公路橋梁設(shè)計荷載及其組合研究.pdf

1、橋梁工程作為公路工程的樞紐，在國民經(jīng)濟中占有重要的地位，其安全性與經(jīng)濟性不合理將造成社會財富的巨大浪費和國有資產(chǎn)的大量損失，車輛荷載是影響公路橋梁結(jié)構(gòu)安全性和使用性的重要因素之一。隨著運輸需求和汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，車輛超載現(xiàn)象日趨嚴峻，近年來出現(xiàn)了多起重車壓垮橋梁的事故，引起了社會各界廣泛的關(guān)注。為了解我國近年公路橋梁汽車荷載的情況，并為公路橋梁荷載標準的制定提供依據(jù)，本論文依托西部交通建設(shè)科技項目“橋梁設(shè)計荷載與安全鑒定荷載研究”所開

2、展的全國范圍內(nèi)的汽車荷載調(diào)研，并基于調(diào)研成果進行的汽車荷載的深入研究，明確了我國汽車荷載標準的適應(yīng)性，建立了公路橋梁汽車荷載標準制定方法。對荷載組合系數(shù)進行了研究?；趯崪y車輛統(tǒng)計數(shù)據(jù)，對橋梁汽車荷載離心力進行了研究。
　　本文首先針對我國公路橋梁汽車荷載存在的突出問題，結(jié)合國內(nèi)外公路橋梁汽車荷載規(guī)范及其研究進展情況，在調(diào)查研究分析我國公路橋梁車輛荷載特性、運營狀況、和消化、借鑒、吸收國內(nèi)外已有的科研成果和應(yīng)用技術(shù)成果的基礎(chǔ)上，研

3、究提出四種計算公路橋梁汽車荷載標準值的方法：規(guī)范環(huán)比法、概率統(tǒng)計法、歷史經(jīng)驗法和法律法規(guī)法。規(guī)范環(huán)比法是參照國外規(guī)范，對比各國的荷載模式以及荷載標準的確定方法，通過對比分析研究，用來確定我國公路橋梁荷載標準，結(jié)合我國實際情況，用以以滿足我國交通運輸發(fā)展的要求；概率統(tǒng)計法認為汽車荷載為隨機變量，在大量實測的基礎(chǔ)上對實際汽車荷載進行數(shù)理統(tǒng)計分析，用以確定荷載標準值；歷史經(jīng)驗法是在調(diào)查我國公路橋梁汽車荷載標準的制定歷程的基礎(chǔ)上，通過對實際交通

4、運營情況進行的調(diào)查，在荷載標準中充分考慮并實際車型載重情況的方法；法律法規(guī)法以交通運輸管理政策、法規(guī)為基礎(chǔ)，用來確定汽車設(shè)計荷載。使用上述四種方法將荷載標準值加載于選取的樣本橋梁上，計算四種方法所得到的荷載效應(yīng)，并對荷載效應(yīng)進行了對比分析，對現(xiàn)行規(guī)范的適應(yīng)性進行了分析評價。
　　其次，本文中以中小跨徑梁橋為對象，評價了我國荷載基本組合的分項系數(shù)及其組合效應(yīng)在國際中的地位，研究了分項系數(shù)的取值方法。選取我國常見的中小跨徑梁橋為樣本，

5、結(jié)合國外公路橋梁的荷載標準及分項系數(shù)，通過分析比較，確定了我國汽車荷載分項系數(shù)取值及組合效應(yīng)在國際上的合理位置。在實測車輛數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上對荷載進行了數(shù)理統(tǒng)計分析，得到了新的統(tǒng)計參數(shù)。通過給定恒載效應(yīng)的分項系數(shù)，分別運用林德的0.75線性分離法、一般分離法、抗力最小二乘法、可靠指標最小二乘法研究了新的汽車荷載效應(yīng)的分項系數(shù)取值，并對比了各個方法所得結(jié)果。在以上大量工作基礎(chǔ)上，基于“校準法”對結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)的取值進行了研究，給出了一級和三級構(gòu)

6、件的建議取值。
　　最后通過對實測車輛數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，確定了實際車輛荷載的各項統(tǒng)計參數(shù)，對國內(nèi)外車輛離心力規(guī)范標準值進行了對比研究?；谲囕v的各項統(tǒng)計參數(shù)，完善了隨機車流模擬程序，運用離心力計算公式，使用MATLAB編制了隨機車流下汽車荷載離心力理論值的模擬程序。根據(jù)不同半徑下的離心力理論數(shù)值及其統(tǒng)計參數(shù)，得到了汽車荷載離心力概率分布函數(shù)，根據(jù)可靠度理論，計算得到不同半徑下基于實測車流的汽車荷載離心力標準值。對基于實測數(shù)據(jù)的汽車荷載離