车辆拥堵对城市桥梁安全性和耐久性的影响

通过对大城市交通拥堵和桥梁使用现状的分析，提出桥上车辆拥堵是影响桥梁安全与耐久性的因素之一。分析了桥上车辆拥堵容易引起的桥梁病害。通过对车流特征的分析，提出了车辆拥堵荷载模式，计算了拥堵荷载在桥梁中产生的效应，结果表明拥堵荷载效应有可能超过设计荷载效应。文中结论可供桥梁设计、养护人员和交通管理部门参考。     

合肥市城市桥梁验算车辆荷载模型分析研究

文章通过对合肥市内几座代表性超载桥梁进行现场车辆超载情况的实地调查,以概率统计计算为基础,绘出荷载总重和轴重直方图,确定出了桥梁验算车辆荷载模型,得出超载车辆荷载最大值分布的0.95分位值作为合肥市桥梁验算车辆荷载标准.所建立的验算车辆荷载模型,可供合肥市及其他城市桥梁设计时参考.     

基于合成车流的桥梁车辆荷载效应极值预测

车辆荷载是公路桥梁设计与评估过程中的关键问题之一,现有规范的车辆荷载取值适用于一般设计,对于精度要求更高的在役桥梁评估或桥梁关键构件设计,应结合实际车辆荷载特征,建立相应的车辆荷载模型.考虑我国现有大量静态车辆交通流数据的特点,提出了采用合成车流方法模拟交通流并实现荷载效应预测的方法,详细描述了基于合成车流的车辆荷载效应模拟方法,检验了Rice公式方法对于合成车流荷载效应极值预测的适用性,以此建立基于合成车流的车辆荷载效应模拟及其极值预测过程.最后,通过算例校验了合成车流荷载效应以及预测荷载效应极值的准确性,并简要对比了现有规范与本文方法在车辆荷载效应方面的差异.     

用于公路桥梁可靠性评估的车辆荷载多峰分布概率模型

通过对京沪高速公路车辆运行状况的实测和统计分析,发现由于汽车工业的发展以及超载现象的存在,实测的车辆荷载呈现出多峰分布的特性,难以用传统的单峰概率分布模型来描述.利用极值型Ⅰ分布函数和正态分布函数的加权和,拟合得到了由轻型车辆、普通车辆和重型(含超载)车辆所组成的多峰型车辆荷载的概率分布函数.通过滤过复合Possion过程和滤过复合Weibull过程分别对一般运行状态和密集运行状态下的车辆荷载过程进行了模拟.最终以后续服役期内轻型车辆、普通车辆和重型(含超载)车辆荷载最大值分布的0.95分位值作为桥梁在剩余可靠度研究的评估荷载.该多峰型车辆荷载模型更符合实际,提高了桥梁剩余可靠度评估的准确性和合理性.     

在合成车流运行基础上的桥梁荷载最大值探讨

在公路桥梁设计和评估中,车辆荷载是主要的问题之一,现有车辆荷载取值规范只对一般的设计适应,如果是精度要求比较高的桥梁关键构件设计或桥梁评估,则要与实际车辆荷载的特征相结合,建立模型。由于目前我国交通流数据的特点是存在大量静态车辆,因此采用合成车流方法对交通流进行模拟,确定荷载效应预测的有效方法。本文主要对合成车流的车辆荷栽模拟方法进行详细描述,并对Rice方法在合成车流运行的桥梁荷载最大值进行预测的适用性进行研究。基于此,建立合成车流的车辆荷栽效应模拟与最大值预测过程。     

不同超重规定下重车荷载特性及效应计算

为获取超重车荷载构成特性以及重车并行过桥产生的荷载效应,收集了美国加州历时3a实测WIM数据,根据美国联邦政府和加州交通厅超重规定,将超重车分为3类,对比分析了3类超重车辆分布及荷载构成特点.根据随机过程理论建立了多车道车辆并行荷载效应计算模型,分别计算了第Ⅱ类超重车和加州超重车最大荷载效应,结果表明两类超重车起控制作用的荷载相同;与中美规范对比显示,由超重车引起的最不利弯矩和剪力分别为美国规范值和我国规范值的1.5倍,因此在桥梁设计和评估工作中,应充分考虑重车过桥对桥梁结构的影响.     

