浅析公路桥梁标准疲劳车辆荷载

文章将等损伤作为理论基准,根据中国现有高速公路车辆荷载数据,对公路桥梁疲劳设计荷载进行推导,通过确定应跨径纵向修正系数以及公路桥梁疲劳车辆荷载标准车式样,最终得出完整的公路桥梁标准疲劳车辆荷载。     

公路钢桥疲劳车辆荷载研究进展

车辆荷载反复作用下的疲劳损伤是影响钢桥运营安全和耐久性能的重要控制因素.新桥疲劳设计和既有桥梁评估应采用疲劳荷载.目前我国的桥梁规范还没有疲劳车辆荷载的取值规定.本文详细阐述了我国桥梁疲劳车辆荷载的疲劳设计状况和研究现状,系统介绍了几个发达国家桥梁疲劳车辆荷载的规范规定及其最新研究进展.本文还就建立适合我国国情的基于动态车辆称重WIM(Weigh-in-Motion)数据的车辆疲劳荷载模型或荷载谱作了初步的探讨性研究.     

公路桥梁疲劳荷载谱初探

简单介绍了国外公路桥梁荷载谱以及我国目前公路桥梁疲劳车的选取方法。通过对简支梁和4跨连续梁按照各个规范规定的荷载谱加载计算得到等效弯矩幅，并对其进行比较分析，得出一些有关简支梁和4跨连续梁疲劳车选取问题的结论。发现跨度在1．5～3m之间的简支梁可用我国550kN车作为疲劳验算的疲劳车；跨度在3—40m之间的简支梁和跨度在1．5-40m之间的4跨连续梁可用我国300kN车作为疲劳验算的疲劳车。     

城市道路桥梁的疲劳荷载谱

我国针对公路及城市道路桥梁疲劳设计的车辆荷载谱还是个空白,本文以上海市内环线中山路3号桥地面道路桥梁为例,对城市道路桥梁的疲劳荷载作了研讨.在1994年和1995年两次交通调查的基础上,得到了由18类日常典型的运营车辆组成的荷载频值谱.依据等效的疲劳损伤原理,将实测的车辆荷载频值谱简化成由6类模型车辆组成的具有实用性的荷载频值谱.所建立的模型车辆荷载频值谱,对于日常车辆交通构成与本文状况相类似的其它城市道路桥梁的疲劳损伤度验算,可作为参考.     

高速铁路桥梁疲劳荷载研究

高铁桥梁疲劳荷载是桥梁设计的重要依据,与高铁线路通行量与运行车辆密切相关。基于对京沪、沪宁、沪杭、杭深、合武、合宁等6条高速铁路与客运专线连续3年的营运数据收集,按春运、节假日、休息日、工作日等4类运营模式随机取12天作为全年样本,根据通行量和载重量对各条线路的运行列车车型、轴重、运行图、运行列车统计表和客座利用率等运营资料进行了统计分析,采用概率统计方法得到了不同通行量的6种运营荷载频值谱。依据疲劳损伤等效原理和Miner线性准则公式对运营荷载频值谱进行计算分析,提出了标准疲劳荷载车。建议高速铁路桥梁疲劳验算可根据线路的运量、本文提出的运营荷载频值谱和标准疲劳荷载车进行。     

车辆荷载作用下公铁两用桥梁的疲劳分析

随着大量超载车辆的出现,桥梁结构损伤加剧,降低了结构使用寿命。该文首先分析了车辆动力放大系数的计算方法,其次对荷载效应计算与统计方法进行了研究,然后通过疲劳模型的建立,对车辆荷载作用下的桥梁使用寿命进行计算,最后给出了用于桥梁荷载性能估算的有限元程序,从而进一步确定了桥梁车辆荷载对桥梁疲劳性能的影响。     

天津市公路桥梁疲劳荷载谱初探

通过对天津市外环线典型路段进行的24h交通量观测调查,统计出了包含5种车型的车辆荷载频值谱并根据等效疲劳损伤原理,将其简化成为只含有2种标准车型的实用疲劳荷载频值谱,该实用疲劳荷载频值谱可以用于天津市公路桥梁的疲劳分析和疲劳设计。     

疲劳荷载幅值对氯环境下疲劳损伤RC梁剩余力学性能的影响

沿海环境的钢筋混凝土桥梁结构通常受到疲劳荷载以及氯离子的综合作用。通过试验室模拟此类结构的工作状态,试验研究了不同疲劳荷载(0.2P_u、0.3P_u、0.4P_u、0.5P_u)预损伤并经历氯溶液干湿循环后钢筋混凝土梁试件的剩余力学性能(剩余承载力、耗能能力、刚度、延性)。结果表明,与未疲劳损伤梁试件相比,疲劳损伤并经历海水干湿循环梁试件的屈服荷载随着疲劳损伤荷载增大而下降,极限荷载基本不变;疲劳损伤梁试件的刚度和延性大幅度下降,且不同荷载水平下的延性和刚度劣化程度基本保持一致;疲劳加载过程中,每个循环形成的滞回环面积随着循环加载次数的增加而明显降低且趋于稳定,稳定所需的最小循环加载次数随着荷载水平的增大而增大。     

