文摘

作为调查的一部分,整体的性能桥台桥梁、单拱桥,积分桥台,预应力混凝土梁桥附近佩里,犹他州活负载测试的仪器。活载测试包括驾驶卡车在2.24米/秒(5英里)沿着预定的加载路径和相应的应变和挠度测量。测量数据被用来验证有限元模型(FEM)的桥。模型显示,牙积分行为惯性支持的94%。活载分布因素相比得到使用这个验证模型和计算按照推荐程序中提供AASHTO LRFD桥梁设计规范(2010)。结果表明,如果这座桥被认为是简支,在AASHTO LRFD规范分布因素保守(相比,有限元结果)。这些保守的分配因素,随着初始简支桥设计的假设导致了非常保守的设计。此外,通过修改各种参数研究桥性能的验证模型,一次一个,为了调查个别跨度的变化的影响,甲板厚度、边缘距离,倾斜,固定性对活载分布。结果表明,桥性能影响最大的桥梁活载分布固定性,斜,边缘距离的变化。

1。介绍

积分的概念桥台桥梁实施自1938年青少年桥建于尤里卡附近运行,俄亥俄州(1]。积分桥台桥梁构造没有可移动的横向甲板关节在码头或牙可以作为单一或动静力设计和建造桥梁。甲板的消除关节呼吁桥所有者由于其昂贵的维修。然而,这种设计理念学科上层建筑和桥台二级压力由于桥桥的连续性,回填,温度的变化。虽然这些压力并不理想,但维护成本开发利用活动甲板关节更重要比设计要求和工程造价发达的二次应力积分牙(1]。Paraschos, (2)提供的调查结果状态,使用积分问题,成本国家经历了桥台桥梁。由于这些优点,越来越多的运输部门使用积分(点)建设桥梁桥台设计原则。然而,由于不确定性的degree-of-fixity桥台的积分,工程师通常保守设计弯曲根据简支的假设。

有限元分析的实用工具在很多研究中利用积分桥台桥梁。发达的模型提供了一个精确的表示原位桥然后可以详细评估使用不同加载位置和桥特征量化反应。在以前的研究中,有限元模型创建了实际桥梁的复制或作为一个通用桥式(即表示。,整体桥台和箱形梁)。在所有这些研究中,模拟负载应用到有限元模型是类似于桥上的车辆交通桥的总体性能,以及分配因素,负载评级、压力、疲劳和热的影响,量化。这些研究的例子包括哈乌雷吉曾和巴尔3],Mourad和Tabsh [4],Dicleli和Erhan [5),霍德森et al。6],Lahovich [7),Cai et al。8),Kalaycıet al。9),和金等。10]。其他研究包括其他类型的桥梁的分布的确定因素包括Ebeido和肯尼迪(11),瑞恩和印地语12),和歌曲等。13]。

有限元与积分桥台桥梁研究进行使用和不使用与活载数据验证模型。活载分布因素(LLDFs)计算了积分桥台桥梁使用桥理论模型,如Dicleli和Erhan进行的一项研究5),单拱桥进行活载分布公式的准确性,桥台桥梁主梁预应力混凝土,积分。Mourad和Tabsh4)调查甲板板应力积分桥台桥梁使用两个单独的桥梁模型梁横截面上各有不同,板厚度和桩间距。Lahovich [7)发展不可或缺的桥台桥梁活载分布因素,使用“一个背包桥”和折板梁桥以量化的反应的各种荷载作用下的桥梁。LLDFs也被量化为桥梁使用验证有限元模型基于测量活载数据等研究Hodson et al。6]。研究人员在这项研究中不可或缺的桥台桥梁活载行为的调查。积分牙发现相当大的约束添加到结构使AASHTO LRFD活载分布因素保守。Kalaycıet al。9)也利用桥验证有限元模型的一个具体的甲板钢工字大梁为了确定两个积分的LLDFs桥台桥梁在佛蒙特州。虽然单拱桥,积分桥台桥梁更常见的构造,很少有研究从活载使用有限元模型进行验证测试数据单拱桥,预应力,积分桥台,确定LLDFs和混凝土梁桥。

