基于WIM数据和断裂力学方法的钢桥疲劳强度评估

为了准确评估钢桥焊接结构的疲劳强度,基于断裂力学K判据对于高周疲劳的适用性分析,采用Pairs公式并结合有限元方法和G*积分理论,计算获得了钢桥典型构造细节的应力强度因子表达式。结果表明:钢桥棱角焊缝构造细节和T形接头对接焊缝构造细节的应力强度因子均与结构裂纹尺寸密切相关,其表示式可以由裂纹尺寸、工作应力及结构尺寸等参数联合表达。以构造细节的应力强度因子为基础,计算得到了典型构造细节的等效200万次疲劳强度,并与各国规范及疲劳试验结果进行了对比分析。结果表明:采用断裂力学方法获得的疲劳强度结果与规范值及试验值均吻合良好,对应棱角焊缝构造细节的计算偏差基本在10%以内;对应T形接头对接焊缝细节的计算偏差在20%以内,且T形接头构造细节的疲劳强度远低于棱角焊缝构造细节的疲劳强度,设计和施工中需引起重视。基于坝陵河大桥动态称重系统实测数据,计算获得了钢桁梁节点构造的等效应力幅,并采用上述断裂力学方法评估了该节点构造的疲劳强度和寿命。通过坝陵河大桥节点疲劳模型试验,进一步验证了该方法在钢桥疲劳强度评估上的适用性,研究成果可为钢结构桥梁的强度评估提供借鉴和参考。

基于WIMS格式多群核数据制作过程的优化分析

基于最新释放的ENDF/B-VII.1核评价库,采用核数据加工处理程序NJOY-99制作基于WIMS格式的多群数据库,针对轻水堆(Light Water Reactor,LWR)基本燃料栅元均匀化计算基准题,以235U、238U核素为主要分析对象,对比研究了NJOY程序输入模块参数的选择对截面库制作加工时间、积分量ΔKeff及灵敏度的影响,得到优化的输入参数选择方案。基准例题验证结果表明:所制作的多群数据库是正确的,Keff计算精度较高,可为压水堆燃料组件均匀化计算提供数据基础。

用于TRIGA堆计算的WIMS-D/4核数据库的评价

分别应用ＮＪＯＹ和ＧＡＳＫＥＴ程序将ＺｒＨ中Ｈ、１６６Ｅｒ和１６７Ｅｒ核素的６９群微观截面补充到ＷＩＭＳ程序的核数据库中，形成了用于ＴＲＩＧＡ堆计算的ＷＩＭＳ－ＣＮＤＣ库和ＷＩＭＳ－ＮＩＮＴ库．为了评价这两个核数据库是否正确，将它们与国际上通用的ＴＲＩＧＡ堆计算库ＷＩＭＳ－ＩＪＳ作了比较，验证了氢化锆中氢的声子特征；采用上述三种库分别计算了ＴＲＩＧＡ堆燃料栅元（标准－８．５燃料元件、标准１２燃料元件、ＬＥＵ燃料元件和ＦＬＩＰ燃料元件）的群常数、倍增因子随燃耗的变化以及燃料的负温度系数，并对结果进行了分析比较．结果表明，ＷＩＭＳ－ＣＮＤＣ库和ＷＩＭＳ－ＮＩＮＴ库适用于ＴＲＩＧＡ堆的计算．

基于WIM数据的上海长江大桥钢箱梁的寿命评估

通过对上海长江大桥细节寿命的估算为大桥的维护和修复提供依据.基于论文"基于WIM数据的上海长江大桥钢箱梁应力谱研究"的研究结果,得到钢箱梁各细节的应力谱,同时参考英国桥梁规范BS5400第十部分,确定了能够体现细节疲劳性能的S-N曲线,并结合Miner疲劳累积损伤准则,对大桥钢箱梁细节寿命进行评估.研究结果表明,在现行日常运营过程中,钢箱梁各细节应力幅值较小,循环次数多,损伤量级很小,故细节不会发生疲劳破坏,即结构在现行运营期间保持了很高的安全性和可靠度.

公路桥梁承载能力评估目标可靠指标计算

为校准我国现行桥梁设计规范中隐含的可靠指标,给出桥梁承载能力评估目标可靠指标,在收集我国3个路段2年连续车辆流数据(约3 000万辆卡车)的基础上,选取我国《公路桥涵设计通用规范》(JDG D60-2004)为校准规范,利用结构可靠性理论校准该规范在目前车辆流数据下的隐含可靠指标;提出我国已建桥梁承载能力评估目标可靠指标计算方法及确定原则。计算结果表明:在目前收集车辆流数据下,我国现行桥梁设计规范隐含可靠指标为4.063,建议我国已建公路桥梁承载能力评估目标可靠指标为3.563。

武汉青山长江公路大桥引桥荷载放大系数研究

针对桥梁实际运行荷载效应与规范设计荷载效应差异较大问题,以武汉青山长江公路大桥引桥为工程背景,基于周边具有相似交通情况的既有跨江桥梁实测动态称重(WIM)数据和预测统计车辆特征,采用蒙特卡洛法构造自然车列对引桥4种典型连续梁桥有限元模型进行影响线加载,分析95%保证率分位值时正常行驶与自然堵车状态下各控制断面处的荷载放大系数。结果表明:对于4种典型连续梁桥,正常行驶状态下荷载放大系数β<1,自然堵车状态下部分控制断面荷载放大系数β>1;最大荷载放大系数对应内力类型为连续梁墩顶负弯矩,是实际自然车列作用下的控制内力;桥墩墩顶负弯矩等控制内力的荷载效应计算时,荷载放大系数β为1.2~1.5。

基于非线性拟合的汽车动态称重数据处理新方法

针对影响汽车动态称重精度的低频动态载荷问题,提出了基于非线性拟合的数据处理新方法.根据称重信号的特点,以Levenberg-Marquardt算法为基础,进行了去除低频动态载荷的仿真试验和实际信号试验.结果表明,该方法可以有效地降低低频动态载荷对称重精度的影响,车速小于14.5 km/h时的最大相对误差为3.46%.

