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桥梁建设 2024年第6期54卷 1-8页

作者：张鸿李冕刘建波中交第二航务工程局有限公司湖北武汉430014 长大桥梁建设施工技术交通行业重点实验室湖北武汉430014 中交公路长大桥建设国家工程研究中心有限公司北京100011

深中通道深中大桥为主跨1 666 m的三跨钢箱梁悬索桥,其东锚碇为海中重力式锚碇,采用筑岛围堰方案施工。原筑岛围堰方案采用静态设计方法设计,采用“锁口钢管桩+工字型板桩+钢箱围箍”的组合式筑岛围堰方案。针对原方案存在的材料利用率... 详细信息

深中通道深中大桥为主跨1 666 m的三跨钢箱梁悬索桥,其东锚碇为海中重力式锚碇,采用筑岛围堰方案施工。原筑岛围堰方案采用静态设计方法设计,采用“锁口钢管桩+工字型板桩+钢箱围箍”的组合式筑岛围堰方案。针对原方案存在的材料利用率低、结构设计尺寸偏大、结构之间受力不协调等缺点,在分析淤泥强度增长规律的基础上,提出基于淤泥强度动态增长的筑岛围堰设计方法(动态设计方法)。该方法首先确定不同施工阶段围堰支撑处土体弹簧刚度和平行钢丝索围箍等效弹性支撑刚度,然后利用响应面法建立各施工阶段自变量参数(钢管桩壁厚、钢管桩直径、围箍数量)与控制指标(钢管桩最大应力、桩顶最大位移、围箍最大应力)之间的映射关系;最后利用改进粒子群算法进行围堰结构设计参数优化。采用该动态设计方法进行设计,确定采用锁口钢管桩(直径2 000 mm、壁厚18 mm)+工字型板桩+平行钢丝索(7根,单根为184股?5 mm钢丝)柔性组合式筑岛围堰方案。采用有限元法计算静、动态设计方法下钢管桩最大应力,并与现场实测值比较。结果表明:动态设计方法下,围堰结构受力更合理,各构件应力水平更协调。

关键词：悬索桥海中锚碇筑岛围堰淤泥强度动态增长平行钢丝索响应面法改进粒子群算法围堰设计

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高速激光熔覆FeCoCrNiMo高熵合金涂层微观组织演变及耐蚀性研究

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中国激光 2025年第4期52卷 114-125页

作者：肖浩黄剑汪鹏许培鑫徐一斐张冬月杜博睿中交第二航务工程局有限公司湖北武汉430040 中机新材料研究院(郑州)有限公司河南郑州450001 中交公路长大桥建设国家工程研究中心有限公司北京100032 长大桥梁建设施工技术交通行业重点实验室湖北武汉430040

采用高速激光熔覆(EHLC)技术制备了FeCoCrNiMo高熵合金涂层,系统分析了涂层的微观组织、相结构、成形工艺及耐蚀性。结果表明:高速激光熔覆制备的FeCoCrNiMo高熵合金涂层主要由富集Fe、Co、Ni的面心立方(FCC)基体相及其周围富集Mo、Cr... 详细信息

采用高速激光熔覆(EHLC)技术制备了FeCoCrNiMo高熵合金涂层,系统分析了涂层的微观组织、相结构、成形工艺及耐蚀性。结果表明:高速激光熔覆制备的FeCoCrNiMo高熵合金涂层主要由富集Fe、Co、Ni的面心立方(FCC)基体相及其周围富集Mo、Cr的体心立方(BCC)沉淀相组成;涂层底部至中间区域主要由FCC相的柱状晶以及枝晶间亚微米级BCC/FCC片层状共晶组织组成,顶部区域主要是由FCC/BCC片层状共晶组织构成的等轴晶;45钢基材热影响区的马氏体相变增大了涂层中的拉应力,导致高熵合金涂层形成了网状或条状穿晶裂纹。利用316L不锈钢打底结合降低线速度的工艺方法有效解决了涂层开裂的问题,同时使得涂层保持着较高的硬度水平。高熵合金涂层的自腐蚀电位与传统304不锈钢涂层相比高0.130 V,但自腐蚀电流密度却仅为后者的1/6,膜电阻为后者的235倍,表现出了更加优异的耐蚀性。另外,高熵合金涂层顶部分布的均匀且细小的FCC/BCC片层状共晶组织是其耐腐蚀的关键原因。

