多车道桥梁汽车荷载横向折减系数研究

国内外现行桥梁设计规范均对8车道以内的车辆荷载横向折减系数有所规定,对于大于8车道的横向折减系数需要进行专门研究。通过比较各国桥梁设计标准中汽车荷载多车道横向折减系数,进而通过概率理论分析求解多车道汽车荷载的横向折减规律,最后基于实测的交通汽车荷载数据,在选取的多跨连续梁桥上进行不同控制截面控制内力效应的横向折减系数计算。研究表明,目前国内现行规范规定的横向折减系数处于各国规范的平均水平,基于全国车流量统计数据对多车道横向折减系数进行理论分析的结果与现行规范基本一致,随着车流量的增加有增大的趋势,此外,基于实测车流量算得的不同跨度的桥梁控制截面内力效应对应的横向折减系数也有所差别。     

扩建桥梁车辆荷载特性及多车道荷载模型研究

基于茂湛高速公路等4个典型路段车辆数据,研究了广东省高速公路改扩建桥梁车辆荷载特性及多车道荷载模型。利用典型路段计重收费数据,研究其交通分布规律、车辆荷载分布特性;基于佛开高速公路实测动态称重数据,根据其交通流分布规律模拟了多车道随机车流;建立了广东省高速公路改扩建桥梁多车道荷载效应计算模型。研究表明:广东省典型高速公路车辆荷载具有明显时变特性且各车型占比不同,外侧车道货车流量显著大于内侧车道;提出了广东省改扩建中小跨径桥梁(l50m)多车道荷载模型的统一形式:基于影响线同号区域加载"均布线荷载q_k=13.0kN/m+集中荷载P_k=360kN"的荷载形式,且多车道横向折减系数宜取为1.00(单车道)、0.87(双车道)、0.80(三车道)、0.75(四车道)。     

车辆荷载下多车道横向折减系数的计算和分析

根据近几年我国主要干道的车辆荷载实测数据,对不同测点的车辆总重进行了统计分析,建立了不同测点车辆荷载的总体概率模型及截尾概率模型。在此基础上,采用概率方法对车辆荷载服从非正态分布的多车道横向折减系数进行了计算和分析,给出多车道横向折减系数建议值,并与规范规定的数值进行对比。结果表明:不同测点车辆荷载的总体概率分布服从多峰分布,概率密度函数可用1个对数正态和3个正态概率密度的加权和表示;左截尾概率分布服从对数正态分布。设计基准期内最大值的概率分布服从对数正态分布。车辆荷载按多峰分布计算的三车道、四车道、五车道、六车道、七车道、八车道横向折减系数分别为0.95,0.85,0.78,0.74,0.73,0.69,车辆荷载按截尾分布计算的三车道、四车道、五车道、六车道、七车道、八车道横向折减系数分别为0.86,0.73,0.62,0.57,0.56,0.50,均不小于《公路桥涵设计通用规范》规定的数值。     

车道荷载横向分布影响下的路面车辙变形分析

采用蠕变力学方法分析了车道荷载横向分布对路面车辙变形的影响。首先利用正态分布对车道内荷载的横向分布进行简化,得到了不同车道横向分布系数下车道断面上不同位置的荷载作用次数系数。然后提出了典型路面并测定了实际温度下的路面材料的力学参数,并对计算荷载及荷载作用时间的计算方法进行了简化,最后采用有限元方法对不同横向分布系数及不同荷载作用次数下的路面车辙变形进行了计算。通过计算分析得到了不同车道荷载横向分布系数下车辙变形永久变形比及隆起系数的推荐值。     

基于实际交通量高速公路车道系数差异性分析

高速公路路面结构设计理论、原则和方法与高速公路实际交通量以及车辆荷载有重要关系。但到目前为止，尚缺少这方面的系统统计。基于沪宁高速实际交通量车型组成及收费站超限数据，根据统计分析原理，分析高速公路不同车道的车道系数的差异性，提出对应的车道系数。     

道路交通量横向分布差异对路面结构的破坏分析

横向分布系数反映车辆荷载在道路横断面上的分布状况,通过对多条道路的交通量横向分布及路面破坏调查,得出道路车道间交通量横向分布差异是导致路面结构差异性破坏的主要因素;从路面结构设计过程分析,得出道路交通量横向分布对路面结构的影响是线性的,据此提出根据交通量横向分布差异进行非对称路面结构设计。     

