重型车辆荷载作用下桥梁结构安全分析研究

重型车辆虽然在整个交通车辆中占有比重较小,但对于特殊交通要求的桥梁,不能只采用现行规范要求荷载等级进行计算,需要按照实际的车列荷载进行加载计算。由于重型车辆荷载的实际汽车荷载效应比规范计算标准值偏大,对于重载交通地区,需要获取实际通行车辆的车重、轴重、轴距、车头间距、车速等参数,对桥梁结构进行整体和局部验算。     

各国设计规范中水平向汽车荷载的比较

随着我国对外建设投资规模的逐年增大和国际市场的一体化趋势,我国设计单位遇到了前所未有的开拓国际设计-施工总承包市场的机遇。面对国际建筑市场带来的机遇与挑战,需要掌握国际上流行的各国常用设计规范,如:英国传统规范British standard、法国传统规范Fascicule,和近年来欧洲标准化委员会制定并力推的欧洲规范Eurocode,以满足国际市场业主的各类要求。现重点介绍上述三种规范中关于水平向汽车荷载的规定,并对其进行了综合总结和比较分析,便于桥梁工程师在面对国际工程设计时进行参考应用。     

交通荷载作用下路面结构动态响应分析

为研究路面结构在交通荷载作用下的动态响应,应用ABAQUS软件建立路面的三维有限元模型。探讨了3种路面结构在交通荷载作用下的动压应力和拉应力、水平剪应力和竖向位移等指标。研究结果表明：（1）3种路面结构的最大压应力随着深度的增加逐渐减小,且都在深度0.30m附近出现显著变化;随着所受轴载的增加,结构层面层承受的压应力也随之增大,并向深处扩散;当车载为150kN时,面层所受的压应力为0.15~0.25MPa,而车载为450kN时,基层内的压应力以达到0.15~0.25MPa;在正常行驶情况下,行驶速度为100km/h时,荷载经过时,最大压应力显著变化范围位于0~0.3m深度处;（2）3种路面结构所受的剪应力相对于压应力和拉应力来说较大,这说明汽车在行驶过程中对路面结构的剪切破坏更为明显;（3）前两种路面结构型式中的拉应力整体上呈现先增后减的变化,且都在路面面层出现较大的拉应力,第3种路面结构型式的拉应力基本上呈递增型式,但在0.3m深度以下增长缓慢,路面底基层仍然承受一定的拉应力;（4）通过将试验数据和模拟数值进行对比分析,模拟数据基本与试验实测数据一致,说明建模时所选取的参数能够较好的模拟移动行车荷载对路面的影响;将路面结构所用材料的抗折强度与无侧限抗压强度同模型的模拟值进行对比,得知不同中方案中路面的材料强度储备充分,能满足行车荷载所产生的压应力和拉应力,路面结构设计满足要求。     

考虑水平荷载作用时沥青路面结构剪应力分析

越来越多的研究表明,在沥青混合料的设计中考虑抗剪要求是十分必要的,在较大的剪应力作用下,材料很可能在多次荷载作用下产生剪切破坏。通过分析不同路面结构在圆形均布荷载作用下,考虑水平荷载作用影响时,路面结构剪应力峰值的变化情况,对分析路面早期损坏的机理具有一定的指导意义。     

群桩——基岩——承台结构在较大水平荷载下共同作用分析

介绍群桩－－基岩－－承台结构的受力计算方法及一座椅形桩基承台扶壁式挡土墙的计算实例。     

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。     

重载交通条件下榆佳高速公路汽车荷载研究

榆林至佳县高速公路是陕西省重要的能源运输大通道,重型汽车比例高,交通量大,应用现行规范公路—Ⅰ级汽车荷载进行设计难以满足目标可靠度要求。在对该区域进行交通量调查、研究的基础上,提出适应于该高速公路重载交通特点的桥梁荷载模型。该模型采用车列荷载模式,能直观反映作用于桥梁汽车轴重、总重、轴距等参数,方便桥梁的运营管理,且使桥梁在实际重载交通条件下的安全性和耐久性得到保证。该汽车荷载模型与公路—Ⅰ级的对比分析表明:若采用公路—Ⅰ级汽车荷载乘以放大系数的方法进行设计,会造成不必要的浪费,却未必起到控制设计的目的。采用该汽车荷载进行桥梁设计对总造价影响较小,却能提高公路通行能力。     

城市桥梁汽车荷载调查与疲劳荷载模型研究

以成都市城市快速路三环路的汽车荷载为研究对象,在道路的东、南、西、北4个方向各全天候不间断地连续测试7d,采集车辆信息共计122万余辆,信息包括交通流量、轴重、轴距、总重、车速和车牌等.最后以成都市三环路北段的测试数据为基础,根据299 439条汽车荷载信息,统计出成都市三环路的汽车荷载频值谱.依据基于损伤应变的疲劳等效原则和英国BS5400规范的计算方法,以实测的车辆荷载频值谱为基础,制定出符合成都市三环路的汽车疲劳荷载模型.对于其他交通组成相同的道路,该汽车荷载模型可为道路桥梁的疲劳损伤验算提供有价值的参考.     

中美印桥梁设计规范汽车荷载比较

比较分析了中美印三国桥梁设计规范中关于汽车荷载的规定,包括名义车道划分、车道荷载、车辆荷载、冲击系数、折减系数、布载方式等方面,并通过工程实例说明三国规范中汽车荷载的差异。比较发现,汽车荷载作用下,根据美国规范算出的跨中弯矩及位移值最小,印尼规范最大,中国规范居中。     

我国桥梁汽车荷载演变及其效应分析

我国不同部门在不同时期颁布的设计规范对汽车荷载规定有所不同,设计、管理、运输等部门关心各种汽车效应的一般规律和快速计算方法.通过对不同跨径简支梁和连续梁的26种汽车荷载效应分析,从相对比值和绝对数值两方面研究其规律,得到以下结论:公路Ⅰ级(或公路-Ⅱ级)、汽车-超20级(或汽车-20级)、城-A级(或城-B级)的相对大...     

