车辆横向位置随机对桥梁空间响应影响分析

论文摘要

车辆荷载横向分布是随机车流特性参数之一,是影响车辆荷载效应的一个重要因素。在正常车流情况下,车辆行驶的横向位置是随机的,而在以往设计研究中通常假定车辆在车道中心行驶,这必然与车辆实际行驶的横向位置存在偏差,从而对计算结果造成一定程度的影响。因此研究车辆横向分布及梁体产生的相应的响应对于确定新桥设计荷载、桥梁时变可靠性分析、极限承载能力计算和随机车流的仿真模拟等都具有重要的意义。本文采用激光测速仪、摄像机及桥梁动态测试仪同人工辅助记录相结合的方法对某条高速公路进行了24小时不间断交通荷载观测,重点分析车辆过桥时行驶的横向位置,然后运用BDANS (Bridge Dynamic Analysis System)软件系统计算实际交通荷载状况下桥梁结构产生的响应,并对响应值进行详尽的统计研究,同时还对车辆过桥时行驶的横向位置随机与不随机对桥梁结构产生的响应影响进行比较分析。具体研究内容如下：(1)通过对实际调查采集的交通荷载样本数据进行统计分析,研究随机车流时空分布规律,着重分析车辆行驶过桥面某一断面时的车道分布及车辆在车道内各点的轮迹统计规律,总结出车辆荷载横向分布的规律和特性。(2)针对本次交通调查的实际情况,运用BDANS (Bridge Dynamic Analysis System)软件系统计算每一车辆实际过桥时各片梁体产生的动力响应,并将响应极值作为分析对象,研究车辆行驶的横向位置随机下各片梁体的动响应特征,同时探讨不同类型车辆在横向位置下各片梁体的响应规律。(3)假定交通调查的车辆在划分的车道中心行驶,计算每一车辆在横向位置不随机下各片梁的动响应。对车辆行驶过桥时横向位置随机与不随机下车流特性、梁体的动挠度时程曲线以及不同情况下梁体的动挠度、弯矩响应极值进行对比,得到车辆横向位置随机与不随机对桥梁结构的影响及各片梁体响应值对车辆横向位置随机与不随机的敏感度。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景及意义
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 车辆荷载横向分布研究现状
• 1.2.2 车辆横向分布随机下梁体响应研究现状
• 1.3 本文主要研究内容
• 第二章 交通荷载时空分布规律
• 2.1 概述
• 2.2 高速公路荷载现场调查
• 2.3 交通荷载样本数据分析
• 2.3.1 车型分类
• 2.3.2 车型构成比例分析
• 2.3.3 车型数目和比例随时间变化规律
• 2.3.4 车辆横向位置参数分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 横向位置随机车流下桥梁梁体响应
• 3.1 概述
• 3.2 随机车流下结构响应
• 3.2.1 BDANS简介
• 3.2.2 实桥介绍
• 3.2.3 横向位置随机下的梁体响应
• 3.2.4 单车过桥时梁体挠度响应特征
• 3.3 响应数据样本按车型分类统计分析
• 3.3.1 一类车动响应数据分析
• 3.3.2 二类车动响应数据分析
• 3.3.3 三类车动响应数据分析
• 3.3.4 四类车动响应数据分析
• 3.3.5 五类车动响应数据分析
• 3.4 响应数据样本按梁体分类统计分析
• 3.4.1 梁体响应值均值及标准差分析
• 3.4.2 梁体响应值频方图分析
• 3.4.3 梁体响应值累计曲线分析
• 3.4.4 梁体响应值在各时段变化分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 横向位置随机与不随机对桥梁结构响应影响比较
• 4.1 概述
• 4.2 车辆横向位置随机与不随机特性比较
• 4.3 横向位置随机与不随机特性下梁体动挠度响应比较
• 4.3.1 横向位置随机与不随机梁体动挠度时程曲线比较
• 4.3.2 横向位置随机与不随机动挠度响应值随时间变化比较
• 4.3.3 横向位置随机与不随机动挠度响应值按梁体分类比较
• 4.3.4 横向位置随机与不随机动挠度响应值按车类型比较
• 4.4 横向位置随机与不随机特性下弯矩响应值比较
• 4.4.1 横向位置随机与不随机梁体弯矩时程曲线比较
• 4.4.2 横向位置随机与不随机弯矩响应值随时间变化比较
• 4.4.3 横向位置随机与不随机弯矩响应值按梁体分类比较
• 4.4.4 横向位置随机与不随机弯矩响应值按车类型比较
• 4.5 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