多车道桥梁交通荷载特性及结构响应研究

多车道公路桥梁各行驶车道的车流和荷载特性分布具有显著的差异性,由这些差异性引起的结构响应特性应是桥梁管养关注的重点。根据某单向4车道高速公路实测的WIM数据,分析其运营阶段的交通荷载特性,及在实际车流荷载作用下桥梁结构的真实响应。研究结果表明:不同行驶车道的车型分布具有显著差异性,90%以上的货车偏向于外侧两个车道行驶;车辆总重和轴重水平较规范基础数据有明显的提高;各行驶车道随机车流产生的荷载效应最大值基本大于规范值,外侧车道上荷载效应远大于内侧超车道,说明目前规范基于车道荷载独立同分布的假定与实际情况不相符,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。     

佛开高速八车道交通特性与桥梁汽车荷载效应研究

利用安装在广东佛开高速公路上的动态称重(WIM)系统,分别在两个不同位置的四个断面采集了为期将近一年的测试数据,对不同车道车流的分布及荷载组成进行了统计,总结了佛开高速公路车流的交通量、车重、轴重分布以及车头时距和车头间距分布规律。并对桥梁结构在实测荷载作用下的效应进行了分析研究。     

车道限制策略下八车道高速公路交通流特征

为掌握车道限制策略的实施效果,应用某八车道高速公路非高峰期和高峰期的实测数据,对交通量、速度和车头时距等3项交通流参数的特征进行分析,并得出结论.限制货车通行的车道1、2比不限货车的车道3、4交通量大且速度高,说明限制货车对于提高车道的服务水平有明显效果.车道1、2的车头时距用M3分布拟合效果较好,车道3、4用2阶爱尔朗分布或移位负指数分布拟合效果较好,说明前者易结成车队,而后者的行驶自由度相对较大,交通量仍有提升空间.综上所述,车道限制策略实质上是对车道进行差异化管理,限制货车和不限货车的车道分别以提高服务水平和通行能力作为首要目标,以期获得整体运行质量的优化,但实施条件和保障机制仍有待探索.     

公路桥梁车辆荷载纵横向折减系数研究

以可靠性理论和新近实例的车辆荷载数据为基础，推导了公路桥梁车辆荷载多车道横向折减系数的理论计算公式，从实侧荷载效应与标准车辆荷载效应比值的概率分析中得到了标准车辆荷载纵向折减的计算公式，结合我国实情，提出纵向和横向折减系数的建议值。经７座大跨径实桥的计算证明采用本研究建议后的折减效果最令人满意的。     

多车道高速公路分流交织区交通流特性与交通组织策略

为了解决多车道高速公路分流交织区由于车道数增加、交通流量增加、标志设置不合理等原因存在的诸多安全问题,在分析多车道高速公路分流交织区存在的问题和总结现有多车道高速公路断面形式（整体式断面、客货分离式断面、主辅分离式断面）的基础上,提出多车道高速公路分流交织区的交通组织形式及其优缺点。总结了多位学者对多车道高速公路分流交织区处的运行车速、通行能力及安全特性和冲突特性的研究,并在此基础上,提出了多车道高速公路分流交织区处的交通管理（车道管理和车速管理）及诱导设施（同向分隔带、标志标线）的优化意见。所提出的交通管理及诱导设施的优化方案可以显著提高多车道高速公路分流交织区的安全性及其运行效率。      

运用车流波动理论分析大货车混入对快速路车流的影响

随着城市对外交通需求的增加,大量大型货车进入快速路,大货车由于慢速引起后随车辆被迫减速,造成车流整体通行效率严重降低。运用车流波动理论确定大货车占道所引起车流的状态变化,定量分析大货车速度及其占道长度与堵塞时间、受阻车辆数之间的关系,从而说明大货车占道对车流延误的影响程度。通过定量分析明确划分大货车车道、快速路最低限速以及限制快速路大货车比例的重要性,从而为快速路混合车流管理提供依据。     

独柱支撑匝道桥抗倾覆验算汽车荷载研究

为减免独柱支撑匝道桥倾覆事故的发生,对该类桥梁抗倾覆验算汽车荷载进行研究。通过对国内外相关规范汽车荷载的比较、已有该类桥梁倾覆事故的汽车荷载调查分析、重载交通汽车荷载模式下该类桥梁倾覆效应的研究,得出:对于重载交通线路,《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)汽车荷载计算的桥梁倾覆效应小,安全度不足,且随着桥梁联长的增长,安全度降低。建议在计算该类桥梁倾覆效应时,汽车荷载以加载总量为主要控制指标(可采用控制单车道折算线荷载集度的方式),具体数值应根据实际条件,就当地发生重载交通的程度确定。     

自动驾驶专用车道影响下的CACC车流管理策略

自动驾驶专用车道对混合交通流的作用与协同自适应巡航控制(Cooperative Adaptive Cruise Control,CACC)车流大小相关.为分析已存在自动驾驶专用车道场景下CACC车流在各车道上的分布情况对交通流的影响,利用已有的人工驾驶车辆(Human-driving Vehicle,HV)和CACC跟...     

