同济大学学报(自然科学版)

1915 年创刊

月刊

ISSN 1000-0054

CN 11-2223/N.

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土木工程与建筑学

  • 桥台对连续梁桥纵向地震响应的影响

    王翼;李建中;

    以一座带桩基础U形座式桥台的连续梁桥为背景,采用非线性时程方法,研究主梁、桥台和台后填土相互作用对桥梁结构纵向地震响应的影响,探索地震作用下容许桥台背墙进入弯曲屈服或背墙底剪断对桥梁支座位移、桥墩延性需求和桥台单桩弯矩地震响应的影响,并以桥台背墙的屈服弯矩、台梁之间间隙和墩高为参数进行参数分析.结果表明,与容许桥台背墙进入弯曲屈服相比,容许桥台背墙底部被剪断工况中的支座纵向位移、桥墩位移延性需求和桥台单桩弯矩明显减小;增大桥台背墙屈服弯矩可减小支座位移,桥墩位移延性需求随桥台背墙屈服弯矩增加呈现先逐渐增加再趋于稳定的趋势,桥台单桩弯矩呈现逐渐增加的趋势;减小伸缩缝间隙的大小可减小支座纵向位移,但可能会增大桥墩位移延性需求.

    2018年04期 v.46 423-429页 [查看摘要][在线阅读][下载 226K]
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  • 超高性能混凝土组合箱梁弯曲性能有限元分析

    刘超;陈麒阳;袁伟杰;马汝杰;

    采用有限元方法对4种超高性能混凝土(UHPC)-混凝土组合箱形截面简支梁(全截面C60、顶板替代为UHPC、底板替代为UHPC、全截面UHPC)的弯曲性能进行研究.分析前,为验证ANSYS软件对UHPC材料模型模拟的准确性,对1根矩形UHPC-混凝土组合梁开展试验对比分析.根据对比分析结果确定建模方法,得到4种组合箱梁的应力分布、受力性能,总结了相应类型结构的特点.综合考虑材料性能的利用率、裂缝发展模态、极限承载力和经济性,提出相应的设计建议.

    2018年04期 v.46 430-435+443页 [查看摘要][在线阅读][下载 1588K]
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  • 正交异性钢桥面板闭口加劲肋对接焊缝疲劳性能评价

    吴冲;袁远;姜旭;

    根据等效应力幅的概念,采用国内2座大桥近半年的交通数据对闭口加劲肋的疲劳性能进行评价.闭口加劲肋对接焊缝处应力影响线较短,通过车型的调查可以将车辆荷载转化为轴型荷载加载应力影响线,从而避免数值模拟实际车流.通过与我国钢桥规范推荐评价方法对比可以看出,采用统计的轴型荷载计算得到的等效应力幅小于规范评价方法得到的计算结果.并对我国钢桥规范中的损伤等效系数的取值进行了讨论.

    2018年04期 v.46 436-443页 [查看摘要][在线阅读][下载 958K]
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  • 双工字钢组合梁桥钢梁设计参数敏感性分析与优化

    石雪飞;马海英;刘琛;

    对于中小跨径的双主梁式钢板组合梁桥,通过有限元法进行参数分析,综合考虑弯曲应力、局部抗屈曲能力、体系极限承载力等因素,研究局部设计参数(翼缘板宽厚比、腹板高厚比、加劲肋布置等)对双工字钢组合梁桥结构性能的影响,提出设计参数的合理取值建议,并从全桥用钢量最小的角度提出合理钢梁梁高,可为同类工程提供设计参考.

    2018年04期 v.46 444-451页 [查看摘要][在线阅读][下载 1171K]
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  • 基于实测的脉动风随机幅值谱模型

    淡丹辉;王向杰;闫兴非;夏烨;

    风荷载建模问题是结构抗风设计和安全评估的关键,已有规范给出的脉动风功率谱密度函数很难全面反应原始随机过程的概率信息,为此,根据量纲分析给出脉动风幅值谱的一般化表达形式,并结合某桥的实测风速数据的谱估计,给出Davenport形式的随机幅值谱模型,并采用PSO(partical swarm optimization)算法估计该模型的参数,最后给出该模型的3种具体使用方式.与实测风幅值谱的统计特性进行对比,表明提出的随机脉动风幅值谱模型能真实描述当地风场概率统计特性,可以提高该桥所在地区风荷载的建模精度.

