实际车辆运营状态下混凝土梁桥荷载效应研究
本文选题:动态称重系统 切入点:正常运营状态 出处:《福州大学》2014年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】: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。
[Abstract]:Vehicle load is one of the most important variable loads in bridge structure. It is an important cause of bridge fatigue, damage and even collapse. The study of load model and its effect in actual vehicle operation can be used to evaluate the safety and reliability of bridge. Maintenance and reinforcement and highway vehicle management provide necessary basis, which has important theoretical significance and practical engineering value. The main work accomplished in this paper is as follows: 1) taking Xiabeshi Bridge of Shenhai High-speed G15 (Funing Line) as the engineering background, The main bridge is a prestressed concrete continuous rigid frame bridge of 145.2 脳 260145m and the approach bridge is a prestressed concrete continuous T-beam bridge with 4 脳 45m. The vehicle data of dynamic weighing system from May 2012 to May 2013 are processed by Matlab program. In this paper, the vehicle statistical model of Xiabishi Bridge under normal operation condition is obtained. (2) the finite element model of Xiabishi Bridge approach Bridge is established, and the critical section load effect influence line is calculated. Based on the stochastic process of equilibrium renewal and Monte Carlo simulation theory, the finite element model of Xiabeshi Bridge is established. The vehicle load model of the approach bridge of Xiabeshi Bridge is studied, and the vehicle load effect model of different load evaluation period is obtained. The method based on Monte Carlo simulation theory and extreme value theory is obtained. This paper simulates the traffic congestion of the main bridge and the approach bridge of Xiabeshi Bridge and the two abnormal operation states of the vehicle road, and studies the vehicle load effect model under the abnormal operation state of the bridge. The bearing capacity of the main bridge and the approach bridge of Xiabishi Bridge are checked and calculated under abnormal operating conditions. The main conclusions are as follows: 1) the probability distribution of maximum vehicle load effect of continuous beam bridge under normal operation condition is presented. The form of multi-peak distribution. Under normal operating conditions, The total weight, axle load, and axle spacing of the actual running vehicle are all distributed from the mixed Gauss, Based on the equilibrium renewal stochastic process theory and Monte Carlo simulation, the maximum distribution of normal operating load effect on the approach bridge of Xiabishi Bridge is obtained from the logarithmic normal distribution or Weibull distribution. The difference is in the range of 10%. All of them can be used to evaluate the vehicle load effect in the normal operating state of the bridge. The vehicle load effect in different base periods of the actual normal operation state is 1.07 / 1.20 times of that of the highway I class, and the vehicle load effect is 1.20 times higher than that of the highway I class. The maximum value of vehicle load effect at the key position of Xiabishi Bridge is distributed according to the generalized extreme value. The vehicle load mode of the main bridge of Xiabishi Bridge can be 1.37 times that of Highway I. However, the approach bridge of Xiabeshi Bridge can adopt 1.17 class I road load mode. Under the abnormal operation condition, the bearing capacity of the main bridge of Xiabeshi Bridge meets the requirements of the code and is in a safe state. However, the bearing capacity of the approach bridge of Xiabishi Bridge does not meet the requirements of the code and is in a dangerous state.
【学位授予单位】:福州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:U441.2
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,本文编号:1579106
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