兰州交通大学学报
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  兰州交通大学学报
 
2017年 36卷 3期
刊出日期:2017-06-15



   
1 金学军,王根会
既有钢筋混凝土双曲拱桥动态可靠性评估与加固措施研究
为了研究既有钢筋混凝土双曲拱桥的承载力,依据动态可靠性理论和桥梁结构的实际状况,以一座既有钢筋混凝土双曲拱桥为工程背景,根据其实际工作状态和检定结果对其进行了安全性评估,并依据评估结果和该桥的实际通过能力要求,提出了提高该桥承载能力和运营安全性及可靠度的具体维修加固措施。通过加固前后该桥抗力统计参数的对比分析可知,桥梁的抗力统计参数及可靠性指标得到了较大地提高。动态可靠性理论的应用和维修加固措施可为既有钢筋混凝土双曲拱桥的运营养护提供参考.
2017 Vol. 36 (3): 1-5 [摘要] ( 50 ) [PDF 1963KB] ( 109 )
6 付艳艳,余云燕
全埋入单桩基础纵向振动模态正交性研究
基于全埋入单桩基础的纵向振动运动方程,结合节点力平衡和位移协调条件及单元局部对偶坐标系下的位移与轴力的对偶变换关系,从连续模型的角度证明了全埋入单桩基础纵向振动模态正交性。以回传射线矩阵法为基础,求解了全埋入单桩基础的自振频率、衰减系数及不同自振频率所对应的模态,并通过算例验证了全埋入单桩基础纵向振动模态的正交性。
2017 Vol. 36 (3): 6-11 [摘要] ( 31 ) [PDF 2097KB] ( 60 )
12 罗红枝
简支梁桥直接基于位移的减、隔震设计方法
基于位移的设计方法被提出以来,已应用于多种不同结构的抗震设计中,包括安装各种减、隔震装置的结构。该方法的核心是在给定强度的地震作用下对主梁定义明确的目标设计位移,通过采用位移谱进行设计,使结构能够满足一定的性能水平,同时考虑了减、隔震装置的设计位移能力和桥墩的位移延性能力。高速铁路简支梁桥的一些自身特性也有利于应用直接基于位移的设计方法,论述了该方法的理论基础和设计流程,并将其应用于高速铁路典型简支梁桥的纵向减、隔震设计,采用非线性时程分析方法对该方法的计算结果进行了验证,结果表明,该方法对规则高速铁路简支梁桥有较好的适用性。
2017 Vol. 36 (3): 12-18 [摘要] ( 32 ) [PDF 3308KB] ( 272 )
19 王登琴,芦 巍,王江为,李 力
预应力混合配筋混凝土构件抗弯性能研究
为了研究有粘结预应力AFRP-钢混合配筋混凝土构件的抗弯性能,基于平截面假定和截面内力平衡条件,推导了预应力AFRP -钢混合配筋混凝土构件适筋破坏情形下正截面受弯承载力以及截面开裂弯矩的计算公式,利用推导的计算公式对五组具有相同整体配筋率、不同初始张拉控制应力的预应力混合配筋构件抗弯性能进行了研究,对预应力AFRP-钢混合配筋构件与普通混合配筋构件的极限抗弯承载力与抗裂承载力进行了对比。研究表明:按照给出的预应力AFRP-钢混合配筋混凝土构件抗弯承载力及开裂弯矩计算公式可较好地反映结构的受力特征;在预应力AFRP筋与普通AFRP筋极限抗拉强度相同的情形下,将预应力AFRP筋代替普通AFRP筋材,对AFRP-钢混合配筋混凝土构件极限抗弯承载力提升的效果并不明显;预应力AFRP-钢混合配筋混凝土构件可以有效地提升结构的抗裂承载能力。在算例中,当张拉控制应力σcon接近于预应力AFRP筋极限抗拉强度的25%时,构件抗裂承载力提升78.7%,从而有效延迟了截面裂缝开裂的时间,增大了结构的抗弯刚度。
2017 Vol. 36 (3): 19-25 [摘要] ( 41 ) [PDF 3134KB] ( 82 )
26 孟海英
桥台水平位移对拱桥极限承载能力的影响

桥台水平位移会使主拱圈产生竖向挠度,并且产生的附加内力使得主拱圈某些关键截面受力更加不利,影响拱桥的极限承载能力;通过有限元软件Midas Civil建立钢筋混凝土钢架拱桥平面杆系模型,对桥台施加不同的水平位移,观察各关键截面位移及内力和抗力的变化;最终确定该拱桥的满足极限承载能力的水平位移限值,并以此为依据指导该桥施工。

