重载下中小跨径桥梁响应特征、安全评价及限载研究

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1、分类号：U44；U4510710-2012121055硕士学位论文重载下中小跨径桥梁响应特征、安全评价及限载研究袁阳光导师姓名职称韩万水教授武隽副教授申请学位级别工学硕士学科专业名称桥梁与隧道工程论文提交日期2015年4月20日论文答辩日期2015年5月30日学位授予单位长安大学MediumandSmallSpanBridgeResponseCharacteristicandSafetyEvaluationandVehicleLoadLimitationResearchunderHeavyTruckLoadADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCa

2、ndidate：YuanYangguangSupervisor：Prof.HanWanshuiA.P.WuJunCHANG’ANUNIVERSITY,XI’AN,CHINA摘要重载卡车数量的增长及其运载能力的提高为超载运输的形成、发展提供了萌发与生长的温床，公路桥梁结构的运营安全也由此不断遭受考验。据统计，由车辆超载运输所造成的桥梁垮塌事件约占总量的27%，已经成为仅次于结构施工的第二大桥梁垮塌事件诱导因素。截止2013年底，在我国已建成的公路桥梁中，中小跨径桥梁约占据其中的90%。本文基于104国道浙江绍兴段、河北省宣大高速、沪陕高速上海段长期的交通流监测数据，以随机车流桥梁耦合振动分析系统

3、（BridgeDynamicANalysisSystem）为计算平台，分析重载下典型空心板桥、简支T梁桥、连续箱梁桥的响应特征，并对其运营安全性进行评价，最后基于实际监测的交通流数据，选择公路运输中的常见重载卡车车型，研究中小跨径桥梁对各车型的限载重量。主要研究内容如下：1、基于104国道、宣大高速、沪陕高速长期动态称重（Weigh-in-Motion）数据，对特重车荷载的车型组成、车质量及车辆行驶位置分布特征等荷载参数进行分析；2、建立中小跨径桥梁梁格法有限元模型，并对模型的准确性进行验证，将所建立的有限元模型作为BDANS的桥梁结构输入信息，基于三个地区的WIM数据提取特重车荷载工况，计算

4、特重车荷载工况作用下中小跨径桥梁荷载效应，分析结构的响应特征；3、基于特重车荷载效应的计算结果，对重载交通下中小跨径桥梁内力、位移超限情况，结构的抗裂性能及承载能力安全性进行分析评价；4、选择公路运输中的典型重载卡车车型为研究对象，基于结构可靠度理论确定车辆限载的正弯矩效应阈值，并计算了中小跨径桥梁在不同目标可靠指标下对各车型的限载重量。关键词：中小跨径桥梁，重载交通，响应特征，安全评价，车辆限载IAbstractTheincreasingpopulationandloadlevelofheavytruckprovideasuitablecircumstancefortheformationa

5、nddevelopmentofoverloadtransportation.Andthustheserviceabilityofthebridgeisstandingmoreandmorechallenge.Thenumberofbridgecollapsecausedbyoverloadtruckhold27%ofthetotalamount,andhadbeenthesecondmotivationalfactorofbridgecollapseonlytostructureconstruction.Themediumandsmallspanbridgesoccupy90percentof

6、theconstructedbridgeinourcountrybytheendof2013.ThisdissertationbasedontheWIMdatacollectedinNationalRd104,Xuandaexpressway,Hushanexpressway,andtheBDANSwasusedtoanalysistheresponsecharacteristicsofmediumandsmallspanbridgesunderheavytruckload,andtheservicesafetyofthesebridgeshadbeenevaluated.Inthelast,

7、thetruckloadlimitationofmediumandsmallspanbridgeshadbeenresearched.Themainresearchcontentisasfollows.1.Thetrafficcomposition,vehicleweightandridingpositiondistributionofextra-heavytruckloadhadbeenanal