基于平衡更新过程的既有桥梁车辆荷载效应模型

将不同车辆组成的车队等效成均布荷载,假定车辆匀速行驶于桥梁上,采用卷积公式计算不同车辆连续到达间距及总重的概率密度函数,应用平衡更新过程理论推导车队长度概率函数,依据中国现有车辆荷载统计数据,建立了既有公路桥梁车辆荷载效应模型。该模型通过截尾分布限定其中各参数的最大值、最小值来反映不同交通类型,通过影响线传递函数反映不同桥梁结构形式。研究结果表明：车辆间距、车长、车重及车速的分布是决定车辆荷载效应模型的关键;该模型适用于既有公路桥梁时变可靠性和剩余寿命评估。     

既有公路桥梁不同车辆荷载连续到达过程模拟

车辆荷载是公路桥梁基本可变荷载,在各种组合中占很重要的地位.在分析评述目前国内外关于车辆荷载模型研究的基础上,依据我国现有的车辆荷载统计资料,假定车辆匀速通过桥梁,视行驶在桥梁上的n个车辆为一个车队,以截尾概率分布控制两个连续到达问距的最值,进而采用卷积方法来确定,n个不同连续到达概率密度函数.该方法可以考虑公路桥梁上的交通状况,确定不同跨径桥梁上行驶的最大车辆荷载数目,为建立合理的车辆荷载效应模型奠定了基础.     

轻型高速公路桥梁车辆荷载研究

车辆荷载是影响公路桥梁结构安全性和使用性的重要因素,作为一种新型公路,目前尚无关于轻型高速公路桥梁车辆荷载的系统研究,为了解我国轻型车辆荷载的情况,首先确定了在混合交通动态称重数据中选取轻型车辆的筛选标准,并对筛选所得的轻型车辆荷载数据进行了概率统计分析,分析表明我国公路上行驶的轻型车辆总体服从对数正态分布,前期研究确定的总重指标符合实际情况;另外,为给轻型高速公路桥梁荷载标准的制定提供依据,还对密集运行状态的轻型车队荷载效应进行了计算,与公路—Ⅰ级进行了比较,并对大量的计算结果进行了统计分析,结果表明轻型车队荷载效应服从正态分布,可选择0.4倍的公路—Ⅰ级荷载作为轻型高速公路桥梁的荷载标准。     

基于计重收费数据的高速公路车辆荷载研究

根据山东省3个典型收费站的计重收费数据,分析了山东省高速公路客车和货车的组成状况和荷载特征,结果表明:山东省高速公路通行车辆中二轴车和六轴车占总交通量的90%以上。二轴车交通量和荷载信息基本上涵盖了客1~4和、货1和货2的交通量和荷载信息,货车5基本上涵盖了五轴车和六轴车的交通量和荷载信息。山东省高速公路宜采用总重560k N三联轴轴重330k N车辆模型进行中小跨径桥梁的结构验算或荷载适应性评价。     

基于WIM的广东省公路桥梁车辆荷载模型研究

为研究适合于广东省实际的公路桥梁车辆荷载模型,选取该省5条具有代表性的高速公路,基于动态称重(WIM)系统实测的交通轴载数据,参照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ 023-85)的方法,拟定符合广东省实际交通状况的车辆荷载参数,获得相应车辆荷载模型,并采用推荐车辆荷载模型与规范荷载模型对不同结构形式的桥梁活载效应进行对比分析.分析结果表明,按照规范原则得到的广东省实测车辆荷载总重和轴重均大于规范给定值;各种结构桥梁在推荐的车辆荷载模型作用下的活荷载效应均为规范计算值的1.4倍左右,桥梁跨径越小,活载所占设计荷载的比例越大,规范对活载效应的低估越明显.     