混合交通流作用下大跨径桥梁车辆荷载效应分析

卡车列队是一种通过自动控制、无线通讯等技术实现卡车成队近距离跟驰的交通模式，小间距行驶的车队直接导致桥面重车密度增加，且对于大跨径桥梁其可以容纳的卡车队数多，结构的整体和区段性能均可能受到影响。为研究卡车列队的荷载效应水平及其与普通车辆形成的混合交通流对桥梁结构的影响，评估现行规范的适用性，调研了国内外关于卡车列队的实际测试和理论研究，基于在役大跨径桥梁的实测交通流数据，提出了卡车列队荷载模型和混合交通流模拟方法。以一座大跨径悬索桥为主要背景工程，考虑实际的桥梁运行情况，实现了混合交通流模拟，研究了代表性混合交通场景中结构的车辆荷载效应水平和安全性，分析了卡车列队模式以及混合交通流对于大跨径悬索桥汽车荷载效应的影响。分析结果表明，混合交通流作用下的荷载效应水平较普通车辆车流有明显提高，但仍低于规范加载值。不同加载场景下的效应值约为规范值的35%～80%，现行规范对于卡车列队参与的混合交通流作用下结构的整体效应和区段效应均可提供较好的安全裕度，能够保证桥梁在未来相应运营状态下的安全服役。     

福州市城市桥梁疲劳荷载研究

通过对福州市城市桥梁交通荷载和运营车辆的装载情况调查,得到由32类日常典型的运营车辆组成的荷载频值谱,以及货运车辆的空载率.根据等效疲劳损伤原理将所得到的荷载频值谱简化为由6辆疲劳荷载模型组成的具有实用性的荷载频值谱.进一步分析得到一辆适宜验算桥面系构件的标准疲劳车辆荷载模型.所得到的疲劳荷载频值谱和疲劳车辆荷载模型,可以供城市钢桥疲劳损伤验算参考.     

关于大跨径桥梁车辆设计荷载研究

近年来，伴随着经济的高速发展，类似于港口、运煤路线以及矿山连接线等一些特殊路段上重载、超载、密集运行交通情况日益明显，行驶在公路上的大型、重型车辆荷载远远超过现行桥梁设计规范中的设计荷载等级，对使用中的桥梁结构造成重大的安全隐患。结合具体工程实例，根据现有调查结果，深入研究目前的交通状况对大跨径桥梁车辆设计荷载的影响。     

不同车速作用下桥梁的动态响应

在车辆不同速度作用下桥梁的变形有其复杂性,对其研究为工程界所广泛关注,利用ANSYS软件建立桥梁有限元模型,通过数值模拟计算分析了车辆以不同速度通过桥梁时,桥体发生的动态响应的特征,从而对移动荷载作用下桥梁的振动的控制措施进行改进,为设计施工提供依据。     

考虑车辆加速度和次邻近车辆速度差的跟驰模型及仿真研究

在次邻近车辆速度差模型(Two Velocity Difference Model,TVDM)的基础上,提出了一个扩展的交通流模型,即加速度与次邻近车辆速度差模型(Acceleration and Two Velocity Difference Model,ATVDM)。线性稳定性分析表明:和TVDM相比,ATVDM模型可以使交通流的稳定性得到增强,稳定区域有明显增加。数值模拟结果表明ATVDM不仅可以成功预测车辆运动延迟时间和启动波波速,还可以避免急刹车情况下事故的发生。     

转向工况下汽车悬架系统动力学特性仿真

文章从转向对悬架系统影响的角度出发,建立了转向工况下的1/4汽车动力学模型及仿真模型。通过模拟路面输入,在不同车轮转角和车速等行驶工况下进行了大量的仿真计算。仿真结果表明,不同车速和车轮转角所产生的不同侧偏力,对车身垂直加速度、悬架动挠度和轮胎动载荷的变化有较大影响,随着车速提高和车轮转角增大,侧偏力也随之增大,致使其加速度等输出响应变化更为显著。     

电动汽车负荷聚类及参与电网一次调频控制策略

为解决风力发电、光伏发电等分布式电源出力波动和大规模负荷入网造成的频率波动问题,电动汽车在(The electric car)热备用条件下基于V2G技术,以电动汽车作为调频手段,研究电动汽车负荷聚类参与电网一次调频控制策略。根据电动汽车快速响应性能对电动汽车负荷聚类,采用聚类算法将电动汽车负荷分组对不同调频容量分配。当系统频率发生变化时,以实现电动汽车参与电网一次调频响应。仿真结果表明：当电网频率波动时,电动汽车参与电网一次调频,使得电网频率能够很快向稳定状态恢复。本文所提电动汽车负荷聚类参与调频控制策略是有效的。     

基于最紧邻前车加速度信息的跟驰模型

为了提高车流的稳定性能,考虑最紧邻前车加速度信息的影响,在优化速度差模型(Optimal velocity difference,OVD)的基础上,引入参数p表示驾驶人对最紧邻车辆加速度信息的关注程度,提出了含加速度项的跟驰模型。通过线性稳定性分析,得到交通流的临界稳定判据。数值仿真表明新模型与OVD模型比较,通过调节参数p,可以避免在低敏感系数下OVD模型中负速度现象的出现,同时,加速度效应对车流致稳效果更加明显。因此,研究模型能更有效地增强车流稳定性能和更好地描述实际交通流现象,为多车协同驾驶策略提供了先导作用。     

