代表性研究成果1

名称

成果类别

完成单位

署名排序

本室固定人员参加名单

研究方向序号

钢与组合结构桥梁理论与工程应用

应用基

础研究

刘永健

王春生

1

钢桥与组合结构桥梁是高性能、高品质的桥梁结构，具有跨越能力强；延性、抗冲击韧性好；施工工期短，质量可控；易于修复和更换；废旧桥梁可回收等优点。与发达国家钢与组合结构桥梁在总桥梁中的高占有率相比，我国钢与组合结构桥梁的占比不足1%。为推广钢与组合结构桥梁的发展与应用，需开展钢与组合结构桥梁的基础理论和工程应用研究：

(1) 新型组合结构桥梁理论与应用。提出适合于西部山区地形的矩形钢管混凝土组合桁梁桥梁，系统研究其合理结构形式、静力和动力性能以及设计方法，并依托实际工程开展应用研究。为改善矩形钢管混凝土弦管的界面、节点力学性能和钢-混凝土组合效应，提出一种新型的PBL加劲型钢管混凝土桥梁；通过模型试验、数值模拟、有限元分析、工程应用相结合的研究方法，以PBL 纵肋的影响为核心，从界面、构件、节点、结构四个层面，系统开展该新型桥梁的受力特点和设计方法研究。

(2) 中小跨径钢与组合结构桥梁工业化结构形式建造技术研究。在量大而面广的中小跨径桥梁中推广使用工业化程度高的钢与组合结构桥梁；通过经济性、受力等的对比分析，研究不同跨径时的工业化结构形式；系统研究合理的单元划分与组合形式、合理单元构造形式和连接构造形式，并研究其单元预制与拼接技术。

(3) 高原地区钢与组合结构桥梁温度效应研究。针对西北高原地区的气候特点，通过模型试验、数值模拟和理论分析，并结合依托工程实测研究该地区温度作用模式，并研究钢与组合结构桥梁的温度效应。

成果产出佐证清单

序号

成果产出类型

成果名称

完成人

刊物、出版社或授权单位名称

年、卷、期、页或专利号

收录情况

1

专利

一种轻型钢与混凝土组合式桥面结构

刘永健

长安大学

2012   1 0399042.8

发明专利

2

专利

一种基于钢桁架与组合桥面板的T形板桁节段预制单元

刘永健

长安大学

2014 1   0373604.0

发明专利

3

专利

一种基于抗剪连接构造的钢桁架-混凝土板组合梁

刘永健

长安大学

2013 1   0744155.1

发明专利

4

专利

一种基于PBL加劲肋的SCS钢管混凝土结构

刘永健

长安大学

2012 1   0579922.3

发明专利

5

专利

一种钢管混

凝土桁架梁

用Y形桥墩

刘永健

长安大学

2013 1   0745942.8

发明专利

6

专利

端部基于箍筋

与加劲肋双重

加劲的SCS钢

管混凝土桥墩

刘永健

长安大学

2012 1   0580301.7

发明专利

7

专利

基于钢桁架-混凝土板组合梁的连续刚构桥

刘永健

长安大学

2013 1   0745945.1

发明专利

8

论文

开孔钢板加劲型方钢管混凝土轴压短柱试验研究

刘永健

建筑结构学报

2014年

第35卷

第10期

EI

9

论文

型钢超高强混凝土柱抗震性能试验研究

朱伟庆

建筑结构学报

2015年

第23 卷

第4期

EI

代表性研究成果2

名称

成果类别

完成单位

署名排序

本室固定人员参加名单

研究方向序号

桥梁抗风与抗震基础理论及工程应用

应用基础研究

李加武

白桦

李宇

薛晓峰

赵国辉

2

大跨径轻柔的公路桥梁结构，对风作用比较敏感，风作用下的结构稳定性是影响和控制设计和建设的重要因素。在风的动力荷载作用下，桥梁的风致振动现象众多，主要有颤振、涡激共振和抖振等：

