分析方法,将挠度信号在两个时间尺度（日周期和年周期）上进行重构,实现温度效应的分离.以长期监测数据为基础,研究日温度效应在太阳辐射作用下的特点.结果表明:日温度效应在年周期内存在季节差异性,在日周期内相对太阳辐射具有滞后性. 排除滞后影响,日温度效应与太阳辐射强度呈强正相关关系.考虑季节、大气温度以及太阳辐射的影响,提出了预测误差低于2 cm的日温度效应多折线模型,可实现日周期中任意时刻日温度效应的预测.

摘要:为研究水泥混凝土桥面复合防水粘结层的剪切性能、粘结性能和低温性能,以北安—富裕高速公路建华大桥为工程依托,采用水泥混凝土、SBS改性沥青防水粘结层与沥青砂AC-5制备复合试件,进行层间直接剪切试验和拉拔试验；同时对沥青砂AC-5制备的小梁试件进行低温开裂及低温收缩试验. 结果表明:当防水粘结层用量为0.6 kg/m²时,层间抗剪强度最大,能够达到3.45 MPa；随着防水粘结层用量的增大,拉拔强度同样呈先增大后减小的趋势,当防水粘结层用量为0.8 kg/m²时,拉拔强度最高；沥青砂小梁试件梁底最大弯拉应变随温度的降低逐渐减小,而弯曲劲度模量却逐渐增大,且在-5~-10 ℃的温度区间内沥青混合料低温变形最剧烈.

摘要:为评估自然驾驶过程中车辆运行存在的交通风险,采用贝叶斯网络对车辆运行风险进行量化研究. 首先开展自然驾驶试验,获取车辆距离控制指标、加速度、方向盘转向熵车辆控制数据及驾驶人视线转移时间、扫视速度、眨眼频率眼动数据. 然后,分析了各项指标的风险概率,确定各项指标阈值对应风险等级. 最后,构建了基于贝叶斯网络的车辆运行风险评估模型,给出了风险量化分级方法,确定了车辆运行风险等级,并对模型进行了敏感性分析. 结果表明:基于车辆控制和眼动表征的贝叶斯网络模型能够有效地对驾驶过程中车辆运行风险进行定量评估. 研究结果可评估自然驾驶过程中的车辆运行风险,并为运行风险进行量化分级.

摘要:为研究沥青混凝土的结构,丰富表征沥青混凝土结构的参数,首先对常见的体积参数进行总结,分析沥青混凝土组成成分和结构特点. 然后,从不同角度出发构建新的体积参数,并对参数进行分类和分析. 最后,在AC-16级配范围内通过改变细集料的比重得到了5个不同级配,同时设置4.2%、4.7%、5.2%（沥青占混合料的质量比）3种不同沥青用量,研究沥青用量对参数的影响,根据现行沥青混合料试验规程要求制作标准马歇尔试件,并进行体积指标的测定,通过计算得到构建的参数,并分析参数随级配及沥青用量的变化规律. 结果表明:体积参数随着沥青混合料的级配、沥青用量的改变有着明显的变化. 其中,沥青类参数VA、VM、d_b与混合料中的沥青用量有明显的线性关系,同时VM还与V_f有关；空隙类参数VMA、V_K、VV随V_f的增加先减小后增大. 只改变沥青用量时,VMA、V_K、VV隨沥青用量的增加而减小；集料类参数G、V_c、V_f、Vf /(1-c)、F_BV、F₁、F₂、V_c/f与混合料中粗细集料以及矿粉的比例有关.

摘要:为对移动车辆荷载作用下桥梁冲击系数有更加深刻的理解,结合理论推导与仿真模拟,并考虑其物理意义,对冲击系数基本概念、不同响应以及不同位置对应冲击系数的区别等关键问题进行了详细讨论. 研究表明:现行规范所采用冲击系数是一个不具有实际物理意义,仅便于设计的中间变量；不同响应冲击系数不相同,且弯矩冲击系数往往小于挠度冲击系数；不同截面对应冲击系数不相等,墩顶冲击系数最大、边跨次之、中跨最小；处于对称位置的截面,车辆后经过的截面冲击系数较大；基于不同的原理,用于设计的冲击系数可采用较为保守的值,而对于评价则不可直接使用. 最后,提出了移动车辆荷载作用下桥梁动力性能设计与评价时冲击系数取值方法的建议.