作为研究的一部分,以确定积分桥台桥梁的整体行为,犹他州州立大学的研究人员进行活载测试单拱桥,预应力混凝土梁,与整体支承桥附近佩里,UT。此测试程序的设置附加应变仪和挠度计在不同位置在桥上。活载测试由缓慢驾驶卡车过桥沿着预定的加载路径,以及停车卡车在桥上的不同位置。收集到的数据从这些测试是用于创建和验证有限元模型(FEM)的桥。模型被开发使用相同的维数和特征作为实际的桥梁。边界条件,由于积分的刚度、改变直到有限元法和活载数据导致了很强的相关性。活载分布因素然后获得相比使用这个验证模型和计算按照程序推荐AASHTO LRFD桥梁设计规范(14]。的AASHTO LRFD和有限元分布因素被用来获得一个额定载荷的桥。

以后活载的研究中,活载分布参数的调查是由逐步修改验证模型跨度的变化,甲板厚度、边缘距离,倾斜和不变性。分布因素计算出每个个体变化桥属性并与相应的计算分布因素从过程中获得AASHTO LRFD规范(14]。结果表明,桥梁性能影响最大的活载分布是固定性的变化,斜,边缘的距离。这些参数的变化表明,AASHTO LRFD规范非保守的10%和56%之间保守,根据梁的位置,加载和固定性。参数用最少的影响活载分布是甲板厚度提供一系列非保守的4 - 19%。这取决于桥属性被修改、增加和减少保守主义展出。

2。桥的描述

佩里桥(f结构1号205),如图1,建于1976年。上层建筑设计单拱桥,预应力混凝土桥。这座桥位于80.5公里(50英里)北盐湖城的犹他。承载着向北两车道的交通,15/84号州际公路旅行的一部分在罐头厂路镇的佩里,UT。这座桥有一个清晰的跨度为24.4米(80英尺),总长度25.1米(82.5英尺)。这座桥间隙是4.68米(15.3英尺)。桥发生平均每日流量(ADT)约22000辆,其中29%是卡车。这座桥是设计,没有倾斜,但2%的超高。

桥面的宽度为13.4米(44.4英尺)从外部测量以外的障碍。巷道的宽度是12.3米(40.5英尺)宽测量的内部障碍的肩宽1.60米(5.25英尺)和3.43米(11.3英尺),西部和东部分别。两车道宽3.66米(12英尺)。这些尺寸如图2。甲板上的混凝土是由203毫米(8)与一个额外的152 - 203毫米厚(6 - 8)沥青覆盖。桥面混凝土有一个指定的抗压强度为24.1 MPa (3500 psi)和强化以确保16号(5号)酒吧420级(60)级钢坯。顶部加强垫是由50.8毫米(2)的封面。具体的障碍是高0.85米(2.8英尺),是铸造用冷焊沿着桥的两侧。的障碍与13号钢筋(4)酒吧420级(60)级钢与指定的封面至少38.1毫米(1.5英寸)。

五个预制梁支撑甲板AASHTO IV型桥主梁是25.1米(82.5英尺)长,1.37米(4.5英尺)高。梁的中心间距为2.69米(8.8英尺)。指定的56-day梁混凝土的抗压强度为34.5 MPa (5000 psi)。梁预应力与16 - 1.27厘米(0.5英寸)直径和的链1860 MPa的极限应力(270 ksi)。顶应力是1400 MPa (202.5 ksi)。提供的抗剪钢筋是16号(5号)酒吧420级(60)级钢。梁预应力使用反复链配置文件。反复的点都位于9.75米(32英尺)从梁体和链的重心,在反复的点,是103毫米(4.06英寸)梁的底部。在梁两端,预应力束的重心位于340毫米(13.4英寸)。从梁的底部。最后每个梁,预应力损失后,计算了3370 kN(757千磅)。

佩里大桥上部结构的设计的支持积分造成0.76米(2.5英尺)厚,3.20米(10.5英尺)高。积分基遍历整个桥的宽度。在每个桥台,梁支撑在12.7毫米(0.5英寸)弹性支承垫。这些垫梁的竖向荷载转移到五混凝土钻孔桩,每个有最大允许设计负荷356 kN(80千磅)。翼墙是相邻两支承结束,总长度为4.72米(15.5英尺),宽0.30米(1英尺),和不同的高度在0.61米(2英尺)附近的桥台和2.90米(9.5英尺)转向桥的中心。

