考虑车辆荷载横向位置随机性的中小跨径桥梁安全评估
发布时间：2021-04-22 05:15
目前,基于可靠度理论的多梁式桥梁安全评估主要集中在结构的构件层面,规范中结构抗力的分布参数是以单根主梁作为研究对象进行统计的,因此,车辆荷载效应的计算要考虑实际荷载分布到单根主梁上的大小。尤其是对于多梁式桥梁的安全评估,要准确计算各根梁所承担的最大荷载效应,就需要获得可靠的荷载横向分布系数。论文以中小跨径公路桥梁为研究对象,考虑车辆荷载横向分布位置的随机性,计算了主梁的弯矩横向分布系数,获得了弯矩横向分布系数的概率分布和统计参数;然后利用已知的弯矩横向分布系数的统计参数对桥梁构件的可靠度进行了评估,并与传统的评估方法进行了对比;接下来,分析了超限运输车辆通过多梁式桥梁时的合理横向行驶位置,为超限运输车辆过桥的行驶路线选择提供了建议;最后分析了车辆荷载在不同横向位置作用下对桥梁运营安全的影响。论文取得的主要研究成果如下:（1）将车辆荷载横向位置的随机性考虑到荷载横向分布系数的研究中,对荷载横向分布系数的概率分布及统计参数进行了分析。以混凝土简支梁桥为例,利用有限元分析方法计算了车辆在不同横向位置加载时的弯矩横向分布系数,并与车辆荷载的横向位置分布一一对应得到弯矩横向分布系数的概率分布。计...
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：146 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 研究现状及不足
1.2.1 桥梁安全评估的国内外研究现状
1.2.2 超限运输车辆运营管理研究现状
1.2.3 已有研究存在的不足
1.3 论文的研究目标和主要内容
1.3.1 研究目标
1.3.2 主要内容
第2章 梁桥荷载横向分布理论及影响参数分析
2.1 概述
2.2 荷载横向分布系数的定义
2.2.1 荷载横向分布的基本概念
2.2.2 美国规范（ AASHTO）的定义
2.2.3 加拿大规范（ CHBDC）的定义
2.2.4 英国规范的定义
2.3 梁桥荷载横向分布系数的计算方法
2.3.1 理论计算法
2.3.2 有限元分析法
2.4 荷载横向分布系数的主要影响因素
2.4.1 桥梁孔数
2.4.2 斜交角
2.4.3 次要构件的影响
2.4.4 边界条件
2.4.5 车辆荷载
2.5 考虑结构非线性的荷载横向分布
2.6 本章小结
第3章 荷载横向分布系数的概率分布及统计参数
3.1 概述
3.2 车辆荷载横向行驶位置的随机性
3.2.1 车辆荷载横向行驶位置的采集方法
3.2.2 车辆荷载横向位置的概率分布
3.3 桥梁形式的选择
3.4 考虑车辆横向位置随机性的弯矩横向分布系数
3.4.1 有限元模型校验
3.4.2 荷载横向分布系数的计算
3.4.3 荷载横向分布系数的概率分布
3.5 荷载横向分布系数的分布检验
3.6 本章小结
第4章 考虑车辆横向位置随机性的桥梁可靠度评估
4.1 概述
4.2 可靠度分析的基本原理
4.2.1 结构可靠度的基本概念
4.2.2 可靠度指标
4.3 基于可靠度理论的桥梁安全评估
4.3.1 研究对象
4.3.2 受力最不利主梁的确定
4.3.3 桥梁构件可靠度评估
4.3.4 计算结果分析
4.4 本章小结
第5章 超限运输车辆过桥的合理横向位置分析
5.1 概述
5.2 桥梁形式的选择
5.3 超限运输车辆模型的选择
5.4 超限运输车辆过桥时合理横向位置的确定
5.4.1 有限元模型的建立
5.4.2 车辆加载位置的确定
5.4.3 两种典型加载工况的响应对比
5.5 影响参数分析
5.5.1 主梁根数的影响
5.5.2 中横隔板的影响
5.5.3 混凝土防撞护栏的影响
5.5.4 主梁连接方式的影响
5.5.5 主梁截面形式的影响
5.5.6 支座约束条件的影响
5.6 本章小结
第6章 车辆横向加载位置对桥梁运营安全的影响分析
6.1 概述
6.2 有限元模型的建模原则
