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2300m级超大跨钢箱梁悬索桥车辆荷载效应分析

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公路 2023年第6期68卷 47-51页

作者：李洪涛阮欣刘高魏祎江苏省交通工程建设局南京市210004 同济大学土木工程学院上海市200092 中交公路长大桥建设国家工程研究中心有限公司北京市100088

汽车荷载是超大跨径桥梁的重要活载之一,直接影响桥梁构件的承载性能和长期服役性能。现行规范中,汽车荷载主要适用于量大面广的中小跨径桥梁,对于大跨径桥梁,特别是跨径超2 000 m的桥梁,其适用性有待评估。文章以主跨2 300 m的张靖皋... 详细信息

汽车荷载是超大跨径桥梁的重要活载之一,直接影响桥梁构件的承载性能和长期服役性能。现行规范中,汽车荷载主要适用于量大面广的中小跨径桥梁,对于大跨径桥梁,特别是跨径超2 000 m的桥梁,其适用性有待评估。文章以主跨2 300 m的张靖皋长江大桥为背景,研究了超大跨径桥梁结构性能以及汽车荷载效应相关问题。研究结论可为超大跨径桥梁设计荷载取值提供参考,对完善发展车辆荷载标准、提升桥梁建设效益具有重大意义。

关键词：桥梁工程超大跨悬索桥结构性能车辆荷载效应荷载标准

多事件混合影响的桥梁车辆荷载效应组合极值预测

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哈尔滨工业大学学报 2018年第9期50卷 11-18页

作者：周军勇石雪飞阮欣同济大学土木工程学院上海200092

为解决受多事件混合影响的桥梁车辆荷载效应不满足独立和同分布假定,导致预测极值不准确的问题,提出采用共同阈值,改进组合广义帕累托分布(CGPD)极值预测模型,以适应采用任意尾部逼近函数预测基于事件分类的超阈值样本极值.对CGPD模型... 详细信息

为解决受多事件混合影响的桥梁车辆荷载效应不满足独立和同分布假定,导致预测极值不准确的问题,提出采用共同阈值,改进组合广义帕累托分布(CGPD)极值预测模型,以适应采用任意尾部逼近函数预测基于事件分类的超阈值样本极值.对CGPD模型的关键问题,如超阈值样本的时间独立性检验、阈值选取和GPD参数估计,分别提出基于自相关系数的采样间隔法、基于K-S优度检验的自动计算法和概率权重矩法的实用解决方法.通过具有理论解的数值算例验证改进CGPD模型及其实用解决方法的准确性,并将CGPD方法应用于中小跨径桥梁和大跨径桥梁车辆荷载效应的极值预测中.结果表明:所提实用解决方法具有很好的应用效果,计算精度高,这些方法是CGPD应用的关键.数值算例验证了CGPD能精确预测受多事件混合影响的样本极值,与理论解的误差在3%以内,而采用传统混合数据的单一广义帕累托分布(SGPD)进行外推会产生很大偏差.中小跨径桥梁车辆荷载效应可以基于参与加载的货车数量划分加载事件,大跨径桥梁车辆荷载效应则可以根据时均交通量和时均货车比率划分时段形成不同加载事件,应用CGPD方法均能简单而方便地获取任意重现期的桥梁车辆荷载效应极值,而传统SGPD方法会形成显著的估计偏差,高达13.7%.

关键词：桥梁工程组合极值预测多事件影响车辆荷载效应超阈值广义帕累托分布

基于应变极值估计的CFRP板加固后桥梁车辆荷载效应分析

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基于应变极值估计的CFRP板加固后桥梁车辆荷载效应分析

作者：朱宇航重庆科技学院

学位级别：硕士

车辆荷载为桥梁运营期间所承受的主要可变荷载,是影响桥梁结构安全的关键因素,因此对车辆荷载效应进行长期监测,并据此估计出桥梁服役期间的最大荷载效应非常重要。本文围绕两套健康监测系统采集的实测数据展开研究:首先,基于CFRP板加... 详细信息

