基于实测交通数据和可靠度理论的多车道荷载横向折减系数研究

采用可靠度理论并针对实测交通数据对交通流特性进行统计分析。根据实测交通量和车重信息提出给定车型的重车概率分布类型为双重威布尔分布,依据轴距数据运用核密度估计分析得出轴距的代表值,通过速度信息得出车速的分布类型,并取分布的0.05分位值作为车速的代表值。采用回归分析拟合最大荷载W_(max)与均值μ及标准差σ之间的关系式并获取车重样本的变异系数变化情况,进一步采用概率算法得出了适用于当前交通状况的多车道荷载横向折减系数。

中、小跨径多车道横向折减系数的概率计算法

本文通过概率理论来研究多车道横向折减问题。这里利用了国外实测资料为依据。本文讨论4个内容:1、概率基本理论;2、国外实测资料;3、中小跨径多车道横向折减系数的计算方法与讨论;4、具体计算结果。

多车道横向折减系数在不同实测情况下的对比研究

采用广深珠高速公路调查点7 d的实测交通数据,以每天的实测交通数据为研究对象得到基于每天实测交通数据的多车道横向折减系数,以考虑不同时段实测交通数据对横向折减系数的影响,结果表明:不同时段实测数据对多车道横向折减系数的影响较小;同时,通过与内蒙古调查点实测数据的对比分析,研究不同地域对横向折减系数的影响,结果表明:1~5车道横向折减系数受地域影响非常明显,而超过5车道之后,地域对横向折减系数的影响极小。

基于实测交通拥堵数据的城市桥梁多车道横向折减系数研究

以人工现场采集交通拥堵荷载数据参数的方法,结合概率统计法提取出车辆拥堵交通荷载中车型、车-桥距、轴距、车间轴距、轴重等参数信息;模拟出了6种常见的城市桥梁车辆拥堵模型,通过荷载效应组合对比分析,根据实际工况下桥梁各车道不同拥堵模型并行的概率,计算出城市桥梁四车道横向折减系数为:1.00、0.87、0.68、0.47。

考虑车道荷载差异的多车道桥梁横向折减系数

为考虑车道荷载差异对多车道桥梁横向折减系数的影响,提出横向折减系数的多系数表达模式,并改进基于独立重复试验的相遇车道荷载方法以进行系数校核。首先,引入反映车道荷载差异性的车道修正系数和体现多车道荷载相遇概率的车道组合系数,形成横向折减系数的多系数表达模式。其次,改进目前常用的基于独立重复试验的相遇车道荷载方法,将车道交通流量及荷载分布的差异性涵盖进来。随后,参数化研究横向折减系数的关键影响参量,包括货车通过控制断面的平均时间、荷载重现期、车道交通量和车道荷载分布等。最后,基于某高速公路实测动态称重数据,给出采用该方法校核横向折减系数的详细过程,并与传统方法及JTG D60—2015规范方法所得结果进行对比。研究表明:所提出的改进相遇车道荷载方法,摈弃了传统方法中车重正态分布、车道荷载同分布、最大观测车重与均值3.5倍偏差关系等备受质疑的假设,是更一般性的解答。参数化分析表明:货车通过控制断面的平均时间和荷载重现期对结果影响很小,货车荷载模型及其在车道间差异性则影响很显著,说明对车道荷载分布规律进行准确建模的重要性。实测车道货车荷载数据统计发现:货车的交通量和荷载分布在车道之间具有明显的差异,传统方法和规范方法给出的横向折减系数均高估了实际情况,最大达19%,可能造成设计与管养资源的浪费;而基于该方法校核的横向折减系数,更能深入揭示各车道荷载的贡献规律,准确反映不同车道组合作用下的荷载横向折减规律,具有显著的工程应用价值。

多车道桥梁汽车荷载横向折减系数研究

国内外现行桥梁设计规范均对8车道以内的车辆荷载横向折减系数有所规定,对于大于8车道的横向折减系数需要进行专门研究。通过比较各国桥梁设计标准中汽车荷载多车道横向折减系数,进而通过概率理论分析求解多车道汽车荷载的横向折减规律,最后基于实测的交通汽车荷载数据,在选取的多跨连续梁桥上进行不同控制截面控制内力效应的横向折减系数计算。研究表明,目前国内现行规范规定的横向折减系数处于各国规范的平均水平,基于全国车流量统计数据对多车道横向折减系数进行理论分析的结果与现行规范基本一致,随着车流量的增加有增大的趋势,此外,基于实测车流量算得的不同跨度的桥梁控制截面内力效应对应的横向折减系数也有所差别。

