论文部分内容阅读
汽车活荷载是桥梁在服役过程中所承受的最主要荷载,也是导致桥梁因为疲劳而失效的主要原因之一。对桥梁现在实际通行车辆的荷载情况进行分析研究,可以为桥梁的设计,维修加固以及可靠性评估等工作提供准确的依据。我国国土面积辽阔,各地经济发展有较大差别,车辆的荷载与经济发展程度成正相关。另外,桥梁实际运行中承受的荷载效应与设计规范也有差别。因此规范的模型标准不能满足不同地区,不同时间段荷载承载的要求。根据实际通行车辆数据建立荷载模型很有必要。车辆荷载效应是一种随机变量,很多学者在此基础上提出了多种车辆荷载效应模型。随着技术的进步,利用动态称重系统(weigh-in-motion system,WIM)数据,可以更准确的对车辆荷载效应极值变化规律进行研究,并对未来一段时期内车辆荷载效应的极值情况进行预测。研究表明,我国目前车辆荷载效应主要表现为多峰分布,用单一的分布函数拟合误差较大。本文总结现有研究成果,在此基础上提出了基于广义Pareto分布(generalized pareto distribution,GPD)的POT(peaks over threshold)模型,用于描述车辆荷载效应样本的分布情况,进而得到设计基准期内的极值情况。本文以某高速公路111天的WIM系统数据为样本,建立该路段桥梁车辆荷载效应模型,并外推在桥梁的设计基准期内的荷载效应标准值,并与现行规范进行对比。对车辆荷载效应模型的研究主要分三个步奏;(1)对现行桥梁实际车流量进行监测,对监测数据进行整理分析。(2)根据实测的车流量数据,计算荷载效应的截口分布。(3)根据计算得到的截口分布,外推在设计基准期内荷载效应的标准值情况。本文研究过程主要包括以下工作:(1)国内外研究现状总结以及现行公路桥梁荷载效应规范的研究。(2)极值理论的简介和基于广义Pareto分布(GPD)的POT模型的荷载效应样本尾部数据拟合,建立反映该路段桥梁实际通行情况的车辆荷载效应模型,并外推得到100年基准期内的标准值。(3)将外推得到的结果与规范《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2015)的标准值进行对比分析。