6.3 材料的本构关系
6.3.1 混凝土材料的本构关系
6.3.2 钢筋材料的本构关系
6.3.3 材料的破坏准则
6.4 有限元模型建立
6.5 加载车辆模型
6.6 计算结果分析
6.6.1 材料非线性对两种典型加载工况之间响应差异的影响
6.6.2 加载位置对桥梁正常使用性能的影响
6.6.3 加载位置对桥梁极限承载力的影响
6.7 本章小结
第7章 结论和展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
附录A（攻读学位期间发表的论文）
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]超重车辆对公路桥梁的破坏作用及过桥管理措施[J]. 刘静,曹新涛,房顺涛. 公路交通科技(应用技术版). 2015(08)
[2]轮迹横向分布对钢桥面板疲劳应力幅的影响[J]. 卜一之,杨绍林,崔闯,张清华. 桥梁建设. 2015(02)
[3]轮载横向分布对正交异性钢桥面板疲劳行为的影响研究[J]. 王辉,李文华,李国帅. 公路工程. 2015(02)
[4]钢筋混凝土梁开裂荷载计算公式比较研究[J]. 刘运林,储德华,刘建军,种迅. 建筑结构. 2015(06)
[5]中国桥梁工程学术研究综述·2014[J]. 马建,孙守增,杨琦,赵文义,王磊,马勇,刘辉,张伟伟,陈红燕,陈磊,康军. 中国公路学报. 2014(05)
[6]基于车辆荷载效应截尾分布的桥梁限载分析方法[J]. 李松辉. 工程力学. 2014(02)
[7]公路桥梁限载取值的可靠性分析模型研究[J]. 李松辉. 土木工程学报. 2013(09)
[8]沥青路面轮迹横向分布系数的实测与分析[J]. 赵延庆,王国忠,王志超. 同济大学学报(自然科学版). 2012(04)
[9]基于结构可靠性理论的既有桥梁承载能力评估[J]. 李全旺,李春前,孙健康. 工程力学. 2010(S2)
[10]特重车通过大跨石拱桥计算模型对比分析及试验验证[J]. 韩万水,高文博,李永庆,黄平明. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2010(06)
博士论文
[1]基于监测数据的桥梁安全状况评估研究[D]. 徐文胜.华中科技大学 2013
[2]既有预应力混凝土梁桥承载能力实桥试验及分析研究[D]. 徐文平.东南大学 2006
[3]文晖大桥健康监测与评估管理系统主要问题研究[D]. 宋雨.浙江大学 2003
本文编号：3153241
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：146 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 研究现状及不足
1.2.1 桥梁安全评估的国内外研究现状
1.2.2 超限运输车辆运营管理研究现状
1.2.3 已有研究存在的不足
1.3 论文的研究目标和主要内容
1.3.1 研究目标
1.3.2 主要内容
第2章 梁桥荷载横向分布理论及影响参数分析
2.1 概述
2.2 荷载横向分布系数的定义
2.2.1 荷载横向分布的基本概念
2.2.2 美国规范（ AASHTO）的定义
2.2.3 加拿大规范（ CHBDC）的定义
2.2.4 英国规范的定义
2.3 梁桥荷载横向分布系数的计算方法
2.3.1 理论计算法
2.3.2 有限元分析法
2.4 荷载横向分布系数的主要影响因素
2.4.1 桥梁孔数
2.4.2 斜交角
2.4.3 次要构件的影响
2.4.4 边界条件
2.4.5 车辆荷载
2.5 考虑结构非线性的荷载横向分布
2.6 本章小结
第3章 荷载横向分布系数的概率分布及统计参数
3.1 概述
3.2 车辆荷载横向行驶位置的随机性
3.2.1 车辆荷载横向行驶位置的采集方法
3.2.2 车辆荷载横向位置的概率分布
3.3 桥梁形式的选择
