CN103207932A

CN103207932A - 确定汽车车辆轴距以进行荷载分析的方法

Info

Publication number: CN103207932A
Application number: CN2013100798553A
Authority: CN
Inventors: 刘文江; 刘旭锴; 宋广君; 黄思勇; 李宏祥; 曹景; 华龙海; 王新岐; 谢迎前
Original assignee: Tianjin Municipal Engineering Design and Research Institute
Current assignee: Tianjin Municipal Engineering Design and Research Institute
Priority date: 2013-03-12
Filing date: 2013-03-12
Publication date: 2013-07-17

Abstract

本发明属于桥梁结构计算分析技术领域，为使确定的轴距值可以更好地与实际运行的汽车情况相吻合，也更加科学，对于研究汽车荷载对桥梁的影响方面可以提供更加准确的轴距数据，为此，本发明采取的技术方案是，确定汽车车辆轴距以进行桥梁汽车荷载分析的方法，步骤是，首先对要研究的桥梁上通行汽车的类型进行调查，根据车型分类及其对桥梁的影响程度确定需要分析的车型；然后根据车型进行汽车轴距的数据调查，然后将轴距作为随机变量考虑；然后通过调查得到汽车轴重，再根据轴距和相应轴重得到汽车车辆的“荷载计算图式”，并进行桥梁汽车荷载分析。本发明主要应用于桥梁结构计算分析。

Description

确定汽车车辆轴距以进行荷载分析的方法

技术领域

本发明属于桥梁结构计算分析技术领域，具体讲，涉及确定汽车车辆轴距以进行桥梁汽车荷载分析的方法。

背景技术

在桥梁的汽车荷载研究中往往重视汽车“轴重”的研究，而对汽车“轴距”研究不足。轴距是一个关系到汽车荷载分布的重要参数，对于汽车的整体荷载效应的计算精度具有一定的影响，汽车轴距的确定根据研究和应用的需要，目前主要采用三种方式：

1）对用于少数、特定车辆的加载实验，采用实际测量的方法，即：对每一辆车均进行实际测量，得到每一辆车的轴距，由于实际实验中使用的汽车数量很少，仅有几辆，在这种情况下，该方法具有较高的精度和实用性。

2）调查汽车生产厂家，直接采用其轴距。

3）参考以前的相关规定。我国相关规范中对汽车轴距有一些规定，比如在《公路工程技术标准》(JTG B01—2003)和《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004)中对550kN五轴标准车的轴距规定如附图1所示。该方法比较简单快捷，对于桥梁结构的局部构件的复核计算有效。

第一种方式仅适用于车辆较少，且已经确定所用具体汽车车辆的情况；第二种方式，比较简单直接，但是特定汽车厂家的产品能否较好地代表实际运行的汽车无法考证，是一个未知数，因此其荷载计算精度无法保证；第三种方式由于规范中规定的汽车类型与实际过桥的汽车类型不一定相同，即使类型相同，其轴距也有一定的差别，因此其计算的代表车型和灵活性方法存在一定的缺陷。

综上所述，在桥梁的汽车荷载研究中，如果要准确分析桥上通行汽车对桥梁的荷载效应，在准确测定汽车轴重的同时还应该较好地确定汽车的轴距，使荷载分析过程中使用的轴距更具有代表性和准确度，而目前的轴距确定方法均有一定的局限性。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，使确定的轴距值可以更好地与实际运行的汽车情况相吻合，也更加科学，对于研究汽车荷载对桥梁的影响方面可以提供更加准确的轴距数据，为此，本发明采取的技术方案是，确定汽车车辆轴距以进行桥梁汽车荷载分析的方法，步骤是，首先对要研究的桥梁上通行汽车的类型进行调查，根据车型分类及其对桥梁的影响程度确定需要分析的车型，不限一种车型；然后根据车型进行汽车轴距的数据调查，然后将轴距作为随机变量考虑，每一个轴距数据均为一个随机变数进行数据分析，利用轴距频次柱状图确定其众值，即“最可能值”，以此作为轴距代表值；然后通过调查得到汽车轴重，再根据轴距和相应轴重得到汽车车辆的“荷载计算图式”，并进行桥梁汽车荷载分析。

所述方法进一步具体为：

1）进行汽车类型调查，根据车型将汽车车辆进行分类，并确定其中需要分析的车型；

2）对选定的车型进行轴距调查，调查数量要尽量多，数据越多，代表性越强；

3）对轴距数据进行归纳，绘制轴距频次柱状图；

4）选择其中的众值，作为轴距值；

5）进行荷载调查，得到相应的轴重；

6）将轴距和汽车的轴重相结合得到汽车的“荷载计算图式”；

7）对桥梁进行汽车车辆荷载分析。

本发明的技术特点及效果：

用该方法确定的轴距值可以更好地与实际运行的汽车情况相吻合，也更加科学，对于研究汽车荷载对桥梁的影响方面可以提供更加准确的轴距数据，从而得到更加准确的桥梁汽车荷载效应分析结果。

