超重运输背景下既有混凝土梁桥可靠度分析研究

发布时间：2020-08-08 00:30

【摘要】：随着我国工业化进程加速,车辆荷载变异发展,不少现役桥梁在运营荷载作用下可靠度较低。由于梁式桥在我国具有量大面广特点,因此对现役梁桥的可靠度研究成为了目前研究热点。本文基于京珠高速公路实测货车数据,统计分析荷载特征,模拟荷载分布模型、计算典型梁式桥荷载效应,根据可靠度理论、极值理论计算不同评估基准期下典型梁式桥可靠度,最后基于可靠度理论对加固类与限载类梁桥进行目标可靠度下荷载效应的计算分析。主要研究如下:(一)利用动态称重系统采集京珠高速公路粤北收费站货车数据,对车辆荷载数据分别按照轴重、车重进行统计分析。根据限载标准对超限车辆在不同超限水平上进行分析,最后采用“组合分布”(多峰分布+GPD分布)对轴重、车重进行模拟。(二)基于实际荷载数据,采用蒙特卡罗法模拟随机车流,通过影响线加载计算不同跨径下的虚拟梁式桥荷载效应,结合阈值模型、极大似然估计理论、极值理论构建不同基准期下的车辆荷载效应模型,并与《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2015公路I级荷载效应进行对比分析。(三)根据桥梁设计资料获取桥梁承载能力,结合车辆荷载效应GPD模型,考虑荷载冲击系数、抗力衰减模式,采用蒙特卡罗法,计算极限状态方程失效概率,得出“85规范”、“04规范”简支梁桥以及“04规范”连续梁桥可靠度,最后基于车辆荷载模型符合平稳随机过程条件下分析近期(近10年)与远期(近50年)梁式桥可靠度。(四)基于后续使用期内的年失效概率与结构在设计工作年限内的失效概率相等的原则确定不同评估基准期的目标可靠度。针对加固类、限载类梁式桥,根据不同基准期下的目标可靠度通过可靠度原理计算评估荷载效应的取值,并与《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2015公路I级荷载效应进行对比分析。
【学位授予单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U448.33
【图文】：

我国重型汽车保有量Fig.1-1heavyvehicleholdingsinChina

超重运输背景下既有混凝土梁桥可靠度分析研究6图1-3 应用Rice公式外推的不同重现期下桥梁应力变化规律Fig.1-3 The stress variation in different return period of bridges extrapolated Rice formula瑞典学者 Abraham Getachew 在他的著作中，利用动态称重系统获取实测数据，运用Rice 公式对不同跨径的简支箱梁（10m-35m）进行不同重现期下的效应值进行外推。并且与当时瑞典公路设计规范 Br094 中设计荷载效应值进行对比，结果表明实际的汽车荷载效应远比规范荷载引起的荷载效应值低的结论[10-11]。爱尔兰 connor 针对维也纳一座小跨度钢筋混凝土梁桥，进行了实际运营车辆荷载调查，利用两种不同方法计算了运营车辆荷载效应，得出了不同重现期下的车辆荷载效应值，并分析了桥梁承载能力与运营车辆荷载发展的适应性[12]。（二）国内研究现状较国外相比，国内对于车辆荷载的研究相对较晚，但研究成果具有很大的价值。1995年，福建师范大学的林升光根据公路桥梁车辆的运行现状，得出了车辆荷载在运行状态下概率模型

a)车辆荷载统计直方图 b)实测车辆荷载累积分布函数曲线图1-4 110国道对货车调查得到的统计规律Fig.1-4 Statistical truck survey law obtained on State Road2007 年，同济大学王硕、陈维珍研究了上海市区运营车辆荷载状况，在车辆荷载效与设计荷载效应之间进行了比较分析，得出了给定可靠度水平下的设计荷载等级与运车辆荷载限制之间的关系[18]。2008 年，东南大学郭彤、李爱群等人通过对京沪高速公路实际运营车辆荷载进行统分析，得出了实际车辆荷载呈现多峰分布结论，利用极值Ⅰ型分布和正态分布的加权，拟合得到车辆荷载的概率分布的多峰函数。用滤过复合 Possion 过程和滤过复合eibull 更新过程分别表示一般运行和密集运行状态下的车辆荷载过程，得出车辆荷载大值分布的 0.95 分位值作为该桥梁评估荷载[19]。2009 年，同济大学应天益利用安装在广东佛开高速公路上的 WIM 称重系统进行了期 2 周的数据采集工作，根据车辆荷载进行影响线加载计算。在此基础上采用 Rice式，外推了不同桥型、不同跨径以及不用重现期下的桥梁荷载效应最大值，并与《公桥涵设计通用规范》JTG D60-2004 的设计荷载效应进行对比[20]。

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 袁新朋;公路预应力混凝土桥梁的可靠度分析[D];西南交通大学;2009年

2 王硕;桥梁运营荷载状况研究[D];同济大学;2007年

本文编号：2784754