    2018年04期 v.46 452-457+490页 [查看摘要][在线阅读][下载 1554K]
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交通运输工程

  • 高速公路分车道荷载差异及其响应特性

    周军勇;石雪飞;阮欣;涂辉招;

    为研究我国高速公路各车型分车道行驶的交通规则对分车道荷载及其响应的影响,选取实测的单向两车道、三车道和四车道的动态称重(WIM)数据,首先统计了各车型对车道的选择概率;然后,对比了分车道交通流量及荷载分布的差异;最后从车重极值、荷载响应极值、荷载响应损伤累积三方面研究了分车道行驶对桥面结构局部设计、桥梁整体设计和桥梁疲劳设计的影响.研究表明,各车型对车道具有特定的选择概率,分车道在车型组成、交通流量及荷载分布上显著差别.不同车道数时,分车道的外推车重极值存在差别,桥面结构局部设计用车辆荷载模型应据此进行车道修正.分车道荷载响应极值的比值及等效应力幅的比值均不为1,说明分车道最不利荷载响应及疲劳损伤累积效应都不相同,桥梁的整体设计和疲劳设计应该考虑这些特性.

    2018年04期 v.46 458-464页 [查看摘要][在线阅读][下载 322K]
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  • 道路交通碳排放权交易研究现状与展望

    李晔;李文翔;魏愚獒;

    道路交通碳排放由于占比大且持续增长已成为全球气候变化治理的焦点.面对现有减排政策的不确定性与反弹效应,基于总量控制与市场机制的碳排放权交易将成为未来道路交通碳排放治理的重要手段.综述了道路交通碳排放权交易的研究现状,根据碳排放权交易受控主体不同,将其分为上游、中游、下游3种交易机制,分别论述了这3种机制的研究进展,并对比总结了各自的配额原则、作用机理与优缺点.为实现道路交通碳排放3个驱动因素即燃料排放因子、车辆能耗强度、交通活动需求的协同优化,提出建立政府—企业—居民协同共治的道路交通碳排放权交易机制的政策建议,并分析了其基本原理以及未来的研究方向.

    2018年04期 v.46 465-471页 [查看摘要][在线阅读][下载 185K]
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  • 基于不同目标下的城际铁路列车开行频率优化

    叶玉玲;周云飞;杨璐齐;

    研究运营企业效益最大化和社会总成本最小化2个不同目标条件下城际铁路开行频率的优化,建立双层规划模型,上层分别以铁路企业效益最大化和社会总成本最小化为目标,下层以开行方案作为变量、以用户均衡理论建立模型,利用模拟退火算法得出城际运输通道中不同交通方式的分担率,并求出不同等级城际列车的客流量及开行频率.通过算例进行验证,对比和分析了2种目标下的城际列车开行频率方案,为城际通道客运优化管理提供理论参考.

    2018年04期 v.46 472-477页 [查看摘要][在线阅读][下载 271K]
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  • 供需匹配的铁路网趋稳模型

    韩采华;

    从铁路运输供需匹配的角度出发,选择合理的铁路网供给和需求参数,基于趋于平衡的主要发达国家的铁路供需情况,运用多变量生产函数模型,建立基于供需匹配的铁路网趋稳模型及其修订模型,通过相关参数的合理假设,测算得出我国铁路网趋稳营业里程约为2.8×10~5km,研究表明,在较大地域范围内该方法的预测精度较高.

    2018年04期 v.46 478-483页 [查看摘要][在线阅读][下载 140K]
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材料科学与工程

  • 传力杆参数对杆周混凝土力学响应的影响

    袁捷;孙陈;郑悦锋;王宇翔;

    建立三维有限元实体模型,将混凝土-传力杆摩擦系数、传力杆直径、传力杆布设间距、面板厚度作为影响因子,采用单因子轮换法,分析传力杆杆周混凝土力学响应的变化规律.结果表明,随着混凝土-传力杆摩擦系数的增大,最大水平拉应力显著减小,而竖向拉应力不降反增,故存在合理的界面摩擦系数;在传力杆直径从28 mm增加到36 mm过程中,界面应力水平下降幅度较大;随着传力杆布设间距的增大,界面应力不断增长,且增长速度随着间距的增加而增加;增加面板的厚度,会少量降低杆周围混凝土的各应力水平.

