土木工程与管理学报

Journal of Civil Engineering and Management

智能建造专栏

  • 面向智能运维的交通基础设施视觉感知与诊断

    鞠定超;张云开;黄永;韩孜旭;王吕斐;张宇翔;潘保钰;李泓毅;

    随着人工智能(AI)技术的蓬勃发展,基于深度学习的计算机视觉成为交通基础设施损伤感知与诊断的重要手段。本文探讨了计算机视觉技术在交通基础设施损伤感知与诊断领域的研究和应用进展。通过分析交通基础设施损伤诊断面临的挑战,深入阐述计算机视觉方法原理、主要模型以及应用于交通基础设施损伤诊断的主要问题。通过综述道路、桥梁、隧道和轨道等交通基础设施损伤诊断的应用进展与相关智能运维设备,揭示了计算机视觉技术在提升损伤诊断精确度和效率等方面的潜力。本文还介绍了预训练大模型的主要技术进展,探讨了其在结构表观损伤识别中的应用方向。最后,本文对具身智能等未来发展方向进行了前瞻性分析。这项综述性研究不仅总结了当前交通基础设施智能运维技术的发展图景,更构建了一个将先进计算机视觉技术与交通基础设施全生命周期管理系统相结合的概念框架。

    2025年03期 v.42 1-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 1417K]
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土木工程

  • 车辆作用软土地基埋管沥青路面动力响应研究

    宋来福;蔡嘉煜;张顺;符洪涛;

    开展车辆荷载作用下软土地基埋管沥青路面结构动力响应研究是岩土工程的重点课题之一。基于Fortran语言编写了Dload子程序,与现场实验进行比较,验证了Dload子程序计算的精确性。以实际工程为例分析埋管与无管沥青路面结构的差异性,并探究管道埋深、车辆载重对埋管沥青路面结构动态响应的影响。得到以下结论:(1)车辆荷载模型模拟车辆荷载作用下软土地基埋管沥青路面结构的动态响应是准确可靠的。(2)在交通荷载反复作用下埋管路面结构处更易破损毁坏。(3)车辆载重和管道埋深均对沥青路面结构有显著的影响,在道路使用过程中应严格控制车辆载重,严禁超载;有埋地管道穿越路基时应控制管道埋深在2.0 m以上。

    2025年03期 v.42 16-22+30页 [查看摘要][在线阅读][下载 2547K]
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  • 采用栓钉剪力键的钢箱-UHPC界面剪切性能

    时富禄;杨思敏;田径;柯研;张世顺;

    本文针对窄体钢箱-UHPC组合梁力学性能中的关键——钢箱-UHPC界面剪切性能开展了试验研究。设计并开展了13组钢箱-UHPC节点试件的推出试验。研究内容为栓钉间距、排布方式及UHPC钢纤维掺量对界面剪切性能的影响。研究结果表明,所有试件破坏均发生在栓钉根部破坏。栓钉间距对栓钉平均剪切强度有一定影响,本文试验中栓钉间距设置为120 mm时栓钉平均剪切强度达到最大;增加栓钉的列数和行数均会降低栓钉的平均抗剪承载力及延性,且沿界面剪切方向的栓钉行数影响更大;UHPC钢纤维含量对界面荷载-滑移曲线影响甚微。随后,选取了4种具有代表性的钢-混凝土/UHPC界面栓钉剪切承载力计算理论,并将理论预测值与试验值进行了比较。

    2025年03期 v.42 23-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 1427K]
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  • 钢板-混凝土地下组合结构墙构型及应用分析

    钱海波;邢智权;夏昌;陈誉;叶宇超;池宇燊;朱瑶;

    为克服传统钢筋混凝土结构在地下工程中固有局限性,本文创新性地提出了一种装配式钢板-混凝土地下组合结构墙。采用多物理场模型分别进行墙体局部连接处及整体结构的数值分析,模拟连接部位的力学性能和破坏形式及墙体施工工况和永久使用两种工况下的墙体侧移、应力分布、墙体所受土压力大小及土体变形情况。结果表明:该结构连接处的抗剪强度较高,所研发的代表性连接单元应力值均小于材料的屈服强度;墙体的侧移量保持在较低水平;墙体侧壁土压力沿深度方向呈现非线性分布;铺设底板能有效减轻墙体应力,减少变形,并缓解坑底土体隆起。经拓展评估,该结构具有较好的经济性,可适用于地铁车站、地下车库、市政工程井与基坑支护等重大工程。