桥梁汽车活载特征分析与设计值研究

该文对北京市近年来车辆荷载的类型及轴载数据进行了详细的分析与处理,选取了具有代表性的实测荷载数据,采用一定的计算方法对其进行分析后,得出实际车辆荷载的计算代表值,并与规范设计值进行了对比,总结了两者之间车辆荷载的特征与差异,并提出了北京地区的汽车设计荷载建议值,可为北京地区的桥梁维修加固及未来北京地区制定汽车荷载设计规范的地方标准提供参考。     

车辆荷载作用下沥青混凝土路面结构的应力响应分析

借助大型有限元软件ABAQUS,运用三维动力有限元的方法,建立了移动荷载作用下基于土基横观各向同性的沥青混凝土路面结构的三维仿真模型,并编制了Dload和Utracload子程序来施加移动荷载.通过有限元Standard计算模块,分析和比较了移动荷载下车辆正常行驶、减速和加速情况时路面结构内部应力响应规律.分析结果表明...     

通过特殊车辆荷载的桥梁荷载试验应用分析

对于需要通过特殊车辆荷载的桥梁,需要对其进行承载能力鉴定,而荷载试验是进行承载能力鉴定比较直观有效的手段。该文通过实际工程运用,对通过特殊车辆荷载的桥梁荷载试验进行了研究分析。     

整车电气抛负载性能研究

抛负载是汽车电气系统经常会遇到的一个工况,在这个工况下整车电气系统需要能承受电突变所造成的冲击,这个工况下不但需要考核整车电气系统的承受能力,还需要考核发电机的调节能力。抛负载包括低压抛负载和高压抛负载两种类型,低压抛负载主要针对整车低压系统和发电机,高压抛负载主要针对高压动力推进系统,面向纯电动和混动车型,抛负载的研究有助于了解整车电气系统的特性和适应能力,对整车低压电气系统和高压推进系统的开发有重要的参考意义。     

胶粉掺量对橡胶改性沥青低温性能的影响

通过弯曲梁流变(BBR)试验分析不同掺量橡胶改性沥青以及胶粉复合SBS改性沥青的低温性能。结果显示,随着胶粉掺量的增加,橡胶改性沥青的劲度模量逐渐下降,蠕变速率逐渐增加,沥青逐渐变软,低温变形以及应力消散能力逐渐提升,低温性能逐渐提升;当胶粉掺量达到18%时,其低温PG分级相较于基质沥青可提升一个等级。对于胶粉复合SBS改性沥青,随着SBS的加入,橡胶改性沥青的劲度模量稍有提高,然而蠕变速率也增加,说明加入SBS使得橡胶改性沥青变硬的同时,也提升了其低温变形能力以及应力消散能力;当胶粉掺量从5%增加至18%时,其低温劲度模量降低约50%。     

混合动力电动汽车结构分析

混合动力电动汽车（HEV）是指以蓄电池与辅助动力单元（APU）共同作为动力源的汽车。由于混合动力电动汽车在节能和降低排放污染方面的明显优势，因而受到很大的重视，研制开发和产业化的进程相当快，目前混合动力电动汽车主要有两种混合驱动结构，串联式和并联式，对这两种混合动力系统结构和特点进行了分析，并重点对并联式结构中的不同结构进行了分析介绍。     

施工车辆荷载对基层结构影响研究

运用弹性层状体系理论和规范推荐的半刚性材料的疲劳方程进行3层结构体系的层底拉应力和疲劳寿命计算,分析研究基层、垫层和土基3层结构体系的力学特性和疲劳特性.研究发现,重载施工车辆对基层和垫层有很大的破坏作用,垫层材料和结构对半刚性基层沥青路面的耐久性能有很大影响.     

基于车辆负荷度的挡位决策研究

针对货车自动变速器的特性,提出了车辆负荷度的概念,并利用模糊控制的方法,对货车制定了相应的挡位决策,解决了货车自动变速器不同于轿车自动变速器的一些关键问题。在轻型货车上实验表明,该方法对车辆载荷及环境有较强的适应性,对开发具有自主知识产权的货车电控机械式自动变速器有重要意义。     

汽车座椅移动行李冲击的安全性分析

汽车座椅是乘员安全的关键部件之一,为了提高汽车座椅的安全性能。减少乘员因2次碰撞发生的伤害,在GB15083．2006中新增了对移动行李乘员防护的特殊规定。文章利用有限元方法借助LS．DYNA软件对某汽车座椅进行了移动行李冲击的安全性分析,得到了座椅与车身连接的强度、座椅的变形和前侵量,为该车型的车身和座椅的设计提供了参考,使该车型满足了GB15083．2006的要求。     

考虑随机车载-风载联合作用的斜拉桥拉索疲劳可靠性分析

以某大跨斜拉桥为工程背景,对随机车载与风载联合作用下的斜拉索疲劳可靠性进行了分析。首先,依据交通调查数据,建立随机交通荷载模型,基于桥位处多年风速统计资料,建立大桥风载概率模型;然后,采用自编的风-车-桥动力响应分析程序,实现随机车载与风载联合作用下的拉索应力谱计算分析;最后,基于累积损伤理论和Monte-Carlo法开展拉索的疲劳可靠度和疲劳寿命分析。研究结果表明：风载对斜拉索疲劳可靠度影响显著,且该影响由短索到长索呈不断增大的趋势;考虑车载-风载联合作用的拉索疲劳寿命较仅考虑车载的情况下降2%～63%,平均达50%。