摘要:针对如何合理制定隧道建设引起的路面沉降控制基准的难题,以行车舒适性控制标准为出发点,同时考虑既有公路的不平整度和隧道建设引起的路面沉降槽形态特征,基于理论推导提出了一个较完整的解决方案. 首先,选择行车竖直方向上振动加速度为舒适性指标；其次,采用理想正弦函数加以刻画公路路面纵断面曲线,通过求导得到行车竖直方向振动加速度与既有公路的纵断面曲线特征参数的关系；再次,用Peck公式描述隧道建设引起的路面沉降槽形态特征,通过求导得到行车竖直方向上振动加速度与沉降槽形态参数的关系；然后,根据叠加原理可得到行车最大竖直方向上振动加速度的计算公式,该公式考虑了既有公路的不平整度和隧道建设引起的路面沉降的影响；最后,基于加速度值与人体主观感觉的关系,提出了路面沉降控制基准确定公式. 结果表明:行车舒适性与既有公路纵断面曲线的波长成正比,与振幅成反比；行车舒适性与路面沉降槽宽度系数成正比,与隧道中心线处路面最大沉降值成反比；行车舒适性与行车速度的平方成反比例. 通过适当降低行车速度是放宽沉降控制基准的有效方法.

摘要:针对桥梁结构自身特性以及外部环境的随机性(如刚度、质量、阻尼比、气动导数等因素)所造成的桥梁的颤振临界风速不确定,难以衡量桥梁颤振稳定性问题. 将概率密度演化方法与桥梁颤振多模态耦合分析方法相结合,以江阴长江大桥作为实例,通过考虑桥梁结构自身的不确定性及气动导数的不确定性,给出不同模态阻尼比及频率的概率密度演化过程. 研究表明:结构模态阻尼比及频率在低风速情况下的概率密度分布可近似认为服从正态或对数正态分布,高风速下的概率密度则无法用单一的概率分布来描述,概率分布会出现双峰甚至多峰的情况；与按确定性方法到的颤振临界风速相比,按概率密度演化方法得到的颤振临界风速较小.

摘要:为了在不显著增加计算量的前提下,简化地震动强度指标的选取流程,减小概率地震需求模型的变异性,提出针对特定场地条件和结构类型的矢量地震动强度指标选取方法. 首先基于候选的20个标量地震动强度指标（IM）,通过方差扩大因子法剔除能被其他IM线性表示的不重要IM,消除IM间的多重共线性；然后从线性无关的IM中按偏决定系数选取与工程需求参数具有显著相关性的IM作为矢量地震动强度指标的分量；同时以邯郸市南环路东延的一座预应力混凝土三跨连续梁桥为例,进行6折交叉验证. 结果表明:在训练数据集和测试数据集上,采用两步筛选后得到的矢量地震动强度指标[S_a0.2,S_a1.0,T_m]建立回归模型的离散性较采用标量地震动强度指标S_a1.0建立的回归模型分别减小13.67%、17.07%,且不存在过拟合现象. 研究结果可以为特定场地条件下的连续梁桥选取合适的矢量地震动强度指标.

摘要:为解决城市交通信号自组织控制中,交通流相变频繁及路网拓扑结构复杂等时空条件带来的固定局部规则控制精度的问题,提出一种城市交通信号自组织控制规则邻域的重构方法. 首先,定义邻域为当前路口自组织控制规则构造的关联相邻路口组合；然后,面向当前路口的相邻路口集合空间,应用综合因子分析法及互相关性等方法,构建当前路口与其任意相邻路口在位置上的相对空间表达、在交通流量传递上的相对时间表达,以此实现当前路口与其所有相邻路口的时空量化表达；最后,基于流体力学方程建立信号切换规则,以所构建的时空量化表达为依据,在关联相邻路口集合中重构当前路口自组织控制规则邻域. 仿真结果表明:当前路口最大通行能力、整体通行能力均随邻域的扩大而提升. 邻域重构可以解决固定规则邻域造成的控制精度问题,邻域的扩大也会影响交通流量释放的平稳性.

摘要:为改善大跨度钢管混凝土拱桥混凝土灌注期间结构受力和变形,基于拱肋应力和变形影响线,提出一种自调载灌注方法. 推导了拱圈加权弯矩能同混凝土龄期的理论公式,提出以分阶段成桥与一次成桥设计状态加权弯矩能差异最小为目标优化灌注间隔,避免已灌混凝土过早承载. 应用ANSYS自带的APDL语言,针对新龙门大桥开发了专门的灌注仿真程序,展开钢管混凝土拱桥分段灌注优化分析. 结果表明:所提出的自调载灌注法应用于钢管混凝土拱桥灌注施工是合理可行的,基于拱肋应力和变形影响线确定的灌注方案,可实现此类拱桥灌注过程中结构变形和应力的自控制；以分阶段成桥与一次成桥设计状态加权弯矩能差异极小为目标建立的优化方法,可合理确定大跨径钢管混凝土拱桥分段灌注的起灌时间. 相比临时扣索、水箱压重等调载方法,自调载灌注方法可减少施工辅助工艺,降低工程建设总造价.