    2025年03期 v.42 31-41+99页 [查看摘要][在线阅读][下载 1701K]
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  • 基于聚能爆破装药结构的周边眼优化设计

    王彦萍;周冬辉;来弘鹏;甄福龙;

    为改善使用钻爆法掘进隧道过程中的爆破效果,减少“超欠挖”现象,本文基于数值模拟,探究了聚能药包的爆破效果与周边眼的装药结构。通过LS_DYNA有限元分析软件针对常规爆破、切缝聚能药包爆破和异形聚能药包爆破进行数值模拟对比分析得出最优爆破方法,并调整周边眼炮孔间距得出炮眼的最佳布置。研究结果表明:与常规爆破相比,聚能爆破可显著提高爆破效果;与切缝药包聚能爆破相比,异形药包聚能爆破的聚能效果更好,光面爆破效果更佳。建议在隧道周边眼采用异形药包聚能装药结构;周边眼的炮孔间距定位80 cm,可取得较好的爆破效果与经济效益。研究结果可为光面爆破周边眼设计提供指导,提高爆破效果。

    2025年03期 v.42 42-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 1599K]
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  • 大跨度钢结构连廊整体提升施工技术研究

    袁艺宸;孙威;方程;

    全球公共采购交易服务总部基地项目有4个3层钢结构连廊,最大提升高度39.9 m,最大跨度32.5 m,结构杆件自重大、数量多。如果采用常规的散拼施工方案,施工难度大,高空作业多,安全风险高,且施工质量难以有效控制,基于此在该项目中应用超大型构件液压同步提升技术对钢结构连廊进行提升安装。本文以全球公共采购交易服务总部基地钢结构连廊施工为背景,对液压同步提升施工技术进行探究和分析,运用结构分析软件MIDAS Gen对被提升结构和提升平台进行分析验算,并对不足杆件进行加固,根据计算结果设计对应的施工方案,完成施工作业。液压同步提升技术能降低施工难度,有效控制提升精度,对工程的安全、质量、进度提供有效保证,达到预期目标。

    2025年03期 v.42 48-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 1225K]
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  • 基于Kriging代理模型的CS-MS路堤三维稳定性分析

    抗兴培;杭红星;何海妮;杨亮;

    通过“CS”法改性处理的固化泥(CS-MS)可用于路堤填筑工程。为研究CS-MS路堤的稳定性,本文基于CS-MS的不排水抗剪强度参数空间分布的趋势特征和随机特征,提出了CS-MS路堤三维非平稳随机场模型的建立方法。构建了一种结合局部平均法的Kriging代理模型来计算CS-MS路堤的安全系数,与随机有限差分方法(RFDM)进行了对比,并对Kriging代理模型的适用性进行验证。最后基于Kriging代理模型分析CS-MS路堤强度波动项和趋势项参数对边坡安全系数的影响。结果表明:Kriging代理模型安全系数预测结果与RFDM计算结果较为吻合,在路堤稳定分析中的目标可靠指标范围(2.2~3.0)内,Kriging代理模型具有较强的适用性;相较于RFDM方法,Kriging代理模型计算效率显著提高,同时具有较高的计算精度,应用价值更高;CS-MS路堤系统稳定性随着不排水强度波动项参数s_(u0)均值的增加而显著增加,随着s_(u0)变异系数、趋势项调整系数η变异系数的增加而下降。研究结果可以为CS-MS路堤设计及维护提供理论参考。

    2025年03期 v.42 54-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 2676K]
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  • 输电铁塔交叉材原位加固下面外约束刚度研究

    徐伟周;王波;戴亚;宁泽;

    针对老旧输电铁塔交叉材在极端荷载下易失稳问题,本研究提出原位内贴加固技术,以增强其面外约束刚度和整体稳定性。设计了3组加固试件和1组对比试件,进行不同轴拉力下的加固效果试验,并分析了加固效果。同时,通过数值模拟深入研究了轴拉力、加固长度与长细比对加固效果的影响。结果表明,新型原位无损加固技术能有效提升交叉材面外约束刚度,最大提升达63%,且加固后原材与加固角钢协同变形良好。加固效果受轴拉力、加固长度和长细比影响,随轴拉力增大而减小,随加固长度增大而增大,随长细比增大而减小。基于挠曲线近似微分方程,提出了加固交叉材面外约束刚度的计算方法,为输电铁塔交叉材加固设计与工程应用提供了理论依据和技术参考。

