论文部分内容阅读
车辆荷载是桥梁结构最重要的可变荷载之一,是造成桥梁疲劳、损伤甚至垮塌的重要原因,实际车辆运营状态下荷载模型及其效应的研究可以为桥梁安全性和可靠性评估、维修加固和高速公路车辆管理等提供必要的依据,具有重要的理论意义和工程实用价值。本文主要完成的工作如下：(1)以沈海高速G15(福宁线)下白石大桥为工程背景,其中主桥为(145+2×260+145)m预应力混凝土连续刚构桥,引桥为(4×45)m的预应力混凝土连续T梁桥,运用Matlab编写程序处理了2012年5月～2013年5月的动态称重系统车辆数据,得到了下白石大桥实际正常运营状态下的车辆统计模型。(2)建立下白石大桥引桥有限元模型,计算得到关键截面荷载效应影响线,基于平衡更新随机过程和蒙特卡洛模拟理论,对下白石大桥引桥车辆荷载模型进行了研究,得到不同荷载评估基准期的车辆荷载效应模型。(3)基于蒙特卡洛模拟理论和极值理论的方法,对下白石大桥主桥及引桥的车辆拥堵和车辆并道两种异常运营状态进行模拟,研究桥梁异常运营状态下的车辆荷载效应模型,并分别对下白石大桥主桥和引桥进行异常运营状态下的承载能力验算。得到的主要结论如下：(1)连续梁桥在正常运营状态下的车辆荷载效应最大值的概率分布呈现出多峰分布的形式。在正常运营状态下,实际运行车辆的总重、轴重、轴间距均服从混合Gauss分布,车间距服从对数正态分布或Weibull分布。(2)基于平衡更新随机过程理论和蒙特卡洛模拟分别得到的下白石大桥引桥正常运营荷载效应最大值分布,相差在10%范围内,都可应用于桥梁的正常运营状态车辆荷载效应评估。实际正常运营状态不同评估基准期的车辆荷载效应为公路I级的1.07～1.20倍。(3)异常运营状态下,下白石大桥各车道关键位置车辆荷载效应最大值服从广义极值分布。下白石大桥主桥的车辆荷载模式可采用1.37倍的公路I级,而下白石大桥引桥可采用1.17的公路I级车道荷载模式。在异常运营状态下下白石大桥主桥承载能力满足规范要求,处于安全的状态,而下白石大桥引桥的承载能力不满足规范要求,处于危险的状态。