不同流量条件下车道利用率的仿真研究

车道利用率反映的是单一方向路段交通量在不同车道上的分布情况,它影响交通流的稳定性,是道路通行能力和交通安全的重要影响因素。针对不同流量条件下车道利用率的不确定性和现场数据采集困难等特点,应用车辆跟驰、车道变换等微观交通流仿真模型在一体化仿真环境下进行模拟研究,得到双车道和三车道路段流量换道次数以及流量车道利用率关系的基本规律。     

基于车道的瓶颈交通流失效识别实证研究

交通流失效识别是确定交通状态、制定交通管理策略的关键。为精细化识别各车道交通状态的差异,提出以车道为基础,利用速度变形累积曲线将每个时间间隔内的速度波动"转折点"放大,较为精确和直观地确定各车道的瓶颈交通流失效时间。相比于以往基于断面和基于阈值的识别方法,该方法更为精细和客观,不仅能有效识别路段的半拥挤状态,也可以深入分析拥挤的横向、纵向传播特性。以上海市快速路军工路出口匝道附近作为研究对象,结果表明,出口匝道附近的拥挤一般先由最外侧车道开始,平均经4 min 之后扩散到最内侧车道,但在向上游纵向蔓延的过程当中,内侧车道反而比外侧车道更容易发生交通拥挤。      

基于特征熵权与样本加权的大跨桥梁多车道交通荷载聚类模型

为满足交通流荷载作用下大跨桥梁结构评估的需要，研究了基于荷载参数特征的交通流状态划分方法。首先，基于实测交通流数据，按照车道属性统计分析得到交通流的单位小时特征参数样本，选择单位小时内车型比例、车头间距及交通流速度作为交通流状态划分的参考特征；其次，改进经典k-means聚类算法以增强其对高维、复杂交通流荷载分类的鲁棒性，即通过引入特征熵值来表征各特征参数对聚类效果的重要性，同时计算样本点与周围样本点的接近程度来赋予样本点权值，以削弱样本离散性对聚类质量的不利影响；最后，通过聚类算法得到11种具有不同参数特征的交通流荷载，分析了其作用下某大跨斜拉桥拉索应力响应及造成的疲劳损伤。结果表明：改进算法的聚类质量指标比原始k-means算法提高了40%以上，对交通流状态划分具有良好的适用性；通过算法得到的不同类别的交通流荷载的特征参数差异性明显，其占有率也大不相同，同一类别的交通流荷载各样本特征参数聚拢效果良好；同车道内不同类别的交通流荷载的拉索等效应力差别较大，其变异系数均在0.2以上，尤其在考虑了不同交通流荷载模型的占有率后，这种差异性进一步增大。上述结果表明该交通流荷载聚类与模拟方法是有效、准确的，对相关大跨桥梁结构安全及耐久性评估有一定的参考价值。     

一种用于大货车换道安全性提示系统

针对大货车视野盲区大以及在货车车道变换时存在潜在追尾等问题,提出一种用于大货车换道安全性提示系统。该系统采用毫米波雷达探测货车后方车辆和本车之间的位置关系,用不同TTC值确定货车换道安全性等级。该系统可明显降低货车在换道时追尾事故的发生。     

集装箱卡车对高速公路入口匝道通行能力影响的仿真分析

基于合流区交通流作用机理,从时间和空间层面梳理了高速公路入口匝道通行能力的影响因素。结合集装箱卡车混合交通流的合流特征,通过实际观测数据对Vissim仿真参数进行了标定,进而定量分析了主路流量、主路及匝道交通组成、加速车道长度对入口匝道通行能力的影响。研究成果可以为集装箱卡车交通较多的高速公路入口匝道管理、合流区道路设计提供参考依据。     

基于仿真的高速公路混合收费站通行能力确定方法

高速公路收费站通行能力直接决定了高速公路的通行能力,在总体上制约着公路的交通运行状况。随着电子收费系统(ETC)技术的推广和应用,大量人工收费车道和ETC收费车道并存的混合收费站随之出现,合理地确定混合收费站通行能力是收费系统设计的重要问题。分析了高速公路混合收费站中人工收费和ETC收费的交通流特性,结合现场实际调查数据标定参数并建立了VISSIM仿真模型,获得了收费站人工收费车道和ETC收费车道数在不同比例的情况下收费站的综合通行能力,并给出了收费站通行能力最优时,ETC交通量占总交通量的最佳比例。此外,研究还进行了收费站综合服务能力仿真研究,给出了在输入交通量一定的情况下,ETC交通量分别占10%、30%、50%的情况下收费站的服务能力。研究为混合收费站的合理通行能力确定,以及ETC车道开设方法提供了重要的参考。