在中國交通荷載急劇增長的現(xiàn)實(shí)情況下,重載交通下既有橋梁的結(jié)構(gòu)安全問題日益突出。為了推測實(shí)際車流長期作用下的橋梁最大荷載效應(yīng),提出了基于隨機(jī)車流的橋梁作用效應(yīng)極值概率分析方法。首先,基于某高速公路車輛的動態(tài)稱重?cái)?shù)據(jù)建立了隨機(jī)車流荷載模型,并提取了關(guān)鍵車隊(duì)加載工況;其次,模擬了某懸索橋的車橋耦合振動效應(yīng)的位移時(shí)程曲線,建立了最優(yōu)的Rice界限跨閾率模型;最后,分析了交通量線性增長對橋梁極值的影響,校驗(yàn)了設(shè)計(jì)作用標(biāo)準(zhǔn)值。數(shù)值分析結(jié)果表明:Rice界限跨閾率模型可捕捉車輛荷載的動力效應(yīng),從而實(shí)現(xiàn)動力效應(yīng)極值分析;當(dāng)交通量的年線性增長率為4%時(shí),橋梁位移極值增加約7.7%,極值增長速率逐步降低;在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值的1950年重現(xiàn)期條件下,某懸索橋的位移極值上限為1.9 m,滿足變形上限L/300的要求。 

【文章來源】：中外公路. 2020,40(03)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

車流參數(shù)的概率分布

隨機(jī)車流采用Monte Carlo抽樣(MCS)模擬得出,關(guān)鍵步驟如下:首先,基于MCS方法生成各個(gè)車輛的全局參數(shù),包括車型、行駛車道、行駛速度和車重;其次,根據(jù)車距概率密度函數(shù)抽樣生成前后兩輛車的間距;最后,通過橋梁影響線加載方法篩選出關(guān)鍵荷載工況。將隨機(jī)車流矩陣以圖形的形式表示,如圖2所示,圖中的每個(gè)點(diǎn)表示1輛車,車型采用不同類型的點(diǎn)符號區(qū)分,橫坐標(biāo)為車輛到達(dá)時(shí)間和行車道,縱坐標(biāo)為車重。大跨橋梁主梁的影響線較長,多車效應(yīng)顯著,因此需考慮橋梁上所有車輛的作用效應(yīng),巨大的車流數(shù)量將導(dǎo)致荷載效應(yīng)分析耗時(shí)長。由于極值概率分析僅需每日荷載效應(yīng)的一個(gè)最大值,因此僅需識別產(chǎn)生最大荷載效應(yīng)的關(guān)鍵荷載工況�；谝陨线^程,可高效篩選出關(guān)鍵荷載工況。由于實(shí)測車流量的密集狀態(tài)時(shí)長約為10 h,因此該文將1 d的車流時(shí)長等效為10 h。采用影響線加載方法識別出日隨機(jī)車流樣本中的關(guān)鍵荷載工況,如圖3所示。

Rice提出的跨閾率方法是根據(jù)隨機(jī)過程與界限的跨越次數(shù)建立概率模型,用于隨機(jī)過程極值外推分析,其原理見圖4。值得說明的是,該方法僅適用于高斯平穩(wěn)隨機(jī)過程。文獻(xiàn)[19]等已證明由于大跨橋梁影響線較長,受多個(gè)隨機(jī)變量影響,可假定為高斯平穩(wěn)隨機(jī)過程。因此,該文采用界限跨閾率方法建立隨機(jī)車載下大跨橋梁作用效應(yīng)的極值概率模型。圖4 界限跨閾率原理

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3627663