(1) 通过在风洞实验室对桥梁的节段模型进行测力、测振试验，分析研究大跨径柔性桥梁结构的抗风稳定性能；

(2) 通过在风洞实验室对建筑结构的缩尺模型进行风洞试验，对房屋、体育场等建筑结构进行风压性能，以及气动噪声控制措施等方面的研究。

(3) 通过在实际桥位处不同高度设置风速仪，测量不同高度处来流平均风速和风向，并通过数值模拟计算桥位周边一定范围的风剖面特性，为大桥的风荷载计算提供风特性参数。

(4) 以风洞实验室为平台，在四个数量级的雷诺数范围内对模型进行测力、测振、测压试验并进行CFD计算，开展系统、多方法的桥梁断面雷诺数效应研究。

风对桥梁的作用是一种十分复杂的现象，它受到风的自然特性、结构的动力性能以及风与结构相互作用等三方面制约，风作用下桥梁结构的抗风性能已经成为影响其设计和施工的控制因素。由于桥梁结构因风的作用而遭到破坏的事故屡见不鲜，因此，对公路桥梁结构的风致振动研究是十分必要的。同时随着桥梁跨度的日益增大，结构趋于轻柔，阻尼减小，对风的作用更加敏感，风作用下大跨度桥梁的安全性已成为人们极为关注的问题。因此在桥梁风振控制研究中，从结构措施、气动措施、机械措施等方面，保证桥梁的抗风稳定性，减小在风荷载作用下的振动问题，是桥梁抗风设计需要考虑的一个重要内容。

随着我国西部大开发进程的加快，铁路和高速公路建设要进入滇西北、藏东南及川西等地质条件复杂的高烈度地区，需要兴建大量桥梁结构，因此，开展复杂地质条件下，高烈度地震区桥梁结构的抗震性能研究势在必行。由于近场地震动特性的复杂性，使得基底变形与耗能对桥梁结构的地震行为有重要影响，土-结构相互作用（SSI）效应不容忽视，因此，需要以梁式桥为研究对象，综合考虑近场地震动特性、SSI效应、强度、位移和能量等指标的影响，以期建立近场地震下考虑SSI效应的梁式桥基于性能的抗震设计方法。该研究将促进桥梁抗震设计向以性能为基础的方向发展、有利于我国桥梁抗震设计规范的完善。同时，该研究还适应于我国当前铁路、公路和城市交通发展的需要、并可促进防灾减灾与防护工程的学科建设，不仅具有重要的理论和实践意义，还具有重要的经济和社会价值。

