采用广义Pareto分布进行车辆荷载效应极值估计的研究

发布时间：2017-09-11 22:45

  本文关键词：采用广义Pareto分布进行车辆荷载效应极值估计的研究

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【摘要】：车辆荷载效应极值估计在桥梁安全评估中有重要的影响。由于经济增长形式、产业结构的不同,不同地区的车辆荷载有明显不同的分布形式,很难用某种特定的分布进行全国车辆荷载统计特性拟合,因此针对特定地区实桥车辆荷载效应研究具有重要的实际意义。本论文在研究车辆荷载效应极值估计时主要进行了以下几个方面的研究：(1)对实测车辆荷载特性统计数据进行了研究,得到：车辆轴距分布较为分散难以用某种特定分布进行拟合；车辆轴重占总重比例可以用正态分布进行拟合；2轴车车重可以用三峰分布进行拟合,3轴及3轴以上车辆车重可以用双峰分布进行拟合；实测车辆荷载服从一般运行状态,车间距服从对数正态分布；考虑到较重车辆一般在夜晚出现,车间距较大,在生成随机车流时,通过生成的随机车辆重量选择车间距。(2)引入了基于广义Pareto分布的POT理论,对车辆荷载效应最大值分布进行了研究,并外推到桥梁设计基准期内荷载效应最大值分布的计算。针对中小跨径桥梁,荷载效应最大值主要是由单辆重车引起,重车过桥时,会引起一系列较大且不独立的荷载效应样本,不符合POT理论中样本数据独立同分布条件；同时POT理论对阈值的精确性要求较高,目前很难找到一种简单的方法可以有效获得准确阈值。(3)引入了独立风暴法进行车辆荷载效应极值估计研究。独立风暴法在进行样本选择时,只考虑独立风暴问的最大值,阈值的适当上下移动不会对分析的样本数据造成影响。在进行车辆荷载效应样本数据分析时,根据典型车辆产生的荷载效应影响划分出独立风暴,从而保证独立风暴之间的最大值组成的分析样本满足独立性要求。(4)提出了改进独立风暴法,并将其应用到车辆荷载效应研究中。改进独立风暴法分析的数据不仅包含有独立风暴法分析数据,还包括独立风暴间的较大值。通过对独立风暴较大值与相邻独立风暴最大值所处位置的计算来保证得到的数据样本满足独立性要求。(5)提出了三次类阈值法进行改进独立风暴法的阈值选择。由于独立风暴法对阂值的精确性要求较低,而且三次类阈值法是在样本平均超出函数法的基础上得到的,因此三次类阈值法也可以应用到独立风暴法和POT理论中进行阈值的选择。(6)最后将POT理论、独立风暴法和改进独立风暴法三种方法应用到简支梁上进行对比分析,结果表明：在较短评估期内,三种方法均可以较好地预测荷载效应极值：而在中长评估期内,改进的独立风暴法预测值较高,预测结果偏于安全。
【关键词】：车辆荷载效应 广义Pareto分布 阈值 独立风暴法
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U441.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-20
• 1.1 研究背景8-14
• 1.2 车辆荷载效应研究进展14-17
• 1.3 极值理论研究17-18
• 1.3.1 极值理论的提出17
• 1.3.2 极值理论研究现状17-18
• 1.4 本文研究工作18-20
• 2 车辆荷载统计分析理论20-31
• 2.1 引言20
• 2.2 常见的概率分布20-25
• 2.3 随机过程理论25-28
• 2.4 参数估计28
• 2.5 非参数估计28-29
• 2.6 蒙特卡罗模拟29
• 2.7 多峰分布随机数生成29-30
• 2.7.1 Von Neuman准则29-30
• 2.8 本章小结30-31
• 3 车辆荷载统计分析研究31-57
• 3.1 引言31
• 3.2 数据预处理研究31-32
• 3.3 车流量分析研究32-34
• 3.3.1 日车流量调查研究32-33
• 3.3.2 车辆时流量调查研究33-34
• 3.3.3 重车时流量调查研究34
• 3.4 车型统计研究34-35
• 3.5 轴距统计研究35-41
• 3.6 轴重比例统计研究41-47
• 3.7 典型车辆研究47
• 3.8 车重统计研究47-52
• 3.9 车间距统计研究52-54
• 3.10 随机车流模拟研究54
• 3.11 影响线加载研究54-55
• 3.12 本章小结55-57
• 4 车辆荷载效应极值估计研究采用的三种分析理论57-67
• 4.1 引言57
• 4.2 POT理论在车辆荷载效应极值估计中的应用57-62
• 4.2.1 广义极值分布的相关理论58
• 4.2.2 广义Pareto分布58-61
• 4.2.3 POT理论应用61-62
• 4.3 独立风暴法在车辆荷载效应极值估计中的应用62-63
• 4.4 改进独立风暴法在车辆荷载效应极值估计中的应用63-65
• 4.4.1 三次类阈值法进行阈值选取64-65
• 4.5 三种理论的对比分析65
• 4.6 本章小结65-67
• 5 三种理论在车辆荷载效应极值估计中的应用实例研究67-75
• 5.1 引言67
• 5.2 简支梁弯矩分析67-74
• 5.3 简支梁分析结果对比74
• 5.4 本章小结74-75
• 结论75-78
• 参考文献78-82
• 攻读硕士学位期间参与项目及发表学术论文情况82-83
• 致谢83-84

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 孙守旺;孙利民;;基于实测的公路桥梁车辆荷载统计模型[J];同济大学学报(自然科学版);2012年02期

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本文编号：833524