2017 Vol. 36 (3): 26-30 [摘要] ( 32 ) [PDF 2527KB] ( 56 )
31 杨小森,王 斐,李彦伟,刘 宏
高速公路桥梁车辆荷载的三峰分布概率模型
为研究高速公路桥梁车辆荷载分布模型,选择G6京藏高速公路,通过统计分析甘肃省内的车辆荷载,得到每日的车辆荷载分布主要由小型车辆、中型车辆和大型车辆组成,呈现出三峰分布的状态,并采用一个极值I型与两个正态分布的加权和拟合得到了三峰分布的概率模型。然后将拟合结果与实际结果、拟合结果之间进行K-S检验,检验结果显示拟合结果可以表明实际的三峰分布,同时每一天的车辆荷载是属于同一分布。这就消除了因为工作日、双休日还有国家法定节假日而导致的车辆荷载分布不同的影响。
2017 Vol. 36 (3): 31-35 [摘要] ( 35 ) [PDF 2236KB] ( 72 )
36 方继伟,卢文良,彭加欣,梁兆佳
高温后混凝土强度变化试验研究
为了研究高温后混凝土强度变化规律,制作标准混凝土立方体试块,对试块加热到不同温度,空气中冷却后观察试块表观现象,然后进行加载试验,测试试块抗压强度。通过对比不同温度工况下混凝土试块的表观现象和抗压强度,发现高温会使试块颜色变白并且促使表面龟裂纹的产生和拓展。当温度处于200~300 ℃时,试块的抗压强度无明显变化,300 ℃后抗压强度逐渐降低,且温度越高下降得越快,当温度达800 ℃时抗压强度下降到常温时的30%。与常温相比,高温后试块轴心抗压破坏形态变化较大,“四角锥”现象不明显,随着受热温度的升高,劈落的碎块由整块剥落向粉碎性剥落过渡。
2017 Vol. 36 (3): 36-40 [摘要] ( 31 ) [PDF 3301KB] ( 63 )
41 刘春虹
客运专线64m简支箱梁节段拼装线形控制技术研究
以西成客运专线汉中汉江特大桥64 m节段拼装预应力混凝土简支箱梁为工程背景,通过有限元数值模拟及现场实测,研究了采用移动支架造桥机进行箱梁节段拼装施工时梁体预拱度的设置方法,探讨了该类型桥梁预拱度设置的一般规律。实测结果证明该方法准确可靠,控制结果不仅可满足该桥线形控制的目标要求,同时对类似桥梁预拱度的设置也提供了参考。
2017 Vol. 36 (3): 41-45 [摘要] ( 32 ) [PDF 1969KB] ( 60 )
46 吴帅君,严天峰,杨建辉,张田
基于稀疏傅里叶变换的TDOA时延估计方法
在基于到达时间差(TDOA)的无源定位研究中,利用互相关算法估计站间时延被广泛采用。相关算法计算量较大,算法复杂度为O(N2)。随着研究深入,有学者提出了基于傅里叶变换的互相关算法,由于使用快速傅里叶变换(FFT)算法,处理速度得到较大提升,算法复杂度由平方级降低至亚线性级,即0NlogN)。在一些实时性较强的环境,当采样点数较大时,传统FFT算法仍很难满足要求。本文借鉴稀疏傅里叶变换(SFT)算法,引入稀疏信号的映射和重构思想,优化互相关计算过程,以进一步提高时延估计的速度,改进算法的算法复杂度为0(N),从亚线性级降低至线性级。实测数据表明,测量精度满足工程应用的要求,可为实时性较高的无源时差定位提供技术参考。
2017 Vol. 36 (3): 46-51 [摘要] ( 32 ) [PDF 2977KB] ( 79 )
52 张胡元,马殷元,徐镇华
磁谐振无线电能传输串并式模型频率分裂研究
等效负载与线圈间距的改变,会导致磁谐振无线电能传输(WPT)系统出现谐振频率分裂,严重影响其传输效率。针对两线圈磁谐振WPT系统的串并(SP)式模型,基于等效电路理论,推导出了电流有效值表达式,采用Matlab仿真分析了等效负载、线圈间距改变时的谐振频率分裂现象。结果表明:磁谐振WPT系统的谐振频率与等效负载及线圈间距密切相关,等效负载大于某阈值或者线圈间距小于某阈值时均会导致谐振频率漂移并出现频率分裂;并且相对于等效负载,系统谐振频率的漂移对线圈间距变化更为敏感。