    2025年03期 v.42 64-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 1485K]
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  • 基于有限差分法的PRC桩承载性能数值模拟

    陈楠;王涛;文赛;隆林栩;金宇轩;

    受混合配筋、预应力水平等因素影响,PRC桩实际抗弯能力要小于理论计算值。为正确评估PRC桩的抗弯能力,本文基于有限差分法对PRC桩的抗弯承载性能开展了研究。首先,对PRC桩抗弯性能的室内实验进行了数值模拟,验证了数值模拟法的可行性,并以此为基础,探究了各设计参数对PRC管桩抗弯、抗裂等性能的影响。研究结果表明:PRC桩从开始工作到失稳破坏一共经历弹性阶段、塑性带裂缝工作阶段以及失稳破坏三个阶段。预应力大小对PRC桩抗弯能力及抗裂性能起决定性作用,预应力越大,其承载能力越大,抗弯性能越好,抗裂能力越强。箍筋对PRC桩的抗弯能力及抗裂性能影响有限,设计时可不考虑箍筋对PRC桩抗弯及抗裂性能的提升作用。

    2025年03期 v.42 73-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 1376K]
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  • 基于SMAF-ECC的装配式自复位框架节点抗震性能

    高峰;杨曌;李俊霖;张智博;

    利用SMAF-ECC(形状记忆合金纤维增强水泥基复合材料)良好的耗能及自恢复性能,提出了一种基于SMAF-ECC的装配式混凝土自复位框架节点。在材料力学性能试验基础上,采用ABAQUS对该新型框架节点的抗震及自复位性能开展数值模拟研究,并与采用普通混凝土、ECC的框架节点进行了对比,同时分析了SMAF掺量对节点抗震性能的影响。结果表明:将节点核心区域的混凝土替换成SMAF-ECC,能够有效提高节点的承载力、耗能能力以及刚度,降低节点残余位移,提高节点的自复位能力。当SMAF掺量不大于0.6%时,增大SMAF的掺量能够进一步改善框架结构的自复位性能和抗震性能。研究成果可为SMAF-ECC在装配式混凝土框架节点的应用提供理论依据,有望推动其在抗震结构中的进一步发展。

    2025年03期 v.42 80-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 1497K]
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工程管理

  • 建筑钢结构焊接机器人研究热点、趋势与展望——基于VOSviewer和CiteSpace的文献计量与可视化分析

    余宏亮;彭震;

    把握建筑钢结构焊接机器人研究的方向性和系统性有利于推动焊接机器人在工程实践中的应用与发展。本文以CNKI和WoS两个数据库为数据源,运用知识图谱分析软件VOSviewer和CiteSpace,对国内外建筑钢结构焊接机器人的研究特征、热点及趋势进行可视化分析。研究表明:国内外发文量整体呈上升趋势,研究热度不断上涨,但国内起步较晚,关注度相对滞后;国内外均存在小规模的学术合作,但跨团体合作不显著,研究力量分布不均;国内外研究热点与趋势各有侧重,国外在关键技术上的研究已取得显著成果,并进行更深入的探索,而国内在核心技术层面的研究尚浅,且多围绕技术应用情况展开定性的探讨。最后,针对研究结果提出相关建议,为我国建筑钢结构焊接机器人发展提供参考。

    2025年03期 v.42 88-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 1562K]
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  • BIM应用下项目团队知识隐藏对合作创新绩效的影响机理

    刘晶晶;张涑贤;曹海若;贾玥;

    BIM应用下的工程项目团队在涉及多方主体合作时存在的知识隐藏行为将极大危害合作创新活动。基于社会交换理论和动态能力理论,构建了关于知识隐藏与合作创新绩效的理论模型,探究流程双元性(流程标准性、流程敏捷性)的中介作用以及BIM能力的调节作用。通过对308份来自BIM应用下工程项目团队的调研数据进行统计分析,结果表明:团队知识隐藏对合作创新绩效存在显著负向影响;流程双元性在知识隐藏与合作创新绩效间发挥部分中介作用;BIM能力不仅负向调节知识隐藏与流程双元性之间的关系,还将削弱流程双元性的中介作用,存在被调节的中介效应。本文为提升工程项目团队合作创新绩效提供了新的理论视角,为BIM应用下的工程项目团队管理提供借鉴。

