桥梁与结构

  • 地震-滚石链生灾害下桥梁结构韧性抗灾设计方法研究

    何文涛;杨智乐;马睿;董慧慧;温佳年;

    为满足山区桥梁结构在地震-滚石链生灾害作用下的韧性抗灾需求,提出了基于多水准多参数的桥梁结构韧性抗灾设计方法。首先,提出了面向不同灾害等级的多级韧性目标体系;随后,提出了多灾害作用下,山区桥梁结构的两阶段设计方法,并制定了基于多水准多参数的山区桥梁结构韧性抗灾设计流程;最后,以四川彻底关大桥为工程实例载体,验证了所提韧性抗灾设计方法在山区桥梁结构中的适用性。分析结果表明,在不同设防水准下,墩柱均满足多级韧性目标要求,证实了所提设计方法具有较好的适用性。

    2026年01期 v.44;No.280 1-11+244页 [查看摘要][在线阅读][下载 2805K]
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  • 考虑竖向地震动的中小跨径梁桥地震响应特征研究

    陈洪伟;冯扬;伍隋文;

    中小跨径公路梁桥在我国交通网络中占据重要地位,尤其在西部山区,设计灵活、施工便捷的特点使其成为公路桥梁的主要形式。然而,该类桥梁直接支撑于支座上,支座水平摩擦阻力对竖向反力敏感,其地震响应易受竖向地震动影响。为研究我国西部地区中小跨径公路梁桥在竖向地震动作用下的抗震性能,基于OpenSees软件建立了3×30 m连续梁桥的非线性有限元模型,并选取了65组强近场地震记录进行非线性时程分析。通过对比考虑与未考虑竖向地震动2种工况下桥梁的水平地震响应,系统地研究了竖向地震动对桥梁水平地震响应的影响机理。研究结果表明,竖向地震动会显著增大主梁竖向地震动放大效应,主梁竖向地震动归一化均值约为1.1。当竖向地面峰值加速度大于0.7g时,在动轴力作用下,支座不能提供有效的竖向支撑,或承受远大于重力工况的竖向荷载,从而增加落梁和桥墩压溃的双重风险,严重威胁桥梁安全。同时,竖向地震动与水平地震动脉冲效应的耦合作用会放大结构的水平响应,并加剧结构的累积损伤。该研究成果可为中小跨径梁桥抗震设计提供重要依据,并为其抗震设计指明研究方向。

    2026年01期 v.44;No.280 12-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 1586K]
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  • 新型无缝桥面板关键技术研究与工程应用

    肖泽荣;叶帝航;陈冠华;陈贤俊;黄福云;

    为进一步提升车辆在桥梁伸缩缝处行驶的安全性和舒适性,提出了一种新型无缝桥面板构造,即通过设置多道胀缝和填充黏弹性填料,实现大缝化小缝、小缝化无缝的目标。该技术是利用有限元软件ABAQUS建立新型无缝桥面板实体仿真模型,以研究波形钢筋规格(包括直径、间距和矢高等参数)和胀缝宽度对无缝桥面板压缩与拉伸性能的影响;开展新型无缝桥面板缩尺试验,研究了新型无缝桥面板弹塑性特性和胀缝的变形性能,并分析了不同荷载工况下的应力分布规律。研究结果表明:增加钢筋矢高和直径可以显著提高无缝桥面板的弹性变形性能和承载能力,但会降低其塑性变形能力;合理设置波形钢筋间距能有效协调结构刚度与变形性能;1道胀缝的理想收缩伸长变形量为5.0 mm,此时黏弹性填料的应力松弛性能最佳。该研究成果已成功应用于某城市高架桥工程实践,使桥面平顺性和行车舒适性得到了显著改善,可为后续工程解决伸缩缝装置的病害问题提供新的技术思路和方向。

    2026年01期 v.44;No.280 22-29+294页 [查看摘要][在线阅读][下载 2826K]
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  • 西南潮暖区水泥混凝土桥面沥青铺装早期泛白问题成因分析

    周礼节;岳旭;谢亚东;

    为揭示西南潮暖地区高速公路水泥混凝土桥面沥青铺装早期泛白病害的形成机制,选取某未通车桥梁路段为研究对象,结合现场调查与室内试验开展了系统性分析。研究采用的技术方法包括:现场病害调查、X射线衍射成分分析、探地雷达检测、钻芯取样、渗水试验、空隙率与压实度测试。研究结果表明,泛白现象的形成主要是压实度不足、同步碎石封层防水效果差和层间排水受阻等多因素耦合作用的结果。这些因素导致雨水沿结构薄弱部位渗入并滞留于铺装层内。在气压差和毛细作用驱动下,水分迁移至路表,其中溶解的Ca(OH)_2与空气中的CO_2发生化学反应,生成碳酸盐沉积物,进而形成白色析出物。研究指出,桥面早期泛白病害实质上是“压实度不足—防水层性能差—排水不畅”条件下的水分迁移与析出的综合效应。基于上述分析,提出了针对性的处治措施,包括提升桥面沥青混合料的压实质量与结构致密性、优化同步碎石封层的防水性能、改善层间排水与结构排水系统、实施桥面防水层质量检测与维护、建立气候与施工条件适应性施工管理体系。该研究成果不仅揭示了西南潮暖地区高速公路水泥混凝土桥面沥青铺装早期泛白病害的形成机理,也为类似桥面铺装病害的预防与治理提供了科学依据和工程实践指导,具有重要的理论价值和实际应用意义。