2017 Vol. 36 (3): 52-56 [摘要] ( 29 ) [PDF 3081KB] ( 70 )
57 时佳悦,张蕊萍,董海鹰,苟军年
基于灰度变化率的低对比度CT图像分割研究
整幅工业CT图像具有部分区域对比度低,灰度范围狭窄,灰度变化不明显等特点,针对传统的缺陷分割方法无法对低对比度区域的缺陷进行精确分割的问题,提出一种基于灰度变化率的缺陷分割方法。通过提取图像中某点的灰度值并计算该点与其周围邻域内点的平均灰度值的变化率、差值以及方差,选取符合图像分割条件范围内的点作为边界点,从而提取工业CT图像中低对比度区域缺陷的边界并进行分割。仿真实验表明,本文方法分割CT图像的缺陷准确率可达到95%,能够快速确定缺陷区域,并准确、有效地分割提取缺陷。
2017 Vol. 36 (3): 57-62 [摘要] ( 33 ) [PDF 2744KB] ( 99 )
63 张金秋,赵庶旭,屈睿涛
基于点与热度的交通时空数据可视化
针对现有交通时空数据可视化交互解决方案,在可视分析交通时空数据时无法兼顾通用性和专业性的问题,设计并实现了交通时空数据可视化平台。通过统一的数据表示方法,实现对数据的导入、处理及可视化展示,完成基于交互的任务逻辑设计,实现在兼顾通用性的同时对时空数据提供多样化可视化的分析手段。
2017 Vol. 36 (3): 63-69 [摘要] ( 38 ) [PDF 3696KB] ( 67 )
70 武晓春,田玖婷,王贞
三相电压型PWM整流器的双闭环控制系统仿真
根据三相电压型PWM整流器的拓扑结构,在三相静止坐标系以及同步旋转dq坐标系下建立三相电压型PWM整流器的数学模型,并进行耦合分析,通过电压前馈解耦控制解决控制器的耦合问题。PWM整流器控制系统采用电压外环电流内环的双闭环控制进行分析和设计,调节器采用PI调节,开关的调制方式选用空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)。在Matlab下搭建了该控制系统的仿真模型,仿真实验证明了所设计的控制系统可以保持恒定的电压输出,具有很好的抗扰性能。
2017 Vol. 36 (3): 70-75 [摘要] ( 31 ) [PDF 2435KB] ( 61 )
76 许丽,宋苏民
计算机联锁车务仿真培训系统的研究
为快速提高车务人员的业务水平,更好地组织行车工作,铁路总公司发文要求计算机联锁车站配置与站场一致的联锁仿真软件,而大部分既有联锁仿真软件不能满足这一规定。针对这一主要问题,开发了一款符合铁路总公司规定的计算机联锁车务仿真培训软件,从现场实际需求和系统功能需求方面对系统功能模块进行了细分,提出了软件设计方案,并采用基于.net架构的VS 2005 系统开发平台进行软件开发实现。借助本软件,可极有针对性对车务人员的业务操作进行训练考核,实际应用效果良好。
2017 Vol. 36 (3): 76-80 [摘要] ( 31 ) [PDF 3004KB] ( 81 )
81 郭艳平,解武波,龙涛元
拟合振动信号模型实现滚动轴承故障诊断
针对现有旋转机械故障诊断模式的缺点,提出通过拟合故障振动信号模型实现滚动轴承故障诊断的方法。首先建立了滚动轴承故障振动信号模型,对原始振动信号做EMD(empirical mode decomposition)分解,并对包含有故障调制信息的IMF(intrinsic mode function)分量做信号重构,最后采用遗传算法对重构信号和故障信号模型做数据拟合,根据拟合结果可知损伤点所在部位和损伤程度。通过在风力发电机组齿轮箱高速端滚动轴承故障诊断中的应用,验证了方法的有效性和实用性。
2017 Vol. 36 (3): 81-85 [摘要] ( 33 ) [PDF 2757KB] ( 96 )
86 陈林,孙成龙
基于APF的盾构机无功补偿与谐波抑制研究
