在中國交通荷載急劇增長的現實情況下,重載交通下既有橋梁的結構安全問題日益突出。為了推測實際車流長期作用下的橋梁最大荷載效應,提出了基于隨機車流的橋梁作用效應極值概率分析方法。首先,基于某高速公路車輛的動態(tài)稱重數據建立了隨機車流荷載模型,并提取了關鍵車隊加載工況;其次,模擬了某懸索橋的車橋耦合振動效應的位移時程曲線,建立了最優(yōu)的Rice界限跨閾率模型;最后,分析了交通量線性增長對橋梁極值的影響,校驗了設計作用標準值。數值分析結果表明:Rice界限跨閾率模型可捕捉車輛荷載的動力效應,從而實現動力效應極值分析;當交通量的年線性增長率為4%時,橋梁位移極值增加約7.7%,極值增長速率逐步降低;在設計標準值的1950年重現期條件下,某懸索橋的位移極值上限為1.9 m,滿足變形上限L/300的要求。 

【文章來源】：中外公路. 2020,40(03)北大核心

【文章頁數】：5 頁

【部分圖文】：

車流參數的概率分布

隨機車流采用Monte Carlo抽樣(MCS)模擬得出,關鍵步驟如下:首先,基于MCS方法生成各個車輛的全局參數,包括車型、行駛車道、行駛速度和車重;其次,根據車距概率密度函數抽樣生成前后兩輛車的間距;最后,通過橋梁影響線加載方法篩選出關鍵荷載工況。將隨機車流矩陣以圖形的形式表示,如圖2所示,圖中的每個點表示1輛車,車型采用不同類型的點符號區(qū)分,橫坐標為車輛到達時間和行車道,縱坐標為車重。大跨橋梁主梁的影響線較長,多車效應顯著,因此需考慮橋梁上所有車輛的作用效應,巨大的車流數量將導致荷載效應分析耗時長。由于極值概率分析僅需每日荷載效應的一個最大值,因此僅需識別產生最大荷載效應的關鍵荷載工況�；谝陨线^程,可高效篩選出關鍵荷載工況。由于實測車流量的密集狀態(tài)時長約為10 h,因此該文將1 d的車流時長等效為10 h。采用影響線加載方法識別出日隨機車流樣本中的關鍵荷載工況,如圖3所示。

Rice提出的跨閾率方法是根據隨機過程與界限的跨越次數建立概率模型,用于隨機過程極值外推分析,其原理見圖4。值得說明的是,該方法僅適用于高斯平穩(wěn)隨機過程。文獻[19]等已證明由于大跨橋梁影響線較長,受多個隨機變量影響,可假定為高斯平穩(wěn)隨機過程。因此,該文采用界限跨閾率方法建立隨機車載下大跨橋梁作用效應的極值概率模型。圖4 界限跨閾率原理

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3627663