基于大件运输的车辆选择及荷载标准研究

以云南省交通厅科技课题《基于大件运输的桥梁加固方法研究》为基础,以昆北换流站公路大件运输工程为依托,根据现有桥梁设计参数、技术状况等级及待运输大件设备参数,分析计算大件运输车辆所需的轴线数,从而确定大件运输的装载图及装载技术参数。另外,在公路线形条件较好及能保证大件设备安全条件下,为增快工程项目进度,降低工程项目成本,通过分析不同纵列大件运输车轴距、轮距以及轴荷限载标准和不同吨位等级大件运输车荷载标准,建议大件运输车辆可通过增加车辆轴线,减小车辆的轴载,降低大件荷载对桥梁结构产生的内力形式通过现有桥梁。     

基于验算点法的开裂RC桥梁时变可靠度计算

本文总结了桥梁结构可靠度的研究成果,综合考虑了桥梁运营期间,影响桥梁可靠度的各种因素:如荷载效应、碳化深度、钢筋锈蚀、粘结强度退化等。基于验算点法计算原理,编制MATLAB计算程序进行时变可靠度的求解。以福建省某在役开裂RC桥梁为依托工程,计算了该桥时变可靠度,并进行了剩余寿命的求解,根据相关计算结果得到了桥梁结构在运营初期以及结构失效期间时变可靠度下降最为迅速。相关结论也对养护时机的的合理选取提供了参考。     

陕西省大件运输管理下的大件车辆通行评估与实时监控

陕西省在颁布的《陕西省交通运输厅大件运输车辆行驶公路管理的公告》中规定车货总重200t以上或轴载质量超过公路桥梁承载能力的大件运输车辆,一般不得通行公路;确需通行的,由省公路局组织路段养护管理单位委托具备资质的检测单位验算、评估桥梁通行安全性。并在实际工作中要求300t以上大件车辆通行桥梁须进行通行实时监控。本文以一辆总重395t的大件车辆为例,采用实际荷载检算法对大件车辆通行桥梁进行安全评估,从而确定桥梁承载能力是否满足大件车辆的通行要求。并基于ansys建立泾惠退水渠中桥(上部结构为3×30m装配式预应力混凝土连续箱梁)的三维实体有限元模型,计算得到大件车辆通行桥梁时各测点的理论计算值,将其与实时监控结果进行对比分析,判断桥梁在大件车辆作用下的实际工作状态,一方面为本次大件车辆安全通行提供保障,另一方面为以后大件车辆通行提供参考。     

大件运输车辆通行桥梁安全快速评估的算法实现

本文是"陕西省大件运输管理及桥梁安全评估关键技术研究"科研项目成果系列论文之二,主要解决大件运输快速评估方法的算法实现问题,以达到简化计算流程,实现快速评估的目的。这也是大件运输车辆通行桥梁快速安全评估系统能够顺利实现的技术保障。文中主要介绍基于影响线的大件车辆动态加载得到大件车辆荷载效应,以及评估过程中横向分布系数的确定原则。     

基于支持向量回归的桥梁抗震动力可靠度计算

为了满足桥梁结构基于性能的抗震设计需求,提高桥梁抗震动力可靠度分析计算效率,提出一种基于支持向量回归(SVR)的桥梁抗震动力可靠度分析计算方法。该方法综合考虑了结构参数随机性和地震动激励随机性的影响。在ANSYS有限元分析软件中建立桥梁有限元数值分析模型,进行随机振动分析计算以确定结构在随机地震动激励作用下的响应功率谱;进而通过首次超越破坏准则得到桥梁结构在地震作用下的失效概率。采用均匀设计试验方法(UD)在结构参数样本空间选取合适的试验点,利用支持向量回归建立起结构参数与失效概率的对应关系式,再通过连续型随机变量的全概率公式得到结构在双重随机性下的失效概率。最后以一座主跨180 m的高墩大跨连续刚构桥为工程背景进行抗震可靠度分析计算,结果表明:采用UD-SVR方法拟合关于结构参数与失效概率的响应面函数进行可靠度分析计算,对复合随机系统的动力可靠度计算具有较高的效率,为复杂结构的抗震动力可靠度分析计算提供了一种新的思路。     

