[發明專利]一種基于車流數據和可靠度理論的城市橋梁限載確定方法有效

申請號：	202011516435.3	申請日：	2020-12-21
公開（公告）號：	CN112580138B	公開（公告）日：	2021-11-09
發明（設計）人：	馮德成;袁捷;陳適之;孫震	申請（專利權）人：	東南大學
主分類號：	G06F30/13	分類號：	G06F30/13;G06F30/23;G06F119/02;G06F119/14
代理公司：	南京經緯專利商標代理有限公司 32200	代理人：	馬嚴龍
地址：	210096 ***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種基于車流數據可靠理論城市橋梁確定方法
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【說明書】：

本發明公開了一種基于車流數據和可靠度理論的城市橋梁限載確定方法，針對渣土車及其他貨運重載車輛對原有橋梁超載日益嚴重的現狀，利用動態稱重設備采集過往車輛數據，基于限載值隨機抽樣建立隨機車流模型，使用影響線加載隨機車流模型得到橋梁控制截面響應的極值樣本，再通過廣義極值分布擬合得到橋梁控制截面響應極值分布。基于設計文件、有限元軟件計算及相關檢測試驗的恒載效應及橋梁承載力，根據可靠度理論和橋梁極限狀態方程確定當前限載值對應的可靠度指標，由可靠度指標選定合適橋梁限載值。本發明為相關部門管理措施的制定以及橋梁安全管養提供科學依據，為解決當前部分橋梁限載值不清楚不準確問題提供一種計算方法。

技術領域

本發明涉及隨機車流荷載模型、橋梁承載能力評估等領域，主要涉及一種基于可靠度理論的橋梁限載值計算方法。

背景技術

我國在役公路橋梁在設計荷載及抗力衰減狀況等方面都存在差異，且潛在的超重車輛數目龐大，目前的超載認定標準不能準確地為橋梁的限載取值提供可靠的依據，加大了公路管理部門對超重汽車的治理力度，也使超載運輸通行許可證的審批工作陷入困境。盡管國內學者在超載橋梁限載取值方面做了大量的理論與試驗研究工作，目前仍然采用上世紀90年代提出的典型車輛荷載模型，尚未形成較完善的橋梁限載標準，未能提出具備工程適用性的超載橋梁限載取值分析模型，橋梁限載模式方面的研究滯后，使國家層面的公路橋梁限載規范的制定受到了制約。

車輛的超載會嚴重危害到生命財產安全，車輛荷載對橋梁結構的作用應引起我們的高度重視，對結構實際受載情況的認知極為迫切且意義重大，從可靠度角度確定橋梁的限載標準，可以為相關部門管理措施的制定以及橋梁安全管養提供科學依據，解決當前部分橋梁限載值不清楚不準確問題。

發明內容

本發明提供了重載車輛通行橋梁限載值可靠度計算方法，提出具備工程適用性的超載橋梁限載取值分析模型，從可靠度角度確定橋梁的限載標準，為相關部門管理措施的制定以及橋梁安全管養提供科學的依據。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種基于車流數據和可靠度理論的城市橋梁限載確定方法，包括以下步驟：

步驟1：通過動態稱重設備采集橋梁通行車輛信息，采集通行線路上的車型、車重、車速分布和車頭間距數據，所有車輛根據軸數分類成若干有限的車型1、車型2、……、車型k，同時對每種車型的軸距進行均值標準化處理；

步驟2：對每種車型各軸軸重用概率密度分布函數進行擬合，得到每種車型各軸軸重的概率密度分布狀況，同時確定車道車輛間距分布；

步驟3：設定初始限載值W_L，隨機抽樣車輛形成隨機車流荷載模型，對超過限載值W_L車輛重新抽取；

步驟4：確定待限載橋梁的控制截面并計算相應影響線，將隨機車流模型用影響線加載，對于多車道橋梁，將各車道隨機車流荷載在控制截面響應疊加，選取每天橋梁控制截面響應極值，得到以天為單位的橋梁控制截面響應極值樣本；

步驟5：對橋梁控制截面響應的極值樣本進行廣義極值分布擬合，得到橋梁控制截面響應極值分布S_d；

步驟6：基于設計文件、橋梁有限元模型計算和相關檢測試驗結果，計算控制截面的恒載效應S_S及承載力R；

步驟7：根據可靠度理論和橋梁極限狀態方程Z＝R-S_d-S_S計算當前限載值W_L下橋梁相應的可靠度指標β；