    2026年01期 v.44;No.280 30-38+176页 [查看摘要][在线阅读][下载 2843K]
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  • 折线先张法预制梁内滑轮式弯起器力学性能数值模拟分析

    苏栋;赵东三;王皓;王硕;石嘉诚;

    应用折线先张法施工技术可以显著提高混凝土构件截面的抗弯强度,特别适合大跨度桥梁结构建设。为深入研究应用于折线先张法预应力混凝土梁建设工程的滑轮式弯起器,基于济南市大北环项目折线先张法预应力混凝土梁施工工程,利用ABAQUS有限元软件对其张拉预应力钢束过程进行了数值模拟,分析了其在钢束不同弯起角度下的受力性能。研究结果表明:滑轮式弯起器在实际张拉过程中与钢束接触部位达到了屈服强度,产生了塑性变形;随着钢束弯起角度的增加,弯起器与钢束接触位置的集中应力值和变形量持续上升,且增长速度逐渐加快,得到弯起角度与弯起器滑轮最大应力值的关系计算公式,为施工过程中弯起角度精细化控制提供了数据支持;引入钢束偏移系数K_o作为因弯起器变形导致的钢束定位偏移的监测和控制依据;不同张拉荷载等级下,各弯起角度下的钢束预应力损失率变化趋于稳定;通过对不同弯起角度下钢束预应力损失与弯起器滑轮变形量关系的研究,得到二者的关系计算公式,为折线先张法预应力梁弯起器的工程应用提供了一定的理论依据和数据参考。

    2026年01期 v.44;No.280 39-48+285页 [查看摘要][在线阅读][下载 3419K]
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  • 城市复杂环境下系杆拱施工方案比选与设计优化研究

    魏士统;姚伟;

    为研判沪通二期铁路45—48号墩系杆拱桥原设计、施工方案在城市复杂环境下的可实施性,通过优化原施工方案,引申出顶推和移运2个优化方案可行性的思考和分析,然后利用有限元建模梳理了实施难点和风险,验证了移运方案的适应性和综合优势,更辨析了工艺优化层面无法解决的根本性问题,最终顺利将系杆拱连续梁变更为钢桁梁,并按照整体移运方案稳步实施,使工期和风险全面可控。该过程表明,项目技术团队在施工方案比选和设计优化方面开展的正向探索产生了显著效果,其研究思路和策略对同类型工程具有很好的借鉴意义。

    2026年01期 v.44;No.280 49-58+253页 [查看摘要][在线阅读][下载 3277K]
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道路与交通

  • 基于AHP-模糊综合评价的城市自行车基础设施多维度评价模型研究与应用

    陈海航;胡倩倩;马梦杰;仲依维;童丹琦;余森彬;

    当前城市自行车交通系统面临基础设施不完善、网络连通性不足等多重挑战。笔者旨在构建科学、系统的自行车基础设施评价模型,为城市交通系统优化提供决策支持。研究构建了涵盖可达性、安全性、便捷性和舒适性4个维度的评价指标体系,通过德尔菲法与层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)确定指标权重,进而结合模糊综合评价方法建立科学评价模型。以金华市婺城区新狮街道为案例,运用AHP-模糊综合评价模型进行实例研究,结果表明:该区域自行车基础设施综合评价为“良”级,呈现3强1弱特征,安全性表现最佳,可达性最弱。基于评价结果,针对不同功能区提出差异化优化策略,包括教育集聚区安全导向策略、商业活跃区通行效率提升策略和景区接驳区特色体验优化策略。

    2026年01期 v.44;No.280 59-66+303页 [查看摘要][在线阅读][下载 2614K]
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  • 基于事件相机与事件-信号-图像转换的市政道路病害检测方法

    朱昱;刘仕福;李光耀;茹晨;南君丽;连宏兵;童峥;

    基于数字图像和三维激光的市政道路病害检测方法易受强光、阴影等复杂环境条件干扰,准确性难以保障。针对这一问题,笔者提出了一种基于事件相机与事件-信号-图像转换的市政道路病害检测与形态分割方法。首先,事件相机是一种超高频动态捕捉传感器,用于采集路表事件数据并将其表示为事件特征单元,实现强光、阴影等复杂市政道路环境下的路表信息采集;其次,自适应事件特征累积算法对比相邻时间戳的事件特征单元的相似度,并将其累积生成病害特征矩阵,实现市政道路病害的事件数据有效累计;最后,基于短时傅里叶变换深度神经网络,自动提取特征矩阵中的病害特征并实现病害检测与形态分割。在不同采集速度和光照环境下进行了准确性与稳定性测试,涵盖1 745组市政道路检测数据。试验结果表明,该方法的病害形态分割召回率、精度、F_1指数与交并比分别为87.23%、87.28%、87.24与76.69%,显著优于传统数字图像和三维激光方法。此外,该方法在强光、阴影等环境条件下的病害形态分割准确性基本保持稳定。

    2026年01期 v.44;No.280 67-74+84页 [查看摘要][在线阅读][下载 1893K]
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  • 基于双重失稳状态的高边坡抗滑桩方案比选和位移特征分析

    甘露;文继涛;傅伟栗;黄洪恩;