车辆荷载为桥梁运营期间所承受的主要可变荷载,是影响桥梁结构安全的关键因素,因此对车辆荷载效应进行长期监测,并据此估计出桥梁服役期间的最大荷载效应非常重要。本文围绕两套健康监测系统采集的实测数据展开研究:首先,基于CFRP板加固后试验梁健康监测装置采集的梁体温度与应变数据,验证了利用线性回归方法剔除温度效应的可行性,根据此方法可剔除泸州车行天桥实测数据中的温度效应;其次,基于CFRP板加固后泸州车行天桥健康监测系统采集的主梁温度与应变数据,利用统计学理论及Python编程提取车辆荷载效应,建立应变极值的概率模型,估计出桥梁设计基准期内主梁测点在车辆荷载作用下的应变极值。估计结果可为桥梁的安全评估及可靠度研究提供重要依据。论文的主要研究工作和结论包括:(1)搭建CFRP板加固后的试验梁健康监测装置,通过统计分析长期无车辆荷载作用下的温度与应变数据,结果表明:在不同温度条件下,对数据进行回归分析后得到的待定系数都很平稳且接近,证明了利用线性回归剔除温度效应的可行性。对泸州车行天桥一年内的温度-应变数据进行回归分析,建立温度-应变回归方程,以此剔除实测数据中的温度效应。(2)对比分析CFRP板加固后的车行天桥在荷载试验中主梁临时测点与系统测点应变数据,验证了车行天桥监测系统采集数据的准确性;介绍监测系统的主要监测内容及手段,利用Python语言根据采集频率的差异进行编程,提取出车行天桥一年内车辆荷载引起的应变增量,建立应变极值数据库。(3)对车行天桥一年的应变极值进行统计分析,使用Matlab编程对其进行分布拟合及参数检验,确定应变极值的截口分布服从一个Weibull分布和一个Lognorm分布的加权混合分布,然后通过Monte-Carlo模拟法估计出不同设计基准期内车辆荷载应变极值的最大值分布类型及其统计参数,通过理论换算,得到其0.95分位值对应的实际车辆荷载作为桥梁评估荷载。

关键词：健康监测应变极值车辆荷载效应最大值分布桥梁评估

考虑桥梁限重标志对驾驶员行为约束的车辆荷载效应研究

同方学位论文库评论

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湖南大学学报（自然科学版） 2015年第11期42卷 49-55页

作者：邓露毕涛何维湖南大学土木工程学院湖南长沙410082

通过对某市货车驾驶员进行问卷调查,研究了桥梁限重标志对货车驾驶员驾驶行为的约束作用规律;基于实测随机车流的统计分布规律,利用蒙特卡洛法编写了考虑桥梁限重标志对驾驶员行为约束作用的随机车流模拟程序.以55t桥梁限重值为例,根据... 详细信息

通过对某市货车驾驶员进行问卷调查,研究了桥梁限重标志对货车驾驶员驾驶行为的约束作用规律;基于实测随机车流的统计分布规律,利用蒙特卡洛法编写了考虑桥梁限重标志对驾驶员行为约束作用的随机车流模拟程序.以55t桥梁限重值为例,根据《公路工程结构可靠度设计统一标准》的荷载效应分析方法,计算了简支梁桥在模拟随机车流荷载作用下的跨中弯矩和支座剪力.对日均交通量、条件约束水平和桥梁跨径进行了参数分析,并将随机车流荷载作用下的荷载效应与中国现行桥梁设计规范中对应的汽车荷载效应标准值做了比较.研究结果表明:1)只有当超重货车驾驶员均严格遵守桥梁限重规定时,桥梁限重标志才能有效地控制车辆荷载效应,从而保障桥梁的安全可靠性;2)中国现行桥梁设计规范的设计荷载可能低估了某些路段实际车流的荷载,且在小跨径桥梁上尤为突出,应当引起重视.

