大跨橋梁多車道隨機(jī)車流統(tǒng)計及其等效荷載模型研究.pdf

1、隨著橋梁跨度的不斷增大、車流量的不斷增加、車速的不斷提升以及重車及超重車的不斷出現(xiàn)等眾多因素，作用在橋梁上的隨機(jī)車流變得越來越復(fù)雜。由于大跨橋梁上的隨機(jī)車流荷載具有較強(qiáng)的隨機(jī)性，傳統(tǒng)的假定車間距及車速不變的研究方法具有較大的局限性，難以對隨機(jī)車流荷載的特性進(jìn)行準(zhǔn)確的分析。本文基于南京長江二橋收費站取得的隨機(jī)車流數(shù)據(jù)結(jié)合實測的車流數(shù)據(jù)，統(tǒng)計了二橋各類車型的車重特征參數(shù)，研究了大跨橋梁各個不同車道的在不同交通服務(wù)水平下的車型比例以及車輛到達(dá)

2、率等特征參數(shù);基于元胞自動機(jī)模型（CA模型）的基本思想，從交通控制理論的單車道元胞自動機(jī)模型入手，并結(jié)合實測的各車道車型比例及斷面發(fā)車率等斷面發(fā)車數(shù)據(jù)以建立多車道隨機(jī)車流模型的數(shù)學(xué)模型，依托Matlab開發(fā)了多車道隨機(jī)車流模擬程序，以對二橋的隨機(jī)車流進(jìn)行仿真模擬，并對隨機(jī)車流運行過程中的車流特性進(jìn)行了研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴研究車輛在橋梁上的行駛規(guī)律，包括加減速原則以及車輛在行駛過程中換道規(guī)律，確定車輛在需要換道時應(yīng)如何

3、換道以及換道的概率。根據(jù)車流的運行規(guī)則并基于CA模型思想建立大跨橋梁多車道隨機(jī)車流的數(shù)學(xué)模型。⑵基于建立的隨機(jī)車流的數(shù)學(xué)模型并依托Matlab軟件開發(fā)大跨橋梁多車道隨機(jī)車流模擬程序，以對二橋的隨機(jī)車流進(jìn)行仿真模擬，利用Matlab的界面設(shè)計功能以及句柄圖形功能進(jìn)行模擬程序的輸出界面設(shè)計，并實現(xiàn)隨機(jī)車流模擬的可視化。該程序的實現(xiàn)為得到隨機(jī)車流荷載數(shù)據(jù)提供了支持。⑶從南京長江二橋收費站以及通過對隨機(jī)車流進(jìn)行直接觀測統(tǒng)計獲取大量隨機(jī)車流交通特

4、征參數(shù)，包括車型比例參數(shù)、各個車道在不同交通服務(wù)水平下的斷面發(fā)車率以及不同車型車重數(shù)據(jù)分布參數(shù);對本文交通調(diào)查所取得的斷面發(fā)車率參數(shù)樣本的分布類型進(jìn)行了卡方擬合優(yōu)度檢驗，發(fā)現(xiàn)在不同交通服務(wù)水平下三個車道的斷面發(fā)車率基本服從泊松分布。⑷基于二橋的實測數(shù)據(jù)以及元胞自動機(jī)模型理論對大跨橋梁的隨機(jī)車流進(jìn)行模擬，將模擬車流特征參數(shù)與實測車流數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比分析，從而驗證程序的準(zhǔn)確性及合理性;研究不同交通服務(wù)水平下車流的運行特點;此外，進(jìn)一步對模擬隨