现行公路桥梁设计汽车荷载适应性研究

论文摘要

随着我国经济的发展,公路上行驶的重型载货汽车越来越多。由于超载超限治理不及时、治理超载超限政策法规不完善,公路上超载超限车辆越来越多,治理后效果不理想,反弹迅速,不能完全根治。汽车超载超限对桥梁安全造成了极大的威胁,桥梁病害增多,使用寿命缩短,甚至发生桥梁被重车压垮的事故,造成了人民生命和国家财产的损失。因此要研究公路桥梁设计汽车荷载的适应性,为修编汽车荷载标准服务。本文首先进行了国内重型汽车的调查,给出了典型重型汽车的设计参数,介绍了治超政策、计重收费政策和部分国家汽车轴荷和总质量限值。叙述了中国桥梁汽车设计荷载的发展历史,并给出了美国和欧洲现行桥梁设计汽车荷载标准。其次,利用广深高速、107国道、虎门大桥东引道三个测点的动态称重(WIM)数据分析了测点的交通特性。并根据调查得到的车辆的轴重、总重、轴距、车间距等数据,采用蒙特卡洛方法,编制了Matlab计算程序,对不同跨径的简支梁和连续梁的汽车车队所产生的弯矩和剪力进行了计算,并与设计汽车荷载进行对比。同时,对七狼窝大桥进行了汽车荷载效应实测,以研究实际汽车荷载和设计汽车荷载的差异性。再次,通过对三个测点车辆总重和轴重的调整来模拟严格治超情况下的汽车荷载,并计算不同治超水平下的汽车荷载效应,来寻求现行设计荷载下公路桥梁的汽车限载标准。最后,本文通过模拟计重收费情况下车辆的载重特性,研究了计重收费对公路桥梁荷载模型的影响。同时分析了实行计重收费下西堠门大桥的汽车荷载效应。本文的研究对了解公路桥梁上行驶车辆的特性和现行公路桥梁设计汽车荷载的水平有所帮助。可以为公路桥梁设计汽车荷载的修编和现行公路桥梁设计汽车荷载限载标准的制定提供依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究内容与技术路线
• 第二章 桥梁车辆荷载分析
• 2.1 桥梁荷载分析基本理论
• 2.1.1 常用的概率分布
• 2.1.2 数理统计基本概念
• 2.1.3 K-S检验
• 2.1.4 蒙特卡洛方法
• 2.2 重型汽车发展趋势及相关政策法规
• 2.2.1 重型汽车的发展趋势
• 2.2.2 国内典型重型汽车设计参数
• 2.2.3 车辆轴荷及总质量限值
• 2.2.4 治超政策
• 2.2.5 计重收费政策
• 2.2.6 世界部分国家汽车轴荷和总质量限值
• 2.3 中美欧桥梁汽车设计荷载
• 2.3.1 中国
• 2.3.2 美国
• 2.3.3 欧洲
• 2.4 小结
• 第三章 现行公路桥梁设计汽车荷载和实际车辆间的差异性
• 3.1 引言
• 3.2 广深高速
• 3.2.1 整体交通情况
• 3.2.2 车道车流特性
• 3.2.3 车辆总重分布与拟合
• 3.2.4 车辆轴重
• 3.2.5 桥梁荷载效应计算
• 3.3 107国道
• 3.3.1 整体交通情况
• 3.3.2 车道车流特性
• 3.3.3 车辆总重分布与拟合
• 3.3.4 车辆轴重
• 3.3.5 桥梁荷载效应计算
• 3.4 虎门大桥东引道
• 3.4.1 整体交通情况
• 3.4.2 车道车流特性
• 3.4.3 车辆总重分布与拟合
• 3.4.4 车辆轴重
• 3.4.5 桥梁荷载效应计算
• 3.5 七狼窝黄河大桥荷载效应实测
• 3.5.1 七狼窝大桥简介
• 3.5.2.七狼窝大桥车辆调查
• 3.5.3 七狼窝大桥测点布置
• 3.5.4 七狼窝大桥建模计算与结果校正
• 3.5.5 七狼窝大桥动应变整理
• 3.6 小结
• 第四章 公路桥梁汽车的限载研究
• 4.1 引言
• 4.2 超限车辆调查
• 4.2.1 广深高速超限车辆调查
• 4.2.2 107国道超限车辆调查
• 4.2.3 虎门大桥东引道超限车辆调查
• 4.3 治超55吨限载计算
• 4.3.1 广深高速55吨限载计算
• 4.3.2 107国道55吨限载计算
• 4.3.3 虎门大桥东引道55吨限载计算
• 4.4 汽车国标49吨限载计算
• 4.4.1 广深高速49吨限载计算
• 4.4.2 107国道49吨限载计算
• 4.4.3 虎门大桥东引道49吨限载计算
• 4.5 汽车横向相遇
• 4.5.1 广深高速
• 4.5.2 107国道
• 4.5.3 虎门大桥东引道
• 4.6 小结
• 第五章 计重收费对桥梁汽车荷载模型的影响
• 5.1 引言
• 5.2 广深高速
• 5.2.1 广深高速1.5倍汽车国标超限计算
• 5.2.2 广深高速1.3倍汽车国标超限计算
• 5.3 107国道
• 5.3.1 107国道1.5倍汽车国标超限计算
• 5.3.2 107国道1.3倍汽车国标超限计算
• 5.4 虎门大桥东引道
• 5.4.1 虎门大桥东引道1.5倍汽车国标超限计算
• 5.4.2 虎门大桥东引道1.3倍汽车国标超限计算
• 5.5 西堠门大桥
• 5.5.1 整体交通情况
• 5.5.2 车道车流特性
• 5.5.3 车辆总重分布
• 5.5.4 车辆轴重
• 5.5.5 桥梁荷载效应计算
• 5.6 小结
• 结论和建议
• 参考文献
• 致谢