桥梁荷载效应统计参数的动态摄取方法

为了获取桥梁远程监测信息中的荷载效应的分布及特征参数,通过统计推断的优度拟合检验方法得到某时段的荷载效应分布,然后建立不同时段的荷载效应最大值概率分布,最后计算荷载效应的统计参数。为桥梁远程监测系统及评价体系提供了有利的数据。     

采用广义极值分布的公路桥梁车辆荷载效应极值预测

为改善对汽车荷载效应样本的统计拟合,建立随机变量的均值、偏差系数、变差系数与广义极值分布的形状参数、尺度参数、位置参数的一一对应关系.采用广义极值分布适线法拟合车辆荷载效应区间最大值样本的概率分布.首先,以矩法计算样本均值和变差系数,假定偏差系数,计算广义极值分布的形状参数、尺度参数和位置参数;然后,将样本点和理论频率曲线绘制到海森机率格纸上,按照理论频率曲线与实测数据拟合得最好的原则选定统计参数,并确定汽车荷载效应样本的理论频率曲线;最后,采用经典极值理论建立设计基准期荷载效应最大值分布.采用某公路一个车道39周的动态称重系统(WIM)数据,建立车辆荷载效应模型,并与最大似然法结果进行比较.结果表明:文中方法更能反映样本分布曲线尾部特征,且实际最大基准期车辆荷载效应远大于现行公路-Ⅰ级汽车荷载效应.     

城市桥梁拥堵状况下车辆荷载模型及其对桥梁的影响研究

通过分析城市道路的车流分布特点,分别建立了小轿车、大型客车和重型车三类车辆模型,然后依据拥堵情况拟定针对城市桥梁拥堵的车辆荷载模型。通过实例计算,比较分析桥梁在设计状态下和拥堵状态下的荷载效应。计算表明,由小轿车和重型车组成的拥堵车辆荷载产生的荷载效应可能大于城A和城B荷载产生的效应,是影响桥梁安全的一个重要因素。     

某八车道高速公路车流特性及荷载效应

以某高速公路扩建前后的实测车辆荷载数据为基础,对不同车道车流的分布及荷载组成进行了统计,归纳车流及荷载的空间分布规律,并据此探讨沥青路面及桥梁结构对车流横向差异的敏感性.结果表明,车辆的车道选择差异显著,70%以上的二轴车倾向于在内侧两个车道行驶,90%以上的多轴车选择在外侧两个车道行驶;内侧车道交通分布密集,但是车辆荷载水平较低,外侧车道车辆荷载水平远在内侧车道之上;车辆荷载下十年内超车道路面仍然满足使用性能要求,而其余各车道路面损坏程度很大,必须进行维护;单向四车道桥梁行车道2上车辆荷载弯矩效应极值远大于其他车道,在不同加载长度下,各车道实测效应极值基本大于规范值,说明目前规范车辆荷载模型已无法满足实际的结构设计评估要求,建议修正.     

广州市高架桥疲劳荷载车辆模型研究

通过对广州市内环线恒福路段交通情况的实地调查,依据等效疲劳损伤原理,将实测的车辆荷载频值谱简化为由疲劳荷载模型车辆组成的实用频值谱,得到了由日常运营车辆组成的荷载频值谱．根据车辆组成的荷载频值谱,建立了广州市高架桥疲劳荷载车辆模型．所建立的疲劳荷载车辆模型,可供广州市其他高架桥梁疲劳损伤验算或疲劳设计时参考．     

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。     

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.     

重车荷载作用的简支梁桥荷载效应极值预测

为了准确预测重车荷载作用的简支梁桥荷载效应极值,充分考虑了过桥重车的随机性特征和不同重车荷载事件出现的概率,基于经典极值理论,提出了不同重车荷载事件的组合广义极值分布(CGEV)极值预测方法,通过数学推导和数值算例证明了该方法的合理性.同时,以一座简支梁桥为工程背景,采用CGEV方法预测简支梁桥在重车荷载作用下的荷载效...     

考虑桥梁限重标志对驾驶员行为约束的车辆荷载效应研究

通过对某市货车驾驶员进行问卷调查,研究了桥梁限重标志对货车驾驶员驾驶行为的约束作用规律;基于实测随机车流的统计分布规律,利用蒙特卡洛法编写了考虑桥梁限重标志对驾驶员行为约束作用的随机车流模拟程序.以55t桥梁限重值为例,根据《公路工程结构可靠度设计统一标准》的荷载效应分析方法,计算了简支梁桥在模拟随机车流荷载作用下的跨中弯矩和支座剪力.对日均交通量、条件约束水平和桥梁跨径进行了参数分析,并将随机车流荷载作用下的荷载效应与中国现行桥梁设计规范中对应的汽车荷载效应标准值做了比较.研究结果表明:1)只有当超重货车驾驶员均严格遵守桥梁限重规定时,桥梁限重标志才能有效地控制车辆荷载效应,从而保障桥梁的安全可靠性;2)中国现行桥梁设计规范的设计荷载可能低估了某些路段实际车流的荷载,且在小跨径桥梁上尤为突出,应当引起重视.     

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.     