关键词：高速激光熔覆高熵合金腐蚀行为 FeCoCrNiMo 微观组织

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基于机-岩状态识别和融合注意力的盾构姿态多步预测

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铁道科学与工程学报 2024年第9期21卷 3809-3821页

作者：熊栋栋刘哲许超中交第二航务工程局有限公司湖北武汉430040 交通运输行业交通基础设施智能制造技术研发中心湖北武汉430040 长大桥梁建设施工技术交通行业重点实验室湖北武汉430040

为准确预测未来多个时刻的盾构姿态,帮助盾构操作人员提前识别盾构姿态变化趋势,以进行早期决策,提出基于机-岩状态识别和融合多尺度的特征-时域注意力机制的知识-数据双驱动盾构掘进姿态多步预测方法。引入实时反映机-岩工作状态关系... 详细信息

为准确预测未来多个时刻的盾构姿态,帮助盾构操作人员提前识别盾构姿态变化趋势,以进行早期决策,提出基于机-岩状态识别和融合多尺度的特征-时域注意力机制的知识-数据双驱动盾构掘进姿态多步预测方法。引入实时反映机-岩工作状态关系的场切入指标FPI、单位贯入度的刀盘扭矩指标TPI、分区可掘性指标FPIR、螺旋机性能指标STP等复合参数指标,作为模型的输入特征参数,并构建以GRU为基础单元的Encoder-Decoder网络结构。在特征维度上,采用融合多尺度一维卷积的特征注意力机制,自适应捕捉不同层次、不同尺度的盾构掘进参数特征;时间维度上,在解码器中引入时域注意力机制,充分挖掘盾构掘进数据中的长期历史信息和短期输入输出序列的隐藏依赖关系。广州地铁12号线盾构掘进历史数据的模型测试结果分析表明,该预测方法在不增加网络复杂性的前提下,既缓解了算法自身在寻优、迭代和匹配时产生的可解释性差、效率低等问题,又大幅提升模型的特征提取、时间序列的相关性捕获及长期趋势挖掘的能力,实现盾构掘进姿态的精准多步预测,其性能明显优于门控循环神经网络LSTM、GRU及其经典组合模型GRU-SelfAttention、GRU-MultiheadAttention等。研究结果为进一步完善盾构掘进姿态预测方法、提升盾构掘进姿态优化控制水平提供参考。

关键词：盾构盾构姿态多步预测复合参数指标一维卷积特征注意力时域注意力

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温州瓯江北口大桥施工期索夹抗滑移控制

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桥梁建设 2024年第2期54卷 131-138页

作者：厉勇辉彭成明彭志辉徐鑫中交第二航务工程局有限公司湖北武汉430030 长大桥梁建设施工技术交通行业重点实验室湖北武汉430030 交通运输行业交通基础设施智能制造技术研发中心湖北武汉430030 中交公路长大桥建设国家工程研究中心有限公司湖北武汉430030

温州瓯江北口大桥为主跨2×800 m的三塔四跨双层钢桁梁悬索桥,主跨钢桁梁采用1000 t缆载吊机大节段吊装,施工期索夹受力大、索夹螺杆紧固力损失大,索夹滑移风险高。为给施工期索夹滑移风险评估和抗滑移控制措施提供依据,在《公路悬... 详细信息

温州瓯江北口大桥为主跨2×800 m的三塔四跨双层钢桁梁悬索桥,主跨钢桁梁采用1000 t缆载吊机大节段吊装,施工期索夹受力大、索夹螺杆紧固力损失大,索夹滑移风险高。为给施工期索夹滑移风险评估和抗滑移控制措施提供依据,在《公路悬索桥设计规范》(JTG/T D65-05—2015)索夹抗滑移系数计算公式的基础上,考虑索夹上临时荷载、主缆轴力增加引起的主缆直径变小和主缆丝股重新排列、螺杆时变效应造成的索夹螺杆紧固力损失,提出适用于大跨悬索桥施工期的索夹抗滑移系数计算方法,分析主要参数对施工期索夹抗滑移系数的影响,并评估该桥施工期索夹抗滑移风险,提出索夹抗滑移控制措施。结果表明:钢桁梁吊装过程中,索夹倾角变化大,应采用当前施工阶段索夹倾角计算施工期索夹抗滑移系数,主缆轴力增加引起主缆直径变小是造成索夹滑移的主要原因之一;该桥除主跨跨中钢桁梁节段对应索夹抗滑移系数满足规范要求外,其余索夹抗滑移系数均不满足规范要求。根据索夹滑移风险评估结果,采取紧固索夹螺杆的抗滑移控制措施,并明确了该桥索夹螺杆紧固次数和时机。该桥采取索夹抗滑移控制措施后,施工过程中索夹均未出现滑移现象。

