汽车荷载效应作为桥梁设计的重要指标之一,是对拟建桥梁荷载取值和现有桥梁安全性评估的重要依据,其得到了广泛的关注和研究。本文以青岛地区双埠北立交桥为背景,对该桥上的汽车荷载特性进行统计分析,利用MATLAB软件实现汽车荷载流模拟和影响线加载计算,得到该地区城市桥梁汽车荷载在密集和拥堵两种运行状态的荷载效应。利用荷载等效原则,确定相应的汽车荷载中均布荷载集度q_k和集中力荷载p_k取值。提出规范和新桥建设的汽车荷载取值的合理修正建议。主要研究内容如下:(1)对汽车荷载及其效应分析所用的相关理论作了详细地说明。介绍了常用的随机变量数字特征和几种常用的概率分布定义;并对分布的各个参数的估计与假设检验的方法作了简要说明;为研究随机变量在长时间段的变化情况,引入了时间因素t,应用了更能反映客观实际的随机过程理论。(2)以青岛地区双埠北立交桥为背景展开数据调查,制定了相应调查实施方案;通过人工现场调查和视频监控得到了各种车型的车流量数据,并结合各种车型的出厂信息(前悬、后悬、轴距和轴重分配比例系数)得到了7种适用于本地区的汽车荷载模型;统计分析了各种车型对应的车重信息;为了研究各种车型的超限超载情况,本文结合相关的超限超载规范对车重数据进行了超载分析,结果表明,各种车型均存在不同程度的超限超载情况;结合调查得到的汽车荷载相关数据,利用蒙特卡洛法生成了符合实际车流特性的密集运行状态和拥堵运行状态的随机汽车荷载流,为汽车荷载效应的计算工作提供了依据。(3)借助MATLAB程序对研究对象进行了影响线加载计算,得到不同运行状态下汽车荷载效应值,分析结果发现,在实际车队的作用下,简支梁和连续梁的效应最大值随跨径的不同与各规范的比值也呈现不同的特征:简支梁的跨中正弯矩效应最大值与规范值比值最大可达1.34,连续梁桥的支点负弯矩效应最大值与规范值比值最大可达1.54。(4)为了降低尾部数据对极值外推结果的影响,本文采用了GPD分布拟合效应值的尾部数据,得到了POT模型,并运用极值外推理论得到不同设计基准期内的荷载效应标准值。密集和拥堵状态下,全跨径的简支梁跨中正弯矩的效应标准值从T=10年时均大于城市-A级对应的规范值;除密集运行状态下跨径10~25m的范围内和拥堵运行状态下跨径10~20m范围内的各设计基准期内标准值均小于公路-I级值外,其余各值均大于公路-I级值。各跨径不同跨数的连续梁支点负弯矩的最大效应标准值从T=10年时均大于城市-A级和公路-I级规范值。(5)由国内外的设计荷载标准可知,车道荷载已成为各国常用的汽车荷载模式。由第四章得到的效应标准值,根据简支梁内力方程,得到不同的加载基数下的L-p_k图,确定了等效车道荷载中均布荷载q_k为19.9 k N/m,集中力取值为:当计算跨径L小于15m时,p_k为固定值177.77 kN;当计算跨径L大于等于15m,小于等于45m时,p_k由公式3.5L+125.27确定;当计算跨径L大于45m时,p_k为固定值265 kN。这为以后城市桥梁的设计荷载标准的制定提供了参考。