在测试的时候,这座桥上层建筑是在相当良好的状态。梁并没有表现出任何开裂的迹象。翼墙东侧的桥有一个垂直裂缝的连接板和桥。

3所示。活载测试

活负载测试是由驾驶一辆卡车或卡车沿着预定的负载路径的组合和测量相应的应变,位移和温度使用无线传感器系统,在上层建筑的桥梁。传感器连接在两个横断面位置沿桥。这些传感器包括十个无线表面安装应变传感器和五个垂直位移传感器。

无线数据采集系统,从桥梁诊断公司,是用来记录菌株活负载测试期间的变化。系统利用四通道节点无线传输计读数沿着桥的中央车站的宽带系统。应变仪连接利用intelliducer传感器自动识别计数量。同时监测传感器读数的速度在测试期间40 Hz。无线应变传感器(传感器通过S10 S1)是梁的顶部连接网络和每个梁的下翼缘上13.1米(43英尺)的南端衡量桥梁截面AA,如图所示2。压力仪表的截面位置被选为0.91米(3英尺)从跨中由于可能的影响中跨中间隔膜的。

位移传感器是用来测量挠度测试期间的变化。位移传感器包括一个基板固定在桥附带一个悬臂板。悬臂板有四个应变仪,连接在全桥配置中,附加的底部附近悬臂板和一根电线连接的小费。电线从悬臂板的尖端扩展到桥下面一个固定的位置。钢丝张拉,然后是悬臂板的偏转向下38毫米(1.5英寸)。应变的变化从四个指标被用来确定传感器的垂直偏转变化在0.025毫米(0.001英寸)。因为隔膜理论上对位移没有影响,偏转设备(传感器通过D5 D1)附加在每个中跨梁的下翼缘。位移传感器也使用四通道节点和intelliducer无线监控。位移传感器的位置是BB的横截面图3。

多个活载进行了测试使用一个控制通道关闭的放缓提供车辆停驶时间在桥上。这是通过在高速公路巡逻警车慢慢降低两车道的公路,开始从大桥3.66公里(2.28英里)。这种放缓允许windows四到五分钟时间的不间断测试。在这个时期,卡车定位和活载加载路径测试在一个被完成。

两个相似的负载很高串联后桥自卸卡车被用来应用活载。卡车有车辆总重(以上)223 kN(50.1逃学)而卡车B的总229 kN(51.5千磅)。前轴和中等轴之间的距离是4.09米(13.4英尺),而中间的轴和轴之间的距离是1.37米(4.49英尺)。两卡车前轴轮胎间距2.03米(6.66英尺),中间和后轴的间距1.85米(6.07英尺)。卡车和卡车B的前轴重量76.1 kN(17.1千磅)和76.0 kN(17.1千磅),分别。他们的中间和轴的重量73.4 kN千磅(16.5)和76.5 kN(17.2千磅),分别。研究人员计划在两个不同的卡车,但这是唯一可用的测试。卡车A和B的足迹图所示4。

五个静态或pseudostatic(卡车司机在2.24米/秒(5英里))负载情况下使用不同的负载路径进行。司机试图保持恒定速度在整个测试。发生细微变化但没有诱导动态压力。因为不同的卡车没有可用的测试的时候,在更高的速度不是执行动态测试。压力、位移和相应的卡车的位置记录在50赫兹的频率。每个加载路径的横向卡车位置标记在整个纵向长度的桥。每个加载路径的横向位置在图提供3测量从东大桥的驾驶座前轮胎。静态负荷情况1 A和B两卡车定位中跨的连续加载路径1。这个负荷情况的目的是最大化外梁响应。负荷情况1复制三次。负荷情况2有两个卡车并排放置。这个配置的目的是最大化装载第一个室内梁。对于这种情况,卡车后加载路径1而卡车B跟随负载路径2。卡车都是沿着各自的负载驱动的路径在大约2.24米/秒(5英里/小时)。这个测试是重复两次。负载情况3了两卡车慢慢开车沿着公路交通通道的中心(左和右车道的人物3)。卡车后加载路径3而卡车B跟随负载路径4。这个测试进行三次。后负荷情况4卡车B卡车在系列psuedostatically加载路径1。这是为了最大化执行外部梁上的负载。这个测试是重复两次。负荷情况5进行两次加载路径和特色卡车psuedostatically驾驶5。