    2018年04期 v.46 484-490页 [查看摘要][在线阅读][下载 591K]
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  • 正交各向异性板带有一般孔形时应力分析

    吕爱钟;张晓莉;王少杰;

    采用复变函数方法研究面内均布荷载作用下带孔正交各向异性板的应力解析解.对含一个正六角形孔或不规则孔的无限平板进行分析,得到不同工况下(纤维角度、外荷载方向)孔边及部分孔外域的应力分布规律.结果表明,当单向荷载作用方向与孔边尖点指向垂直时,若正交各向异性板的纤维按0°和-90.0°布置,最大切向应力发生在孔边,并且位于尖点位置,但随着纤维角度的旋转,孔边的最大应力点逐渐偏离尖点,并且最大应力值也逐渐降低;因此,正交各向异性板的应力集中可以通过调整材料的纤维方向来改善.除此之外,当单向均布荷载σ的作用方向与坐标轴平行时,该坐标轴与孔边界交点的切向应力均为-σ.

    2018年04期 v.46 491-497页 [查看摘要][在线阅读][下载 263K]
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机械、车辆与能源工程

  • 燃料电池汽车能耗、排放与经济性评估

    孔德洋;唐闻翀;柳文灿;王敏敏;

    针对电解水制氢路径,深入讨论不同发电方式对燃料电池汽车全生命周期的影响;对不同发电方式下电解水制氢路径的燃料电池汽车采用GREET软件进行能耗、排放、环境影响和替代效益的建模及仿真计算;对不同发电制氢路径的燃料电池汽车综合成本进行计算和分析.结果表明,风能发电电解水制氢路径的能耗和排放最低,对环境最为友好,且经济效益相对较高,是目前实现绿色、高效使用燃料电池汽车的最可行路径.

    2018年04期 v.46 498-503+523页 [查看摘要][在线阅读][下载 298K]
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  • 螺杆集成方式对燃料电池电化学性能的影响

    张智明;胡淞;施晓珺;杨代军;

    以15片单体电池组成燃料电池电堆为研究对象,进行电化学性能、交流阻抗与内部接触压力分布的试验测试.系统全面地研究了螺杆集成方式燃料电池电堆电化学性能的影响,深入剖析集成力大小和加载方式对燃料电池电堆内欧姆交流阻抗和内部接触压力分布的作用机制,螺杆集成方式不利于电堆电化学性能的高功率输出.得出电堆内压力分布均匀性和燃料电池电化学性能的提高不应仅局限于集成力大小,更重要的是均匀的集成力加载方式,以及配合端板结构进行优化和匹配.

    2018年04期 v.46 504-511页 [查看摘要][在线阅读][下载 1998K]
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  • 几何因素对轿车外覆盖件面畸变的影响

    侯勇;林建平;罗仁平;邹洋;

    为研究轿车外覆盖件面畸变的几何影响因素及其规律,设计了尖角形台阶面结构型面,并建立与验证了准确仿真模型,采用试验分析和有限元仿真相结合的方法研究了几何尺寸因素对外覆盖件面畸变程度的影响.结果表明,几何尺寸因素会严重影响尖角形台阶面结构型面的面畸变程度,影响因素包括尖角角度、尖角处圆角半径、台阶面深度与尖角台阶处的上下圆角半径;而且各几何因素对面畸变程度的影响呈现出不同的规律.通过正交试验法研究发现,面畸变程度对台阶面深度和尖角处圆角半径的变化最敏感.这些研究结果可以从零部件几何尺寸优化设计的角度对面畸变的控制起参考作用.

    2018年04期 v.46 512-517页 [查看摘要][在线阅读][下载 1217K]
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  • 省煤器表面耐腐超导热石墨烯复合涂层的性能

    吴俐俊;张浩;苑昭阔;袁志成;

    为解决燃煤电厂省煤器的磨损及腐蚀问题,同时不影响其换热性能,通过添加石墨烯改性瓷釉,并采用喷涂技术制备新型石墨烯复合涂层.对石墨烯复合涂层进行扫描电子显微镜试验、硬度测试、静态硫酸腐蚀试验、导热性能测试及拉伸试验,研究其性能.试验结果表明,石墨烯复合涂层的结构致密,孔隙率小且硬度大,耐磨、耐腐性能良好,可以有效地保护基体材料.石墨烯复合涂层的导热系数达到38 W·(m·K)~(-1),远优于传统的陶瓷涂层.

