[发明专利]桥梁汽车荷载效应分析方法

说明书

技术领域

本发明属于桥梁结构计算分析技术领域，具体讲，涉及桥梁汽车荷载效应分析的方法。

背景技术

港口桥梁的汽车荷载具有“货车比例高、重载车多、交通量大”的特点，目前国内外对港区桥梁汽车荷载效应研究较少，而且现有的桥梁规范和标准也没有专门针对港区桥梁设计提出具体要求，造成大量的桥梁按照普通公路的汽车荷载标准进行设计，使桥梁本身的受力状态不佳，部分桥梁出现病害，严重的甚至垮塌。因此有必要对港区的汽车运行情况以及产生的荷载效应情况进行评估，确定一种合理的港口桥梁上汽车荷载效应的分析方法。

目前国内外关于桥梁汽车荷载效应的分析方法主要是采用自然车流的分析法，或者采用固定车型同时固定车距的分析法。

其中采用自然车流分析法的主要有“随机过程”分析法和“蒙特卡洛”随机模拟法。前者是在典型位置设立汽车荷载观测点，连续测录自然（即没有人工干预）情况下的汽车车流状况（即车流中包括所有类型的汽车），然后将这些数据模型化为滤过泊松过程或伽马—更新过程，然后利用相应的截口分布公式计算出分布参数的估计值，从而得到汽车荷载情况。后者是根据汽车重量的频率特性，产生其随机样本，当产生的样本足够多时，这些样本在统计上符合实测的频率特性。这个过程一般通过计算机产生随机数来实现。然后让虚拟的汽车模型在桥梁模型上进行模拟交通流运行，从而得到实际桥梁的汽车荷载情况。

固定车型、固定车距分析法以我国《厂矿道路设计规范GBJ22-87》为代表。具体规定如附图1所示。

在港口桥梁上运行的车辆具有下列特点：

1）货车类型较少；

2）同类型的汽车有时会形成车队；

3）易出现拥堵状况；

4）在无拥堵情况下车辆行驶速度较快。

由于同类型的汽车有时会形成车队成列行驶，一般的自然车流分析法不容易分析出港口桥梁的最大汽车荷载情况。

对于固定车型和汽车间距的分析方法，由于港口桥梁上的汽车行驶状态多变，易出现拥堵状况，但是在无拥堵情况下车辆行驶速度较快，因此车辆间距有较大变化，同时固定车型也会出现车型与实际运行车辆不符的情况，因此这种固定汽车间距的分析方法也不容易准确分析出汽车荷载情况。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，为此，本发明采取的技术方案是，桥梁荷载效应分析方法，步骤为：根据港口桥梁上汽车车型将车辆进行分类，然后由代表车型的汽车组成车列，分别在不同跨径的桥梁结构上进行单车道顺桥向加载计算，分析其在正常行驶状态、堵车状态、稀疏状态—三种不同运行状态下的荷载效应，从而得到各型汽车对桥梁结构的影响情况。

所述方法进一步细化为：

1）进行汽车类型调查，根据车型将汽车车辆进行分类，选择其中的代表车型作为汽车荷载分析车型；

2）根据汽车的运行状态与车辆间距之间的关系确定不同运行状态下的车辆间距；

3）将同一种类型的汽车车辆根据不同的运行状态分别组成车列，形成可以进行桥梁汽车荷载计算的一种荷载形式；

4）进行车辆荷载效应分析。

本发明的技术特点及效果：

依照本发明的步骤能够准确分析出汽车荷载情况，尤其可以有效地分析各种极端情况下的汽车荷载效应。

附图说明

图1重型自卸汽车车队纵向排列（单位：吨）。

图2四轴型车。

图3五轴型车。

图4车辆间距的组成。

图5不同车速下车辆间距C值理论计算值。

图6稀疏状态下（单车）的四轴型汽车的荷载形式。

图7正常行驶状态下（车辆数量不限）的四轴型汽车的荷载形式。

图8堵车状态下（车辆数量不限）的四轴型汽车的荷载形式。

图9稀疏状态下（单车）的五轴型汽车的荷载形式。

图10正常行驶状态下（车辆数量不限）的五轴型汽车的荷载形式。

图11堵车状态下（车辆数量不限）的五轴型汽车的荷载形式。

图12稀疏状态下（单车）的四轴型汽车的荷载效应。

图13正常行驶状态下（车辆数量不限）的四轴型汽车的荷载效应。

图14堵车状态下（车辆数量不限）的四轴型汽车的荷载效应。

图15稀疏状态下（单车）的五轴型汽车的荷载效应。

图16正常行驶状态下（车辆数量不限）的五轴型汽车的荷载效应。

图17堵车状态下（车辆数量不限）的五轴型汽车的荷载效应。

具体实施方式