附图说明

图1我国规范中对五轴标准车的规定示意图。

图2选定的三轴型货车。

图3前轴与第二轴之间轴距的频次柱状图。

图4第二轴与后轴之间轴距的频次柱状图。

图5汽车的荷载计算图式。

具体实施方式

与现有的方法不同，本发明涉及的方法首先对要研究的桥梁上通行汽车的类型进行调查，根据车型分类及其对桥梁的影响程度确定需要分析的车型（不限一种车型），然后根据车型进行汽车轴距的数据调查，然后将轴距作为随机变量考虑，每一个轴距数据均为一个随机变数进行数据分析，利用轴距频次柱状图确定其众值（即“最可能值”），以此作为轴距代表值；然后进行轴重调查，得到汽车轴重；再根据轴距和轴重数据绘制出所确定车型的汽车车辆荷载计算图式，并进行桥梁汽车荷载分析。

实施方案：

用该方法确定的轴距值可以更好地与实际运行的汽车情况相吻合，也更加科学，对于研究汽车荷载对桥梁的影响方面可以提供更加准确的轴距数据。

下面结合附图和具体实施方式进一步详细说明本发明。

1）根据所要研究的桥梁位置，结合路网情况设立测站。进行汽车类型调查，得知该道路上的重型货车以建筑材料运输车辆为主，在剔除荷载较小的客车和轻型货车后，以三轴型货车为研究对象。其特点是前轴为单轴－单轮，后轴为双联轴，如附图2。

2）对选定的三轴型货车进行轴距调查，调查数据汇总见下表。

表1前轴与第二轴之间的轴距表

表2第二轴与后轴之间的轴距

3）对轴距数据进行归纳整理，根据轴距出现的次数绘制出轴距频次柱状图，如图3、图4所示。

4）选择轴距频次柱状图中的众值，作为轴距值。具体数值见下表。

表3三轴型汽车的轴距表

轴距位置	轴距值（m）
		前轴与第二轴	3.5
第二轴与后轴	1.35

5）进行荷载调查，得到相应的轴重。具体数值见下表。

表4各型汽车的轴重表

车轴位置	轴重（t）
		第一轴	8.86
第二轴	19.83
		第三轴	19.58

6）将轴距和汽车的轴重相结合得到汽车的荷载计算图式。

汽车荷载计算图式是表示汽车各轴的相对位置关系及对应轴重一种荷载示意图，用于结构计算分析时使用，在轴距和轴重已经确定的情况下可以根据相应的数据进行绘制。本实施例中“三轴型货车”的荷载计算图式如图5所示。

7）对桥梁进行汽车车辆荷载分析。

可以指定汽车的位置进行桥梁汽车加载分析，也可以求出所关心的桥梁内力的影响线，然后在影响线上进行加载计算，得到相应的内力。

而且这些荷载分析即可以手工计算，也可以利用现有结构分析软件进行计算。

总之可以利用现有的工具或方法，根据实际需要进行选用，对需要分析的桥梁结构进行荷载分析，没有特别的限制和要求。

在本实施例中是对10～50m整数跨径的简支梁桥进行分析，得到相应的跨中弯矩和支点反力，具体计算结果见下表所示。

表5不同跨径简支梁桥车辆荷载下的跨中弯矩

跨径(m)	10	20	30	40	50
						跨中弯矩（kN·m）	899.5	2082.8	3266.1	4449.5	5632.8

表6不同跨径简支梁桥车辆荷载下的支点反力

跨径(m)	10	20	30	40	50
						支点反力(kN)	404.9	439.1	450.5	456.2	459.7

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种确定汽车车辆轴距以进行桥梁汽车荷载分析的方法，其特征是，步骤是，首先对要研究的桥梁上通行汽车的类型进行调查，根据车型分类及其对桥梁的影响程度确定需要分析的车型，不限一种车型；然后根据车型进行汽车轴距的数据调查，然后将轴距作为随机变量考虑，每一个轴距数据均为一个随机变数进行数据分析，利用轴距频次柱状图确定其众值，即“最可能值”，以此作为轴距代表值；然后通过调查得到汽车轴重，再根据轴距和相应轴重得到汽车车辆的计算图式，并进行桥梁汽车荷载分析。

2.如权利要求1所述的确定汽车车辆轴距以进行桥梁汽车荷载分析的方法，其特征是，所述方法进一步具体为：

3）对轴距数据进行归纳，绘制轴距频次柱状图；

4）选择其中的众值，作为轴距值；

5）进行荷载调查，得到相应的轴重；

6）将轴距和汽车的轴重相结合得到汽车的计算图式；

7）对桥梁进行汽车车辆荷载分析。