    为解决破碎带地质下高边坡易失稳的问题,以自贡市T3路宝珍井段道路高边坡工程为依托,提出双排方桩、双排方桩+锚索、单排方桩、单排圆桩+锚索4种加固方案,并采用三维弹塑性有限元模型,对边坡开挖与加固过程进行了动态模拟;通过分析边坡和支护结构的受力与变形规律,对比了其加固效果。研究结果表明:抗滑桩水平位移曲线沿桩身均呈现非线性分布特征,锚索使桩顶水平位移值得到了有利改善,其中方案4桩顶水平位移值最小,为16.28 mm;4种方案的坡顶沉降曲面均呈现出抛物线形分布规律,其中方案4最大沉降值最小,为50.2 mm,方案3建筑沉降差最小,为35.7 mm;边坡塑性区主要集中在破碎带附近;4种方案边坡滑动安全系数分别为1.325、1.206、1.416、1.566,其中方案4富余度最高;方案4工程造价最低,为654.35万元;采用方案4支护可兼具安全性和经济性。该研究成果可为类似边坡工程施工提供参考。

    2026年01期 v.44;No.280 75-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 2372K]
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  • 市政道路工程碳排放计算标准建设现状

    柳根金;周朝阳;谢含军;金程;刘华新;刘庆琰;马佳星;

    随着我国碳达峰碳中和“双碳”目标的提出,温室气体尤其是二氧化碳的核算,已成为紧迫且重要的战略任务。然而,目前我国在市政道路工程碳排放核算体系方面尚缺乏系统化的研究和文献梳理,碳排放核算标准体系也未建立。基于此,归纳了我国市政道路工程碳排放研究现状,梳理了国内外市政道路工程碳排放计算标准的现行状态和在编情况,指出我国现有相关标准存在适用范围有限、计算边界不统一、标准界定不一致、缺乏有效数据支撑、未形成标准化数据库等问题,并提出了未来的研究方向。研究目的旨在为市政道路工程碳排放标准体系的建设提供技术支持,并为相关领域的研究提供参考。

    2026年01期 v.44;No.280 85-93+303页 [查看摘要][在线阅读][下载 2804K]
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  • 基于动态交通流理论的智慧路内停车设计

    王云;王强;张博;杨龙飞;胡敏乐;

    城市道路资源为固定资源且建设费用高,而道路交通量却存在着时空变化特性。为有效解决城市停车难的问题,同时实现对道路资源的充分利用,首先,通过分析机动车出行的动静转换机制,结合道路交通流的日变、周变、年变以及不同城市发展阶段交通量的增长特性,总结了道路负荷度和交通运行的特征;随后,以不干扰交通正常运行为基础,给出了不同道路设计速度下,设置智慧路内停车位的交通条件;同时,基于道路设计中的机非分离、主辅分离和机非混行式横断面形式,提出了全时段与限时段路内停车位设计以及交通标线施划方法,并给出了路内停车位设置需遵循的原则;最后,提出了利用市政设施实现停车信息动态发布和停车智慧收费的路内动态停车管理办法,为道路交通设计者和管理者提供了智慧交通建设的思路。

    2026年01期 v.44;No.280 94-102+164页 [查看摘要][在线阅读][下载 3006K]
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  • 沥青路面大修工程数字化设计平台设计研究

    邓博;樊浩锐;张超;孙军;

    为解决沥青路面传统养护方法中存在的经验依赖性强、数据处理效率低、多源异构数据整合难等问题,聚焦于公路沥青路面养护工程数字化设计的数据架构构建。通过提出以数据中台为引擎、以统一编码规则为基石的分层架构模型,实现了检测、诊断、决策与设计全流程数据的标准化接入、一体化管理以及服务化复用。该数据架构依托唯一标识的数据治理机制和多源数据融合技术,成功构建了结构化的数字化设计数据体系,有效地打破了传统业务中的数据壁垒,为养护设计方案的科学生成与数字化交付提供了坚实支撑,同时为行业从经验驱动向数据驱动转型奠定了核心数据基础。

    2026年01期 v.44;No.280 103-110+119页 [查看摘要][在线阅读][下载 1739K]
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岩土与地下工程

  • 黏土地层钢板桩插拔扰动过程的颗粒流数值模拟研究

    孙法祥;江良元;赵金卫;郁宝刚;王洪涛;王金傲;

    钢板桩作为基坑施工中常用的支护手段,其插拔过程对周围土体的扰动机理尚不清晰。为深入研究钢板桩插拔过程对土体的扰动机制,通过颗粒流离散元数值模拟软件PFC~(3D)分析了钢板桩插拔过程中土层力链与颗粒位移的变化情况,并结合现场试验研究了不同钢板桩贯入深度和间距对地表沉降以及土体水平位移的影响。研究结果表明:钢板桩贯入后,土体的胶结状态发生了破坏且呈现出空间效应;钢板桩沉桩过程中,上部土体所受的位移扰动范围较大,而在桩端部位则局限于桩周区域;钢板桩拔出后,土体胶结破坏范围扩大,同时颗粒位移场也显著扩大,呈现出扰动累积效应;随着钢板桩贯入深度的增加,周围土体产生的扰动呈现出非线性大幅增长的趋势,且随着钢板桩间距的增大,土体所受的扰动程度有所减弱。该研究成果可为基坑支护设计提供一定的理论参考。

    2026年01期 v.44;No.280 111-119页 [查看摘要][在线阅读][下载 1851K]
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  • 隧道下穿施工对既有输电塔的影响分析

    周雷飞;潘龙;吕志涛;