时变路网下带硬时间窗的城市生鲜物流配送路径选择

综合考虑现实生活中城市道路交通的时变特性和生鲜物流的时效性,以最小使用车辆数和最少行程时间为优化目标,构建时变路网下带硬时间窗的生鲜物流配送路径选择模型,通过随机方法构造初始解,采用结合2-opt局部搜索机制的改进蚁群求解算法进行求解,并以扩展Solomon R104基础算例对模型和算法进行了验证。     

大件运输过程中桥梁技术状况检测与评估

针对大件运输车辆对经过的桥梁是否造成损害及损害程度问题,运用理论分析和实验(检测)相结合的方法,借助科学理论和国家有关规范标准,分别从桥梁承载能力和可靠度评估角度,对大件运输车运输沿线的某混凝土空心板梁桥技术状况和可靠度指标等进行了评估分析。     

基于时变因素的桥梁可靠度指标计算

在预应力桥梁服役过程中,桥梁构件的抗力水平可能降低,同时在运营过程中,桥梁的交通量有可能发生增长,考虑这些时变因素的桥梁可靠度是值得关心的问题。本文总结归纳了三种典型的抗力退化模式,以某地交通量观测结果为依据,拟合了其增长函数;建立抗力衰减和荷载增长的时变模型;接着,本文以某现役预应力混凝土桥梁构件为背景,利用蒙特卡罗法模拟计算了考虑时变因素的可靠度指标,讨论了其安全使用年限。     

不封闭交通空心板梁桥通行大件运输车评估与监测方法研究

以沪杭高速大件车运输项目为背景,提出了既定路线下不封闭交通进行大件运输的思路。通过考虑分项系数、冲击系数和车辆横向布置等问题,提出通过对比荷载偶然组合效应和桥梁承载能力来确定不封闭交通情况下通行大件车的可能性。进一步研究了通行大件运输车对铰缝工作性能的影响,分析了横向板梁数量和不同跨径对于大件运输车荷载效应的影响,最后提出利用分布式铰缝在线监测系统对损坏铰缝进行监测和评估。     

大件运输车载下考虑强度退化过程的钢绞线斜拉索安全评估

为实现大件运输车载下退化钢绞线斜拉索安全评估，首先，在总结已有研究成果的基础上建立了"微动-腐蚀-疲劳"损伤历程下的钢绞线斜拉索强度退化模拟方法；其次，根据斜拉索运营阶段安全性的内涵，依据可靠度理论建立了大件运输车载下的两层次安全评估方法，两层次安全评估极限状态分别对应于不满足规范要求安全储备的状态及拉索断裂破坏，明确了两层次安全评估目标可靠指标的确定方法；最后，以一个实例分析对所构建的钢绞线斜拉索强度退化模拟方法及两层次安全评估方法的应用进行说明。结果发现：采用所构建的模拟方法可顺利实现对钢绞线斜拉索强度退化过程的模拟，钢绞线斜拉索在腐蚀过程开始之前，其抗拉强度会在微动磨损进程下损失约5%，一般大气环境下，服役30年时抗拉强度退化至初始水平的约72.6%；第1层次安全评估目标可靠指标可选择为3.09，第2层次安全评估目标可靠指标的确定应同时考虑正常运营荷载及年均大件运输车辆授权通行次数的影响；考虑到大件运输车辆通过大跨桥梁时严格交通管制的艰难程度，安全评估过程应考虑正常交通荷载的影响，考虑一般运行状态或密集运行状态活载模型对安全评估结果的影响较小。所建立的两层次安全评估方法可为大件运输车载下大跨桥梁关键构件安全评估提供参考。     

