公路桥梁车辆荷载截尾分段概率模型及应用

为了准确描述实际公路桥梁车辆荷载多峰厚尾的分布特征,利用分段函数结合多个高斯分布函数,并采用数据拟合方法,求得了车辆荷载的概率密度函数和概率分布函数表达式,建立了车辆荷载的分段截尾的多重混合高斯概率分布模型,并进一步推导了基于EM算法的多重混合高斯分布模型求解方法。根据中国实测车辆荷载的轴组特征,获得了各典型地区该分段截尾车辆荷载模型的概率分布参数。分析结果表明:该分布函数模型的拟合精度较高,能准确反映荷载分布的多峰厚尾特征;各典型地区车辆荷载轴质量分布呈现不同特点,但各地区单轴质量的首峰分布基本一致,各轴组荷载普遍超载,特别是贵州、湖北和湖南地区超载较严重;各地区双联轴、三联轴的平均轴质量超出汽车国标规定值约2倍,双联轴平均轴质量超出现行公路工程规范标准值的15%以上;实测数据显示三联轴在95%保证率下的平均轴质量约为50t。