    为明确隧道下穿施工对高耸输电塔的作用机制,以上坪隧道右线下穿132 m高输电塔工程为研究对象,结合工程地质条件,采用Midas GTS NX和Midas GEN软件,联合构建了输电塔-三维地层耦合有限元模型,通过地层-结构法模拟了开挖全过程,并对常规参数与地层抗变形能力弱化的劣化参数工况进行了对比;模型按边界效应控制原则设定了计算范围,地层采用摩尔-库伦本构模型与实体单元,以节点印刻实现了输电塔与承台网格的耦合;施工模拟用单元激活/钝化技术,分阶段模拟了开挖与支护过程。分析结果显示:隧道开挖后地层均呈“顶部沉降、底部隆起”特征,极值集中于开挖初始段与结束段,地层劣化显著放大了隧道的变形,其中隧道顶部最大沉降量增幅约72.8%;输电塔沉降呈“中间均匀、两端略大”型分布,与周边地层沉降协调性良好,无明显差异化沉降,地层劣化使电塔沉降量大幅增加,增幅约63.7%;地层参数与不同的开挖阶段对输电塔内力影响较小,其内力的变化主要由自身所受荷载决定。

    2026年01期 v.44;No.280 120-128页 [查看摘要][在线阅读][下载 2106K]
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  • 富水砾砂层叠落盾构隧道施工对邻近桥梁影响与保护措施

    马翔;王耕;林宇航;王旭东;李明建;赵子翰;

    沈阳地铁6号线沈水路站—市图书馆站盾构区间隧道从沈水路站始发,左、右线隧道呈现上下叠落方式侧穿二环桥,隧道净距3.0 m。二环桥为3跨连续梁桥,其变形控制标准高,抗变形能力低。因此,为制定合理可行的邻近桥梁保护措施,分析了上、下层盾构隧道掘进对邻近桥梁的影响。数值模拟结果表明,在盾构隧道通过期间,二环桥的沉降变形超过了控制值,隧道施工对桥桩周围地层叠加扰动效应明显。结合现场实际条件,对下洞隧道采用了环向钢支撑加固、两隧道间的夹层土进行注浆加固、在隧道穿越期间对桥梁进行预顶升等措施。桥梁变形监测结果与盾构隧道内的钢支撑受力测试结果表明,桥梁的各项变形值均在控制值范围内,桥梁综合保护措施取得了较好的效果。

    2026年01期 v.44;No.280 129-136页 [查看摘要][在线阅读][下载 2152K]
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  • 三洞并行公路隧道施工期通风方案设计与优化

    苟承志;

    以乐西高速大凉山1号隧道为研究对象,针对原通风方案中存在的局部污风循环问题,提出了增设风门与射流风机组的改进措施以优化通风效果,然后采用数值模拟方法对改进方案的通风特性进行了分析,并结合现场监测数据验证了模拟结果的可靠性。分析结果表明:增设风门可有效阻断局部污风循环路径,轴流风机通过高效排风减少了气流动能损耗,显著提升了出风口风速,优化了隧道内整体通风效率。流场达到稳定状态后,瓦斯浓度最高值集中在隧道工作面附近,CO浓度峰值则出现在平导出口区域,且该区域CO浓度变化呈现“先降低、后升高”的趋势;涡流区域内瓦斯浓度上升速率较快,回流区域的瓦斯浓度梯度明显增大,瓦斯最大浓度值受通风条件参数变化的影响可能产生波动;从风管异侧至同侧方向,稳定回流区内的瓦斯浓度呈逐步升高的分布特征。现场监测结果显示,隧道内污染物(瓦斯、CO)的运移规律、浓度分布特征和风速场的实际分布情况,均与数值模拟所得的流场特征高度吻合,进一步验证了改进方案与数值模拟方法的合理性。

    2026年01期 v.44;No.280 137-145页 [查看摘要][在线阅读][下载 1870K]
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  • 增压式真空预压现场应用研究综述

    曹雄;刘越;宋敦安;

    增压式真空预压作为一种改进的真空预压地基处理方法已被广泛应用,但在不同工程中的应用效果差异较大。基于文献资料中的工程应用案例,对增压式真空预压的技术、工艺参数和相应的应用效果进行了分析,并进一步探讨了改进的方向,以便为工程实践提供参考和指导。研究结果表明,增压式真空预压技术参数中,增压压力极具差异性,但不同增压压力下均有成功应用案例;增压压力较高或注气时间较长时,气体沿管壁上泄导致真空度降低是应用效果不理想的一大诱因。增压式真空预压相比常规真空预压,预压期地表沉降增幅在4.5%~25.0%,沉降量同样在地表下10.0 m深度内完成一半以上,深层地层压缩率通常稍大,增压管深度范围内处理后的地基十字板剪切强度是常规法的1.15倍以上。增压式真空预压相比直排式真空预压,增压管上半段和中下段范围内处理后的地基十字板剪切强度分别减弱和增强,增压段以下剪切强度相对接近,其中无砂直排技术起到了关键性的作用。因此,建议增压式真空预压可在增压实时控制、增压管防泄漏、增压工艺参数和模式上做进一步的研究与改进,也可结合热固结、生物(或化学)加固和其他地基加固技术等,以提高技术应用效果和效率。

    2026年01期 v.44;No.280 146-155页 [查看摘要][在线阅读][下载 2127K]
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  • 排洪隧洞爆破荷载对填埋场防渗结构的影响分析

    赖小东;张伟;罗杰文;