纵向卡车位置在pseudostatic监控负载情况下使用一个autoclicker被安装在卡车的司机一侧轮胎a autoclicker,也是监控放置电子标记数据文件在每个轮子的革命。使用数据标记和已知周长的轮胎,卡车的确切位置确定走过桥的长度。

从活负载测试使用收集的数据之前,需要分析来确定是否使用的数据是可以接受的。两个确保准确的数据进行了分析。首先,多个测试为每个负荷情况进行允许之间的直接比较两组数据应该是相同的。在所有情况下,多个运行之间的测量数据为每个负荷情况在1%。第二,活载进行了数据分析是一个应变和挠度分析每个指标以确保所有的指标都是正确地阅读。这个分析是有效的,因为应变和挠度是成比例的。为了使这种比较,应变和挠度绘制了所有5个梁为多个职位。分析完成多个负载情况下,相对于手工计算当两个指标是识别不同的差异。

图5显示了一个底部应变梁的影响线2的卡车沿负荷情况5。当卡车在桥的两端,底部应变梁2节AA是非常小的。卡车是定位接近于中跨,底部压力增加。最高记录的应变梁和负荷情况几乎是11微应变。虽然大小不同,这些趋势是典型的为其他梁和负载情况。图6显示了所有5个梁的挠度测量的负荷情况2。对于这个特殊的图,数据是当卡车桥中跨的。图6表明,梁3经历了最大挠度。这是由于卡车侧卧位。相邻梁(梁2和4)经历了一个较小的偏转。梁五,最远的从负载,经历了至少偏转。这些趋势也其他负荷的情况类似。

4所示。有限元分析

佩里桥的有限元模型创建使用SAP2000 v.15.0.0 [15]。所有桥模型的结构元素创建使用eight-node,固体元素。这些元素有三个过渡在每个节点自由度。使用各种横断面尺寸取决于结构成员。

大多数的甲板固体元素203毫米×203毫米×305毫米()的矩形。梁的固体元素的尺寸变化由于梁形状,但是,在所有情况下,纵横比保持在1.5和3。泽屏障元素维度也由于它的形状,但不同方面之间的比率1.5和2。19316年,关节和10752固体被开发利用有限元法。图7显示了一个3 d视图的屏障,甲板和梁元素的佩里桥有限元法。

为了验证有限元模型的准确性,测量压力和活载变形量测试比较模型的相应的计算压力和变形量。有限元的节点创建相同的各自位置应变仪和挠度计实际的桥梁。这允许一个直接比较测量结果。材料特性,包括指定的混凝土抗压强度,因此甲板的弹性模量,梁和屏障元素最初分配给的材料特性有限元根据指定的桥的计划。这些属性在验证过程中增加了大约10%,允许原位值高于指定的。属性在整个验证过程中保持不变。过渡弹簧应用于桥梁的梁结束。弹簧被放置在底部,沿梁的高度,在甲板上的节点。的大小弹簧系统在验证过程中增加代表积分的固定性桥台实际的桥梁。最后的弹簧刚度决心当一个与整体趋势线斜率尽可能接近1.0桥模型之间的数据和桥梁活载数据。 The final boundary conditions for the bridge were nearly fixed-fixed with transitional springs restraining movement on all but the top 80% of the middle girder, as well as no transitional restraints on the middle of the deck. This variation in transverse fixity is believed to have been caused by the additional stiffness created by the wing walls on the edge beams. The overall rotational restraint is attributed to the stiffness of the integral abutments.

图5提供了一个比较影响线测量活载和梁的有限元计算数据2负荷情况5。活载数据监测不断而卡车沿着桥驱动。有限元数据确定离散的卡车定位每五英尺。如图所示,很强的相关性之间的桥梁模型和活载数据实现,无论是大小以及趋势。图6还提供了一个比较活载和有限元数据,显示桥的横向挠度分布为所有5个大梁卡车中跨的负荷情况2。对于这个图,活载挠度数据梁3被忽视是因为一个错误的挠度计。根据结果,两组数据之间的很强的相关性也取得了挠度数据。

活载之间的比较数据和有限元微应变也表现为其他卡车位置和负载情况。对于这种比较,趋势线斜率计算,发现有一个1.12的相关系数确定为超过0.95表明两组之间存在很强的相关性的数据。挠度比较显示更强的关联趋势线斜率计算相关系数是1.06和0.99。这些相关性提供了数据8和9,分别。