3.4 考虑车辆横向位置随机性的弯矩横向分布系数
3.4.1 有限元模型校验
3.4.2 荷载横向分布系数的计算
3.4.3 荷载横向分布系数的概率分布
3.5 荷载横向分布系数的分布检验
3.6 本章小结
第4章 考虑车辆横向位置随机性的桥梁可靠度评估
4.1 概述
4.2 可靠度分析的基本原理
4.2.1 结构可靠度的基本概念
4.2.2 可靠度指标
4.3 基于可靠度理论的桥梁安全评估
4.3.1 研究对象
4.3.2 受力最不利主梁的确定
4.3.3 桥梁构件可靠度评估
4.3.4 计算结果分析
4.4 本章小结
第5章 超限运输车辆过桥的合理横向位置分析
5.1 概述
5.2 桥梁形式的选择
5.3 超限运输车辆模型的选择
5.4 超限运输车辆过桥时合理横向位置的确定
5.4.1 有限元模型的建立
5.4.2 车辆加载位置的确定
5.4.3 两种典型加载工况的响应对比
5.5 影响参数分析
5.5.1 主梁根数的影响
5.5.2 中横隔板的影响
5.5.3 混凝土防撞护栏的影响
5.5.4 主梁连接方式的影响
5.5.5 主梁截面形式的影响
5.5.6 支座约束条件的影响
5.6 本章小结
第6章 车辆横向加载位置对桥梁运营安全的影响分析
6.1 概述
6.2 有限元模型的建模原则
6.3 材料的本构关系
6.3.1 混凝土材料的本构关系
6.3.2 钢筋材料的本构关系
6.3.3 材料的破坏准则
6.4 有限元模型建立
6.5 加载车辆模型
6.6 计算结果分析
6.6.1 材料非线性对两种典型加载工况之间响应差异的影响
6.6.2 加载位置对桥梁正常使用性能的影响
6.6.3 加载位置对桥梁极限承载力的影响
6.7 本章小结
第7章 结论和展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
附录A（攻读学位期间发表的论文）
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]超重车辆对公路桥梁的破坏作用及过桥管理措施[J]. 刘静,曹新涛,房顺涛. 公路交通科技(应用技术版). 2015(08)
[2]轮迹横向分布对钢桥面板疲劳应力幅的影响[J]. 卜一之,杨绍林,崔闯,张清华. 桥梁建设. 2015(02)
[3]轮载横向分布对正交异性钢桥面板疲劳行为的影响研究[J]. 王辉,李文华,李国帅. 公路工程. 2015(02)
[4]钢筋混凝土梁开裂荷载计算公式比较研究[J]. 刘运林,储德华,刘建军,种迅. 建筑结构. 2015(06)
[5]中国桥梁工程学术研究综述·2014[J]. 马建,孙守增,杨琦,赵文义,王磊,马勇,刘辉,张伟伟,陈红燕,陈磊,康军. 中国公路学报. 2014(05)
[6]基于车辆荷载效应截尾分布的桥梁限载分析方法[J]. 李松辉. 工程力学. 2014(02)
[7]公路桥梁限载取值的可靠性分析模型研究[J]. 李松辉. 土木工程学报. 2013(09)
[8]沥青路面轮迹横向分布系数的实测与分析[J]. 赵延庆,王国忠,王志超. 同济大学学报(自然科学版). 2012(04)
[9]基于结构可靠性理论的既有桥梁承载能力评估[J]. 李全旺,李春前,孙健康. 工程力学. 2010(S2)
[10]特重车通过大跨石拱桥计算模型对比分析及试验验证[J]. 韩万水,高文博,李永庆,黄平明. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2010(06)
博士论文
[1]基于监测数据的桥梁安全状况评估研究[D]. 徐文胜.华中科技大学 2013
[2]既有预应力混凝土梁桥承载能力实桥试验及分析研究[D]. 徐文平.东南大学 2006
[3]文晖大桥健康监测与评估管理系统主要问题研究[D]. 宋雨.浙江大学 2003
本文编号：3153241
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