车辆拥堵对桥梁受力性能影响研究

无论是拥堵亦或是超载运输,均能够对桥梁造成不同程度的损坏,影响桥梁的使用寿命。本文在此基础上,简要探讨了桥梁在拥堵与超载作用下的荷载效应,同时简要分析了车辆拥堵条件下桥梁结构在疲劳荷载作用下的破坏机理,进一步阐述车辆拥堵对桥梁受力性能产生的巨大影响,希望可以对相关人员一定参考。     

基于名义应力的城市钢桥面板疲劳寿命分析

<正>交异性钢桥面板承受着车辆动荷载的反复作用,容易造成疲劳累计损伤,出现钢桥面板的疲劳开裂现象。为研究某城市桥梁钢桥面板的疲劳寿命,建立钢桥面板三维有限元模型,选取钢桥面板4种典型的疲劳细节,确定最不利加载方式,并根据实测得到的城市车辆荷载频值谱,计算相应的应力历程和应力谱,从而评估各个疲劳细节的疲劳寿命。结果表明:在城市车辆荷载频值谱作用下,某城市钢桥4种疲劳细节的最大应力幅值均小于常幅疲劳极限,即钢桥面板具有无限寿命。     

系杆拱桥疲劳荷载谱和疲劳车辆模型研究

疲劳损伤是系杆拱桥吊杆构件破坏的重要原因,我国目前尚无成型的疲劳荷载谱,在设计研究中大多使用国外的疲劳荷载车模型,得出研究成果不完全符合我国的实际交通情况,使得吊杆的疲劳损伤研究受到制约。本文介绍了国内外疲劳荷载谱和疲劳车辆模型的研究现状和编制方法;探讨了基于我国交通发展现状和动态称重系统技术对疲劳荷载谱编制的意义,提出针对系杆拱桥吊杆疲劳研究的疲劳车辆模型建立思路。     

简支梁桥在车辆荷载谱作用下的动力分析

编制程序VLS(Vehicle Load Spectrum)构造随机车辆荷载谱,利用有限元方法将不同运行状态下的随机车辆荷载谱加载于简支T型钢筋混凝土梁桥上,模拟桥梁在车辆荷载通过时的动力响应,得出了桥梁的位移时间历程曲线,同时分析了车速对桥梁冲击系数的影响。分析表明:车辆荷载谱作用下桥梁偏载作用明显;车流方向对桥梁振动的影响不大;密集运营状态下桥梁挠度是一般运营状态下的1.35倍左右;车速对桥梁冲击系数的影响非常复杂,冲击系数曲线在车辆高速和低速时均有峰值出现,总体上呈波动上升趋势。     

桥梁载荷试验加载方案设计

结合某桥梁工程的实际情况,对该桥梁进行了载荷试验,介绍了加载车车型及静载试验效率公式,确定了四种加载工况及其荷载布置方案,并计算分析了桥梁的受力状态,结果表明:桥梁在加载后处于安全受力状态,满足设计荷载的使用要求。     

车辆荷载作用下公路混凝土桥梁疲劳问题研究进展

随重载作用及交通量逐渐上升,混凝土桥梁的疲劳问题逐渐凸显。为明确混凝土桥梁运营期疲劳损伤过程,系统梳理混凝土桥梁疲劳问题的研究现状,讨论混凝土桥梁疲劳问题成因,重点分析组成材料疲劳特性及疲劳车辆荷载形式,并对混凝土桥梁疲劳问题未来发展趋势进行探讨。结果表明：混凝土桥梁疲劳问题具有多尺度、离散性强的特征,其疲劳破坏成因、裂纹扩展规律、疲劳破坏模式等均较为复杂。后续研究中,一方面应深入探究钢筋混凝土桥梁的疲劳性能,从本质上揭示损伤演化机理,建立反映疲劳物理机制的演化模型;另一方面,应结合交通流特征,以混凝土桥梁疲劳力学响应为基础,建立适用于混凝土桥梁的疲劳车辆模型,为混凝土桥梁疲劳设计及评估提供参考。     

江阴长江公路大桥疲劳荷载车辆模型分析研究

对江阴长江公路大桥实测的14类日常典型的运营车辆组成的荷载频值谱,依据等效疲劳损伤原理,简化成由6类模型车辆组成的具有实用性的荷载频值谱,该结果对于日常车辆交通构成与文中状况相类似的其他公路钢桥的疲劳损伤度验算具有一定的参考价值。     