    以深圳市下坪固体废弃填埋场项目为依托,西段排洪隧洞为研究对象,选取HDPE膜拉伸变形或拉伸应力作为安全控制指标,采用数值模拟方法评估了垃圾填埋场防渗结构稳定性受隧洞开挖爆破振动荷载的影响。研究结果表明:爆破产生的应力波以近似圆形沿隧洞壁向外传播,并在围岩-垃圾堆体交界面处出现反射和折射现象;HDPE膜拉伸应力主要受静力荷载控制,爆破荷载引起的拉伸应力增量很小,HDPE膜距离屈服破坏较远。另外,垃圾堆填体内的爆破最大附加应力较小,地表振速小于振控速度,爆破荷载对垃圾堆体稳定性影响较小。总体上看,在爆破施工方案下,垃圾填埋场的HDPE膜处于安全状态,但地表斜坡面上铺设的HDPE膜受力最大,最为危险,因此建议在实际施工中采取加强监测等措施。

    2026年01期 v.44;No.280 156-164页 [查看摘要][在线阅读][下载 1902K]
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  • 浅埋隧道缓倾层状围岩变形破坏特征分析研究

    夏剑平;

    为解决浅埋隧道缓倾层状围岩开挖后易出现的变形破坏问题,保障隧道施工安全,以屏峰山隧道为研究对象,采用3DEC数值模拟方式,分析了不同岩层倾角下浅埋隧道缓倾层状围岩变形破坏特征和机理。通过控制变量法优化了锚杆参数,并提出了非对称锚杆支护方案,最后,通过现场监测验证了支护效果。结果表明:屏峰山隧道缓倾层状围岩无地质偏压风险,围岩变形由浅埋压力与层理弱面效应主导;随着岩层倾角增大,围岩变形从对称变形转向弱面主导的非对称滑移,位移向左拱腰、右边墙层理倾向侧集中,左拱腰初期支护所受压应力随倾角增大而增加;锚杆最优基础参数为长度5 m、间距1.0 m×1.0 m,非对称支护方案为左拱腰与右边墙锚杆加长至7 m、间距加密至0.8 m×0.8 m;监测结果显示,现场实施该支护方案后,拱顶最大沉降量为24.40 mm、两腰最大收敛量为11.31 mm,围岩变形经历快速上升期、持续增长期后趋于稳定,无明显变形破坏,验证了非对称锚杆支护的有效性。该研究成果可为同类隧道围岩控制与施工安全管理提供工程借鉴。

    2026年01期 v.44;No.280 165-176页 [查看摘要][在线阅读][下载 2261K]
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  • 考虑砂土密实度影响的沙漠管桩承载性能离散-连续耦合分析

    余友谊;莫桂梅;史子杰;李杰生;冼芳任;

    基于沙漠地区光伏建设沉桩承载力超过上部结构设计要求的问题,利用离散元数值模拟的方法和离散-连续耦合模型,系统分析了沙漠砂土密实度对开口管桩沉桩过程中土塞发育、土体变形和沉桩阻力的影响机制,并与闭口管桩进行了对比。研究结果表明:1)砂土密实度显著影响了沉桩响应,高密实砂土中剪胀效应增强,形成稳定土拱。2)沉桩阻力以外摩阻力为主导,桩周剪切区集中且被动拱发育深达1.8倍桩径,而低密实砂土中土拱结构失稳、阻力波动显著,土塞发育高度不稳定。3)开口管桩与闭口管桩侧摩阻力试验结果表明,开口管桩因土塞效应显著弱化了挤土效应,剪切区范围减少约40%、被动拱深度降低45%,沉桩阻力下降40%,且阻力构成由桩端承载力主导转变为侧摩阻力主导,揭示了土塞对能量传递路径的重构作用。该研究成果为沙漠地区光伏桩基的优化设计与施工控制提供了理论依据。

    2026年01期 v.44;No.280 177-185页 [查看摘要][在线阅读][下载 2000K]
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  • 压缩空气储能人工硐室建库围岩条件研究进展

    陈斌;梅延文;袁雪萌;纪洪福;李博文;王旭;

    压缩空气储能(compressed air energy storage,CAES)是一种前景广阔的大规模储能技术,具备容量大、周期长和效率高等优点。然而,由于其对储气条件的严格要求,天然储气室在常见系统中往往难以获得,因此建设大规模的储气设施面临较大挑战。当前人工硐室型储气库相较于传统的岩穴型储气库有诸多优点,更加适合用于CAES电站的储气库建设。笔者基于国内外关于CAES人工硐室型储气库建造的研究经验,总结了CAES人工硐室型储气库在建造时对选址、岩石地质条件以及建厂条件等方面的工作要求,并从多角度对人工硐室地下储气库建造技术进行了探讨。该研究成果对未来人工硐室建设以及CAES发展具有重要指导意义。

    2026年01期 v.44;No.280 186-192页 [查看摘要][在线阅读][下载 1411K]
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  • 融合静动态特征的高铁隧道进口段拱顶沉降预测模型研究

    卢振忠;

