项目属于交通运输工程道路桥梁建设领域。由于近年来货运需求增长与相应的交通运输政策、公路桥梁设计规范存在着不协调的发展关系,导致重载交通运输在我国多个地区逐渐蔓延,对桥梁结构的正常使用及承载能力安全性构成威胁,鉴于此,针对河北省重载交通运输特点相对突出的部分路段,分析其荷载特性,对相关桥梁结构的运营安全性进行评估,并就其控制对策进行讨论。 课题首先对正常交通荷载及重载交通运输荷载的概率分布特性进行详细分析,从车辆动力学出发,解决了车桥系统竖向接触关系与相互作用机理,引入符合车桥实际接触状态的耦合关系,开发了包含典型车辆类型库、随机设置交通流各项荷载参数的随机车流-桥梁分析系统,提出了重载交通下结构的安全风险评价方法。最后基于工程结构可靠度理论对中小跨径桥梁的车辆限载问题进行分析,探讨了当前国家治超标准对中小跨径桥梁的适用性。 主要创新点:①采用全自动自校核交通荷载采集系统,对国内四个不同地区的交通荷载信息进行实时监测,分析交通流中的特重运输车辆车型构成及其荷载参数,研究不同地区由特重运输车辆构成的汽车荷载交通流分布特征; ②以车辆动力学为基础,开发包含典型车辆类型库且能够随机设置交通流各参数的随机车流-桥梁分析系统,形成三维动态可视化分析软件BDANS,实现随机车流动态过桥可视化; ③采用BDANS对不同区域特重运输车辆通过中小跨径梁式桥进行可视化仿真,获取各桥型空间响应分布特征,对桥梁结构的运营状态进行正常使用、耐久性、承载能力极限状态的“三阶段评价”; ④以BDANS为分析平台,基于特重车型荷载效应与桥梁抗力的全可靠度限载分析模型,对不同限载状态下桥梁结构可靠度进行评价。