从京藏高速公路货车大拥堵看我国公路桥梁结构的整体安全

针对目前京藏高速公路日趋严重的拥堵现象,从公路桥梁结构的安全出发,分析了现行规范中汽车荷载效应的计算,为了解货车拥堵对公路桥梁结构安全的影响,将现行规范中的车辆荷载组成一个纵横向车队模拟实际拥堵货车车队,置于结构之上计算其产生的效应,并将该效应与规范计算的汽车荷载效应进行了比较。结果表明,中等跨径桥梁的拥堵货车车队产生的实际效应超过了按规范规定计算的汽车荷载效应,多车道桥梁因规范规定的横向折减较多,满布重载车队产生的效应超出更多,并针对这一问题提出了相关建议。     

公路桥梁标准疲劳车辆荷载研究

为推导我国公路桥梁疲劳设计荷载标准,根据我国现有高速公路交通车辆荷载的调研数据,以等损伤度为理论基准,得出适用于不同地区的公路疲劳车辆荷载典型车式样,以上述疲劳典型车辆为蓝本,建立典型跨径的公路桥梁疲劳验算模型,进行构件疲劳损伤度计算,确定相应的公路桥梁疲劳车辆荷载标准车式样及对应跨径(或影响线长度)的纵向修正系数,由此构成完整的公路桥梁标准疲劳车辆荷载谱.这一结论为疲劳设计提供了标准车辆荷载谱,填补我国公路桥梁疲劳设计的空白.     

小半径曲线梁桥空间稳定性分析

针对小半径曲线梁桥空间稳定性问题,以贵州省六盘水市盘县火车站匝道桥为研究背景,利用有限元分析软件MIDAS/Civil建立小半径桥梁模型,分析不同支座偏心距对支座反力的影响及温度效应作用下桥梁结构的变形和受力特点;通过改变支座间距分析支座反力,考虑结构的平衡性,对支座间距进行调整。计算结果表明,设置合理的偏心距及适当调整支座间距可有效避免曲线梁桥支座出现负反力、脱空等不利现象,使结构受力更加平衡。     

基于申请通行记录的桥梁超限车辆荷载统计模型

根据广西区申请通行的超限车辆数据信息,基于概率统计理论,采用双峰正态分布和对数正态分布建立了该区五轴和六轴超限车辆总重和轴距的概率分布模型;根据一元正态线性回归理论,建立了总重与轴重的线性回归模型;分析了超限车辆总重和轴距之间的相互关系。根据建立的超限车辆荷载模型,采用蒙特卡洛(Monte Carlo)法各随机生成了10 000辆五轴、六轴超限车辆,通过对比随机生成的超限车辆与实际超限车辆对中小跨径简支梁桥产生的跨中最大弯矩效应,验证了按照本文方法建立的超限车辆荷载模型用以模拟实际超限车辆的可行性,同时也为五轴、六轴超限车辆过桥时桥梁的安全评估提供了基础数据。     

既有桥梁车辆荷载模型的研究

基于车辆通过既有桥梁是在人员进行采集荷载信息很早之前就已经发生,认为用平衡更新随机过程可以更好地描述车辆通过既有桥梁的过程.以平衡更新随机过程为数学模型,建立了理想车队.根据理想车队推导出车队影响线面积最大值函数、特定车队单独通过影响线概率分布和特定车队总重分布的表达式,结合数值分析方法得出给定评估期车辆荷载的最大值概率分布.最后通过实例分析了该荷载模型,为既有桥梁车辆荷载模型的研究提供了参考.     

基于WIM数据的简支梁桥车辆荷载效应分析

基于安装在104国道绍兴段钟家湾立交桥的WIM系统采集为期1个月的车辆荷载数据,分析了不同类型车辆实际载重质量分布,根据影响线加载原理计算了WIM系统记录的每辆车作用下简支梁跨中最大弯矩及支点最大剪力效应值,分析了实际交通车辆荷载作用下跨径为6 ～50 m的12种简支梁桥结构内力分布规律,并与现行桥梁设计规范中汽车荷载对应的效应值进行了对比.最终结果发现:针对于该路段的实际车辆荷载,简支梁桥跨径越小,实际车辆荷载效应超越现行规范荷载效应的车辆数目越多.     