    针对复杂地质条件下高铁隧道进口段拱顶沉降长期预测难题,选取围岩等级、隧道埋深、黏聚力和内摩擦角等静态地质力学参数与开挖初期拱顶沉降序列(A2~A8)等11个影响因子,提出了一种基于卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)和长短期记忆神经网络(long short-term memory,LSTM)的预测模型。以某高铁隧道进口段为工程背景,首先对Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅴ级围岩的拱顶沉降与周边收敛进行了监测特征分析,结果表明,变形普遍呈快速增加—缓慢增加—趋于稳定的时程特征,且围岩等级对累计沉降值的影响最为显著。随后,在同一数据集上,将所提出CNN-LSTM模型与LSTM、ANN-LSTM等传统模型进行预测性能对比,结果表明,在决定系数R~2、均方误差MSE、平均绝对百分比误差MAPE指标上,CNN-LSTM模型均表现出显著优势。针对4个不同工况下的独立验证测试,CNN-LSTM模型表现最优,其R~2均在0.93以上,表明其具有较强的泛化能力。敏感性分析揭示了各影响因子的贡献度排序:围岩等级和黏聚力对最终沉降的贡献最为突出,其次为内摩擦角、隧道埋深和开挖初期拱顶沉降时间序列。研究结果表明,将开挖初期拱顶沉降时间序列与静态地质力学参数在深度网络中协同表征,能够实现隧道进口段拱顶最终沉降的提前预测,从而为工程现场的支护优化设计、监测方案加密与风险预警决策提供定量化理论支撑。

    2026年01期 v.44;No.280 193-201页 [查看摘要][在线阅读][下载 2209K]
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  • 运营铁路下大断面箱涵顶进施工变形机理与控制技术研究

    陈天艳;姜艳红;

    针对大断面箱涵顶进施工中既有铁路轨道沉降大、变形控制困难的问题,提出了一种基于纵横梁加固体系与分阶段线路整修、注浆加固技术的轨道沉降控制技术。依托北京市某城市道路下穿京哈铁路工程,通过开展全过程现场监测与数值模拟研究,系统地揭示了不同施工阶段在列车荷载作用下,轨道、纵横梁、桩基协同受力的“M”形弯矩分布与“W”形纵向沉降演化特征,并阐明了受力体系转换的关键时段与峰值沉降触发机制。通过实施2次线路整修与2次注浆加固,顶进阶段产生的101.2 mm沉降峰值得以快速回落并稳定至≤1.8 mm,实现了铁路限速条件下的安全可控运营。该研究提出的基于监测反馈的动态加固与整修技术体系,验证了多阶段沉降控制措施的可行性,为类似下穿铁路工程提供了新的技术路径与设计参考依据。

    2026年01期 v.44;No.280 202-211页 [查看摘要][在线阅读][下载 1782K]
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  • 道路管线开挖卸荷效应下对地铁隧道结构竖向变形影响研究

    崔楠;郭立波;肖骁骐;马国峥;建健;

    针对北京既有地铁14号线来广营站—善各庄站区间正上方的道路、雨水和排水管线施工,结合数值模拟分析和现场变形监测,分析了城市既有地铁上部开挖卸荷条件下的地基变形治理措施,并于开挖施工前对地铁结构变形的安全性进行了分析评估。研究结果表明:既有地铁结构变形模拟计算数据与现场监测数据基本一致,变化趋势吻合;邻近深基坑开挖造成地铁结构产生的最大变形值,是受土压力卸载影响,从而导致结构内力值减小,上浮现象明显;结构完成回填后,地铁结构变形出现了一定的恢复现象。既有地铁结构监测竖向变形累计值未超过预警值。该研究成果可为今后既有地铁上部开挖施工邻近范围内发生的地铁结构安全变形评估、分析控制提供参考与借鉴。

    2026年01期 v.44;No.280 212-220+230页 [查看摘要][在线阅读][下载 2089K]
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材料

  • 宽温域型橡胶沥青改性机理与综合性能评价研究

    狄海波;陈代磊;熊保林;周林;阳恩慧;邱延峻;

    随着我国交通运输事业的快速发展,废旧轮胎产生量激增,“黑色污染”问题日益严峻。在该背景下,将废旧轮胎加工为胶粉并应用于沥青改性,既能实现资源循环利用,又能提升沥青路面性能。为了深入阐释其改性机理与路用性能,为我国废旧轮胎资源化利用产业链的完善与绿色交通基础设施建设提供技术支撑,以橡胶沥青为研究对象,并以70号道路石油沥青与SBS改性沥青为参照。通过微观表征与宏观性能测试相结合的方法,系统地探究了橡胶沥青的元素组成、分子作用机理、热稳定性及其在宽温域(-24~100℃)区间内的流变性能和疲劳特性。研究结果表明:与70号道路石油沥青和SBS改性沥青相比,橡胶沥青中的S、N、O等元素占比更高,其为物理共混且形成了三维网络结构。在宏观性能上,橡胶沥青在-24~100℃的宽温域范围内表现出了优异的综合性能:高温抗车辙能力最强,低温抗裂性能最优,抗疲劳性能介于70号道路石油沥青与SBS改性沥青之间。这些特性使其特别适用于重载交通和高温工况条件下的道路建设,为实现废旧轮胎资源化利用与提升沥青路面性能提供了可靠的技术方案。

    2026年01期 v.44;No.280 221-230页 [查看摘要][在线阅读][下载 1790K]
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  • AZD复合抑烟橡胶沥青抑烟效果与路用性能研究

    王永卫;李少波;于涛;李炜;付福光;张倩;