关键词：悬索桥索夹滑移抗滑移系数主缆轴力螺杆紧固力索夹倾角紧固滑移控制

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常泰长江大桥主航道桥5号桥塔中塔柱钢筋部品装配化施工关键技术

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桥梁建设 2024年第4期54卷 1-7页

作者：严双桥吴中正余昌文中交第二航务工程局有限公司湖北武汉430040 长大桥梁建设施工技术交通行业重点实验室湖北武汉430040 交通运输行业交通基础设施智能制造技术研发中心湖北武汉430040 中交公路长大桥建设国家工程研究中心有限公司湖北武汉430040

常泰长江大桥主航道桥为主跨1208 m的公铁两用双塔钢桁梁斜拉桥,5号桥塔采用钢-混混合空间钻石型桥塔,高352 m,分为上、中、下塔柱,中塔柱单塔肢为正八边形截面。5号桥塔中塔柱采用“装配化设计、工业化生产、快速化安装”的钢筋部品装... 详细信息

常泰长江大桥主航道桥为主跨1208 m的公铁两用双塔钢桁梁斜拉桥,5号桥塔采用钢-混混合空间钻石型桥塔,高352 m,分为上、中、下塔柱,中塔柱单塔肢为正八边形截面。5号桥塔中塔柱采用“装配化设计、工业化生产、快速化安装”的钢筋部品装配化施工方案。在钢筋厂内,首先采用研发的钢筋片体和钢筋块体柔性制造生产线进行钢筋片体自动化成型和钢筋块体机械化成型;然后将钢筋块体运输至塔下施工平台,通过步履式组拼胎架组拼成钢筋部品;最后采用塔吊将部品整体吊装上塔,通过锥套锁紧钢筋接头进行快速连接。采用钢筋部品装配化施工技术,减少塔上高空作业人数60%~70%,降低了劳动强度和高空作业安全风险,每节段塔上钢筋施工时间缩短至1~1.5 d,提升了钢筋施工效率,塔柱浇筑后钢筋保护层厚度合格率超过97%,保证了工程施工品质。

关键词：斜拉桥空间钻石型桥塔钢筋片体钢筋块体钢筋部品整体吊装装配化施工施工技术

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基于融合注意力机制的盾构姿态组合预测模型研究

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隧道建设(中英文) 2025年第1期45卷 139-150页

作者：刘哲许超熊栋栋中交第二航务工程局有限公司湖北武汉430040 交通运输行业交通基础设施智能制造技术研发中心湖北武汉430040 长大桥梁建设施工技术交通行业重点实验室湖北武汉430040

针对盾构姿态预测模型存在易过拟合、预测精度低的问题,提出一种基于融合注意力机制的盾构姿态组合预测模型。为强化有效特征的提取,抑制冗余特征信息的表达,引入基于选择性卷积核网络(selective kernel networks,SKNet)的特征注意力机... 详细信息

针对盾构姿态预测模型存在易过拟合、预测精度低的问题,提出一种基于融合注意力机制的盾构姿态组合预测模型。为强化有效特征的提取,抑制冗余特征信息的表达,引入基于选择性卷积核网络(selective kernel networks,SKNet)的特征注意力机制提取网络,消除固定尺寸卷积核带来的限制,并自适应形成带有注意力的特征映射。为更好地捕捉长期信息和特征模式,通过双向长短期记忆网络(bidirectional long short-term memory,BiLSTM)、门控循环单元(gated recurrent unit, GRU)得到2组隐含输出结果,再利用多头注意力机制,捕获组合模型输出的隐含特征与模型输出的盾构姿态之间的依赖关系,进一步提高预测模型对重要隐含特征的信息抓捕能力;同时,为解决地质勘察钻孔数据连续性差、精确性不足,难以应用于机器学习模型训练的问题,将基于人工先验知识的二级特征引入模型特征输入,提升模型对地层信息的感知能力。最后,基于广州地铁12号线官洲站—大学城北站盾构实例,对模型不同参数结构下的性能进行研究,并进行对比试验验证模型性能,采用可解释性试验评估特征对预测结果的影响。试验结果表明,相比其他预测模型,所提出的预测模型优越性更好,预测精度更高,解决了长时间序列高特征维度数据在传统模型下易过拟合且预测精度较低的问题。

