斜拉索车致荷载效应极值计算方法研究

为计算斜拉索在未来服役期的车致荷载效应极值,基于经典Rice公式理论,提出斜拉索车致荷载效应极值计算方法。该方法首先采用蒙特卡罗随机抽样法生成过桥车流荷载;然后利用影响线加载的方法求解斜拉索的车致荷载效应应力时程,并拟合Rice公式的最优参数;最后对斜拉索的车致荷载效应极值进行计算。采用该方法对杭瑞高速鄱阳湖二桥斜拉索车致荷载效应极值进行分析,结果表明:斜拉索车致应力受车流状态的影响较大,其随车流密度的增大而增大;经典Rice公式对斜拉索车致应力年跨阈率的拟合效果较好,提出的斜拉索车致荷载效应极值计算方法应用方便;斜拉索车致应力极值随重现期和交通量增长率的增加而增大,且密集车流对斜拉索车致应力极值的影响较大;在目前的随机车流荷载作用下,斜拉索失效概率较小,最长的Z18号斜拉索在设计使用年限20年内的应力极值为51.69 MPa,失效概率为4.6×10^(-3)。

基于广义Pareto分布的桥梁车致荷载效应极值估计

研究目的:为准确估计桥梁的车致荷载效应极值和解决GPD模型阈值选择困难的问题,本文充分考虑过桥车辆的随机性特征,基于广义Pareto分布的极值预测理论,提出K-S检验自动选择阈值的方法和桥梁车致荷载效应极值估计的方法。同时,以一座简支T梁桥为工程应用算例,对随机车流荷载作用的桥梁车致荷载效应极值进行估计。研究结论:(1)K-S检验自动选择阈值有效解决了广义Pareto分布阈值选择困难的问题,该方法计算效率高,有效避免了GPD模型的截尾现象;(2)GPD模型对桥梁车致荷载效应超阈值样本的拟合效果很好,其用于桥梁的车致荷载效应极值估计有效可靠;(3)桥梁的车致荷载效应极值随着重现期的增加而增大;在自由车流荷载作用下,多梁式简支梁桥行车道位置主梁的荷载效应极值大于其他位置主梁的荷载效应极值,其中边梁的承载力首超失效概率最大;为了保证桥梁在未来服役期的运营安全,类似桥梁在建造时可以提高行车道位置主梁的安全储备,运营时可以采取适当的交通管制措施;(4)提出的桥梁车致荷载效应极值估计方法可以在桥梁的安全评估、寿命预测和修复加固中应用,且在实际工程中应用方便。

基于结构可靠指标的既有桥梁限载吨位研究

既有桥梁结构可靠性研究若与桥梁实际技术状况、实际荷载状况脱节,将无法客观地推断其真实的结构可靠度,对桥梁限载工作缺乏指导意义。根据过桥车辆调查建立既有桥梁随机车流荷载概率模型,结合结构检测开展既有桥梁实际抗力计算和实际荷载效应分析,提出基于结构可靠指标的城市既有桥梁限载吨位评定方法。