    橡胶沥青在拌和与摊铺过程中会排放大量含有毒有害物质的沥青烟,对人体健康和环境造成严重危害。以吸附材料活性炭(activated carbon,AC)、新型无机阻燃材料铝酸锌(zinc aluminate,ZA)和有机阻燃材料十溴二苯乙烷(decabromodiphenyl ethane,DBDPE)为基础材料,研制出了一种复合型橡胶沥青抑烟剂(AZD)。通过自制的橡胶沥青烟模拟产生与富集装置对抑烟率进行测试,以沥青软化点、针入度、延度和抑烟率为评价指标,采用单因素试验对每种抑烟材料的掺量范围进行了预估,并利用正交试验和矩阵分析法优化了复配比例。研究结果表明,当AC、ZA、DBDPE的掺量分别为橡胶沥青质量的2.0%、0.5%、2.0%时,抑烟效果最佳,抑烟率可达53.57%。经气相色谱-质谱联用(GC-MS)试验测试,AZD对正构烷烃和含硫、含氮化合物的去除率分别为61.0%~94.3%和24.4%~74.5%,对间二甲苯的抑制率为44.5%,对萘的抑制率为41.0%。此外,AZD的加入显著改善了橡胶沥青的性能:离析试验、旋转薄膜烘箱老化试验和温度扫描试验表明,其热储存稳定性、抗老化性能和高温流变性能均提升。差示扫描量热(DSC)测试显示,橡胶沥青的玻璃态转变温度从-25.57℃(普通橡胶沥青)升至-25.34℃(+AZD橡胶沥青),表明其脆性增强,但低温流变性能稍有下降。该研究成果可为道路沥青的生产与施工提供技术支撑,助力道路建设行业实现绿色低碳转型,同时为沥青抑烟剂的研发提供参考。

    2026年01期 v.44;No.280 231-244页 [查看摘要][在线阅读][下载 2233K]
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  • 基于红外光谱与ANN网络的SBS改性沥青中SBS掺量快速检测方法研究

    卫昶孝;杨卓航;张兵;江云关;张壮;张景辉;韩晓斌;

    针对SBS改性沥青中SBS掺量检测周期长、精度偏低以及现场适用性差等问题,提出了一种基于衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)与人工神经网络(ANN)的快速定量分析方法。以基质沥青为原材料,通过熔融涂膜法制备了SBS掺量为3.0%~5.0%的改性沥青试样,利用ATR-FTIR技术采集光谱数据,并系统筛选SBS聚合物的特征红外吸收峰,同时引入Savitzky-Golay算法进行了光谱平滑预处理,有效地提高了信噪比和特征区分度。将光谱数据点划分为训练集、验证集与测试集后,通过构建FTIR-ANN耦合定量模型,实现了对改性沥青中SBS掺量的高精度快速检测。试验结果表明,该方法检测准确率的相关系数R~2达到0.989 97,平均预测误差低于1.5%,且线性回归模型抗干扰能力更强。该方法成功实现了SBS掺量高精度与高效检测的统一,可解决传统方法的局限性,为工程现场改性沥青质量管控提供可靠的技术手段。

    2026年01期 v.44;No.280 245-253页 [查看摘要][在线阅读][下载 2091K]
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  • 塑钢纤维对废弃陶瓷水泥砂浆力学性能的影响研究

    林祺;黄涛;马明;刘钟仁;周珍伟;张立卿;

    塑钢纤维具有优异的力学性能,而废弃陶瓷经过简单研磨处理后可作为水泥基复合材料中的辅助胶凝材料与骨料。若将塑钢纤维与废弃陶瓷结合掺入水泥基复合材料中,不仅能有效缓解塑料和废弃陶瓷在处理端产生的环境污染问题,还能显著提升水泥基材料的力学性能。因此,采用不同掺量(体积分数)的塑钢纤维以及不同掺量(质量比)的废弃陶瓷粉和废弃陶瓷细骨料制备了塑钢纤维复合废弃陶瓷水泥砂浆,并研究了塑钢纤维掺量对其力学性能的影响。研究结果表明,0.15%塑钢纤维对废弃陶瓷水泥砂浆抗压强度和抗折强度影响最为显著,其养护28、90 d的抗压强度较PS0组试件分别提高了9.1%、24.4%。此外,0.05%塑钢纤维能显著提升废弃陶瓷水泥砂浆的韧性,其养护28 d时弯曲荷载和压缩荷载峰值对应的位移值较PS0组试件分别提升了103.4%和3.2%,养护90 d的断裂能和压缩功分别提升了179.9%和46.7%。塑钢纤维填充于砂浆内部,其优异的韧性和强度能有效增强砂浆,抑制砂浆内部缺陷扩展,从而提升废弃陶瓷水泥砂浆的力学性能。

    2026年01期 v.44;No.280 254-261页 [查看摘要][在线阅读][下载 1509K]
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  • 基于响应面优化的粉煤灰改良铁尾矿砂路基填料性能评价

    罗忠军;

    为解决铁尾矿砂整体性差、难以直接用于路基填筑的问题,以厦门地区铁尾矿砂为研究对象,采用粉煤灰对其进行改良,并结合Box-Behnken响应面设计方法,系统开展了无侧限抗压强度试验、抗压回弹模量试验、水稳定性试验和扫描电子显微镜(SEM)试验。试验结果表明:1)改良铁尾矿砂的最佳配合比为胶砂比0.4、粉煤灰掺量10%、水泥掺量20%、压实度93%;2)抗压回弹模量随养护龄期的增加呈非线性增长趋势,其中初期增长显著,后期增长逐渐趋缓;3)水稳定系数在试验过程中表现为先减小后增大的变化趋势,当粉煤灰掺量为20%时,水稳定性达到最佳;4)SEM分析显示,粉煤灰通过孔隙填充和火山灰反应改善了铁尾矿砂的结构致密性,但当粉煤灰掺量超过20%时,会出现惰性填充效应,导致材料性能下降。因此,掺入适量粉煤灰能有效提升该地区铁尾矿砂的力学性能和耐久性能。该研究成果可为类似尾矿材料在高速公路路基填料中的应用提供理论依据和实践参考。