成果产出佐证清单

序号

成果产出类型

成果名称

完成人

刊物、出版社或授权单位名称

年、卷、期、页或专利号

收录情况

1

论文

流线型桥梁断面雷诺数效应

李加武

土木工程

与管理学报

2015年

32卷4期

核心

2

论文

大跨径斜拉桥纵向阻尼器位置优化分析

李加武

《公路》编辑部

2016年

第2期

核心

3

论文

典型桁架桥梁断面静风阻力遮挡系数风洞试验

李加武

公路交通科技

2014年

31卷7期

核心

4

论文

钢拱塔施工和成塔状态的风振控制

李加武

长安大学学报（自然科学版）

2014年

34卷5期

EI

5

论文

简支梁桥铅芯橡胶支座减震特性研究

李加武

建筑科学

与工程学报

2014年

31卷3期

核心

6

论文

借助三分力

系数的桥梁颤

振稳定性评价

白桦

中国公路学报

2014年

27卷7期

EI

7

论文

桥梁颤振稳定性快速评价参数其应用

白桦

中国公路学报

2016年

29卷8期

EI

8

论文

格栅紊流风特性参数模拟规律研究

白桦

振动与冲击

2016年

35卷22期

EI

9

论文

梁式桥抗震设计的弹塑性位移反应谱

李宇

振动与冲击

2015年

34卷10期

EI

10

论文

考虑高阶振型的改进能力谱法在铁路高桥墩中的应用

李宇

土木工程学报

2016年

49卷8期

EI

11

论文

抑制斜拉桥施工阶段风致振动的水阻尼器可行性研究

李宇

振动与冲击

2016年

35卷15期

EI

12

论文

考虑残余位移影响的桥梁结构基于性能的抗震设计

李宇

土木工程学报

2015年

48卷3期

EI收录

13

论文

梁式桥抗震设计地震能量反应谱分析

李宇

土木工程学报

2015年

48卷1期

EI收录

14

专利

一种提高桥梁抗风稳定性的方法

李加武

中华人民共和国国家知识产权局

ZL2012

10553576.1

发明专利

15

专利

一种施工状态拱形钢塔的水下阻尼器

李加武

中华人民共和国国家知识产权局

ZL2012

10284187.3

发明专利

16

专利

一种施工阶段的斜拉桥系统

李宇

中华人民共和国国家知识产权局

ZL2013

0700617.X

发明专利

17

软件著作权

大型复杂佛像筑的动力特性仿真软件V1.0

李宇

中华人民共和国国家知识产权局

2016SR

069074

-

18

软件著作权

大型佛像建筑的静力分析仿真软件V1.0

李宇

中华人民共和国国家知识产权局

2015SR

166975

-

19

软件著作权

独塔单跨钢桁架加劲梁悬索桥成桥状态动力特性仿真软件V1.0

李宇

中华人民共和国国家知识产权局

2015SR

175961

-

20

项目

贵州六盘水大董路悬索桥风洞抗风性能研究

李加武

企事业单位

委托项目

-

-

21

项目

六盘水大董路桥抗风研

李加武

企事业单位

委托项目

-

-

22

项目

之江桥振动控制

李加武

地、市、厅、局等政府部门项目

-

-

23

项目

虎门二桥抗风试验

李加武

企事业单位

委托项目

-

-

24

项目

大型复杂结构防灾减灾

李加武

交通部西部

交通项目

-

-

25

项目

考虑土-结构相互作用的梁式桥基于性能的抗震设计方法

李宇

陕西省科技

统筹创新工

程计划项目

-

-

26

项目

近场地震下考虑土-结构相互作用的梁式桥基于性能的抗震设计

李宇

国家自然科

学基金项目

-

-

27

项目

快速评价桥梁结构颤振稳定性能的方法研究

白桦

中国博士后

基金特别资助

-

-

28

项目

基于静三分力系数的桥梁颤振稳定性评价及其应用

白桦

中国博士后

基金一等资助

-

-

代表性研究成果4

名称

成果类别

完成单位

署名排序

本室固定人员参加名单

研究方向序号

软弱围岩隧道支护理论与技术

基础研究

1

陈建勋

罗彦斌

4

以黄土和软岩公路隧道为依托，通过工程调研、现场和室内试验、数值模拟和理论分析，对隧道初期支护结构体系、施工方法技术进行了系统研究，创新了软弱围岩隧道锁脚锚杆（管）受力变形测试新技术，揭示了隧道锁脚锚杆（管）受力变形机理，形成了软弱围岩隧道施工新理念。

通过现场和室内试验，创新了隧道锁脚锚管应变片外贴导线内引电测法和光纤光栅量测方法，揭示了隧道锁脚锚管受力变形机理。研究成果依托于国家自然基金项目。研究成果已被“隧道建设”期刊收录，并形成了多个专利，为软弱围岩隧道支护结构形式优化提供了理论依据和数据支撑。

通过现场监测结果、理论分析与数值模拟相结合，揭示了土质隧道CRD法施工中隔壁临时支护变形和力学模型，以及分部开挖法隧道初期支护变形规律和受力特征，为土质隧道设计施工提供理论依据和参考。成果已被“Tunnelling and Underground Space Technology”和“KSCE Journal of Civil Engineering”期刊收录。并获得了陕西省科学技术二等奖。

成果产出佐证清单

序号

成果产出类型

成果名称

完成人

刊物、出版社或授权单位名称

年、卷、期、页或专利号

收录情况

1

论文

隧道锁脚锚

管受力测试

方法试验研究

罗彦斌

陈建勋

隧道建设

2016年

36卷12期1435-1441页

核心

2

专利

一种测试隧道锁脚锚管受力特性的装置

陈建勋

罗彦斌

国家知识

产权局

ZL201520828605.X

实用新型

3

专利

一种模拟黄土隧道锁脚锚管端头受力的加载装置

陈建勋

罗彦斌

国家知识

产权局

ZL201520828652.4

实用新型

4

专利

一种埋设光纤光栅的隧道锁脚锚管受力特性测试装置

罗彦斌

陈建勋

国家知识

产权局

ZL201620451950.0

实用新型

5

专利

一种对比隧道测力锁脚锚管测试性能的装置

罗彦斌

陈建勋

国家知识

产权局

ZL201620452171.2

实用新型

6

论文

Deformation   and mechanical model of temporary support sidewall in tunnel cutting partial   section