车辆轴限对钢筋混凝土桥梁可靠度和加固费用的影响

为了分析车辆限载对钢筋混凝土桥梁可靠度和加固费用的影响，基于实测车辆动态称重数据和可靠度理论，研究了桥梁可靠度及其年均加固费用与车辆轴限值的关系。首先根据车辆动态称重数据统计得到交通荷载资料，在保持车货运输总重不变的前提下，采用蒙特卡罗法模拟不同轴限值约束下的随机车流。然后，计算桥梁在不同轴限值下的时变可靠度，结合不同加固方案所引起的可靠指标变化确定桥梁剩余使用寿命及其年均加固费用，并拟合确定轴限值与年均加固费用的关系曲线。最后，以湖南某地区的实测车辆动态称重数据及一座典型的钢筋混凝土简支T梁桥为例进行分析说明。研究结果表明：对桥梁进行限载可以减缓桥梁可靠指标的下降速率；在车货运输总重保持不变的条件下，轴限值越大，桥梁的可靠指标下降越快，桥梁使用寿命越短；当轴限值不超过10 t时，桥梁使用寿命可以达到设计使用年限，而当轴限值超过16 t后，桥梁结构的可靠指标随时间下降明显，在达到设计使用年限之前需要采取加固措施；采用3种常见的方案对桥梁进行加固后，桥梁剩余使用寿命随轴限值的增加均呈明显的下降趋势；随着轴限值继续增大，3种加固方案对桥梁剩余使用寿命的影响越来越小，而桥梁年均加固费用却随轴限值的增大呈指数型增长。     

连续刚构桥施工阶段可靠性分析的支持向量机法

PC连续刚构桥采用悬臂浇筑法施工,施工过程中的结构受力状态、结构参数及外力具有随机性,为了研究PC连续刚构桥悬臂施工阶段体系可靠度,根据箱梁截面受压和受拉失效模式确定了悬臂施工阶段极限状态方程,建立支持向量机分类算法的可靠性分析计算格式,用于悬臂施工阶段可靠性分析,并应用在某高速公路大跨径PC连续刚构桥可靠性分析中,得出施工阶段可靠指标为3.719,施工荷载和梁截面尺寸的控制对桥梁施工过程中安全和质量问题至关重要,运用支持向量机法分析PC连续刚构桥施工阶段可靠度取得了良好效果,可为同类型桥梁可靠性分析提供借鉴和参考。     

风环境下大跨度斜拉桥上的车辆驾驶舒适性评价

建立了风环境下行驶于大跨度桥梁上的车辆驾驶舒适性评价体系.在综合考虑汽车-桥梁系统空间耦合关系的基础上,提出了能够考虑桥梁的静风响应、抖振响应、汽车-桥梁耦合振动、系统的时变特性以及结构几何非线性和气动荷载非线性影响的风-汽车-桥梁系统空间耦合分析模型,该模型可以预测风环境下桥梁上通行车辆的行驶安全性及驾驶舒适性;建立了车辆驾驶员位置处驾驶舒适性评价方法,并采用ISO 2631-1-1997标准对不同路面粗糙度下行驶于杭州湾跨海大桥的车辆驾驶舒适性进行了评价.评价结果表明:路况越差,车辆的驾驶舒适性越差,且所计算工况下车辆的竖向和侧向驾驶舒适性均满足ISO 2631-1-1997标准.     

极端荷载作用下公路桥梁荷载概率模型研究

我国桥梁设计规范中对极端荷载组合系数没有明确的规定,在以结构可靠度为基础的概率极限状态设计法中,由于公路桥梁各种作用比较多且大多随时间变化的范围比较大,各种作用的组合也比较复杂,所以必须选择合理的概率模型才能保证计算出真实合理的结构可靠度。通过查阅文献并结合WIM系统统计的车辆数据分析,建立了公路桥梁永久荷载及其效应概率分布模型;基于Matlab软件,在汽车车重总体服从多峰分布的基础上对实测数据进行训练拟合,建立了汽车荷载效应的概率模型并确定了汽车荷载分级加载方式,为公路桥梁可靠度研究和求解极端荷载组合系数奠定了基础。     

车辆荷载和车道荷载对桥梁结构可靠度的影响

公路桥梁结构的整体计算采用车道荷载,结构的局部计算采用车辆荷载,车辆荷载与车道荷载的作用不得叠加.将采用这2种荷载设计的结构进行可靠度对比,结果表明,按车辆荷载设计的结构满足正常使用功能的可靠度偏低,更容易发生损坏,这些损坏会影响到结构的正常使用.提出通过调整重型车辆通过桥梁时的交通行驶规则,增大结构按正常使用极限状态设计时车辆荷载的代表值,从而提高按车辆荷载设计的结构可靠度.     

