【摘要】：隨著我國工業(yè)化進程加速,車輛荷載變異發(fā)展,不少現(xiàn)役橋梁在運營荷載作用下可靠度較低。由于梁式橋在我國具有量大面廣特點,因此對現(xiàn)役梁橋的可靠度研究成為了目前研究熱點。本文基于京珠高速公路實測貨車數(shù)據(jù),統(tǒng)計分析荷載特征,模擬荷載分布模型、計算典型梁式橋荷載效應(yīng),根據(jù)可靠度理論、極值理論計算不同評估基準(zhǔn)期下典型梁式橋可靠度,最后基于可靠度理論對加固類與限載類梁橋進行目標(biāo)可靠度下荷載效應(yīng)的計算分析。主要研究如下:(一)利用動態(tài)稱重系統(tǒng)采集京珠高速公路粵北收費站貨車數(shù)據(jù),對車輛荷載數(shù)據(jù)分別按照軸重、車重進行統(tǒng)計分析。根據(jù)限載標(biāo)準(zhǔn)對超限車輛在不同超限水平上進行分析,最后采用“組合分布”(多峰分布+GPD分布)對軸重、車重進行模擬。(二)基于實際荷載數(shù)據(jù),采用蒙特卡羅法模擬隨機車流,通過影響線加載計算不同跨徑下的虛擬梁式橋荷載效應(yīng),結(jié)合閾值模型、極大似然估計理論、極值理論構(gòu)建不同基準(zhǔn)期下的車輛荷載效應(yīng)模型,并與《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》JTGD60-2015公路I級荷載效應(yīng)進行對比分析。(三)根據(jù)橋梁設(shè)計資料獲取橋梁承載能力,結(jié)合車輛荷載效應(yīng)GPD模型,考慮荷載沖擊系數(shù)、抗力衰減模式,采用蒙特卡羅法,計算極限狀態(tài)方程失效概率,得出“85規(guī)范”、“04規(guī)范”簡支梁橋以及“04規(guī)范”連續(xù)梁橋可靠度,最后基于車輛荷載模型符合平穩(wěn)隨機過程條件下分析近期(近10年)與遠(yuǎn)期(近50年)梁式橋可靠度。(四)基于后續(xù)使用期內(nèi)的年失效概率與結(jié)構(gòu)在設(shè)計工作年限內(nèi)的失效概率相等的原則確定不同評估基準(zhǔn)期的目標(biāo)可靠度。針對加固類、限載類梁式橋,根據(jù)不同基準(zhǔn)期下的目標(biāo)可靠度通過可靠度原理計算評估荷載效應(yīng)的取值,并與《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》JTGD60-2015公路I級荷載效應(yīng)進行對比分析。
【學(xué)位授予單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U448.33
【圖文】：

我國重型汽車保有量Fig.1-1heavyvehicleholdingsinChina

超重運輸背景下既有混凝土梁橋可靠度分析研究6圖1-3 應(yīng)用Rice公式外推的不同重現(xiàn)期下橋梁應(yīng)力變化規(guī)律Fig.1-3 The stress variation in different return period of bridges extrapolated Rice formula瑞典學(xué)者 Abraham Getachew 在他的著作中，利用動態(tài)稱重系統(tǒng)獲取實測數(shù)據(jù)，運用Rice 公式對不同跨徑的簡支箱梁（10m-35m）進行不同重現(xiàn)期下的效應(yīng)值進行外推。并且與當(dāng)時瑞典公路設(shè)計規(guī)范 Br094 中設(shè)計荷載效應(yīng)值進行對比，結(jié)果表明實際的汽車荷載效應(yīng)遠(yuǎn)比規(guī)范荷載引起的荷載效應(yīng)值低的結(jié)論[10-11]。愛爾蘭 connor 針對維也納一座小跨度鋼筋混凝土梁橋，進行了實際運營車輛荷載調(diào)查，利用兩種不同方法計算了運營車輛荷載效應(yīng)，得出了不同重現(xiàn)期下的車輛荷載效應(yīng)值，并分析了橋梁承載能力與運營車輛荷載發(fā)展的適應(yīng)性[12]。（二）國內(nèi)研究現(xiàn)狀較國外相比，國內(nèi)對于車輛荷載的研究相對較晚，但研究成果具有很大的價值。1995年，福建師范大學(xué)的林升光根據(jù)公路橋梁車輛的運行現(xiàn)狀，得出了車輛荷載在運行狀態(tài)下概率模型

a)車輛荷載統(tǒng)計直方圖 b)實測車輛荷載累積分布函數(shù)曲線圖1-4 110國道對貨車調(diào)查得到的統(tǒng)計規(guī)律Fig.1-4 Statistical truck survey law obtained on State Road2007 年，同濟大學(xué)王碩、陳維珍研究了上海市區(qū)運營車輛荷載狀況，在車輛荷載效與設(shè)計荷載效應(yīng)之間進行了比較分析，得出了給定可靠度水平下的設(shè)計荷載等級與運車輛荷載限制之間的關(guān)系[18]。2008 年，東南大學(xué)郭彤、李愛群等人通過對京滬高速公路實際運營車輛荷載進行統(tǒng)分析，得出了實際車輛荷載呈現(xiàn)多峰分布結(jié)論，利用極值Ⅰ型分布和正態(tài)分布的加權(quán)，擬合得到車輛荷載的概率分布的多峰函數(shù)。用濾過復(fù)合 Possion 過程和濾過復(fù)合eibull 更新過程分別表示一般運行和密集運行狀態(tài)下的車輛荷載過程，得出車輛荷載大值分布的 0.95 分位值作為該橋梁評估荷載[19]。2009 年，同濟大學(xué)應(yīng)天益利用安裝在廣東佛開高速公路上的 WIM 稱重系統(tǒng)進行了期 2 周的數(shù)據(jù)采集工作，根據(jù)車輛荷載進行影響線加載計算。在此基礎(chǔ)上采用 Rice式，外推了不同橋型、不同跨徑以及不用重現(xiàn)期下的橋梁荷載效應(yīng)最大值，并與《公橋涵設(shè)計通用規(guī)范》JTG D60-2004 的設(shè)計荷載效應(yīng)進行對比[20]。

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本文編號：2784754