摘要:为了连续检测实际行车荷载作用下的路面结构承载力,以振动设备跳振工况下振动轮对地面的连续冲击荷载来模拟实际行车荷载作用,建立了考虑路面结构随振质量和各运动阶段初始相位角变化的“机器-地面”系统动力学模型,并将多层弹性体系的路面结构等效为用多层结构综合模量代表路面结构承载力的弹性半空间体. 通过对比分析不同统计时间长度内振动轮加速度负向极值的平均值和均方根值,提出以统计时间长度为4 s的振动轮加速度负向极值的平均值作为振动轮加速度信号的评价指标,得到不同型号的振动设备连续冲击不同承载力的路面结构时,振动轮加速度信号与路面结构综合模量之间的回归关系,并通过现场试验证明了方法的可行性. 研究结果表明:在跳振工况下,振动轮的加速度反馈信号与路面结构综合模量存在较好的回归关系；当路面结构综合模量变化时,振动设备的质量越小,振动轮的加速度信号指标变化越明显,检测的效果越好；可使用自重2 t,激振力100 kN的振动设备,对实际行车荷载作用下的路面结构承载力进行连续检测.

摘要:为合理确定锈胀力大小及其变化规律,研究混凝土保护层在锈胀作用下的开裂过程,提高混凝土结构使用寿命. 在考虑混凝土材料受拉软化和损伤效应的基础上,通过改变保护层厚度、钢筋直径、混凝土强度等参数,对钢筋锈胀引起的混凝土开裂过程、锈胀力分布和变化过程进行了有限元模拟和分析. 结果表明:均匀锈蚀下钢筋圆周上各处锈胀力分布并不均匀,明显受到内部裂缝的影响；锈胀力在裂缝贯通前达到峰值,之后快速下降最终保持稳定；保护层厚度c和钢筋直径d对锈胀的影响为线性关系,且统一用c/d值表征这两个参数是合理的,c/d值越大保护层完全开裂时的锈胀力和锈蚀率也越大,即延缓了保护层开裂. 基于锈胀力与c/d值的变化关系提出了最大锈胀力公式,并通过试验数据比对验证了最大锈胀力公式的有效性与精度. 

摘要:为提升垃圾清扫性能,利用龙卷风原理设计吸尘装置并对其结构参数和扩展域进行研究,采用ANSYS FLUENT 16.0、有限体积法与RNG k-ε模型对吸尘装置的流场进行计算,分析探讨各结构参数和扩展域参数对龙卷风的形成及吸尘效果的影响规律,提出了新型的吸尘装置的原理以及设计方案. 研究结果表明:排尘口高度与吸嘴直径的比值是1.6时,此时装置产生的龙卷风上部完全发展且结构稳定；吸嘴进风口距地面高度与圆筒直径的比值是0.2时,此时装置产生的龙卷风具有明显的单涡结构,吸嘴覆盖区域的近地面风速最大,吸尘效果最好；导流孔倾斜角度为45°或-45°时装置产生的龙卷风最稳定且强度最大；涡流比在一定范围内增加时装置内的风场结构的强度变大,有利于吸尘效率的提高；扩展域的高度和直径均存在阈值,当扩展域参数大于相应阈值时,其影响可以忽略不计. 吸尘装置通过设置合适的结构参数,能够形成高稳定性与强吸尘效果的类龙卷风流场,可实现高效清扫效果.

摘要:针对现行桥面铺装防水粘层渗水、积水检测技术不完善的问题,首先通过数字图像处理技术,量化粘层的空隙分布状态,提出基于空隙率、空隙数量、空隙等效直径的粘层渗水、积水评价方法. 然后,建立粘层空隙三维重构模型,直观展现粘层空隙立体形态分布特征. 最后,结合粘层横向渗水试验,测量5种典型桥面防水粘层的渗水量,验证了数字图像分析技术应用于评价粘层渗水、积水的可靠性. 研究结果表明:同步碎石空隙分布丰富,空隙尺寸大,易于渗水,且为层间积水提供了充足的储水空间；AC-5和稀浆封层空隙分布密且尺寸小,防水能力优于同步碎石；SBS改性乳化沥青粘层的空隙率较小,且空隙分布离散,空隙间几乎不连通,抗渗水能力最好.

