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车辆荷载运营状态对预应力简支梁桥的疲劳性能影响研究
| 论文题名： | 车辆荷载运营状态对预应力简支梁桥的疲劳性能影响研究 |
| 关键词： | 预应力混凝土简支梁;运营状态;疲劳性能;高斯混合模型 |
| 摘要： | 随着交通运输求的急剧扩增，为了追求利益和效率最大化，车辆运营状态呈现出车流量大、超速和超载超限严重等特征。服役期桥梁长期处于高频和高应力幅的交变荷载作用下，导致桥梁疲劳寿命急剧缩减。因此，车辆运营状态对桥梁的疲劳性能的影响的研究意义重大。本文基于有限元理论和实测交通统计数据，研究内容如下: (1)总结了预应力混凝土结构的疲劳损伤理论。 (2)以实际车辆模型为研究对象，运用刚性梁学法，计算多轴车辆不同超载率下车辆轴荷的分配比例。在此基础上，通过有限元模型分析了5种代表性车辆在不同超载率下对预应力简支梁桥的疲劳损伤的影响。最后，推导多轴车辆超载率与简支梁桥的疲劳损伤倍数关系式。 (3)分析了多轴车辆行车车速、行车间距、连续车流和桥梁跨径等参数对预应力简支梁桥疲劳性能的影响。并提出了考虑多车同时上桥时，桥梁的疲劳累计损伤公式。车速对桥梁疲劳性能的影响源于车速对动力系数的改变。车速对桥梁结构的疲劳损伤影响不是呈线性增长的，在一定范围内出现峰值。其他条件相同的情况下，连续车流量越大，车流对桥梁造成的疲劳损伤值越小。桥梁跨径对疲劳损伤的影响，除了本身截面设计特征值以外，与车辆轴距分布密切相关。 (4)基于WIM（动态称重系统），统计得到了宜泸高速南溪路段交通量数据，分析了该路段车辆分布类型及比例、各车型的行车车速、实时交通流量、车辆总重以及各轴轴重。运用高斯混合模型描述各车辆类型的总重和轴重概率分布，并计算得出宜泸高速6种的标准疲劳车辆模型。在此基础上，对宜泸高速某预应力简支梁桥进行了疲劳寿命评估。 |
| 作者： | 张海萍 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 刘扬 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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