关键词：桥梁工程车辆荷载效应蒙特卡洛法简支梁桥限重标志驾驶员行为

采用广义Pareto分布进行车辆荷载效应极值估计的研究

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振动与冲击 2015年第15期34卷 7-11,22页

作者：冯海月伊廷华陈斌大连理工大学土木工程学院辽宁大连116023 同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092 浙江工业大学建筑工程学院杭州310003

为了解决车辆荷载效应数据间的相关性问题并能够充分利用样本数据,提出了一种改进的独立风暴法。首先提出了一种三次类阈值法进行数据的初步分析来获得阈值;然后考虑到简支梁桥的车辆荷载效应主要受单辆重车影响,提出了改进的独立风暴... 详细信息

为了解决车辆荷载效应数据间的相关性问题并能够充分利用样本数据,提出了一种改进的独立风暴法。首先提出了一种三次类阈值法进行数据的初步分析来获得阈值;然后考虑到简支梁桥的车辆荷载效应主要受单辆重车影响,提出了改进的独立风暴法进行独立同分布样本数据的提取;最后采用广义Pareto分布进行车辆荷载效应极值估计;利用该方法,对动态称重系统记录的国内某大桥实测数据进行了车辆荷载效应极值估计,并与超越阈值法、独立风暴法进行了对比分析,结果表明:在较短评估期(T荷载效应极值;而在中长评估期内,改进的独立风暴法预测值较高,预测结果偏于安全。

关键词：车辆荷载效应广义Pareto分布阈值独立风暴法动态称重系统

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并道运行状态下高速公路桥梁车辆荷载效应

长安大学学报（自然科学版） 2017年第1期37卷 76-84页

作者：夏樟华陈俊民宗周红林友勤福州大学土木工程学院福建福州350108 福建省建筑科学研究院福建福州350002 东南大学土木工程学院江苏南京210096

为得到并道运行状态下车辆荷载对桥梁结构的作用效应,利用1座连续梁桥的实测车辆荷载数据,研究了并道运行状态下高速公路桥梁的车辆荷载效应分析方法。首先,根据车辆并道的特点,通过EM算法得到了车重、轴重、轴间距和车间距等参数的分... 详细信息

为得到并道运行状态下车辆荷载对桥梁结构的作用效应,利用1座连续梁桥的实测车辆荷载数据,研究了并道运行状态下高速公路桥梁的车辆荷载效应分析方法。首先,根据车辆并道的特点,通过EM算法得到了车重、轴重、轴间距和车间距等参数的分布特征;然后,针对并道运行状态下车间距减小和拥堵的2种情况,提出了相应随机车辆荷载流的模拟方法;最后,结合随机车辆荷载影响线和极值分布理论,计算得到了并道运行状态桥梁车辆荷载效应的评估值,并分析了车间距对车辆荷载效应的影响规律。研究结果表明:并道运行状态下车重、轴重、轴间距服从混合Gauss分布,车间距服从对数正态分布;针对并道运行状态随机车辆荷载的模拟方法可以较好地分析该状态下高速公路桥梁的车辆荷载效应,其中车辆并道状态下所研究桥梁的荷载效应评估值分别为汽车超-20、公路Ⅰ级的1.13、1.03倍;当车辆并道且发生拥堵的最不利状态时,荷载效应分别为设计荷载汽车超-20、公路Ⅰ级的1.29、1.17倍;车辆并道受车间距的影响较大,车间距在2~5m时车辆间距内的效应值与车辆间距的大小基本呈线性关系,当车辆间距控制在10m以上时,可确保该桥实际车辆荷载效应小于设计荷载效应。研究结果可为并道运行状态桥梁承载能力评估和并道运行的交通布控提供参考。

关键词：桥梁工程车辆荷载效应随机荷载流并道极值分布

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在役桥梁车辆荷载效应极值概率模型建模方法

哈尔滨工程大学学报 2013年第8期34卷 995-999页

作者：高欣王磊吉林大学建设工程学院吉林长春130026

由于实际车辆荷载效应的任意时点分布往往服从多峰分布等非常见概率分布类型,导致现有方法不能很好地基于有限实测数据建立服役基准期内在役桥梁构件车辆荷载效应极值的概率模型.通过对车辆荷载效应超阈值随机变量与超阈值随机过程特点... 详细信息

由于实际车辆荷载效应的任意时点分布往往服从多峰分布等非常见概率分布类型,导致现有方法不能很好地基于有限实测数据建立服役基准期内在役桥梁构件车辆荷载效应极值的概率模型.通过对车辆荷载效应超阈值随机变量与超阈值随机过程特点的研究,提出采用广义Pareto分布作为车辆荷载效应超阈值的概率模型、滤过泊松过程作为车辆荷载效应超阈值随机过程的概率模型.进而基于上述概率模型,以随机过程的极值理论为基础,提出建立在役桥梁车辆荷载效应极值概率模型的新方法,通过数学推导证明了方法的合理性,并得出基准期内车辆荷载效应极值的概率模型服从广义极值分布.