武汉归元寺商业综合体项目地下室顶板汽车等效荷载分析

武汉归元寺商业综合体项目利用市政道路下的地下空间,把被市政道路分割的4个独立地下室整合成一个大的整体地下室,地下室顶板作为市政道路的支承结构,顶板汽车荷载取值是本项目的重点。对作用在地下室顶板上的公路-Ⅰ级和公路-Ⅱ级车辆荷载进行了等效荷载分析,考虑了2.5~9.0m范围共8种不同板跨和0~4.0m范围共8种不同覆土厚度的影响,并给出了相应的等效荷载以及考虑覆土厚度影响的折减系数。介绍了武汉市消防车基本情况,发现芬兰博浪涛101m登高平台车的重量大于公路-Ⅰ级车辆荷载的数值,因此对可能作用在地下室顶板上的芬兰博浪涛101m登高平台车也进行了等效荷载分析。与《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012)比较得出,当覆土厚度≥2.4m时,计算得到的部分考虑覆土厚度影响的折减系数比荷载规范值大,这可能是分析采用多排多列车辆布置的原因,应谨慎对待工程设计取值。     

基于实测交通拥堵数据的城市桥梁多车道横向折减系数研究

以人工现场采集交通拥堵荷载数据参数的方法,结合概率统计法提取出车辆拥堵交通荷载中车型、车-桥距、轴距、车间轴距、轴重等参数信息;模拟出了6种常见的城市桥梁车辆拥堵模型,通过荷载效应组合对比分析,根据实际工况下桥梁各车道不同拥堵模型并行的概率,计算出城市桥梁四车道横向折减系数为:1.00、0.87、0.68、0.47。     

模拟超限车辆荷载作用下既有钢筋混凝土Π梁桥受力性能试验研究

随着公路交通运输的发展,车辆荷载不断提高,而公路货运中的超限运输情况也非常严重,使得许多旧桥正在承受远远超过其设计荷载等级的重车荷载。过大的车辆荷载致使桥梁结构出现损伤以及承载力退化,严重时甚至引起桥梁垮塌,造成巨大生命财产损失。因此,服役多年并存在显著损伤的既有桥梁的实际承载能力成为研究与工程人员关心的重要问题。本文以位于湖南省省道209线上一座服役43年的钢筋混凝土简支梁桥为试验对象,利用千斤顶加载分别模拟超限运输状态下的单车道与两车道20 t、30 t重车荷载,进行了超限车辆荷载作用下的既有梁桥受力性能的试验研究。研究结果表明:达到挠度允许限值时试验桥梁承受的荷载远大于其设计荷载;在一定程度超限车载作用下结构反应仍呈线性;整个超限车载试验过程中桥梁的横向连接刚度变化很小;两车道3倍30 t重车循环加载时结构出现了明显损伤累积。     

某公路大桥车辆荷载调查与局部疲劳分析

近年来,随着公路交通流量的不断增加,公路桥梁的疲劳问题变得越来越显著。对于公路桥梁的疲劳问题,国内外已做了大量研究,并形成了相关规范。但是,对于局部疲劳问题,尚存在着两个问题需要解决:一是局部疲劳应力与车辆荷载位置的关系因桥而异,目前还没有统一的处理方法;二是需要在现有的疲劳评估方法基础上进一步考虑车辆荷载、疲劳应力以及疲劳寿命的不确定性。以某公路大桥为例,对其过去11年的车辆荷载进行统计分析,得到车辆荷载的概率模型,并利用Monte Carlo方法模拟出桥面板的局部承载历史,分析计算出等效疲劳荷载及相应的等效循环次数。在模拟过程中考虑了车辆荷载的不确定性,同时提出车辆荷载局部折减系数以考虑车轮横向位置对局部应力的影响。模拟结果表明:分析得出的等效循环次数,在AASHTO规范规定的出现疲劳破坏的疲劳应力循环次数的合理范围内,与该大桥出现疲劳裂缝的现状相符。     

车辆荷载作用下公路软基沉降的拟静力计算方法研究

基于车辆动荷载的特点和我国车辆普遍超载的现状，将车辆动荷载等效简化为静荷载，并假定了简化后等效静荷载的3种分布形式：集中分布、矩形分布和带状分布。依据Boussinesq解答和Flamant解答推导出3种分布形式下的计算公式，再应用分层总和法计算车辆动荷载作用下公路软土地基的沉降量。以沪宁高速公路4个断面为例，应用拟静力法研究了3种荷载分布形式下车辆动荷载对高速公路软土地基沉降的影响，研究结果表明：由超重车辆引起的地基沉降量可以达到厘米量级，车辆荷载的影响深度大约在12m范围以内。