基于不同时段随机车流的双层悬索桥疲劳性能评估方法技术

本发明专利技术公开了一种基于不同时段随机车流的双层悬索桥疲劳性能评估方法，主要包括以下步骤：确定双层悬索桥不同时段各个车道上随机车流参数，采用Monte‑Carlo方法考虑双层悬索桥不同时段各个车道上车辆类型、车距和车重等参数的随机性，运用MATLAB软件编制程序模拟获得不同时段各个车道的随机车流；建立桥梁整体有限元模型，将随机车流作为疲劳荷载，进行影响线移动加载，获得双层悬索桥关键构件的应力历程；通过雨流计数法分析桥梁关键构件的应力历程，获得其应力谱；根据等效损伤累计理论，评估双层悬索桥疲劳性能。本方法考虑了双层悬索桥各个车道车流荷载在不同时段的差异性，使得关键构件的疲劳荷载谱更为准确，疲劳评估更为可靠。

Fatigue performance evaluation method for double deck suspension bridge based on random traffic flow at different time periods

The invention discloses an evaluation method of double suspension bridge fatigue performance in different periods based on random traffic flows, mainly including the following steps: determining the random traffic parameters of double suspension bridge in different periods in each lane, considering the randomness of vehicle type, vehicle distance and weight parameters of double suspension bridge in different periods in each lane using Monte Carlo method using MATLAB software programming, random traffic simulation for different periods in each lane; the whole bridge finite element model, the random vehicle as fatigue load, the influence line of mobile loading, get the key components of double bridge stress process; analysis of the key components of the bridge through the rain flow counting method to obtain the stress process. According to the equivalent stress spectrum; cumulative damage theory, evaluate the fatigue performance of double suspension bridge. This method takes into account the difference of traffic load in different lanes of double deck suspension bridge, and makes the fatigue load spectrum of key components more accurate, and the fatigue assessment is more reliable.

【技术实现步骤摘要】
基于不同时段随机车流的双层悬索桥疲劳性能评估方法
本专利技术涉及交通运输业桥涵工程技术，尤其涉及一种基于不同时段随机车流的双层悬索桥疲劳性能评估方法。
技术介绍
双层悬索桥交通繁重，巨大的车辆荷载反复作用会导致结构产生疲劳损伤，严重影响桥梁安全性和耐久性。由于车辆的种类、轴距和轴重等参数各不相同，国内外学者主要通过制定标准疲劳车辆模型来等效处理各种车辆荷载引起的疲劳效应。然而在桥梁实际运营阶段，车辆荷载是随着时间不断变化的，桥梁构件的受力状况必然十分复杂，采用标准疲劳车辆模型无法真实反映实际交通荷载状况。随机车流方法考虑了实际车辆车型、车重、车距及日交通量等车辆荷载特征，可应用于桥梁结构应力谱计算和疲劳性能评估中。但双层悬索桥上下层不同时段交通流所引起的结构疲劳损伤程度差异较大，目前针对随机车流的模拟并没有考虑不同时段交通情况的变化，这将影响疲劳评估的可靠性。因此有必要提出一种基于不同时段随机车流的双层悬索桥疲劳性能评估方法，使得双层悬索桥的疲劳荷载谱更为准确，疲劳评估更为可靠。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种基于不同时段随机车流的双层悬索桥疲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于不同时段随机车流的双层悬索桥疲劳性能评估方法，其特征在于，包括以下步骤：1)确定双层悬索桥不同时段各个车道上随机车流参数；所述车流参数包括：上下层白天和夜间各车道上的日交通量、车型、各车型数量占总交通量的比例、各车型平均车重及车重标准差和平均车距及车距标准差；2)获得双层悬索桥不同时段各个车道上随机车流；具体如下：2.1)采用Monte‑Carlo方法，运用MATLAB软件，根据车型比例参数，采用均匀分布随机数产生相应的车型编号：2.2)根据各车型相对应的车重参数，采用对数正态分布随机数得到随机车重值：2.3)根据车距参数，采用对数正态分布随机数得到前后车间距：3)获得随机车流下双层悬...

【技术特征摘要】
1.一种基于不同时段随机车流的双层悬索桥疲劳性能评估方法，其特征在于，包括以下步骤：1)确定双层悬索桥不同时段各个车道上随机车流参数；所述车流参数包括：上下层白天和夜间各车道上的日交通量、车型、各车型数量占总交通量的比例、各车型平均车重及车重标准差和平均车距及车距标准差；2)获得双层悬索桥不同时段各个车道上随机车流；具体如下：2.1)采用Monte-Carlo方法，运用MATLAB软件，根据车型比例参数，采用均匀分布随机数产生相应的车型编号：2.2)根据各车型相对应的车重参数，采用对数正态分布随机数得到随机车重值：2.3)根据车距参数，采用对数正态分布随机数得到前后车间距：3)获得随机车流下双层悬索桥关键构件的应力历程；具体如下：建立桥梁整体有限元模型，采用标准疲劳车进行双层慢车道移动荷载分析，获得桥梁各构件标准疲劳车作用下的应力历程，通过比较应力值，即应力历程中的最大应力和最小应力差值，确定桥梁关键构件及其应力影响线；将步骤2)中获得的随机车流作为疲劳荷载作用在各个车道上，通过关键构件应力影响线加载，获得双层悬索桥关键构件在不同时段内随机车流作用下的应力历程；4)基于Miner等效损伤累计理论，获得随机车流下双层悬索桥关键构件的200万次等效疲劳应力幅，与规范中对应的材料或构造细节的200万次疲劳破坏应力幅对比，判定疲劳性能是否满足要求。2.根据权利要求1所述的双层悬索桥疲劳性能评估方法，所述步骤1)中各车流参数的确定方法如下：上下层白天和夜间各车道上的日交通量，假定桥梁日交通量为A辆/日，按照英国规范BS5400中慢车道和邻车道的车流量比例，上、下层的通行车流比例，以及桥梁的白天：5:00-19:00，与夜间：19:00-5:00，的通行车流比例，确定双层悬索桥...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘沐宇，邓晓光，高宗余，张强，卢志芳，韩征，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42