基于动态称重系统的轴载谱数据采集及处理

通过对动态称重系统的安装方法及验收标准的介绍,结合我国的实际,总结车辆组成的分类标准,从而可提出动态称重数据的采集、处理方法;同时基于实测教据对动态称重数据转化为轴载谱和轴载特征值的方法加以分析,有益于此类技术的应用推广.     

基于动态称重技术的轴载谱检测研究

轴载谱可以反映公路车辆组成,轴载谱检测在路用性能研究中占据重要地位,静态检测方法无法实时检测且不易自动辨认轴型导致该检测方法使用受限。通过分析动态称重系统检测轴载谱原理以及应用时的干扰因素,研究基于动态称重技术的轴载谱检测的可行性。结果表明,动态称重系统可以通过传感器和高性能处理器实现数据采集、分析等工作,理论上能够实现轴载谱的动态测定。并通过对江苏省内动态测定的轴载谱分别进行时间、空间分析,验证了该检测具备可行性。     

利用轴载谱分析高速公路水泥路面当量轴载换算系数

利用江苏省不同地区20条高速公路上2004～2006年所有货车和大客车的动态称重数据,分析确定了各自的轴载谱参数;比较了我国和AASHTO 1993水泥路面设计方法中轴载换算公式的区别,分别利用这两种方法确定了各种车型的当量轴载换算系数以及混合交通的累计轴载作用次数, 为路面结构分析和设计提供参考,并指出在参考国外相关指标和典型的路面结构时,应当注意由于国、内外水泥路面轴载换算公式不同而造成的差别.     

基于多传感器数据融合算法的轴荷称重

为了提升轴荷动态称重系统在载荷任意位置加载时的称重精度，提出了基于多传感器的卡尔曼数据融合算法。通过分析均载与偏载下纯位移称重算法输出的称重数据，建立位移与车厢姿态角度关系的车厢数学模型；利用该模型建立位移与角度的卡尔曼数据融合算法；通过实车数据采集验证该算法的有效性。多传感器数据融合算法与单一位移称重算法相比，平均称重准确率提高了2.78%。     

利用轴载谱确定高速公路沥青路面当量轴载换算系数

交通荷载是在路面结构分析和设计中最重要的因素之一,然而我国目前在进行沥青路面当量轴载换算时,对不同车型的换算系数取值随意性较大,不能很好的反映真实情况。利用江苏省不同地区20条高速公路从2004年—2006年所有货车和大客车的动态称重(WIM)数据,分析确定了各自的轴载谱参数。比较了我国和AASH-TO1993沥青路面设计方法中的轴载换算公式的区别。分别利用两种方法确定了各种车型的当量轴载换算系数,可供沥青路面结构分析和设计参考。计算了混合交通的当量轴载作用次数,指出在对比我国和国外的交通量时,应考虑由于轴载换算方法不同而带来的差别。     

关于轴载谱实测及分析方法的探讨

通过轴载称重调查法在实际中的应用,并结合实测调查资料的分析研究成果,对轴载谱分析方法及等代轴载的计算分析进行探讨,可供工程技术人员参考借鉴。     

关于轴载谱实测及分析方法的探讨

通过轴载称重调查法在实际中的应用,并结合实测调查资料的分析研究成果,对轴载谱分析方法及等代轴载的计算分析进行探讨,可供工程技术人员参考借鉴。     

基于压电薄膜传感器的公路轴载数据采集系统应用研究

车辆荷载(动态称重)监测是中小桥梁结构健康监测与状态评价技术的一个重要组成部分,建立一套能够在中小桥梁上24小365天运行的、价格低廉的、精度较高的实时轴载数据采集系统进行全天候轴载数据采集,将对桥梁的建设、辅助养护和管理具有重要的参考价值。介绍了基于压电薄膜传感器的车辆轴载称重系统的各个组成部分,给出了该系统进行测试验证的流程和校验结果,对于此类系统的搭建具有一定参考价值。     

基于动态称重系统实测轴载分布特征研究

以济青高速改扩建工程为例,利用动态称重系统(Weight-in-Motion,WIM)实测数据分析了2019年至2020年的济青高速公路的交通轴载分布特征,获得了不同轴型车辆的轴载谱变化规律;通过对全年交通量的分析,得到了车道拓宽后的高速公路年平均日交通量调节系数及车辆横向分布系数的变化规律.研究结果表明:采用轴载谱的方法可以更加全面、精确地分析交通荷载对路面结构产生的破坏机理,可以为类似区域条件下道路设计分析提供基本的交通输入参数.     

新规范下采用旧车辆类型的路面轴载谱分析

随着2017版《公路沥青路面设计规范》的实施,沥青路面设计中面临着新旧车辆分类标准转换的问题.采用2015年河南省高速公路收费管理系统采集的车辆数据,提出了一种车辆类型转换方法,将原6类车型转换为《新规范》下的11类车型;经计算得到河南省轴载谱参数的代表值;根据轴载谱参数,按照《新规范》要求计算了在沥青路面设计中各种车型的当量设计轴载换算系数,确定了河南省当量设计轴载换算系数的代表值.结果 表明:所提出的车辆类型转换方法可行.但在车辆超载超限严重的情况下,采用规范方法计算出的当量设计轴载换算系数仍不能准确反映实际情况.     