关键词：盾构姿态预测选择性卷积核网络特征注意力组合模型多头注意力机制

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淤泥初始含水率及压实度对固化土强度的影响

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土木工程学报 2024年第11期57卷 57-69页

作者：邵吉成李送根张旺兴姜志全中交二航局建筑科技有限公司湖北武汉430040 中交第二航务工程局有限公司湖北武汉430040 长大桥梁建设施工技术交通行业重点实验室湖北武汉430040 交通运输行业交通基础设施智能制造技术研发中心湖北武汉430040 公路长大桥建设国家工程研究中心北京100011

为系统地研究淤泥初始含水率对固化土强度的影响,并探究不同初始含水率淤泥的加固效果,文章在室内采用普通固化和压实固化2种试验方法对淤泥进行加固,并以现场施工项目为依托,检验室内结果的可靠性。室内试验结果表明,对于初始含水率较... 详细信息

为系统地研究淤泥初始含水率对固化土强度的影响,并探究不同初始含水率淤泥的加固效果,文章在室内采用普通固化和压实固化2种试验方法对淤泥进行加固,并以现场施工项目为依托,检验室内结果的可靠性。室内试验结果表明,对于初始含水率较高的淤泥,固化土主要靠固化剂水化产物的胶结作用使土体产生强度,当淤泥初始含水率为40%~45%时,固化土强度最高。对于含水率较低的淤泥,固化土的强度由含水率和压实度2个变量控制,当淤泥的初始含水率大于39%时,土体难以压密,压实与否对固化土强度的影响并不大;当淤泥初始含水率低于29%时,增加固化淤泥土的压实度对土体强度有较明显的提升作用;初始含水率为20%的淤泥经固化后强度最高,在养护28d后可达4289kPa。现场试验结果表明,初始含水率为42%~44%的淤泥固化效果较好,与室内试验结果吻合。

关键词：淤泥初始含水率压实度无侧限抗压强度原位就地固化

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自锚式悬索桥地锚转自锚体系转换分析

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公路交通科技 2024年第11期41卷 143-150页

作者：黄甘乐郑建新孙南昌中交第二航务工程局有限公司湖北武汉430040 长大桥梁建设施工技术交通行业重点实验室湖北武汉430040 中交公路长大桥建设国家工程研究中心有限公司北京100000

为研究自锚式悬索桥在“先缆后梁”施工中采用临时地锚时的结构受力及变形特性,以东莞沙田大桥为工程背景,建立从地锚转换为自锚的有限元模型。分析了临时拉索同步释放、两岸交替释放、循环释放3种体系转换过程的吊索、梁、塔的应力及变... 详细信息

为研究自锚式悬索桥在“先缆后梁”施工中采用临时地锚时的结构受力及变形特性,以东莞沙田大桥为工程背景,建立从地锚转换为自锚的有限元模型。分析了临时拉索同步释放、两岸交替释放、循环释放3种体系转换过程的吊索、梁、塔的应力及变形;对比了体系转换过程中的索鞍抗滑移安全系数变化规律。结果表明:当采用非同步释放时,塔顶偏位波动明显,且当采用循环释放时,中跨侧中塔柱根部会出现拉应力;采用交替释放的加劲梁上、下缘应力最大值明显大于同步释放与循环释放方案;临时拉索索力释放过程中加劲梁压缩,主缆锚点向中跨移动,致使同步、交替、循环释放方案的吊索索力在体系转换完成后均变小,仅体系转换过程中的索力变化规律存在差异;临时拉索不同步释放会增大索鞍两侧主缆索力差,使索鞍抗滑移安全系数减小,其中交替释放的索鞍抗滑移安全系数最小为1.98,不满足规范要求;3种释放方案对吊索外侧到锚固导管口的径向偏差影响较小;对于此类通过临时锚碇实现“先缆后梁”施工的自锚式悬索桥,体系转换时应尽量采用同步释放方案,若无法实现同步,可通过增加临时拉索释放的级数,减少每级临时拉索释放时的不平衡力来实现体系转换。

