军用桥梁车辆荷载统计分析

一.前言在军用桥渡结构可靠度的计算中,涉及两个最基本的方面,即结构抗力和荷载效应的不定性分析。关于结构构件抗力不定性的研究,我们已从材料性能、几何尺寸及计算模式三个方面作过较多探讨,在大量调查统计的基础上,经过分析计算,确定了抗力不定性的各种参数,取得了阶段性成果。现转入对荷载的研究。     

大连港码头荷载的统计分析

以大连港为例，阐述了港口码头如何收集荷载子样，选择任意时点荷载强度的概率分布．用平稳二项随机过程模型，推导出设计基准期５０年内是大荷载值的分布．最后给出码头荷载均值、方差、变异系数和码头的设计荷载值．     

车辆荷载概率分布及其产生的荷载效应研究

根据京珠高速车辆荷载现状的统计数据,构建了2个正态分布和1个极值Ⅰ型分布加权和的三峰概率分布模型,通过和常用概率模型比较分析后,证明此概率分布模型能够有效地反映车辆荷载实测数据概率统计特征.此外,文章研究了六轴重车各轴占总重的比例,采用最小二乘法回归分析了各轴重的参数,并在此基础上,计算了30 m跨径简支梁的荷载效应,为我国公路桥梁车辆荷载标准的研究修订以及车辆荷载分析提供参考.     

九江长江大桥疲劳车辆荷载谱

为评定九江长江大桥在交通荷载作用下的疲劳累积损伤,对该桥疲劳车辆荷载模型进行了研究。基于九江长江大桥现场车辆荷载调查,共采集到近13万辆汽车的相关动态数据。依据轴组类型划分为18种典型车型,采用数理统计方法,研究了该桥车流量的时段分布特征,提出在00:00~06:00时间段内为最佳道路管养维修时间;根据动态称重系统获取车重信息,分车型讨论了南向、北向及双向合并车重的概率统计模型,建立了能代表九江长江大桥真实运营状况的典型车辆荷载谱,然后按等效疲劳损伤原理简化成由7种等效模型车辆组成的模型车辆荷载谱。研究结果表明:出现频次较多的分别为2轴、4轴和6轴货车,其中6轴货车对桥梁疲劳损伤最大。研究成果为桥梁抗疲劳设计和疲劳寿命评估提供了可靠的车辆荷载谱,也可为类似大桥疲劳分析提供参考。     

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。     

POT模型的车辆荷载极值预测及荷载效应

为了研究车辆荷载的发展变异对桥梁结构的影响,根据渝湛高速公路176 918辆六轴车的动态称重系统实测数据,采用基于极值理论的超越阈值模型预测未来5~20年可能出现的车辆荷载极值,并加载于某典型桥梁进行荷载效应分析。分析结果表明:本文预测的基准期为20年的车辆荷载极值,对1#空心板所产生的弯矩比JTG D60—2015的车辆荷载和挂120大2.40倍和0.47倍。车辆荷载的发展变异能够直接影响现行桥梁结构的安全运营。     

工程结构荷载效应的统计分析方法

针对工程结构体系荷载效应难以直接统计的问题,本文给出了三种荷载效应统计方法,这几种方法各自基于不同的假定建立,在实际应用中,可以根据工程结构的不同特点进行选用.     

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．     

车辆移动荷载下地下车库响应分析

结合实际工程案例利用ABAQUS有限元软件建立了移动车辆荷载作用下地下车库结构考虑实际配筋和混凝土损伤塑性模型的三维有限元模型,并将车辆移动荷载等效为移动的静力荷载作用于结构板面上,对结构的板、梁在荷载作用下裂缝发生发展的变化规律进行了研究。分析结果表明：移动车辆荷载在行驶速度缓慢时,整个加载于结构上的车辆荷载相当于多个静荷载作用于轮胎和结构的接触面上,车辆荷载的移动通过在加载平面内矢量运动控制;车辆前轮和后轮的作用远大于中间轮胎的作用;从模型分析结合梁、板实际裂缝图可以看出荷载是造成框架结构产生裂缝的主要原因,且为实际工程裂缝发生的机理以及发生的位置提供了可靠地理论依据,对后期的结构检测、评估以及加固具有较好的工程指导意义。     

莲城大桥疲劳荷载车辆模型研究

为了确定莲城大桥合适的疲劳荷载车辆频值谱,基于无人机和人工现场实测交通量并且通过对莲城大桥交通量分析,得到了6种车辆荷载频值谱.基于等效损伤原理将得到的6种车型的荷载频值谱转化为3种标准的疲劳荷载车辆模型的频值谱,这3种标准疲劳荷载车辆模型分别为M1、M2和M3,其中M1为2轴车辆模型,总重为135 kN,轴距为3.6...     

