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为探究重车荷载下大跨度碳纤维增强聚合物(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)索斜拉桥的车桥耦合振动特性,基于车桥耦合振动理论,选取桥面不平度、车重、车速及车辆偏载距离为敏感参数,对比分析 CFRP 索斜拉桥与传统钢索桥的动力响应及冲击系数敏感性.结果表明:桥面不平度是2 类桥梁动力响应的主导因素,而车速影响则呈现共振敏感特征;CFRP 索斜拉桥的冲击系数随车重增加呈非线性递减趋势,随路面等级降低而显著增大,车辆偏载距离对宽幅桥面跨中截面影响较小.CFRP 索斜拉桥冲击系数普遍高于《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2015)中基于桥梁基频确定的计算值,表明仅依靠基频确定冲击系数的方法未能充分考虑多因素耦合效应,在重载及复杂路况下偏于不安全.2 类桥梁冲击系数的构件类型敏感性排序呈反向特征:CFRP 索斜拉桥为 CFRP 索>桥塔>主梁,钢索桥为主梁>桥塔>钢索,反映了材料特性对桥梁振动敏感构件的主导影响.2 类桥梁主梁冲击系数的敏感性核心差异体现在车重与车速的排序反转:CFRP 索斜拉桥为桥面不平度>车速>车辆偏载距离>车重,钢索桥为桥面不平度>车重>车速>车辆偏载距离;2 类桥梁拉索冲击系数的敏感性排序与主梁一致,CFRP 索对车速的敏感性显著高于钢索,而对车重的敏感性较低,但两者均对桥面不平度最为敏感.
CFRP索斜拉桥钢索车桥耦合动力响应冲击系数参数分析
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高性能混凝土凭借其高强度、高耐久性、良好工作性等优势,在公路工程路基加固、桥涵构造物修复、边坡防护等关键部位得到广泛应用.结合水官、清平高速公路日常养护及水官高速东行K9+240边坡滑塌加固治理工程实践,系统分析高性能混凝土材料的配比设计要点,详细阐述其在路面基层修复、桥涵铺装层施工、边坡加固等场景的施工应用技术,并建立全流程质量控制体系,为公路工程高性能混凝土的规范化应用提供技术参考.
公路工程高性能混凝土配比设计施工应用质量控制
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针对预制混凝土桥梁收缩徐变效应计算简化问题,依据JTG 3362-2018《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》推导收缩徐变等效温降理论计算表达式.选取4×40 m先简支后连续预应力混凝土预制梁桥为研究对象,系统探究构件理论厚度、环境年平均相对湿度、加载龄期及预应力水平等关键因素对收缩徐变等效温降的影响特性.结合Midas Civil有限元数值模拟与理论计算开展对比验证,确定预制小箱梁与预制T梁的收缩、徐变等效温降取值标准.研究结果表明:等效温降随构件理论厚度增加呈递减规律,环境年平均相对湿度降低将显著加剧等效温降效应;延后加载龄期能够有效削弱收缩徐变引起的等效温降,而预应力水平提升会使徐变对应的等效温降进一步增大.量化分析结果显示,环境年平均相对湿度40%~70%工况下,两类梁体收缩等效温降推荐取值为28~33 ℃,徐变等效温降推荐取值为20~30℃;环境年平均相对湿度70%~99%工况下,两类梁体收缩等效温降推荐取值为17~19 ℃,徐变等效温降推荐取值为15~23 ℃.该研究结论可为预制混凝土梁桥收缩徐变简化算法提供技术参考.
收缩徐变等效温降加载龄期环境湿度预制梁
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为探究分离式基础涵洞侧面填土高度对地基承载力的影响,并确定地基承载力的计算方法,该文采用假定滑动面法,推导了考虑涵洞侧面填土作用时的地基极限承载力解析解,同时利用有限元软件研究了不同地基土和涵洞侧填土高度下分离式基础涵洞的地基沉降变形特性.结果表明:考虑涵洞侧面填土作用可增大分离式基础涵洞的地基承载力,且地基极限承载力与涵洞侧填土高度呈线性正相关;以工后沉降量不超过20 cm作为控制项,采用《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG 3363-2019)第4.3.4条公式对分离式基础涵洞的地基承载力特征值进行侧填土高度修正具有可行性.