罗彦斌

陈建勋

Tunnelling and   Underground Space Technology

2017年

61卷40-49页

SCI

7

论文

Deformation   rule and mechanical characteristics of temporary support in soil tunnel   constructed by sequential excavation method

罗彦斌

陈建勋

KSCE Journal   of Civil Engineering

-

SCI

代表性研究成果5

名称

成果类别

完成单位

署名排序

本室固定人员参加名单

研究方向序号

双洞互补式通风计算理论及应用研究

应用基础研究

3

谢永利

王亚琼

任锐

来弘鹏

5

长大公路隧道上下行隧道通风负荷比存在较大差异，为保证两条隧道内需风量都不大于其最大允许需风量的前提下，基于双洞纵向通风辅以一个（或者几个）双向换气系统将两条隧道联系起来，构成一个双洞互补通风网络，即用一个隧道的富裕新风量去弥补另一个隧道新风量的不足，使得两条隧道内的空气质量均能够满足通风要求，即新型的“U”式互补通风。双洞互补式通风，无需设置专门的通风竖井，原则上仅利用轴流风机和射流风机就可以满足通风要求，大大降低了长大隧道初期建设成本和运营管理费用，而且也适用于多竖井分段式纵向通风的长大隧道，利用双洞互补式网络通风设计理念，原则上可以减少通风竖井，其经济性非常可观。该项目研究取得了写了代表性成果。

首次提出了双洞互补纵向网络通风方案，分析双洞互补网络通风方式基本原理，推导了通风横通道位置的设置范围以及横通道换气风量的计算公式，讨论了换气风量大小的影响因素。（2）给出了换气横通道允许设置范围的计算公式，换气横通道允许设置范围在Lm和Ln的计算公式；（3）首次给出互补式换气横通道换气风量计算公式并编制了相关计算软件。（4）首次将互补式纵向通风方案运用到实体工程中，在确保隧道通风效果的前提下，使通风系统总体规模大幅降低，运营费用下降，经济效益显著。

成果产出佐证清单

序号

成果产出类型

成果名称

完成人

刊物、出版社或授权单位名称

年、卷、期、页或专利号

收录情况

1

论文

大纵坡双洞

隧道互补式

通风运营测试

王亚琼

交通运输

工程学报

2014，Vol14.No5,P29-35

EI

2

论文

特长公路隧道双洞互补式通风物理模型试验

谢永利

王亚琼

中国公路学报

2014，Vol27.No6,P84-90

EI

3

论文

公路隧道双洞

互补式通风

适用性分析

王亚琼

现代隧道技术

2015，Vol52.No3,P14-22

EI

4

论文

隧道通风井喷射混凝土壁面沿程阻力系数测试

王亚琼

长安大学

2015，Vol35.No4,p83-88

EI

5

论文

在役公路隧道素混凝土衬砌裂缝稳定性分析

王亚琼

中国公路学报

2015，Vol28.No7,P77-85

EI

6

论文

隧道断面形

状对通风摩擦

阻力损失的影响

王亚琼

西安工业

大学学报

2015，Vol35.No8,P445-450

核心

7

论文

隧道壁面粗糙

度对摩阻损失

的影响分析

王亚琼

公路

2015，Vol.No9,P289-293

核心

8

论文

Base on ANASYS Immersed Tube Tunnel   Three-Dimensional Finite Element Analysis

王亚琼

Civil Engineering-Applied Mechanics and Materials

548-549(2014)pp1672-1678

EI

9

论文

plication of Wireless Intelligent Control System   for HPS Lamps and LEDs Combined Illumination in Road Tunnel

王亚琼

赖金星

Computational Intelligence And Neuroscience

10.1155

/2014/

429657

SCI

9

专利

隧道通风模型

可调节横通道

谢永利

王亚琼

长安大学

ZL2013 2 0869682.8

实用新型

10

专利

双洞互补式通

风隧道模型可

调节送风口

谢永利

王亚琼

长安大学

ZL2013 2 0867499.7

实用新型