    2018年04期 v.46 518-523页 [查看摘要][在线阅读][下载 919K]
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电子、计算机、控制与系统

  • 基于过程挖掘的临床路径Petri网建模

    余建波;郑小云;李传锋;董晨阳;

    提出基于统计α算法的临床路径Petri网模型,将Petri网和基于统计α算法的过程挖掘算法集成,从事件日志中挖掘重要信息,获得完善的诊疗流程,并在此基础上建立Petri网模型,有效实现诊疗流程的优化和改进.通过仿真数据试验,验证了本文提出的统计α算法相较于经典α算法在准确度和运行时间上有着较大的优势.并将模型运用到临床路径真实数据上,证明了模型的有效性和准确性.

    2018年04期 v.46 524-534+549页 [查看摘要][在线阅读][下载 1404K]
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  • 异构网络下基于车辆权值的分簇算法

    郭爱煌;王露;黄博;左雨星;

    基于路面车辆的运动状态与长期演进(long term evolution,LTE)网络调制策略,提出LTE网络与车载自组织网络组成的异构网络下基于车辆权值的分簇算法(heterogeneous weighted clustering algorithm,H-WCA).HWCA算法引入车辆相对置信距离、相对移动性、相对可达速率和信道质量指示作为分簇属性,使用层次分析法分配各属性权值,利用序数偏好法决策最优分簇方案,选取最优簇头节点,提升簇结构稳定性.仿真结果表明,H-WCA可提升系统传输容量,并减少LTE的资源块开销,优化整体网络性能.

    2018年04期 v.46 535-541页 [查看摘要][在线阅读][下载 268K]
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测绘科学与技术

  • 全球参考站网窄巷非校准相位延迟产品时变特性

    王思遥;李博峰;

    窄巷非校准相位延迟(UPD)产品的质量和可用性是影响精密单点定位模糊度固定(PPP-AR)效率的重要因素.采用全球108个国际GPS服务(International GPS Service,IGS)测站观测数据,计算了基于全球参考站网的窄巷UPD产品,分析了窄巷UPD产品的变化特性,其单日变化量最大可达0.6周.通过分析UPD改正后的模糊度残差,论证了UPD产品和用户端模糊度均受到因未被恰当模型化而造成的残余误差的影响,且UPD的时变特性与各参考站残余系统误差有关.最后,采用4个用户站进行PPP-AR实验分析UPD产品的可用性,以模糊度固定失败率、固定错误率和首次固定时间为评估指标,结果表明,全球参考站网窄巷UPD产品的最佳使用时限不大于30min.

    2018年04期 v.46 542-549页 [查看摘要][在线阅读][下载 1310K]
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  • 面向单体异形建筑的无人机单相机实景三维建模

    刘春;曾劲涛;张书航;周源;

    针对单体异形建筑的实景三维建模问题,提出一种无人机单相机建模方法,选用小型旋翼无人机和单相机作为航摄装备,建立环绕式的无人机航路,实现对单体建筑自动化的多高度、多角度三维立体观测.使用新方法和广泛使用的无人机倾斜摄影建模方法分别对同一单体异形建筑进行影像数据采集,并对数据进行处理生成实景三维模型.结果表明,新方法相对于无人机倾斜摄影建模方法,在保证建模精度不降低的前提下提升了建模效率和建模质量.

    2018年04期 v.46 550-556+564页 [查看摘要][在线阅读][下载 2112K]
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  • 基于RaySAR软件的上海外滩建筑群合成孔径雷达图像模拟

    赵婧文;伍吉仓;丁晓利;

    利用RaySAR软件对上海市外滩建筑群进行合成孔径雷达(SAR)成像模拟.绘制了不同反弹次数信号对应的反射率图、信号反弹次数分布图.结合目标的几何物理信息,分析了模拟SAR图像中的点、线状特征、不同反弹次数信号和建筑具体结构之间的对应关系.试验表明,雷达信号的反弹次数与建筑物结构细节密切相关.基于真实雷达影像序列,按PSInSAR方法选取的永久散射体点的位置及其分布与SAR模拟图像中的二次、尤其是三次反弹信号的成像吻合度较高,初步实现永久散射体点在建筑物上的精确定位.

    2018年04期 v.46 557-564页 [查看摘要][在线阅读][下载 2709K]
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