基于数据关联规则的动态称重传感器布局

动态称重是汽车在高速路行驶中获取汽车真实轴重的有效方法。本文介绍了压电传感器的原理以及简化的动态称重模型。在使用压电传感器的基础上,应用时序步进法对多个压电传感器进行布置,并对布置进行局部调整,来达到较为合理的目标。应用数据关联规则的方法,选取两个较好的布置来进行仿真实验,用Gass-newton法来求动态轴重信号模型,得到更接近真实轴重的值。在不同初始相位下,对一定速度下不同布局的误差进行仿真,并对结果进行比较。结果显示精度均在一定的可以接受的范围之内,并且融合程度与多个传感器的布置优劣程度紧密相关。

基于数据融合的动态称重传感器布局研究

动态称重是汽车在高速路行驶中获取汽车真实重量的有效方法,文中介绍了压电传感器的原理以及简化的动态称重模型。在使用压电传感器的基础上应用数据融合的方法,对传感器进行合理布置,用Gass-newton法来求动态轴重信号模型,得到更接近真实轴重的值。在不同初始相位下,对不同速度时的误差进行仿真,结果显示该方法精度较高。

数据平滑滤波在汽车动态称重中的应用

本文介绍数据平滑滤波在汽车动态称重输出信号中的应用,阐述了动态称重系统中常用的五种滤波方法,通过对试验数据的分析研究,针对汽车动态称重中对采样数据影响较大的主要是周期性干扰这一特点,采用算术平均滤波。滤波后称重传感器输出的电压曲线上"毛刺"明显减少,达到了比较理想的效果。

计重收费模式下运营车辆荷载发展变异趋势的预测分析

本文针对在广东省境内京珠高速公路运营车辆荷载的现状,基于该高速公路的某收费站口的实测动态称重数据,统计分析了车辆荷载的车重和轴重的数字特征,用加权的三峰正态分布函数拟合及描述运营车辆荷载总体的概率密度分布模型,并与计重收费前的佛开高速公路数据进行了对比,反映了计重收费模式对车重的控制有明显的限制作用。本文利用Rice公式外推理论,统计分析车重、轴重出现的穿越率,进而构建了计重收费模式下京珠高速公路运营车辆荷载的车重、轴重发展变异趋势的表达式,最后利用穿越率与重现期的关系,对任意重现期下的车重、轴重最大值进行外推计算,预测车重、轴重的最大值。本研究对当前车辆超载轴重变异的评估、计重收费模式的完善和既有桥梁的维护提供一定的参考价值。

汽车轴重动态测量系统设计

本文介绍了一种简洁、合理、易安装的动态称重装置——阵列分布式轮重测量台。结合实际工程应用实时性的要求,设计了动态轴重测量系统的整体硬件实现方案;配合硬件电路,设计了数据采集流程、算法处理流程和串口通信流程。

基于有限混合分布建模方法的道路轴载模型研究

车辆轴载谱是道路路面设计的关键。对此,提出采用有限混合分布建模方法,精确模拟车辆轴载的分布特性,建立了基础经典分布选择、分布参数校核和基于最小二乘误差优化等方法。并基于四条高速公路的实测WIM数据,校验了该有限混合分布模型,获得车辆单轴和联轴的典型荷载分布模式。结果表明:采用对数正态分布与正态分布线形组合的有限混合分布模型,能很好地拟合车辆轴载的分布特征,R^2均在0.96以上,拟合精度高。该混合分布模型具有参数易校验、连续可微等优点,可广泛适用于任意数据类型,其形成的全概率模型也可为道路路面设计提供理论依据。

基于动态称重系统实测轴载分布特征研究

以济青高速改扩建工程为例,利用动态称重系统(Weight-in-Motion,WIM)实测数据分析了2019年至2020年的济青高速公路的交通轴载分布特征,获得了不同轴型车辆的轴载谱变化规律;通过对全年交通量的分析,得到了车道拓宽后的高速公路年平均日交通量调节系数及车辆横向分布系数的变化规律。研究结果表明:采用轴载谱的方法可以更加全面、精确地分析交通荷载对路面结构产生的破坏机理,可以为类似区域条件下道路设计分析提供基本的交通输入参数。

基于可靠性理论的桥梁承载能力评估公式

利用收集到的WIM(Weight in Motion)卡车荷载数据,开展了建立基于可靠性理论的现有桥梁评估公式研究。通过选取国内8种常见桥梁形式计算出了目前现行桥梁设计规范的隐含可靠指标。结合我国现行桥梁设计规范与公路工程可靠度设计标准,建立了基于可靠性理论的现有桥梁承载力评估公式,结果可为我国已建桥梁评估、新桥设计规范的制定和修改提供一定的参考和对照。