摘要:为解决城市快速路小间距路段出口预告标志缺失等问题,针对小间距路段出口设置了5种预告标志方案,开展驾驶模拟试验,提取了9种指标进行重复测量方差分析,最终获取了6种显著影响指标. 采用基于熵权法的TOPSIS方法,评估5种方案的设置效用. 结果表明:在快速路小间距路段出口减速车道起点前1.0、0.5 km及起点处设置3次预告标志时,综合设置效果最好；其次为按照中国规范（GB 5768.2—2009）设置4次预告,及按照日本规范设置4次预告. 采用K-means聚类及LSD对比分析,发现1次预告方案指路效果明显较差. 最终建议小间距路段出口前设置3次预告标志,条件受限时应至少进行2次预告.

摘要:为实测移动车辆对桥梁伸缩缝的冲击荷载,防止桥梁伸缩缝在这种冲击荷载作用下发生早期损坏,制作了缩尺比例为1/30的汽车与桥梁实验模型,进行模型汽车通过模型桥梁的实验研究. 针对车轮经过桥梁伸缩缝时,轮胎与路面的接触长度发生改变,提出了两种改进的伸缩缝跳车冲击力计算方法,分别为改进的假设轮底运动轨迹计算方法和改进的分布式弹簧-阻尼单元计算方法. 然后,通过数值计算与缩尺模型实验进行了结果比较. 最后,基于改进的分布式弹簧-阻尼单元,对三轴载重汽车对单缝式伸缩缝的冲击荷载进行了数值模拟与参数分析. 结果表明:改进算法得到的伸缩缝冲击荷载与实测值更为接近,冲击荷载算法有必要考虑轮胎与路面接触长度的改变；车轮荷载的最大冲击系数超过桥梁设计规范的容许值,通过调整伸缩缝的开口宽度可以将其控制在容许范围内.

摘要:为研究适用于大跨度铁路桥梁金属限位减震装置,推导建立一种金属限位减震装置的力学性能计算公式,提出了大跨度桥梁金属限位减震装置简化设计方法,并研发了装置的设计分析软件. 以郑万高铁某典型中承式混凝土平行拱桥为研究对象,提出大桥限位减震装置设计参数及其3种连接构造方案,理论计算了装置的力学性能参数,并开展了装置的力学性能实体有限元分析及其对全桥抗震性能影响分析研究. 结果表明:所建立的大跨桥梁金属限位减震装置设计方法适应性强、计算精度高,满足工程应用的精度要求,设计的限位减震装置可以满足高速铁路桥梁对行车舒适性和安全性的要求,具有良好的减震耗能作用,可降低大跨桥梁梁端位移约20%.

摘要:针对可重复使用运载器（RLV）的再入轨迹重构问题,提出一种基于变信赖域序列凸规划的RLV再入轨迹快速求解方法. 首先,通过离散化及对非凸约束的线性化处理,将RLV的非凸轨迹优化问题转换为凸优化问题,然后通过序列凸规划方法对凸优化问题进行求解. 在序列凸规划求解过程的初始迭代中,采用预测校正算法对初值猜测轨迹进行设计,确定轨迹求解的终端时间；在后续迭代过程中,设计基于优化性能指标的信赖域更新策略,提升算法的收敛性能. 在轨迹快速求解方法的基础上,考虑RLV再入过程中可能发生的突发事件,如实际轨迹大幅度偏离参考轨迹或目标点变更,基于变化的初值约束及终端约束在线重构轨迹,并结合重构轨迹和LQR（Linear quadratic regulator）方法设计再入制导律实现对重构轨迹的有效跟踪. 最后,将此设计方法与Gauss伪谱法及传统序列凸规划算法进行仿真对比验证. 仿真结果表明:变信赖域序列凸规划方法相较于伪谱法和传统的序列凸规划方法在轨迹求解实时性及收敛性方面有较大的提升,具备应用于轨迹在线重构的能力,此外,所提出的轨迹在线重构方法具备良好的鲁棒性以及抗扰性.

摘要:为研究结合关键性能指标（KPI）的偏最小二乘法（PLS）在系统故障诊断中的作用和应用,通过活性污泥数学模型（BSM1）,结合偏最小二乘算法,建立了可以模拟污水处理的仿真模型. 通过收集系统在正常情况下的输入和输出并建立关系矩阵,做到在实际应用时仅通过输入就可以判断是否出现故障. 利用仿真模型,通过改变天气、输入、先验知识的条件,并通过在仿真系统中加入可手动触发的乘法系数来模拟故障,可以验证偏最小二乘法在系统故障诊断中的表现. 研究结果表明:偏最小二乘法具有判断故障发生位置的功能. 这种功能的灵敏度和准确性可以通过结合关键性能指标而获得提升,故障诊断的灵敏度与准确性受到模型中模拟的天气因素以及算法中的先验知识的影响.

