本文選題：重載交通 + 荷載譜��； 參考：《河北工業(yè)大學》2015年博士論文

【摘要】：隨著交通運輸事業(yè)的不斷發(fā)展,公路橋梁上的車輛荷載類型發(fā)生了巨大變化,重載化趨勢非常明顯。當重載車輛從橋梁上頻繁通過時,將會對橋梁造成嚴重損害,甚至可能導致梁體構(gòu)件的開裂,尤其當橋梁開裂后,盡管卸載時所產(chǎn)生的裂縫會暫時閉合,但是這種損傷會導致該橋的承載能力下降,甚至不能夠正常使用。對于舊橋大多就已具有裂縫,由于重載車輛的頻繁駛過會導致裂縫的開展加劇,最終甚至會致使橋梁垮塌。因此,為了確保橋梁的運營安全,并為建設(shè)單位和橋梁運營管理部門提供技術(shù)參考依據(jù),本文對河北省內(nèi)多條高速公路進行交通調(diào)查和室內(nèi)疲勞試驗研究,主要研究工作如下:1、通過對河北省內(nèi)多條高速公路的交通量、交通組成、軸重、軸距、車輛時速和車輛間距等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行實際調(diào)查與收集,分析不同車型、不同載重等級車輛所占比率,確定其概率分布規(guī)律;依據(jù)疲勞等效損傷原理,統(tǒng)計得出了實際車輛的荷載譜;將其與規(guī)范公路—Ⅰ級汽車荷載作用效應(yīng)進行比較,提出重載交通下汽車荷載提高系數(shù)。2、采用四階段法對未來的京港澳高速公路進行交通預測,并分析未來交通量變化的主要影響因素;通過分別對四車道和六車道高速公路進行現(xiàn)場實際調(diào)查,得出重載車輛分車道行駛規(guī)律;分別采用灰色GM(1,1)預測模型、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預測模型和灰色-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組合預測模型對六車道(八車道)高速公路重載車輛行駛規(guī)律進行預測,預測結(jié)果表明:應(yīng)用灰色-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組合預測模型預測精度為優(yōu)秀,預測精度最高。3、以京港澳高速公路(京石段)改擴建工程中的16米標準跨徑預應(yīng)力混凝土梁為研究背景,經(jīng)過合理的縮尺模型,通過室內(nèi)等幅疲勞試驗研究其在長期重載作用下預應(yīng)力混凝土梁的疲勞性能,如:混凝土應(yīng)變的變化規(guī)律、非預應(yīng)力鋼筋的變化規(guī)律、預應(yīng)力鋼筋的變化規(guī)律、撓度變化、裂縫的發(fā)展規(guī)律、剛度退化情況以及在重載作用下的容許疲勞壽命等問題。4、通過室內(nèi)變幅疲勞試驗,研究了預應(yīng)力混凝土梁在兩級變幅疲勞荷載作用下的破壞形態(tài)和破壞特征,得到了加載順序和荷載水平對預應(yīng)力混凝土梁疲勞壽命的影響;分別利用Miner準則和修正的Miner準則對變幅疲勞壽命進行了估算,計算結(jié)果表明:由Miner準則估算對變幅疲勞試驗的容許疲勞壽命預測是偏于危險的,而由修正的Miner準則估算的容許疲勞壽命精度較高,而且更偏于保守;通過兩級變幅疲勞試驗得出容許疲勞累積損傷臨界值DCR為0.8。5、利用有限元分析軟件對16米跨徑預應(yīng)力混凝土簡支梁建立實體模型,依據(jù)交通調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析結(jié)果,結(jié)合其相關(guān)分布規(guī)律,運用蒙特卡洛(Monte Carlo)方法并借助Matlab軟件編制隨機車流仿真程序,將典型車輛模型和隨機車輛模型分別加載到橋梁有限元模型上,模擬實際運營車輛過橋的情況,采用有限元軟件進行瞬態(tài)動力分析。運用疲勞累積損傷理論分別計算各典型車輛在不同車輛間距下、不同車速條件下,密集運營狀態(tài)下和一般運營狀態(tài)下橋梁的疲勞損傷情況。
[Abstract]:With the continuous development of traffic and transportation, the type of vehicle load on the highway bridge has changed greatly, and the trend of heavy loading is very obvious. When heavy vehicles are frequently outdated from the bridge, it will cause serious damage to the bridge, even may lead to the cracking of the beam components, especially when the bridge is cracked, despite the cracking of the unloading. The seams will be closed temporarily, but this damage will lead to a decline in the bearing capacity of the bridge or even the normal use. Most of the old bridges have cracks. The frequent passing of heavy vehicles will lead to the intensification of the cracks and eventually the collapse of the bridge. Therefore, in order to ensure the safety of the bridge operation, and for the construction unit and the construction unit, The bridge operation management department provides the technical reference basis, this article carries on the traffic investigation and the indoor fatigue test research to several freeways in Hebei province. The main research work is as follows: 1, through the traffic volume, traffic composition, axle weight, axle distance, vehicle speed and vehicle distance, the basic data of Hebei province are adjusted. Check and collect, analyze the proportion of different vehicles and different load grade vehicles and determine their probability distribution law. According to the principle of fatigue equivalent damage, the load spectrum of actual vehicles is obtained. Compared with the standard highway I grade car load effect, the increase coefficient.2 of vehicle