基于SOM聚类的典型车况和动力匹配分析与决策

在残酷的重型卡车市场竞争环境下,如何客观分析用户的动力配置需求,并对其进行最优配置是车企始终追求的目标。基于车速与车辆工况最强相关的观点,首先对车载数据终端所采集的样本数据进行预处理,采用自组织特征映射网络(self-organizing feature map,SOM)聚类分析方法进行速度分布聚类。然后针对不同类型车辆真实数据的聚类结果,总结出各类车型的典型工况。最后结合典型工况与车辆具体配置进行动力匹配分析,从而挖掘出各类车辆的工况需求和动力配置要求。数据化的需求分析为车企在研发、生产、销售等环节消除了歧义,降低了质量投诉以及售后支出,这表明该方案在实践中有着重要的实用价值。     

基于WIM的福建省重载交通公路车辆荷载模型

为建立适合福建省重载交通公路的车辆荷载模型，选取车流量大、重载货车比例高的沿海地区，布设2个动态称重（WIM）系统测点。通过对WIM系统长达30个月不间断采集的车流数据的统计分析，得到福建省典型重载交通公路车辆荷载的统计特征，并建立了相应的车辆荷载模型。基于实测模型与现行规范汽车荷载标准，对典型公路简支梁桥和连续梁桥的汽车荷载作用效应进行了分析，结果表明：对福建省重载交通公路桥梁，采用公路—I级汽车荷载标准进行结构设计总体上是安全的，而采用公路—II级汽车荷载标准则偏于不安全。本文所建立的重载交通公路车辆荷载模型可供福建省公路桥梁设计或结构损伤验算时参考。     

隧道内机动车尾气排放污染范围的数值模拟

采用商业数值软件FLUENT模拟研究隧道内轿车、卡车以及小货车在阻滞和正常行驶状态时排放尾气污染情况。考虑实际机动车尾气排放管道的大小和高度等几何参数,从横向及纵向角度考察尾气污染范围与机动车和空气之间相对速度之间的内在联系。研究结果表明:①通风风速并非越大空气质量越高,无限制增大通风风速会带来高能耗、噪声等问题,当机动车处于阻滞工况和正常行驶,相对速度分别大于8、12 m/s时,污染物扩散范围受相对速度影响可以忽略不计;②尾气横向污染范围随相对速度的增加而减小,与机动车尺寸无关,而且正常行驶的机动车横向污染范围较阻滞状态下的机动车污染范围大,两者均符合x=a/v~(1.5)+0.1的规律,其中参数a的数值与机动车行驶状态相关:当机动车处于阻滞状态时,取a=2.7;当机动车处于正常行驶状态时,取a=12.5;③污染纵向最低值随着相对速度的增加而增加,受排气管周围空气压力影响,尾气呈现出向上漂移特性;④污染纵向最高值随着相对速度的增加而先出现波峰,随后逐渐下降,其下降速率与车型有关,随着机动车尺寸的增大而减小,即轿车最大,小货车次之,卡车最小;⑤污染纵向范围整体呈现随相对速度的增加而下降的趋势,但是在相对速度处于0～5 m/s时,纵向污染范围存在最大值,对隧道通风设计时应考虑相对速度处于该范围的不利影响。     

重卡半挂系统在虚拟试验场的平顺性仿真分析

通过参数化建模,对某重卡半挂系统在虚拟试验场(VPG)激励下进行平顺性仿真研究.采用白噪声滤波法模拟不平路面仿真,得到测试车场,建立以四轴重型汽车半挂车列车为例的整车动力学系统模型.通过整车系统常规工况设定,利用MATLAB的ODE15S模块对1/2整车动力学方程进行微分方程求解.结果表明:车体的座椅处加速度值范围为-0.48~0.50 m·s^-2,在0.4,1.8 s左右分别达到波谷值和波峰值;整体趋势分布为先下降后上升,在5.5,6.7 s左右分别达到波谷值和波峰值,即该系统在0~2 s间出现较大的振动响应.     

十字交叉路口交通流的控制和管理研究

采用开放边界条件,利用改进的N agel-Schreckenberg模型,引入转向概率,通过数值模拟,研究车辆通过十字交叉路口的交通流特性。结果得到,在开放边界条件下,当车道的产生概率大于消失概率的情况下,具有十字交叉路口的车道车辆密度在红绿灯信号周期较短时,车道车辆密度较高,此时车辆拥堵严重,如果延长红绿灯信号周期或允许车辆在交叉路口转向行驶,可降低车辆密度,改善交通状况,达到科学管理和有效控制车流的高效运行。