盾构大件运输全周期桥梁检测与评估

全周期桥梁检测评估是在保证大件运输过程中车辆安全过桥的同时,对桥梁不造成严重损伤的有效手段.在进行相关理论分析的基础上,对钱江隧道盾构大件运输过桥项目进行了深入的研究.研究表明,桥梁检测评估应在整个大件运输全周期过程中系统展开:运输前的桥梁调查是十分必要的基础性工作;现场检测只需针对7个部件有重点地实施材质状况和外观质量的检测,可根据评定结果按推荐表直接取用旧桥检算系数Z1;荷载试验后的Z2系数对装配式多梁结构桥梁需综合考虑校验系数和横向增大系数确定;在运输完毕后,需对桥梁原有缺损、加固构件、新的缺损进行检测,以保证桥梁的长期安全运营.活载比较法和精确计算法应用于大件运输桥梁承载能力计算评定时,有各自的适用范围和可通行标准.针对多辆多批次大件运输车集中过桥,为保证车队的快速通过和桥梁安全,需在运输过程中对桥梁实施不同层次的实时监测.     

基于时变可靠度理论的正交异性钢桥面板疲劳分析

构建了一种时变可靠度理论分析框架,并以某大跨桥梁采用的正交异性钢桥面板截面作为工程背景进行疲劳分析,依次建立考虑多级荷载作用下的剩余强度模型,并按照剩余强度等效原则简化变幅应力,在此基础上,考虑交通荷载模型车质量随时间增长变化,建立时变疲劳可靠度理论分析系统。以某斜拉桥跨中节段作为工程背景,说明了整个时变可靠度分析流程,通过计算表明:正交异性钢桥面板以时变疲劳可靠度理论进行分析时,计算得到时变疲劳可靠度随着时间不断减少,给养护以及设计工作者进一步参考。     

基于时变可靠度理论的钢筋混凝土桥梁安全性评估

该文介绍了一种钢筋混凝土桥梁安全性评估的方法。在对既有桥梁安全性评估时,根据钢筋混凝土桥梁特有的性质,对其进行可靠度计算分析。考虑了钢筋混凝土桥梁在使用过程中混凝土碳化、钢筋锈蚀引起的结构抗力退化,建立结构抗力退化模型。再根据评估基准期的不同,建立了时变荷载效应模型。最后运用JC法计算结构可靠度指标,以评估既有桥梁的结构可靠度。     

基于支持向量机的高墩大跨桥梁体系可靠度计算

为解决高墩大跨桥梁结构体系可靠度求解过程中失效模式复杂、极限状态方程无法显式表达等问题,提出一种基于支持向量机(SVM)分类技术的体系可靠度计算方法.该方法采用拉丁超立方抽样法产生样本库,通过重复筛选构造一个精确的SVM分类器函数(而不是构造功能函数本身的响应面函数),然后采用蒙特卡罗法进行数值模拟计算体系失效概率.以济邵高速公路逢石河特大桥为例验证了采用该方法计算高墩大跨桥梁体系可靠度的实用性,计算结果表明该桥体系可靠度满足设计要求.     

基于时变可靠度衰变预测的普通钢筋混凝土桥梁预防性养护模型研究

为探讨普通钢筋混凝土桥梁时变可靠度的衰变规律,建立普通钢筋混凝土桥梁的预防性养护模型。以武汉市公路管理处管理养护的部分省国道桥梁为研究对象,采用有限元与MonteCarlo相结合的结构时变可靠度分析方法,考虑混凝土、钢筋等材料的疲劳退化,对桥梁结构时变可靠度规律进行了探讨,在此基础上,建立了基于结构时变可靠度衰变预测的普通钢筋混凝土桥梁预防性养护模型。