在盾构机供电系统中,由于目前采用的补偿方案无法在不同工况模式下对系统进行动态无功补偿及谐波治理。为此,提出了在盾构机供电变压器低压侧装设有源电力滤波器( active power filter,APF)的无功补偿与谐波治理方案。首先,在双闭环控制理论的基础上,引入模糊自适应PI控制器以改善APF直流侧电容电压的稳定效果;其次,利用电压控制器的输出和电网电压产生的基波因子相乘得到指令信号,控制APF进行无功补偿和谐波抑制;最后,在Matlab/Simulink环境下进行了仿真。实验结果表明,提出的方法能在负载变化的情况下有效地滤除系统中的各次谐波并提高功率因数,同时该方法不需要进行谐波电流检测,降低了算法的复杂度,能有效降低硬件成本。
2017 Vol. 36 (3): 86-91 [摘要] ( 32 ) [PDF 2900KB] ( 77 )
92 邢利英, 张国珍
基于变步长梯度正则化算法识别分数阶地下水污染模型参数
针对一维的地下水污染迁移过程中的非“菲克”扩散现象,建立分数阶对流―扩散偏微分方程。对于其参数识别的问题,采用隐式差分格式离散控制方程,设计变步长的梯度正则化算法重构地下水污染迁移模型参数。数值结果表明:变步长的梯度正则化算法能快速有效地识别地下水污染迁移模型参数;当正则化参数取0.000 1和分数微分阶数趋于2.0时,该算法计算精度高、收敛速度快、稳定性好,具有重要的应用价值。
2017 Vol. 36 (3): 92-96 [摘要] ( 32 ) [PDF 2013KB] ( 56 )
97 俞小军,李杰,王亚娥,赵炜
微好氧EBPR系统污泥的同步脱氮及吸磷特性
反硝化聚磷菌在污水同步脱氮除磷,尤其有限碳源污水的处理,具有广阔的应用前景,而亚硝酸盐型反硝化除磷因仅将硝化进行到亚硝酸盐阶段可进一步降低污水的处理费用。本研究采用一个2 L的SBR反应器,通过控制好氧段溶解氧并调整NO2-投加时间,在 EBPR系统内成功富集了兼具稳定除磷和脱氮性能的污泥,用以考察污泥的缺氧吸磷特性及同步脱氮能力。结果表明:微好氧条件下(DO=0.2 mg/L)反应器具有很高的氮、磷去除性能,系统内的NH4+-N能100%硝化且无NOX--N的积累,出水磷浓度低于0.5 mg/L。此外,该除磷污泥能利用亚硝酸盐进行缺氧吸磷,NO2--N投加浓度为10 mg/L和50 mg/L时的最大比吸磷速率分别为最大比好氧吸磷速率的44.9%和87.2%。批式试验证明,NH4+-N通过同步硝化反硝化而非厌氧氨氧化去除,但微好氧条件下氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌活性均较聚磷菌差,因此,低DO条件下,吸磷总是优先于氨氧化进行。
2017 Vol. 36 (3): 97-105 [摘要] ( 35 ) [PDF 4793KB] ( 92 )
106 赵乾程,陶玲,张军,闫洁,王玉君,任珺
土质公路边坡植被对人工降水径流的影响
为了恢复兰永公路的边坡植被并研究植被对边坡防护的影响,在项目区K35+495~K35+768段(经纬度:(103.1906704 E,35.997268 N)进行人工模拟降水实验。在五种植被(沙冬青、紫穗槐、梭梭、花棒、柽柳)坡面上进行人工降水,分析了不同降水强度(0.5 mm/min、1 mm/min和2 mm/min)对边坡产流时间、产流量、平均入渗率、径流转化率的影响。结果表明:1)沙冬青、紫穗槐在降水过程中对边坡产流时间、产流量、平均入渗率、径流转化率的影响无显著性差异,能显著地延迟产流时间、削减产流量,降低径流转化率。尤其是降水强度为1.0 mm/min时,效果显著,其产流时间分别提高了84.7%、118.6%,产流量分别降低25.8%、29.0%,径流转化率分别降低8.1%、12.1%2)梭梭和柽柳总体上在同一降水强度下,产流时间、平均入渗率和径流转化率无显著性差异,并且提高了边坡土壤的入渗,在降水强度为0.5 mm/min时,其平均入渗率分别提高了52.8%、43.4%。3)花棒能显著提高产流时间,在降水强度为0.5 mm/min、1.0 mm/min和2.0 mm/min时,其产流时间分别提高了51.4%、51.3%和59.0%。