京沪高速公路苏北段货车轴载分布研究

车辆对路面的轴荷作用是影响公路使用寿命的关键因素之一。通过对2008年京沪高速公路苏北段收费数据库中货车数据的整理、计算,分析得出京沪高速公路苏北段货车车流现状、车辆轴载分布情况,从轴荷分布角度,提出应对路段载荷不均匀分布的对策,并建议按月建立路网轴荷分布数据库,以为养护决策提供基础数据。这对于养护工程而言,具有极大的参考价值。     

轴重限值与道路养护维修费用的相关分析

以不同轴限下车辆轴载分布的统计和预测数据为基础,根据我国干线公路（国道＋省道）的里程、路面类型、使用年度以及主要的养护维修方法,计算分析了不同轴限下国道每年的大修养护费用．结果表明,轴限提高至１３ｔ时,道路的养护维修费用急骤增长,增长幅度较大;并且轴限愈高,轴限约束水平对道路养护维修费用的影响愈敏感．     

低轮轨力转向架车轮辐板形状优化的可行性研究

增加列车轴重是提高铁路货运能力的一种有效手段,但货车轴重的增加,必然引起一系列的强度问题。采取把车轮直径由840mm增大为915mm,可以保证强度要求,但也增加了轮对死重。本文探讨了一种在不增加轮径的前提下,仅通过对车轮辐板进行形状优化,就可使其在25t轴重下可靠工作的优化设计方法。结果表明,对车轮轮辐断面形状优化后,可较大幅度地降低其温度应力,有可能使840mm车轮在25t轴重下的应力接近甚至低于原结构在21t轴重下的应力水平。     

高速列车轴箱弹簧载荷特性与疲劳损伤

以某型高速列车轴箱弹簧为研究对象, 通过载荷标定方法制作了弹簧载荷测试传感器, 安装于动力转向架, 通过在线路测试得到了轴箱弹簧载荷时间历程; 结合车载陀螺仪信号, 分析了启动牵引、制动停车、高低速直线、进出坡道、曲线通过等典型工况下的轴箱弹簧载荷特性; 根据轴箱弹簧载荷的变化特点, 将测试载荷分解为趋势载荷和动态载荷, 并在统计基础上给出轴箱弹簧一定运用里程下的载荷谱, 确定了载荷幅值与载荷作用频次的对应关系, 根据损伤一致性准则, 分析了载荷谱各级载荷造成的损伤比重与轴箱弹簧疲劳损伤随列车运行速度增大的变化规律。分析结果表明: 轴箱弹簧载荷与应变呈线性关系, 其传递系数为9.45×10-5 kN-1; 与非动力侧轴箱弹簧相比, 动力侧轴箱弹簧载荷幅值变化受电机扭矩载荷的影响较大, 在列车启动阶段, 电机输出扭矩达到最大值, 动力侧与非动力侧轴箱弹簧的载荷分别为-7.42、1.26 kN; 列车速度由240 km·h-1增大至350 km·h-1时, 轴箱弹簧趋势载荷由-0.6 kN变化至-2.0 kN, 最大动态载荷由1.53 kN增大至1.86 kN, 增大了22%;动力侧轴箱弹簧在列车低速、高速运行时所产生的疲劳损伤比重分别为0.79、0.75;列车运行速度提高会使轴箱弹簧高幅值载荷产生的疲劳损伤比重略有降低, 这与非动力侧疲劳损伤比重分布特点相吻合; 动力侧和非动力侧轴箱弹簧疲劳损伤随着列车运行速度增大均呈现出先减小后增大的变化趋势, 在列车速度为300 km·h-1附近时达到最小疲劳损伤, 动力侧与非动力侧轴箱弹簧的疲劳损伤分别为0.110、0.004。      

京沪高速公路苏北段货车轴载分布研究

车辆对路面的轴荷作用是影响公路使用寿命的关键因素之一,通过对2008年京沪高速公路苏北段收费数据库中货车数据的整理、计算,对京沪高速公路苏北段货车车流现状、车辆轴载分布情况进行分析;并从轴荷分布角度,提出了路段载荷不均匀分布的对策,建议按月建立路网轴荷分布数据库,为养护决策提供基础数据。     

面向热轴故障的高速列车轴温阈值预测模型

针对现有基于车轴温度固定阈值的故障检测系统适应性差且误报率、漏报率高的问题, 综合考虑列车速度、环境温度与运行工况等因素对轴温的影响以及各因素之间的关系, 建立了高速列车轴温动态阈值预测模型; 考虑高速列车在不同运行工况下轴温变化的差异特征, 将列车运行状态分为加速、匀速和减速3个阶段, 并针对每个阶段运用皮尔逊相关系数法分析列车速度、环境温度、荷载等原始监测数据以及各阶段运行时间、初始轴温等衍生数据与轴温的相关程度; 提取与轴温变化密切相关的因素, 基于多元回归分析方法, 针对列车的3个运行阶段, 分别建立基于原始监测数据的轴温动态阈值预测模型和基于原始监测数据与衍生数据的改进轴温动态阈值预测模型, 并采用F检验方法对模型的有效性进行检验, 基于中国高速列车实测轴温数据对模型的正确性进行了验证。研究结果表明: 列车在加速、匀速与减速3个阶段中, 轴温真实值与改进轴温动态阈值预测模型预测值的平均相对误差分别为2.0%、4.1%和3.3%;相对于基于原始监测数据的轴温动态阈值预测模型, 3个阶段中改进轴温动态阈值预测模型的预测精确度分别提高了79.8%、64.3%和65.6%;改进预测模型的决定系数大于0.99, 显著性概率小于0.05, 表明模型有效。      

基于Monte Carlo法的多车道公路桥梁车流模拟

在分析实测车辆数据的基础上,确定了模型车辆、车重、车头时距等交通特征的分布类型及参数.采用Monte Carlo法进行随机抽样,自编MATLAB程序,对自由车流进行模拟,得到车重、轴重在桥梁上的纵横向分布及其随时间变化情况;讨论了车辆占用车道不均匀系数的3种不同情况,发现轴重在桥上均呈多峰分布,峰值相近,但出现频率差异...