移动车辆荷载作用下大跨径连续梁桥动力响应研究

针对移动车辆荷载作用下公路桥梁动力性能设计与评价方法不足的问题,以依兰松花江公路大桥为例,运用自编程序,分析不同车辆荷载工况下桥梁冲击系数与振动加速度等动力响应指标的变化规律。结果表明,冲击系数随车辆纵向间距与车速的变化规律一致,均呈波动上升趋势;多车道时,若桥面不平整度沿横向变化不明显则冲击系数与车道数基本无关;大跨径桥梁不同部位的冲击系数有别,现行规范所采用单一断面的冲击系数计算全桥设计荷载方法的合理性值得商榷;在固定车距下,冲击系数随着加载效率的增大而呈下降趋势;振动加速度与冲击系数具有高度相关性。本文所得结论为移动车辆荷载作用下桥梁动力性能设计与评价提供了一定的依据。     

2300m级超大跨钢箱梁悬索桥车辆荷载效应分析

汽车荷载是超大跨径桥梁的重要活载之一，直接影响桥梁构件的承载性能和长期服役性能。现行规范中，汽车荷载主要适用于量大面广的中小跨径桥梁，对于大跨径桥梁，特别是跨径超2 000 m的桥梁，其适用性有待评估。文章以主跨2 300 m的张靖皋长江大桥为背景，研究了超大跨径桥梁结构性能以及汽车荷载效应相关问题。研究结论可为超大跨径桥梁设计荷载取值提供参考，对完善发展车辆荷载标准、提升桥梁建设效益具有重大意义。     

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。     

混凝土曲线梁桥支座偏心设置分析研究

以一座四跨曲线梁桥为背景，采用单主梁法建立空间有限元模型，对不同中支座偏心距情况下恒载、活载支座竖向反力进行了计算分析。结果显示，支座反力主要受恒载分配的影响，各种偏心距情况下活载反力变化幅度较小。支座偏心设置方法可用于类似桥梁的设计。     

重载交通路段桥梁荷载效应的分析与研究

利用山西省多条重载交通道路实际交通状况现场调查结果,分析确定其车辆荷载分布的类型和统计参数。并以此为依据,采用蒙特卡洛方法模拟实际车辆荷载流,对不同跨径、不同结构形式的桥梁计算其荷载效应,确定出任意时点的荷载效应分布函数。从而得出设计基准期内车辆荷载效应的分布类型及统计参数,并与现行规范进行对比分析,总结出重载交通条件下车辆荷载标准。     

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.     

基于蒙特卡洛法的组合梁桥支座生产误差影响分析

运用蒙特卡洛法,借助MATLAB编程生成随机误差数据进行计算,选取可靠度为95%的总误差值,通过ABAQUS平台建立不同跨径及不同连接形式钢-混组合梁有限元模型,分析支座生产误差对钢-混组合梁力学性能的影响。结果表明,支座生产误差对简支梁桥的影响较小,使单跨固结形式桥梁局部混凝土板产生受拉倾斜现象;对钢梁不同连接形式双跨组合梁桥支反力的影响不同,固结连接形式跨中单个支座生产误差对横向相邻支座和纵向梁端支座反力的影响较大,而U形钢铰连接形式仅对横向相邻支座产生影响,对梁端支座几乎没有影响,更有利于桥梁整体稳定性。     

移动车辆作用下曲线桥梁横向力仿真分析

目前曲线桥梁设计中,在移动车辆作用下横向力计算只考虑圆周运动的离心力,与实际情况存在较大偏差,为了精确计算移动车辆作用下曲线桥梁横向力,采用《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)中横向力计算理论,按照不同曲线半径、不同车速,利用有限元软件建立车辆在曲线桥梁上行驶、刹车的仿真模型进行有限元分析。结果显示:车辆在曲线桥梁上行驶时,曲线桥梁支座平面合力和剪力的大小与方向都在不停变化,刹车引起的横向力十分明显;刹车效应和横向力正向叠加,设置单一支座的方法是不妥当的。针对分析结果,提出曲线桥梁支座设置建议。     

集装箱车辆与跨线桥梁的碰撞响应分析

当前车辆撞击桥梁的案例较多,基于ABAQUS有限元程序,通过仿真模拟,深入研究车-桥碰撞的内在科学机理,针对不同质量工况车辆撞击桥梁的过程进行了有限元分析。结论表明:车速相同时,不同质量车辆撞击主梁和支座所产生的应力和位移不同,桥梁结构的破坏形式也不同。