基于WIM数据的公路桥梁车辆荷载模型研究(硕士)

基于WIM数据的公路桥梁车辆荷载模型研究(硕士)(论文34000字)
摘要
汽车活荷载是桥梁在服役过程中所承受的最主要的一种荷载，也是导致桥梁因为疲劳而失效的主要原因之一。对桥梁现在实际通行车辆的荷载情况进行分析研究，可以给桥梁的设计，维修加固以及可靠性评估等工作提供准确的依据。我国国土面积辽阔，各地经济发展有较大差别，车辆的荷载与经济发展的程度成正相关，另外，桥梁实际运行中的荷载效应与设计规范也有差别。规范的模型标准不能满足不同地区，不同时间段的荷载承载的要求。因此根据实际通行车辆数据建立荷载模型很有必要。本文以福建某高速公路110天的WIM系统记录数据为样本，对数据进行分类整理，建立可以反映该路段桥梁实际通行情况的车辆荷载效应模型。
对车辆荷载效应模型的研究主要包括两个方面：
（1）对现在实际车流量下，根据实测的车流量计算荷载效应的截口分布。
（2）根据实测荷载效应的截口分部，外推桥梁在设计的使用年限中，车辆荷载效应的最大值分布情况。
车辆荷载效应的截口分布，主要反映的是在选定的时间截口处，桥梁受荷载的情况；桥梁的设计使用年限内荷载效应的最大值分布为使用年限以内的受载情况。
主要包括以下工作：
（1）统计分析学科的基本理论。
（2）WIM系统简介及数据整理。
（3）各国的公路桥梁规范车辆设计荷载。
（4）极值理论的简介和基于POT理论的GPD模型。

Abstract
Vehicle load is the main load of bridge load, and it is also the main cause of bridge fatigue failure. The analysis and study of the existing actual running vehicle load can provide the necessary basis for the design, maintenance and reliability evaluation of the bridge. China's land area is vast, and its economic development is quite different. The load of vehicles is positively correlated with the degree of economic development. In addition, the load effect of bridge operation is different from the design specifications. The standard model standards can not meet the load bearing requirements of different regions and different time periods. Therefore, it is necessary to establish the load model according to the actual traffic vehicle data. Based on the data of WIM system on the 110 day of a highway, the data is sorted and sorted out, and a vehicle load effect model that can reflect the actual traffic condition of the section is established.
The research of vehicle load effect model mainly includes two aspects:
(1) now on the actual traffic flow, section distribution load calculation according to the traffic flow of the actual effect.
(2) the maximum distribution of the vehicle load effect is speculated within the design life of the bridge.
The section distribution of traffic load effect is mainly reflected in the selected time sections, bridge load; bridge design load effect period distribution of the maximum load for use within the year.
The main tasks are as follows:
(1) the basic theory of load statistical analysis.
(2) brief introduction and data arrangement of WIM system.
(3) highway bridges in various countries standardize the vehicle design load.
(4) verify the important effect of tail data.
(4) the introduction of the extreme value theory and the GPD model based on the POT theory.

目录
摘要    1
Abstract    2
目录    3
第 1 章  绪论    1
1.1研究背景    1
1.2 国内外研究现状及分析    3
1.2.1实际车辆荷载检测方面    3
1.2.2 车辆荷载效应最大值计算    4
1.2.3 车辆荷载建模方法方面    5
1.2.4 国内外研究现状述评    7
1.3 拟开展的研究和研究意义    7
1.4本论文的主要研究内容及目标    8
1.41论文的主要研究内容    8
1.42 研究目标    8
1.5. 拟采取的研究方案及可行性分析    8
1.51 研究方案    8
1.52 可行性分析    10
1.6本章小结    10
第二章：WIM荷载数据统计分析的基本理论    10
2.1引言：    10
2.2概率统计基础理论    11
2.21常用的概率分布：    11
2.22随机过程    12
2.3参数估计    16
2.4假设检验    19
2.5本章小结    21
第三章：WIM系统简介及数据整理    21
3.1引言    21
3.2动态称重系统（WIM）简介    21
3.21系统概述    22
3.22、工作条件和工作环境    22
3.23、系统的组成以及系统的工作原理    22
3.3车流量数据整理    23
3.31不同轴数车重分布规律    23
3.32车流总体车重分布规律    25
3.4本章小结    27
第四章：国内的公路桥梁规范车辆设计荷载    27
4.1引言    27
4.2国内荷载规范    27
4.21城市桥梁设计荷载标准    27
4.22公路桥涵设计通用规范    30
4.3本章小结    34
第五章：尾部拟合对基准期最大值的影响    35
5.1引言    35
5.2多峰正态分布模型    36
5.3车辆荷载效应分布的尾部拟合    37
5.4.POT模型    38
5.5.结果分析    39
5.6本章小结    39
第六章：极值理论及基于POT 理论的GPD模型    40
6.1  极值理论简介    40
6.11极值理论的适用范围    41
6.12 极值理论两类模型    41
6.2  基于 POT 理论的 GPD 模型    43
6.21:POT模型的基本理论    43
6.22 POT 模型的理论优势    43
6.23 阀值 的选择    44
6.3  算例    46
6.31：汽车荷载分布特征与厚尾检测    46
6.32不同跨径桥梁荷载效应计算结果及分析    49
6.4本章小结    52
第七章 结论和建议    53
7.1  研究结论    53
7.2建议    53
参考文献    54