    2026年01期 v.44;No.280 262-269页 [查看摘要][在线阅读][下载 1830K]
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  • 再生混凝土骨料掺量与磨耗处理对水泥稳定碎石路用性能的影响

    杨斌;张宇;王雪霞;袁豪;王岩;管延华;孙仁娟;

    为探究再生混凝土骨料应用于路面半刚性基层时的收缩性能与抗冻性能,开展了不同掺量的再生混凝土骨料和磨耗再生混凝土骨料对水泥稳定碎石击实性能、温缩性能、干缩性能和抗冻性能影响的试验研究。试验结果表明:再生混凝土骨料显著提升了水泥稳定碎石的温缩系数,在50%、100%再生混凝土骨料掺量条件下,平均温缩系数较天然骨料分别提升了58.73%、89.38%;而掺入50%、100%磨耗再生混凝土骨料时,平均温缩系数较相同掺量的再生混凝土骨料分别降低了16.35%、19.42%。在干缩性能方面,掺入50%、100%再生混凝土骨料使水泥稳定再生碎石的干缩系数较天然骨料分别提升了10.53%、25.16%;而掺入50%、100%磨耗再生混凝土骨料时,干缩系数较相同掺量的再生混凝土骨料分别降低了9.47%、12.13%。此外,随着再生混凝土骨料掺量的增加,水泥稳定再生碎石冻融循环后的无侧限抗压强度逐渐下降。其中,掺入50%、100%再生混凝土骨料的水泥稳定再生碎石,在冻融循环20次后,其无侧限抗压强度较掺入相同掺量的磨耗再生混凝土骨料分别降低了2.62%、20.57%。

    2026年01期 v.44;No.280 270-277页 [查看摘要][在线阅读][下载 1457K]
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工程管理

  • “双碳”目标下的轨道交通绿色化发展

    刘魁刚;李倩倩;郭婷;许立言;樊健生;赵世铭;

    轨道交通运输是能源消耗的关键领域,推动轨道交通能源结构的改革是实现碳达峰和碳中和目标的关键途径,其优化方向贯穿于规划设计、建造施工、运营维护的全生命周期。首先,明确了轨道交通与能源供给的发展需求,阐明了绿色城市轨道交通发展去碳化的必要性,分析了建造和运营阶段能耗分布,其中运营阶段以牵引和通风空调系统为重点耗能部分,而建造阶段仍高度依赖燃油机械,电动化、清洁化水平较低。其次,量化了轨道交通建造阶段的能耗占比和存在的问题,并以北京市轨道交通昌平线南延工程、13号线扩能提升工程为典型案例,重点分析了施工阶段的机械设备能耗情况。最后,从能源供给清洁化、系统运行智能化和多能协同优化等角度,总结并提出了支撑轨道交通和能源系统深度融合的关键技术体系,对行业实现“双碳”目标具有重要参考价值。

    2026年01期 v.44;No.280 278-285页 [查看摘要][在线阅读][下载 1608K]
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  • 基于GBIM云平台的京津冀地区联动风险治理探究

    董慧凝;张与其;李全明;陈程;张进;李伟;

    跨区域风险治理是京津冀协同发展面临的关键挑战。基于GBIM云平台的京津冀地区联动风险治理探究,旨在应对京津冀地区复杂多元的区域性风险挑战。传统分散式治理模式存在信息共享不畅、协同滞后等问题,难以满足区域一体化风险防控需求。为此,笔者融合社会科学中的应急管理与自然科学中的信息技术,构建了京津冀区域联动风险治理框架,并以“GIS+BIM+云平台”为载体,提出了覆盖数据层-服务层-应用层-展示层的GBIM云平台技术。该平台集成地理信息与建筑信息模型,支持多源数据融合与智能分析,实现了从风险监测到应急处置的全流程管理。以城市地下管廊GBIM智慧应急平台为例,验证了该平台在实时监测、风险预警与应急处置方面的有效性与实用性。研究结果表明,GBIM云平台能够提升区域风险治理的协同效率与决策科学性,为京津冀乃至全国跨区域风险共治提供了可借鉴的技术路径与管理范式。

    2026年01期 v.44;No.280 286-294页 [查看摘要][在线阅读][下载 1918K]
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  • 城市更新背景下老旧小区绿色改造项目风险管理研究

    高京奕;

    老旧小区(old residential areas,ORAs)绿色改造是推动城市更新、实现既有建筑可持续发展的重要途径。然而,改造项目中存在的多种风险阻碍了这一进程的推进。笔者从项目全生命周期出发,识别了老旧小区绿色改造项目的风险因素,并构建了基于C-OWA(Continuous Ordered Weighted Averaging,连续有序加权平均)算子和灰色聚类分析的风险评估模型;通过问卷调查收集了老旧小区绿色改造项目参与者对各风险因素发生可能性和对项目影响程度的评价;最后,以天津市滨海新区的老旧小区绿色改造项目为案例,验证了风险评估模型的有效性,综合风险评价结果和问卷调查结果,对该案例的风险成因进行了分析,并提出了应对措施。研究成果可为老旧小区绿色改造项目的风险管理提供参考。

    2026年01期 v.44;No.280 295-303页 [查看摘要][在线阅读][下载 1633K]
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