公路桥梁汽车荷载标准值取值方法研究

论文摘要

公路桥梁的安全、经济、耐久与桥梁设计荷载的合理性密切相关。桥梁设计汽车荷载必须适应于公路交通流特性、交通量大小、道路运输状况以及今后的发展趋势。从1988年开展的公路工程可靠度研究起,经过近20年的变化发展之后,行驶于公路上的车辆和交通量的状况已经发生了较大的变化,一些对公路桥梁汽车荷载模式有着重要影响的因素,如车辆的车型比例、载重能力、交通流特性等也发生了显著的改变。此前依据有限实测数据和相关规范制定的我国公路桥梁设计活载与当前实际运营荷载不相适应的矛盾日显突出。大量跨江海特大跨径桥梁的建设也对桥梁设计荷载模式和标准提出了新的要求。因此需要开展新一轮的公路桥梁设计汽车荷载研究。鉴于以上背景,作为西部交通建设科技项目(2008 318 494 04)“桥梁设计荷载与安全鉴定荷载的研究”的重要组成部分,论文主要针对我国公路桥梁汽车荷载存在的突出问题,结合国内外公路桥梁汽车荷载规范和科研情况,以建立公路桥梁设计汽车荷载标准为出发点,在调查研究我国公路桥梁车辆运营状况与荷载特性,借鉴消化吸收国内外已有科研成果和应用技术成果的基础上,提出了四种公路桥梁汽车荷载标准值的计算方法：环比法、统计法、经验法、法规法。环比法是参照国外的荷载模式和确定方法,通过分析比较,确定我国荷载标准在世界范围内的合理位置,并且能够满足我国交通运输发展要求。统计法是将汽车荷载作为随机变量考虑,在实测数据的基础上进行数理统计分析,进而确定荷载标准值。经验法则是根据我国公路桥梁汽车荷载的制定历程,对交通情况开展调查,在荷载标准中充分考虑并反映实际车型和载重情况。法规法以交通运输管理政策为依托,在有关法规的前提下确定汽车设计荷载。最后,将以上四种方法加载于两车道的20m整体式简支梁上,得到不同方法的荷载效应值,并对各效应值进行了对比分析。论文研究方法和结论可为新一轮荷载规范的制定提供参考。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 我国公路桥梁荷载标准的发展历程
• 1.2.1 解放前桥涵设计荷载标准
• 1.2.2 解放后桥涵设计荷载标准
• 1.3 公路桥梁荷载标准研究现状
• 1.4 本文的研究内容
• 第二章 公路桥梁汽车荷载研究的基本理论
• 2.1 随机过程理论
• 2.1.1 常用随机变量的概率分布
• 2.1.2 参数估计方法
• 2.1.3 假设检验方法
• 2.2 公路桥梁汽车荷载的可靠度理论
• 2.2.1 基准期与设计基准期
• 2.2.2 荷载标准值与重现期
• 2.2.3 蒙特卡罗方法
• 2.3 汽车荷载效应计算理论
• 2.3.1 影响线计算
• 2.3.2 横向分布系数的计算
• 2.4 本章小结
• 第三章 国内外公路桥梁荷载标准的比较与分析—环比法
• 3.1 国外桥梁设计标准简介
• 3.1.1 英国《钢桥、混凝土桥及组合桥》（BS5400）
• 3.1.2 《美国公路桥梁设计规范—荷载与抗力系数设计法》（AASHTO）
• 3.1.3 日本道路桥汽车设计荷载标准
• 3.1.4 加拿大桥梁设计规范
• 3.1.5 其他国家规范
• 3.2 桥梁样本的选取
• 3.3 基本理论
• 3.3.1 计算假定
• 3.3.2 横向分布系数的计算
• 3.4 荷载效应的计算与比较
• 3.4.1 弯矩效应的计算分析
• 3.4.2 剪力效应的计算分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 实测汽车荷载效应的计算分析—统计法
• 4.1 数据采集的手段
• 4.2 汽车荷载概率分布类型及其分布参数
• 4.2.1 调查结果分析
• 4.2.2 车重调查分析
• 4.2.3 车辆间距调查分析
• 4.2.4 轴距及轴重比例分析
• 4.3 随机车流的模拟程序
• 4.4 汽车荷载效应统计分析
• 4.5 汽车荷载效应的计算
• 4.6 汽车荷载标准值的计算
• 4.7 本章小结
• 第五章 基于地方政策与实际车辆调查的计算分析—经验法
• 5.1 河南省
• 5.1.1 桥梁设计概况
• 5.1.2 桥梁汽车荷载标准方案拟定
• 5.1.3 桥梁荷载标准分析计算
• 5.2 上海市
• 5.2.1 桥梁设计概况
• 5.2.2 桥梁汽车荷载标准方案拟定
• 5.2.3 桥梁荷载标准分析计算
• 5.3 车辆荷载调查结果
• 5.4 本章小结
• 第六章 基于现有交通运输管理政策的分析计算—法规法
• 6.1 交通运输管理政策简介
• 6.1.1 《超限运输车辆行驶公路管理规定》（交通部2000年2号令）
• 6.1.2 《道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限制》（GB1589—2004）
• 6.1.3 《关于在全国开展车辆超限超载治理工作的实施方案》（2004年）
• 6.2 车辆荷载效应对比
• 6.3 本章小结
• 第七章 荷载标准值计算方法的应用研究
• 结论与建议
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