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城市桥梁拥堵车辆荷载模型及荷载效应研究
| 论文题名： | 城市桥梁拥堵车辆荷载模型及荷载效应研究 |
| 关键词： | 城市桥梁;车辆拥堵;荷载效应;横向折减系数;疲劳寿命 |
| 摘要： | 随着我国城市化进程水平的提高，车辆拥堵已经成为城市交通的普遍现象，拥堵趋势越来越严重。车辆拥堵不仅会造成资源浪费、环境污染，还会给社会经济发展形成累赘，甚至影响到人们的身心健康。同时车辆拥堵也会给城市桥梁带来混凝土开裂、挠度加大，支座、伸缩缝、桥面铺装破坏等不同程度的损伤。因此对城市桥梁车辆拥堵进行可行性的研究是迫切而又必要的。 本文根据城市桥梁车辆通行特点及对拥堵车辆的组成进行统计分析，提出了一种经济适用的人工现场采集交通拥堵荷载参数的方法，并于某高校停车场做了模拟实验，证明了其可行性及准确性。通过对城市桥梁拥堵车辆类型、车-桥距、轴距、车间轴距、轴重等数据的采集，依照概率统计方法及核密度估计法对数据参数进行了拟合分析，计算出城市桥梁各类拥堵车辆参数代表值，拟定了城市桥梁拥堵车辆荷载谱及四条车道的单车道拥堵荷载模型和多车道拥堵荷载模型。通过有限元软件建立实桥模型，分析桥梁在不同拥堵荷载模型下的荷载效应，并对荷载效应组合进行了对比分析，通过统计各车道不同拥堵荷载模型并行的概率，根据工程实例计算出城市桥梁车辆拥堵情况下的四车道横向折减系数。 研究发现，由小汽车、中型客车、大型客车组成的6种城市桥梁拥堵车辆荷载模型无论是其单车道拥堵荷载效应还是多车道拥堵荷载效应均远远小于桥梁设计荷载效应，因此城市桥梁车辆正常拥堵不会对桥梁结构安全构成直接的威胁。通过实际单车道和多车道拥堵荷载效应计算出的城市桥梁四车道横向折减系数依次为:1.00、0.87、0.68、0.47。 拥堵车辆荷载对城市桥梁造成的疲劳问题也不容忽视。本文分析了钢筋混凝土桥梁疲劳破坏机理和疲劳计算理论，确定了城市桥梁拥堵车辆荷载频值谱及标准疲劳车型。最后基于S-N曲线法通过疲劳累计损伤理论分别计算出不同拥堵荷载作用形成的不同应力水平下的疲劳寿命，并分析了不同拥堵频率下桥梁的疲劳累计损伤度。结果显示，频繁的车辆拥堵会引起城市桥梁的疲劳损伤，但数年内的疲劳累计损伤没有超出额定值，因此不会影响城市桥梁的正常使用年限。 |
| 作者： | 田震欧 |
| 专业： | 土木工程；结构工程 |
| 导师： | 彭凯 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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