关键词：桥梁工程体系转换先缆后梁自锚式悬索桥有限元法

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缆上柔性轨道负载走行架梁设备横向抗倾覆稳定性研究

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公路交通科技 2024年第7期41卷 110-117页

作者：胡伟宋向荣李冕彭成明彭鹏中交第二航务工程局有限公司湖北武汉430040 长大桥梁建设施工技术交通行业重点实验室湖北武汉430040 交通运输行业交通基础设施智能制造技术研发中心湖北武汉430040

针对设备在负载行走过程中存在的倾覆风险,建立了缆上柔性轨道负载走行架梁设备的基本力学模型,从设备一般受力状态、横向抗倾覆稳定性分析方法、稳定性影响因素、结构优化、姿态调控措施等方面开展了深入研究。首先,将容许最大不平衡... 详细信息

针对设备在负载行走过程中存在的倾覆风险,建立了缆上柔性轨道负载走行架梁设备的基本力学模型,从设备一般受力状态、横向抗倾覆稳定性分析方法、稳定性影响因素、结构优化、姿态调控措施等方面开展了深入研究。首先,将容许最大不平衡吊点力作为设备横向稳定性的评估指标,分析了7种稳定性影响因素与2种失稳方式,推导出了简化的稳定性计算公式,并给出了数值计算方法,计算误差在2%左右;然后,通过参数敏感性分析提取出设备稳定性的关键影响因素,9个敏感参数中,行走小车结构尺寸对设备横向稳定性的影响最大,风荷载、吊点荷载及行走承重索张拉力次之,行走小车自重、行走承重索张拉力不均匀系数的影响最小,并以此为基础对设备结构形态与质量进行了优化设计,将设备的横向抗倾覆稳定性提高了9.4%;最后,制订了4种典型工况下的设备姿态控制标准,为保证设备运行安全,负载时应控制设备与猫道不发生碰撞,空载时控制横向偏转角度不超过5.39°,并结合参数敏感性分析结果,提出了2条设备横向姿态控制措施,可及时有效地修正设备姿态,使其始终保持在最佳的行走姿态。

关键词：桥梁工程负载走行架梁设备参数敏感性分析抗倾覆稳定性优化设计

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采用弯钩拉筋构造的开孔板连接件抗拔性能试验研究

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工程力学 2025年

作者：王敏袁超张自航丁然樊健生中交第二航务工程局有限公司长大桥梁建设施工技术交通行业重点实验室交通运输行业交通基础设施智能制造技术研发中心清华大学土木工程系

钢-混凝土组合索塔结构在大跨桥梁建设中的应用日益广泛，开孔板连接件成为了界面连接件的常见选择，但目前研究针对的开孔板连接件的孔内钢筋形式均为贯穿钢筋，缺少针对采用弯钩拉筋构造的开孔板连接件的研究。本文以某大跨桥梁为工... 详细信息

钢-混凝土组合索塔结构在大跨桥梁建设中的应用日益广泛，开孔板连接件成为了界面连接件的常见选择，但目前研究针对的开孔板连接件的孔内钢筋形式均为贯穿钢筋，缺少针对采用弯钩拉筋构造的开孔板连接件的研究。本文以某大跨桥梁为工程背景，针对采用弯钩拉筋构造的开孔板连接件，设计了8组共24个拉拔试件，分析开孔板连接件拔出全过程的受力特征及破坏模式，并考察钢板表面处理方式、孔内拉筋直径和埋深等设计参数对试件破坏模式及抗拔性能的影响。试验结果表明：钢板表面抹油处理能有效降低粘结摩擦力，但无法完全消除其影响；孔内拉筋的引入有利于提高试件的承载力和刚度，但更易发生脆性破坏；适当减小拉筋直径有利于提高拉筋与混凝土的受力协调性，提高延性；增加埋深能够显著提高试件的承载力和延性。基于试验结果，对试件抗拔承载力中界面粘结摩擦力、混凝土榫抗剪承载力及孔内拉筋抗剪承载力的贡献比例进行了定量分析，结合理论推导和试验标定，提出了适用于采用弯钩拉筋构造的开孔板连接件的抗拔承载力计算公式。

关键词：开孔板连接件弯钩拉筋拉拔试验破坏模式抗拔承载力

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