公路桥梁车辆荷载的双峰分布概率模型

根据国道110上的现状车辆荷载统计数据,讨论了其包含大量超载车及大量普通车辆的概率分布特性。各类常用的单峰分布皆不可用于描述这种车辆荷载。该文用两个正态分布加权和的双峰型概率分布描述车辆荷载,用滤过复合Possion过程和滤过复合Erlang更新过程分别表示一般运行和密集运行状态下的车辆荷载过程。得出基于后续使用期主车和重车荷载最大值分布的0.95分位值作为桥梁评估荷载。     

高速公路桥梁随机车辆荷载谱

以吉茶高速公路矮寨大桥为工程背景,进行了为期48h的随机荷载调查与研究。研究结果表明,该桥车辆荷载主要是以第二类小轿车和第七类大型货车为主,其中,小轿车占总车辆的49.51%,大型货车占总车辆的21.56%,其余类型车辆所占的比例均小于10%;第一类至第七类车型的典型车重分别为1 646,1 451,3 572,12 395,6 974,29 104,52 832kg。在此基础上,将每种类型的车辆折算成第七类车大型货车进行分析,从而得到折算后的车辆荷载的时间序列,然后再通过MATLAB编程获得车辆荷载的自相关函数和车辆荷载的功率谱密度函数。对折算后服从正态分布的随机车辆数据分别求出其均值和标准差,利用MATLAB编程来模拟高斯随机过程,最后得到矮寨大桥随机车辆荷载谱。研究成果可为高速公路桥梁的荷载谱编制和耐久性评估提供依据。     

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.     

高等级路面上的车辆动载荷

为研究重型运输车辆对高等级路面作用的动荷载,建立1/2车辆动力学模型,研究了路面不平度、车辆速度、轴重和胎压等因素对车辆动载荷的影响。研究结果表明:车辆动载系数随着路面不平度、车辆速度和胎压的增加而增加,随着轴重的增加而减小;车辆动载荷随着各个参数的增加而增加;标准载荷下,A级路面动载系数为1.12~1.19,B级路面动载系数为1.23~1.38,C级路面动载系数为1.48~1.76,D级路面动载系数为2.00~2.52。     

混凝土分离式箱梁桥荷载横向分配系数

运用有限元方法,对27座不同几何截面形式的简支梁桥模型进行了仿真分析,在考虑了跨度、分离式箱体的个数、行车道数目的基础上,根据城市桥梁荷载得出了最大应力、挠度和剪力分配系数的经验公式,可供设计参考.并为我国城市桥梁规范的修订提供参考.     

基于车辆统计数据的汽车荷载标准值取值与评估

以若干路段连续一周的车辆调查结果为基础,运用该路段上各种车型的车重、轴距、轴重及车头间距的统计参数和分布特征,结合汽车厂家和实测轴距和轴重,给出了各代表车型的轴距及轴重分配比例的统计参数。根据统计参数,结合蒙特卡洛方法,利用Matlab语言编制了随机车流模拟程序和随机车流在影响线上的加载程序;通过程序计算得到随机车流作用下实际桥梁n d的荷载效应最大值,进而对其进行统计分析,得到基于车辆统计数据下的汽车荷载效应标准值,并与现行规范标准值效应进行对比分析。研究结果表明：基于车辆荷载调查下的随机车流所产生的荷载效应标准值与规范值存在较大差异,其中,广深高速公路车辆荷载效应是公路-Ι级标准值效应的3倍,河北、江西某收费站车辆荷载效应是公路-Ι级的1.6～2.0倍,深港大桥车辆荷载效应与现行规范公路-Ι级效应相当;现行规范荷载与实际车辆荷载在一定程度上不相适应,该结论对制订新的规范荷载具有重要参考价值。     

基于改进的动态聚类算法的配送车辆调度研究

研究了物流配送车辆调度优化问题,建立了以所需车辆数最少为第一目标,以车辆总行程最短为第2目标的双目标优化模型.把问题分成2阶段进行求解,第1阶段用改进的动态聚类算法分派车辆的配送任务,第2阶段用动态规划方法求出车辆的行车路线;实例证明,算法有效降低问题的复杂性,使问题在合理的时间内得到满意解,模型和算法均具有较大的推广意义.     

非规整刚接T梁桥荷载横向分布计算方法

荷载横向分布系数是既有T梁桥加宽设计的关键问题之一。根据刚接梁法基本假定,应用力法原理推导了刚接梁法一般力法方程,可用于由截面特性和间距不同的T梁组成的非规整刚接T梁桥荷载横向分布计算。实例计算表明该方法的计算精度满足工程要求。同时对一座非规整加宽T梁桥进行了计算分析,计算结果与空间实体有限元结果吻合较好。基于荷载横向分布分析和新旧规范对比,分析了加宽方案。     

斜梁桥荷载横向分布的能量法

采用能量原理在广义刚性横梁法的基本假定下,横梁为不变形的刚性梁,根据单根斜梁在单位力(或单位矩)作用下的一般计算公式,导出了斜梁桥荷载横向分布的计算公式,推出了斜梁桥通用的荷载横向分布的计算公式.并对正梁桥、平行四边形斜梁桥等几种特例下各系数进行了计算.该方法特别适用于可以简化为梁格的窄梁桥荷载横向分布计算.