    2025年03期 v.42 100-111页 [查看摘要][在线阅读][下载 976K]
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  • 推土机铲运物料体积智能检测方法研究

    胡帅;王宇向;尤轲;周诚;

    在实际工程中,推土机铲运物料体积的测量是施工规划和资源管理的关键环节,其测量方式却长期停留在人工地面测量,效率低下且误差较大,严重影响工程规划的科学性和监管的准确性。为解决这一问题,本文基于车载视觉技术,提出了一种通过图像与体积映射关系获取推土物料体积的自动化测量方法。本文以ResNet网络为骨干,结合分类层设计,构建了高效的推土机物料体积测量模型。通过实验验证,该模型在精度和稳定性方面均优于传统ResNet和GoogleNet网络,能够精确处理不同体积和形状的推土物料测量任务。研究结果表明,该模型不仅实现了推土机物料体积测量的高效自动化,还为施工过程的智能化管理提供了重要技术支持,同时也为后续相关研究奠定了坚实基础。这一研究对提升工程施工效率、优化资源配置以及推动行业数字化转型具有重要意义。

    2025年03期 v.42 112-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 1945K]
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  • 既有建筑绿色改造主体决策协同影响因素及作用路径

    胡中雨;郭汉丁;廖楠;

    既有建筑绿色改造是建设领域实现“双碳”目标,推进我国生态文明建设总体布局的重要举措。既有建筑绿色改造项目高效实施与市场长效运行离不开主体决策有效协同带来的驱动力作用。通过扎根理论归纳提炼出外部环境、心理感知与行为整合三个影响维度,并基于实际情景与成熟理论提出研究假设并构建假设模型,运用结构方程模型等方法进行实证检验与分析。研究结果表明外部环境能显著促进既有建筑绿色改造主体决策协同,且心理感知、行为整合在外部环境和决策协同之间分别发挥单独中介效应与链式中介效应。进而从构建数字化决策平台、强化宣传教育体系、发挥政府调控职能等方面提出促进既有建筑绿色改造主体决策协同的策略建议,以期推动既有建筑绿色改造项目高效实施与市场长效发展。

    2025年03期 v.42 121-129页 [查看摘要][在线阅读][下载 924K]
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  • 基于两阶段优化的塔吊群布置方案生成研究

    张雨辰;姚博强;郑紫馨;黄春;刘占省;

    施工现场塔吊的选型与布置决定了塔吊使用成本和物料运输安全与效率。相关研究已将塔吊布置问题定义为组合优化问题,但问题求解时间随着塔吊布置可行位置数量和精度的增加呈指数增长。为提高塔吊布置的精度并减少问题求解时间,本研究首先基于离散化空间表达方式建立塔吊布置优化模型,引入塔吊吊装荷载和安全距离等限制条件,以最低成本和最大覆盖区域为优化目标,生成塔吊群布置初始方案;随后基于连续型空间表达方式,建立塔吊群重叠区域覆盖范围等约束,对初始布置方案进行调整。基于实际工程案例,该方法能够在较短时间内得到满足限制条件和目标的最优方案,能在控制成本的前提下,精准控制塔吊位置和吊运重叠区域,为建筑业提供了一种更加高效的塔吊群布置方法。

    2025年03期 v.42 130-139页 [查看摘要][在线阅读][下载 1676K]
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  • 《土木工程与管理学报》征稿启示

    <正>《土木工程与管理学报》是教育部主管,华中科技大学主办的土木工程与工程管理类学术期刊,面向国内外公开发行。本刊的办刊宗旨为:刊发土木工程原创性学术论文,反映土木工程和工程管理学科研究前沿动态和发展方向,为土木工程和工程管理的教学、科研和工程应用服务。本刊的投稿要求如下,欢迎广大学者、研究人员、工程技术人员惠赐高水平稿件!

    2025年03期 v.42 140页 [查看摘要][在线阅读][下载 316K]
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