施工期混凝土结构可变荷载的调查统计分析

对西安市及周边地区6个在建混凝土结构的施工期可变荷载进行了调查,采用不同的统计分析方法对调查结果进行统计分析,研究施工期可变荷载随施工过程的变化规律,对比了剪力墙结构和框架结构施工期可变荷载的差异,给出了混凝土结构施工期可变荷载标准值的建议取值,并与相关研究成果和现行规范进行了对比分析。研究结果表明:各工程施工期可变荷载的调查结果均服从极值Ⅰ型分布或指数分布;结构类型相同的工程施工期可变荷载随施工过程的变化规律基本相同;统计样本单元划分越细,得到的可变荷载标准值越大;工作面材料堆放越集中,不同统计分析方法得到的荷载标准值差异越大;竖向构件施工阶段剪力墙结构的施工期可变荷载值明显大于框架结构,其他阶段2种结构施工期可变荷载值较接近;将一个施工周期划分为竖向构件施工、搭支撑、水平构件施工及拆支撑4个施工阶段,混凝土结构各阶段施工期可变荷载标准值的建议取值分别为1. 894 kN/m~2、1. 716 kN/m~2、1. 295 kN/m~2、1. 998 kN/m~2。     

基于K-S检验法的雪荷载统计分析

近年来由于强风暴雪等极端天气频繁发生,致使许多结构尤其是轻钢结构在这种极端气候下发生破坏,究其破坏原因是多方面的,比如设计因素、施工质量等,荷载取值的不足也是其中之一.由于气候的变化,现行荷载规范的雪荷载取值是否可能被低估是当前工程界普遍关心的问题.为验证这种假设的真实性,以中国辽宁省2007年发生的一场56年罕见的暴雪为背景,对辽宁省内8个主要城市近50年雪荷载实测值进行统计分析,利用K-S检验法对辽宁地区雪荷载的概率分布函数进行假设检验,根据极值Ⅰ型分布分析这8个城市的代表值.将计算结果与GB 50009—2001《建筑结构荷载规范》比较,结果表明荷载规范取值在一些城市偏低.     

基于南京长江三桥的车辆荷载模型

为了满足南京长江三桥的技术状态评估和预测的需求,基于该桥收费站7年的称重数据库和桥面监控视频资料,根据不同的轴组类型对日常运营的主要车辆进行了车型划分.采用参数估计和非参数估计方法,建立了车辆质量、轴距、车型、轴重等车辆荷载模型中相关参数的数学模型.然后,基于泊松过程理论、Markov过程理论和车辆跟驰模型,对车辆荷载模型中的车速、车辆到达时刻等时变参数进行随机模拟.研究结果表明:多数车型质量分布为多峰分布,宜采用核密度估计法确定其统计模型;生成随机车辆时,需考虑车辆质量与车速、轴重等参数的相关性;采用M CM C法模拟得到的随机车辆车型分布近似于桥梁实际运营中的车型分布.     

车辆荷载作用下混凝土梁板设计

工程中作用在板、梁上的荷载除恒载外，活载主要考虑由汽车荷载、板上覆土重、人群荷载等情况。在探讨汽车车队的排队、混凝土楼板设计的基础上，研究汽车荷载对板、粱的影响，并给出梁与板的设计过程。     

钢箱梁斜拉桥等效疲劳车辆荷载模型分析

为了调查长江中下游地区跨江大桥的车辆荷载运行特性,首先,以某一钢箱梁斜拉桥为例,分析大桥1 a实测交通流特性,得到相关轴型车辆的轴距、车辆质量及轴重分布;其次,基于损伤等效原则计算大桥各轴型车的等效疲劳车辆荷载模型;最后,对我国钢桥规范提供的疲劳荷载模型Ⅲ进行修正,提出适用于同区域类型桥梁的标准疲劳车。研究结果表明：大桥呈现交通流量大、货车载重高及超载现象普遍的特征;等效疲劳车辆荷载模型可简化为6种车型,等效车辆质量大于10 t的疲劳车辆占比高达85.9%,其中6轴车在疲劳损伤中占主导地位;提出的疲劳标准车是1辆质量为64 t的4轴车,单轴重为16 t;国外规范疲劳标准车引起的疲劳损伤均低于本文实际疲劳标准车引起的疲劳损伤;对于顶板U肋连接细节,顶板厚度增加2 mm可至少降低疲劳损伤46.4%。     

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。     

车辆荷载作用下简支梁桥振动的研究

本文应用数值分析的方法研究在移动的两轴车辆荷载作用下简支梁桥的动力响应。分析了车辆初始振动、车辆行驶速度、桥面不平整等参数对桥梁动态增量(Dynamic Increment)的影响,研究了简支梁桥不同截面的动态增量,提出了简支梁桥的放大谱,最后对山东胜利大桥的引桥进行了动载试验,实测结果与理论分析结果相当吻合。     

公路桥梁车辆荷载随机过程模型

以多年交通量统计数据为基础,利用灰色系统建立交通量增长的灰色GM(1,1)预测模型,进一步利用马尔科夫链对模型进行处理,得到公路交通量增长随机过程预测模型;利用贵新公路(贵州贵阳—新寨)2 a内连续的车辆总质量,将车质量分布函数与交通量预测模型相结合,得到车辆荷载随机过程模型。研究结果表明:该随机过程预测模型精度较高,车辆总质量符合双指数分布规律;由车辆荷载随机过程模型可计算出一定年限内通过桥梁的某车辆荷载总质量范围内的车辆数,从而较好地解决了桥梁疲劳分析和验算时桥梁运营期内荷载疲劳累积计算问题。     

装配式混凝土管型通道车辆荷载模拟分析

文章以实际工程为背景,结合车辆荷载模型计算理论,利用有限元软件Ansys建立装配式混凝土管型通道三维模型,对管型通道管顶车辆荷载进行过程模拟,研究不同车速与不同荷载作用位置时管型通道的受力性状与变化规律,为工程实际提供一定的参考.