基于WIM數(shù)據(jù)過橋車輛疲勞載荷模型研究.pdf

1、本報(bào)告主要研究公路鋼橋疲勞車輛荷載的確定理論及其確定方法。車輛反復(fù)作用下的疲勞損傷是控制新橋疲勞設(shè)計(jì)和老橋使用安全度和耐久性的重要因素。目前普遍存在的車輛超負(fù)荷運(yùn)營(yíng)更加速了薄弱結(jié)構(gòu)細(xì)部的疲勞斷裂進(jìn)程。明確疲勞車輛荷載的取值工作是一項(xiàng)具有先導(dǎo)性和基礎(chǔ)性的科學(xué)研究。
　　 基于動(dòng)態(tài)車輛承重系統(tǒng)WIM(Weigh in Motion)數(shù)據(jù)來研究橋梁疲勞車輛荷載是目前國(guó)際上普遍采用的方法。本報(bào)告選取了京福高速公路山東省德州段從2002年

2、到2007年6年的通行車輛荷載WIM數(shù)據(jù)，利用統(tǒng)計(jì)學(xué)和可靠度理論統(tǒng)計(jì)了通行車輛數(shù)隨時(shí)間的變化的規(guī)律，得到了各月各型車過收費(fèi)站的情況和收費(fèi)站出口車輛超限車重及其出現(xiàn)頻次，然后依據(jù)橋梁施工圖建立有限元計(jì)算模型，用蒙特卡羅方法模擬車流，以動(dòng)力節(jié)點(diǎn)荷載的方式在計(jì)算模型上加載。通過輸入WIM數(shù)據(jù)分析得到的疲勞損傷值可作為真實(shí)的疲勞損傷度,用于比對(duì)和改進(jìn)新提出的建議荷載模型。以兩座簡(jiǎn)支橋梁為例，得到適用于京福高速公路的疲勞車輛模型，并與國(guó)外規(guī)范和學(xué)

3、者提出的疲勞車輛模型進(jìn)行比較。
　　 本報(bào)告還在2007年10月份完成了該路段3座橋梁各時(shí)段實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)應(yīng)變歷程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，利用雨流法得到應(yīng)力幅和相應(yīng)的循環(huán)次數(shù)。該實(shí)測(cè)用于驗(yàn)證由WIM數(shù)據(jù)得到應(yīng)力歷程的偏差情況，以便對(duì)WIM數(shù)據(jù)處理方法的可靠程度有一個(gè)科學(xué)的評(píng)價(jià)和認(rèn)識(shí)。
　　 本報(bào)告還對(duì)疲勞荷載因素中的諸多參數(shù)變化對(duì)疲勞可靠度的影響關(guān)系進(jìn)行研究，從荷載因素角度提出減輕橋梁疲勞破壞的建議。本研究將對(duì)新橋疲勞設(shè)計(jì)、既有老橋的剩余壽