涵洞分离式基础地基承载力涵侧填土沉降控制
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文章对有远期扩建计划的高速公路互通立交设计方案进行研究,拟定变速车道出入口连接部近远期同步实施设计方案.研究结果表明:在运营远期有扩建计划的高速公路项目,按照同步实施要求拟定互通立交变速车道连接部近期、远期设计方案具有可行性,在近期建设连接部时应同步施工远期路基工程、桥涵工程等,而路面工程和安全设施应按照近期方案施工.该方案可以节省远期扩建时出入口连接部二次建设投资,减少二次征地、拆迁,降低实施难度.
高速公路互通立交连接部近远期同步实施
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为解决破碎基岩区嵌岩桩设计问题,通过分析国内两种行业规范嵌岩桩承载力计算方法、计算参数和适用范围,根据《公路桥涵地基与基础设计规范》计入岩石完整程度的基桩端阻、侧阻发挥系数的思路,确定了破碎基岩对应的承载力折减比例,对《建筑桩基技术规范》的嵌岩桩计算系数进行了修正,获得适于建筑桩基的破碎基岩嵌岩桩承载力计算方法.使用基于修正 Hoek-Brown 准则等效的 Mohr-Coulomb 抗剪强度指标进行有限元模拟,得到较破碎基岩嵌岩桩单桩极限承载力,针对不同完整程度持力层建立桩筏基础模型,分析其承载能力与单桩承载性状.结果表明,修正后的承载力计算方法具有合理性,较破碎基岩作为群桩基础的持力层具有较好的承载能力.研究成果应用于济南破碎基岩区某超高层项目的桩基优化设计,相关成果可供同类工程参考.
破碎基岩嵌岩桩承载性状桩基优化
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某库区水电站进场二级公路全长 68 千米,路基宽度为 8.5 米,荷载要求达到公路-Ⅰ级,需按挂-300 进行验算.该公路常规桥梁为 20 米至 40 米的 T 型梁桥.本文借助 Midas Civil 软件开展建模模拟仿真计算,以确定控制设计荷载,对原交通部于 2006 年出版的《公路桥涵标准图》进行复核.同时针对本项目中的重载桥梁提出结构调整措施,使其满足桥梁设计规范的技术要求,为从事水电站库区重载公路桥梁设计的人员提供参考.
重载公路公路-Ⅰ级特种平板挂车-300车道荷载
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针对公路小桥涵设计过程中遇到的一些实际问题进行分析,包括桥涵平面位置选择、上下部结构选择、结构尺寸等方面,论文结合设计实践中的实际问题,开展针对性技术分析,通过统一全省小桥涵标准图集、同区域基础埋置深度按照海拔高度进行区分等措施,以确保小桥涵在实际设计工作中,在满足实用性、耐久性、安全性、经济性与环境协调性的同时,兼顾标准化施工、后期养护维修及升级改造的需求.
公路工程小桥涵设计青海省结构尺寸问题分析
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针对现行《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362-2018)抗倾覆验算方法难以适配增设钢盖梁独柱墩桥梁复杂失效机制与非线性响应的问题,基于几何失稳与强度破坏双重失效模式竞争机制,提出一种适用于增设钢盖梁独柱墩桥梁的抗倾覆稳定系数验算方法.该方法在现行规范方法的基础上考虑钢盖梁实际力学响应,构建多尺度多单元有限元模型,量化钢盖梁刚度对支座反力重分布的影响.为验证文中所提方法的可行性,以采用增设钢盖梁方式提升抗倾覆性能的某城市互通立交匝道桥为背景,采用该方法计算桥梁抗倾覆稳定性系数,并与现行规范方法的计算结果进行对比.结果表明:该方法计算得到的抗倾覆稳定性系数较现行规范方法降低约17.9%,能够更精准地反映结构改造后的抗倾覆安全冗余度,可为增设钢盖梁提升独柱墩桥梁抗倾覆能力的方案设计提供可靠的理论借鉴与工程参考.
匝道桥独柱墩桥梁钢盖梁稳定性系数抗倾覆验算有限元法
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针对非洲某海外环城高速总承包项目,论文提出海外高速公路工程设计优化五大核心原则,围绕道路、桥涵、排水防护、交通安全照明各专业开展平纵线形、路基路面、桥型基础、边坡防护及照明设施等多方面设计优化实践.工程实践表明,该系列优化措施可有效节约工程造价、压缩工期,提升工程综合效益.
海外高速公路设计优化道路桥涵排水防护交通安全照明