天津市公路橋梁疲勞荷載譜初探

1、天津市公路橋梁疲勞荷載譜初探調(diào)查時觀察到各類非空載車輛按其名義額定荷重取值,基本上代表了各類車輛荷重總體上的平均情況.可見,雖然以上交通量調(diào)查方法中采用的車輛參數(shù)可能與現(xiàn)場實際情況略有出入,但基本能反應該路段實際交通荷載情況.交通量調(diào)查結(jié)果分析先后對外環(huán)線程華里路段進行了3次分時段間隔觀測,均為晴天,車輛行駛通暢.調(diào)查結(jié)果見表2.表224h交通量調(diào)查結(jié)果車型數(shù)量/輛頻率/%小型車Vl737378.38中型貨車V2l159.54重型貨車v.11985.41重型拖車V10354.67大客車V4432.OO總計22164100.O0交通量調(diào)查中,各類車輛的空車率均取為20%,將其作為等效荷重計算的空

2、車荷重的權(quán)數(shù).日本對某些橋梁的交通調(diào)查中得到的各類車輛空車率基本相差不多.通過對調(diào)查數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn),每天7:09:O0和17:00一l9:O0為所調(diào)查路段客貨流量最高峰.簡化的車輛荷載頻值譜表2已經(jīng)代表了一組車輛荷載頻值譜,但由于車輛類別較多,直接用于橋梁結(jié)構(gòu)疲勞設計較為繁瑣,因此,可根據(jù)等效疲勞損傷原理進行簡化,以提煉出更為實用的模型車輛荷載頻值譜.具體方法如下.(1)對表2中的5類車輛進行再分類,將相同軸數(shù)的車輛合并為同一類,分別對重新確立起來的每一類車輛建立一種模型車輛.V類的輕小型客貨車因總重<30kN,對道路橋梁的疲勞損傷影響較小,忽略不計.(2)按照等效疲勞損傷原

3、理,求出每種模型車輛中各個軸的等效軸重,各個等效軸重之和即為模型車輛的等效總重.等效軸重的計算公式為=(f.(1)式中:為歸在同一類車輛中的第i輛車的相對頻率,%;為第i車輛的第J個軸的軸重,kN;為該類模型車輛第J軸的等效軸重,kN.公式(1)與鋼結(jié)構(gòu)疲勞設計中等效應力幅的計算原理一致,指數(shù)3為鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造一細節(jié)曲線的斜率.(3)以歸在同一類的每種車輛出現(xiàn)的相對頻率作為權(quán)數(shù),按長度的加權(quán)平均值求出該類模型車輛的長度.采用的公式為A=ELAI(2)式中:A為歸在同一類車輛中的第i輛車的長度,m;A為該類模型車輛的長度,m.根據(jù)上述方法,將表2中軸數(shù)相同的各類車輛合并,重新分成軸數(shù)為2和3的兩個類

4、別,見表3.表3模型車輛分類表I模型車軸數(shù)合并車輛各類模型相對頻輛類別車輛代號數(shù)量/輛相對頻率/%數(shù)量/輛率/V2211556.3Ml2375616.9V3119831.9V544311.83V10351O010354.7經(jīng)過統(tǒng)計分析,將表3轉(zhuǎn)化為實用荷載頻值譜,見表4.表4即為包括2種模型車輛的實用交通疲勞荷載頻值譜,可以用于天津市公路橋梁的疲勞分析和疲勞設計.表4實用交通疲勞荷載頻值譜l模型車占交通量f輛類別軸數(shù)圖示總重/kN長度/m比例/】Ml2UU19O16.99.44M23(卜00o4534.715結(jié)論隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,城市道路交通流量及車輛荷重均有了較大的變化.本文通過對天津市外

5、環(huán)線典型路段進行的24h交通量觀測調(diào)查得出的實用疲勞荷載頻值譜可以用于天津市公路橋梁的疲勞分析和疲勞設計.廠參考文獻:1童樂為,沈祖炎,陳忠延.城市道路橋梁的疲勞荷載譜J.土木工程,1997,30(5):2027.2王春輝,池春,陳慶中,等.廣州市高架橋疲勞荷載車輛模型研究J.華南理工大學(自然科學版),2004,32(12):9496.3任劍,趙人達,毛學明.公路橋梁疲勞荷載譜初探J.四川I建筑科學研究,2007,33(1):34-37.4ChotickaiPiya,BowmanMarkD.TruckmodelSforimprovedfatigue1ifepredictionsofsteel

6、bridgesJ.JournalofBridgeEngineering,2006,l1(1):7卜8O.5LamanJeffreyA,NowakAndrzejS.FatigueLoadModelSforGirderBridgesJ.JournalofStructuralEngineering,1996.122(7):726733.6ZXLi,ChanTHT,KoJM.FatiguedamagemodelforbridgeundertraffiCloadingapplicationmadetoTsingMaBridgeJ.TheoreticalandAppliedFractureMechaniCS,2001,35(1):8191.口中圖分類號:U441.4口文獻標識碼:C口文章編號:10