2017 Vol. 36 (3): 106-111 [摘要] ( 36 ) [PDF 2994KB] ( 64 )
112 李嘉麟,赵庶旭
基于CFD的公路隧道火灾数值模拟
为了有效控制公路隧道火灾的烟气扩散,基于计算流体动力学理论(computational fluid dynamics,CFD),采用Cfdesign软件进行数值模拟与分析,研究了公路隧道火灾的烟气运动规律,分析了不同火灾条件的温度分布和烟气蔓延规律,研究了射流风机的动力特性及其对火灾的影响。提出了公路隧道顶棚烟雾纵向扩散速度峰值函数模型、射流风机动力长度近似模型以及临界风速近似计算模型。分析表明,在射流风机动力区域的火灾,会产生大量涡流,严重危害下游人员的安全。
2017 Vol. 36 (3): 112-117 [摘要] ( 33 ) [PDF 2910KB] ( 76 )
118 冯德成,周霖,张潇
PA序列乘积部分和序列的极大值不等式和矩不等式

令Tn=ΣXiYi, n≥1, 这里{Xn,n≥1}是一列随机变量序列, {Yn,n≥1}是一列相互独立的非负随机变量序列, 且独立于Xi. 2012年, Christofides 和Hadjikyriakou给出了当{Xn,n≥1}是一个NA序列时, 关于Tn的一些极大值不等式. 给出了当{Xn,n≥1}是一个PA序列时, 关于Tn的Chow型和Doob型极大值不等式和一个矩不等式.

2017 Vol. 36 (3): 118-121 [摘要] ( 36 ) [PDF 1237KB] ( 53 )
122 李玉玉
Banach空间中二阶时滞微分方程的单调迭代技巧
借助Banach空间中二阶线性微分方程的周期解的存在性与唯一性定理,运用上下解的单调迭代技巧,讨论了有序Banach空间中二阶多时滞微分方程的ω-周期解的存在性与唯一性. 所得的结果推广了常微分方程的有关结论.
2017 Vol. 36 (3): 122-126 [摘要] ( 27 ) [PDF 1604KB] ( 52 )
127 谈小莉, 史振霞
二维格上单种群模型行波解的唯一性
时变环境影响生物种群的动力学行为,行波解作为微分方程一类特殊的解,可以描述物质由一种平衡态向另一种平衡态的转移,在种群模型中行波解用来刻画物种的发展、迁移和入侵过程。通过对出生函数的合理假设,建立一组适当的上下解,借助应用挤压技术,证明具有两种年龄结构和分布成熟时滞的单种群模型二维格上单稳行波解的唯一性。由于物种一般生存在高维并且是离散的环境中,所以对二维格上单种群模型的研究具有重要的理论实践意义。
 
2017 Vol. 36 (3): 127-130 [摘要] ( 29 ) [PDF 1326KB] ( 56 )
131 马阜生,李秀奇,陈天弟,陶彩虹
氧化钛纳米管的制备及两步法修饰
用水热法合成氧化钛纳米管,再经两步法接枝Au纳米粒子,制备了氧化钛纳米管复合材料:先在氧化钛纳米管上沉积聚多巴胺薄膜,利用多巴胺的反应活性,接枝Au纳米粒子。借助场发射扫描电镜(FESEM)和透射电镜(TEM)观察修饰前后样品形貌, X射线衍射(XRD)和红外谱图(FTIR)分析样品组成,结果表明:水热法合成的H2Ti3O7氧化钛纳米管, 管径100~300 nm,Au纳米粒子为50~100 nm。鉴于聚多巴胺薄膜的生物安全性且几乎能沉积在任何物质表面并且能与多个官能团发生反应的特性,两步修饰法简单、绿色,因而具有较好的适用性。
2017 Vol. 36 (3): 131-136 [摘要] ( 36 ) [PDF 3906KB] ( 59 )
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