摘要:为了充分利用GNSS接收机导航滤波器先验信息对基带信号处理过程的捕获进行辅助,以提高捕获速度及灵敏度,以北斗B1I信号为研究对象,开展GNSS接收机导航滤波器辅助估计伪码相位、载波多普勒、NH码相位研究. 首先引入“虚拟路径”的概念计算伪码相位,并详细推导了由导航滤波器直接计算接收信号伪码相位的算法. 然后对伪码相位及多普勒频率的误差源和传播特性进行详细分析. 最后进行了捕获性能理论仿真分析. 结果表明:导航滤波器辅助伪码相位与多普勒频率估计条件下,能够将捕获灵敏度提高1.1 dB,平均捕获时间为1 ms；进一步加入对NH码相位估计的辅助从而扩展相干积分时间为20 ms,则额外可以提供12.8 dB的灵敏度提升,平均捕获时间为20 ms. 通过导航滤波器中的先验信息对信号捕获进行辅助,能够提高信号捕获性能,同时有助于降低无辅助条件下捕获装置频繁运行带来的功率损耗,所提出的算法可以直接应用到GNSS接收机及GNSS/INS深组合导航系统中.

摘要:为阐明特高压输电导线对X波段高分辨率合成孔径雷达卫星信号的电磁散射特性,首先分析了特高压输电导线的几何结构特征和材质,并基于悬链线方程建立导线的物理模型. 然后分析了特高压输电导线的X波段电磁散射特性,其中通过求解圆柱坐标系下的Helmholtz方程获得特高压输电导线的二维绕射系数,并利用增量长度绕射系数方法获得输电导线的三维绕射系数和三维雷达横截面积. 最后针对不同极化模式和不同导线直径,将特高压输电导线雷达横截面积（RCS）的理论计算结果与微波暗室测量结果进行对比分析. 结果表明:垂直-垂直和水平-水平极化模式下,不同直径特高压输电导线RCS理论计算结果与实际测量结果之间的最大平均相对误差为8.1%,初步验证了所提出的特高压输电导线X波段电磁散射特性分析方法的正确性.

摘要:为提高基于优化方法的网络社团结构识别算法的有效性,设计一种利用小世界效应加速生物地理学优化过程的网络社团结构识别算法. 首先基于矩阵随机编码建立网络社团识别生物地理学优化框架,在栖息地中全局进化地搜索对应于最大化模块度的网络社团划分. 然后,给出基于小世界效应的生物地理学迁移策略,可以加速进化算法的信息交换过程. 最后,运用该算法在现实网络和人工合成网络上进行实验. 结果表明:引入小世界效应能够降低网络社团结构识别算法的收敛时间；在典型现实网络与人工合成网络上运行该算法能够获得较高的模块度值与标准化互信息值；信息交换的拓扑结构能够优化进化算法效率. 应用小世界效应加速生物地理学优化的网络社团识别算法具有较好的可行性与有效性.

摘要:为提高电机和整个驱动系统的可靠性,建立偏心故障下定子齿磁通的数学模型. 根据偏心时定子齿磁通的时间、空间分布特点,提出一种可以全面反映偏心故障及其各项参数的故障特征量. 在实时测量定子齿磁通的基础上,提出故障特征量的具体算法以及偏心故障及其类型、方向、程度的诊断方法. 仿真和实验结果表明:所提出的方法可以在电机全运行范围内准确、有效地诊断偏心故障；可以对永磁同步电机的偏心情况进行实时监测,有效减小故障带来的损失,提高电机及驱动系统可靠性.

摘要:针对目前真空绝热板导热系数测量时间较长、成本昂贵等问题,提出一种埋入热流计快速测量真空绝热板（VIP）导热系数的方法. 首先应用ANSYS仿真证明了测量原理的可行性,建立了VIP导热系数测量系统,以获取内部压力不同VIP的输出信号频率变化值. 然后,通过埋入真空绝热板内传感器因温度变化引起的输出信号频率变化与导热系数之间的关系,对真空绝热板的质量和寿命作出评价. 最后,利用基于岭回归方法改进了极限学习机的模型（RRELM）,提高了极限学习机（ELM）的泛化能力. 实验结果表明:埋入热流计法可以实现VIP导热系数的快速测量,且与传统极限学习机相比,提出的RRELM模型通过修正导热系数与输出信号频率变化之间的关系,具有更高的测量精度.