关键词：桥梁工程在役桥梁车辆荷载效应概率模型建模方法极值理论

采用广义极值分布的公路桥梁车辆荷载效应极值预测

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华侨大学学报（自然科学版） 2019年第4期40卷 470-475页

作者：刘均利余学志余文成景天虎张晋豪桂林理工大学广西岩土力学与工程重点实验室广西桂林541004 桂林理工大学土木与建筑工程学院广西桂林541004 中交四航工程研究院有限公司广东广州510230

为改善对汽车荷载效应样本的统计拟合,建立随机变量的均值、偏差系数、变差系数与广义极值分布的形状参数、尺度参数、位置参数的一一对应关系.采用广义极值分布适线法拟合车辆荷载效应区间最大值样本的概率分布.首先,以矩法计算样本均... 详细信息

为改善对汽车荷载效应样本的统计拟合,建立随机变量的均值、偏差系数、变差系数与广义极值分布的形状参数、尺度参数、位置参数的一一对应关系.采用广义极值分布适线法拟合车辆荷载效应区间最大值样本的概率分布.首先,以矩法计算样本均值和变差系数,假定偏差系数,计算广义极值分布的形状参数、尺度参数和位置参数;然后,将样本点和理论频率曲线绘制到海森机率格纸上,按照理论频率曲线与实测数据拟合得最好的原则选定统计参数,并确定汽车荷载效应样本的理论频率曲线;最后,采用经典极值理论建立设计基准期荷载效应最大值分布.采用某公路一个车道39周的动态称重系统(WIM)数据,建立车辆荷载效应模型,并与最大似然法结果进行比较.结果表明:文中方法更能反映样本分布曲线尾部特征,且实际最大基准期车辆荷载效应远大于现行公路-Ⅰ级汽车荷载效应.

关键词：桥梁工程车辆荷载效应广义极值分布适线法

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基于GPD模型的车辆荷载效应极值估计

工程力学 2012年第A01期29卷 166-171页

作者：李植淮李春前孙健康李全旺中国路桥工程有限责任公司北京100011 清华大学土木工程系北京100084 天津市宝坻区公路局天津301800

桥梁的服役安全问题一直广为人们关注。过去由于缺少实地通行车辆数据,新桥设计和旧桥评估都采用规范中的荷载模型。动态称重系统(WIM)能够提供准确的车辆信息,但利用WIM数据进行设计基准期内最大荷载效应估计时,又面临着概率模型在高... 详细信息

桥梁的服役安全问题一直广为人们关注。过去由于缺少实地通行车辆数据,新桥设计和旧桥评估都采用规范中的荷载模型。动态称重系统(WIM)能够提供准确的车辆信息,但利用WIM数据进行设计基准期内最大荷载效应估计时,又面临着概率模型在高分位点上不准确的问题。为解决这个问题,该文提出基于GPD模型的尾部拟合方法,以实现对基准期内车辆荷载效应极值较为准确的估计。该方法首先依据车辆荷载过程的特点对GPD模型的表达形式进行改进,然后利用最小均方差准则(MSE)对GPD模型中的参数进行估计,并对截尾GPD模型进行合理修正,从而得到修正的GPD模型。利用该模型,该文对国内某大桥实测车流量数据进行了系统分析和车辆荷载效应极值估计,并与规范方法进行了比较。结果表明:该文提出的基于GPD模型的计算方法能够合理预测未来车辆荷载效应的极值,而规范方法在中短评估期内对车辆荷载效应的估计存在偏低的风险。

关键词： GPD模型桥梁动态称重系统车辆荷载效应极值估计