车辆轮轴竖向振动时域特征试验研究

为了研究车辆动荷载时域特征,现场实测高、低等级两种道路的路面平整度指标,利用自主研发的车辆轮轴动荷载测量仪进行现场试验,测试重型货车和小型货车在不同速度下的轮轴竖向振动加速度,并对振动加速度标准差进行分析。结果表明,车辆轮轴振动加速度标准差随着速度的增加而增加,小型货车的振动加速度标准差小于大型货车;车辆装载质量对轮轴振动加速度的影响较大;平整度对车辆振动加速度有一定影响,车辆空载时影响较小,满载时影响较大。

大跨径公路桥梁多车道车辆荷载及挠度响应特征

为研究大跨径公路桥梁车辆荷载分布情况及车致结构响应特征,利用结构监测系统中车辆智能监测功能模块获取桥梁营运期间交通流,通过封闭式连通管挠度监测功能模块提取特定时刻关键截面桥梁的结构响应。依托海量交通流监测数据,应用累积概率分布分析重车行驶时车道选择的倾向以及自然车队下各车道的车辆荷载分布特征。结合有限元模型提取的影响线模拟结构响应,根据桥梁营运期间重载车辆和挠度测点的分布位置,设置多种实测样本工况,对比不同车辆荷载样本下桥梁结构运营荷载校验系数和偏载系数,并结合国内某特大预应力混凝土刚构桥阐述上述方法。结果表明:在大跨径多车道公路桥梁中,各分车道的重载车辆及荷载分布存在显著差异,不应以简单的荷载同分布模拟车流荷载;反映桥梁整体性能的结构荷载校验系数和反映桥梁横向偏载效应的偏载系数对车辆荷载的横向分布不敏感,难以仅凭偏载系数数值特征反算车辆荷载横向分布。

考虑实测交通流的数字孪生系统在斜拉桥结构状态评估中的应用

为评估运营期间桥梁结构健康状态,构建了以实测交通流荷载为连接的桥梁数字孪生系统。依靠ETC门架车辆荷载监测系统及索力监测系统的海量监测数据,提出了一种包含物理数据的采集与前处理、虚拟模型的构建与蒙特卡洛模拟、模型间的交互及结构状态评估的数字孪生技术框架。该方法依仗ETC门架车辆监控数据提取桥梁车辆荷载分布特征,利用蒙特卡洛方法丰富运营期间车辆荷载负样本,应用有限元模型定义结构极限状态。分别以塔底截面弯矩、主梁跨中挠度作为承载能力极限状态和正常使用极限状态的目标向量,通过具有车辆荷载特征的群索索力搭建了物理空间与虚拟空间的联系。最后基于相异测度建立了斜拉桥结构状态评估的评价指标和阈值体系,并依托国内某混凝土独塔斜拉桥工程项目对该评判方法进行了论述。结果表明:经实测车流特征修正后的相异测度具有更强的分类能力,且更贴近结构的实际响应行为;以相异测度构建的评价指标和阈值体系的评估结果符合桥梁结构服役期间状态变化特征,可应用于运营期间的结构状态评估工作;数字孪生技术融合了有限元模型中整体结构内各构件的响应协调关系和监测数据中结构的真实变化规律,能够胜任桥梁结构全生命周期的健康状态评估工作。