load under heavy load traffic is put forward, and the four stage is adopted. The future traffic forecast of Beijing, Hong Kong and Macao expressway is carried out, and the main influencing factors of the future traffic change are analyzed. Through the actual investigation of the four lane and six lane freeways, the driving laws of the heavy vehicles are obtained. The grey GM (1,1) prediction model, the BP neural network prediction model and the grey -BP God are used respectively. Through the combined forecasting model of the six lane (eight Lane) highway, the forecasting results show that the prediction accuracy of the combined grey -BP neural network combined forecasting model is excellent and the prediction precision is.3, and the 16 meter standard span prestressed concrete in the reconstruction and extension project of Beijing Hong Kong Macau Expressway (Jingshi section) As the research background, through a reasonable scale model, the fatigue performance of prestressed concrete beams under long-term heavy load, such as the change law of concrete strain, the change rule of non prestressed reinforcement, the change rules of the prestressed reinforcement, the change of the deflection, the law of the development of the crack and the degenerate condition of the stiffness, are studied through the reasonable scale model. The failure mode and damage characteristics of prestressed concrete beams under two stage variable amplitude fatigue load are studied through indoor variable amplitude fatigue test. The effect of loading sequence and load level on fatigue life of prestressed concrete beams is obtained by indoor variable amplitude fatigue test, and the effect of loading sequence and load level on fatigue life of Prestressed concrete beams is obtained, and Miner criterion and repair are used respectively. The variable amplitude fatigue life is estimated by the positive Miner criterion. The calculation results show that the prediction of permissible fatigue life of the variable amplitude fatigue test is biased by the Miner criterion, and the allowable fatigue life accuracy estimated by the modified Miner criterion is higher and more conservative, and the permissible fatigue is obtained through the two stage variable amplitude fatigue test. The critical value of product damage is DCR 0.8.5. The finite element analysis software is used to establish the solid model of 16 meter span prestressed concrete simple supported beam. According to the statistics and analysis results of traffic investigation data, combined with the relevant distribution rules, the Monte Carlo (Monte Carlo) method is used and the simulation program of random traffic flow is compiled with the aid of Matlab soft parts, and the typical vehicle model is built. And the random vehicle model is loaded on the bridge finite element model respectively to simulate the actual operating vehicle crossing the bridge. The transient dynamic analysis is carried out by the finite element software. The fatigue cumulative damage theory is used to calculate the bridge under the different vehicle spacing, the different vehicle speed conditions, the dense operation state and the general operating state. The fatigue damage of the beam.

【學位授予單位】：河北工業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U441.4

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本文編號：1878296