公路桥梁长加载区间的多车道车辆荷载概念模型

高速公路多车道荷载及其响应的差异一直是桥梁设计与研究关注的重点,目前的多车道荷载模型对这种差异表述不合理,特别是长加载区间效应.选取2009~2013年实测的2车道和4车道28d自由通行的WIM（Weigh-in-motion）数据,研究车辆的车道选择和荷载的空间分布特性,分析长加载区间的多车道荷载响应,提出了考虑多车道荷载模型的新思路,并校核了该概念模型的系数取值.研究表明,应选用至少3周以上数据进行车辆及荷载分析才具有统计意义,多车道中各分车道的车辆及荷载分布具有显著差异,我国规范基于车道荷载同分布的假定不成立.车道荷载分位值差别显著,而最大值却大致相同,说明多车道荷载模型无法兼顾不同加载区间的修正要求.长加载区间上分车道荷载响应之间的比值趋于稳定数量关系,表明各车道不仅不能达到相同水平极值,且不能同时达到.推荐的多车道概念模型能科学考虑长加载区间上分车道及总车道响应极值的关系,更具工程意义,校核的系数表明推荐模型合理可用.

基于WIM的江苏省高速公路桥梁汽车荷载模型

基于江苏全省高速公路桥梁逾5.4×10^7辆汽车荷载数据,统计全省高速公路桥梁汽车荷载特性,包括车型、车身质量、车间距、轴质量、轴间距等,建立全省高速公路汽车荷载特性的概率分布模型.然后,采用与国家规范制定相似的流程和方法,建立江苏省高速公路桥梁汽车荷载模型,并计算模型的相关系数.结果表明,江苏省高速公路桥梁两轴车和六轴车比例分别约为76%和15%,平均超载率为7%.江苏省高速公路桥梁的实际运行汽车荷载为规范中公路-Ⅰ级汽车荷载中车道荷载的1.46倍.根据实测汽车荷载数据,计算得到一车道、二车道、三车道、四车道、五车道、六车道的横向折减系数分别为1.20、1.00、0.85、0.72、0.60、0.47.研究结果可为江苏省高速公路桥梁汽车荷载标准的制定及既有桥梁加固维修提供参考.

中美公路桥梁设计规范的汽车荷载效应对比分析

本文以不同标准跨径的单梁单车道简支T型梁为样本桥梁,将我国《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2015)和美国AASHTO规范规定的汽车荷载分别作用在不同跨径的简支梁桥上,计算了汽车荷载标准值作用下以及分别考虑汽车荷载冲击作用、多车道横向折减和汽车荷载分项系数影响的样本桥梁的跨中弯矩值和支点剪力值,并进行对比分析。结果表明,对于样本桥梁,我国规范的汽车荷载标准值效应以及考虑汽车荷载冲击作用、多车道横向折减影响时的汽车荷载效应计算值均高于美国规范,考虑汽车荷载分项系数影响的汽车荷载效应计算值总体上小于美国规范。本研究可为我国今后修订汽车荷载标准提供一定的参考。

中外桥梁设计规范汽车荷载比较

桥梁结构在其寿命周期内所经历的最主要的活载是汽车荷载。近几十年经济的快速增长,使得交通状况发生了显著的变化,交通量、车辆载重量等均有显著的提高;国内外经济交流的愈趋频繁,对于桥梁设计者而言,有必要了解各国的规范。为此针对D60、BS5400、AASHTO、Eurocode等规范,通过车道划分、荷载标准值、折减系数、冲击系数、布载方式等方面对汽车荷载进行了分析比较。发现在跨径小于200 m时,BS5400规范的荷载值最高;在80m跨径以下D60规范的荷载值最低,Eurocode在80m到200 m跨径最小;当将荷载标准值外推至200 m跨径以上时,D60最高,Eurocode最低。

扩建桥梁车辆荷载特性及多车道荷载模型研究

基于茂湛高速公路等4个典型路段车辆数据,研究了广东省高速公路改扩建桥梁车辆荷载特性及多车道荷载模型。利用典型路段计重收费数据,研究其交通分布规律、车辆荷载分布特性;基于佛开高速公路实测动态称重数据,根据其交通流分布规律模拟了多车道随机车流;建立了广东省高速公路改扩建桥梁多车道荷载效应计算模型。研究表明:广东省典型高速公路车辆荷载具有明显时变特性且各车型占比不同,外侧车道货车流量显著大于内侧车道;提出了广东省改扩建中小跨径桥梁(l<50m)多车道荷载模型的统一形式:基于影响线同号区域加载"均布线荷载qk=13.0kN/m+集中荷载Pk=360kN"的荷载形式,且多车道横向折减系数宜取为1.00(单车道)、0.87(双车道)、0.80(三车道)、0.75(四车道)。