为了确定的degree-of-fixity佩里桥的总和梁跨中时刻得到的验证有限元相比,随后中跨梁的时刻两个单主梁与简支桥梁长度相同的情况和其他与惯性支持结束。对于这一分析,AASHTO HS-20卡车被应用于各种纵向和横向位置模型和相应的单主梁纵向位置。根据比较的结果,佩里的近似百分比固定性桥是基于线性插值确定为94%。由于不确定性的不变性在初始设计阶段,佩里桥最初的设计假设简支条件下结束。实际设计固定性导致一个非常保守的中跨的时刻,如果考虑到可以提供节省成本。

5。活载分布的因素

有限元与活载数据验证后,它被用来确定活载分布因素佩里桥。有限元分布因素对比计算使用推荐过程中AASHTO LRFD桥梁设计规范(14]。分布因素用于简化设计过程。一辆卡车造成的最大力矩(或车道的交通)首先估计治疗作为梁的桥梁。设计师然后获得每个梁的设计时刻乘以最大力矩的一个因素,通常称为活负载分布的因素。AASHTO规范中提供的方程是依赖于梁位置(内部或外部),倾斜角,跨度,甲板厚度、过剩长度、梁间距、梁刚度。然而,分布因素根据AASHTO规范计算不考虑可能的连续性,由于不同类型的桥墩桥梁施工。电流分布系数方程是假设只是支持的桥梁。

获得更准确的使用验证有限元分布因素,AASHTO HS20-44卡车负载应用到模型。这辆卡车装载35.6 kN(8逃学)在前轴和142 kN(32逃学)中间和轴。分布计算的因素,所有轴由纵向距离为4.27米(14英尺)。所有轴轮间距之间的横向距离1.83米(6英尺)。

为了最大化,基于卡车在桥上的位置在纵向方向,合力分析进行了卡车和中间的轴的位置被确定为0.71米(2.33英尺)桥的中心。为了最大化的内部和外部梁时刻单个和多个车道载荷横向方向,所有可能的横向卡车位置被逐步评估移动卡车(或卡车多个车道情况下)横向跨桥的宽度。为每个横向荷载情况下,所有五个梁的时刻。最大的有限元法计算单个和多个车道的时刻为内部和外部大梁。然后分布因素是通过将一个HS-20卡车在个人有限元梁的纵向位置。这梁被评估为简支和固定的。这座桥的分布因素可以计算出单通道或双车道载荷,这取决于应用multipresence因素。分布的因素可以决定使用 在哪里=分布系数;=最大有限元梁的时刻;=最大梁的简支或惯性梁;和= multipresence因子(一巷= 1.2,两道= 1.0)。

的AASHTO LRFD规范(14)提供方程来计算内部的分布因素与一个车道和多个加载梁道。此外,提供一个方程来获得外部梁分布系数与两个或两个以上的设计车道加载。梁外壳有一个设计车道加载,杠杆规则指定的代码是用于确定分布的因素。

一旦所有分布因素的计算根据AASHTO LRFD规范(14)和有限元法,为了获得的差异百分比量化当前代码程序的准确性预测混凝土梁桥的荷载分布积分。在所有情况下,当简支时,单个梁(),AASHTO LRFD规范分布因素过于保守。这主要是由于实际桥梁的固定性。的最大差异百分比为78%保守单一巷加载情况下,室内梁。然而,管理设计案例与两个加载外部梁道55%保守。所有梁例表1。

分配系数也计算基于固定边界条件(单一梁),导致一个更现实的条件和允许更直接的比较代码分布的准确性的因素。结果在表1表明,有限元法和惯性分布的最大百分比区别因素是47%保守。然而,对于单一车道的情况,外部梁设计最高的分布控制因素只有15%保守。在比较所有单个和多个车道加载情况下,它是确定临界荷载条件的外部梁当卡车被应用于两个车道。在这种情况下,AASHTO LRFD分布因素是8% unconservative相比有限元分布的因素。

通过对比分布因素佩里与简支桥和惯性结束条件,连续性的影响也可以确定。分布因素获得使用简支时刻包含错误的分配系数计算和不变性的影响。因为佩里桥被发现94%的固定的,大部分的错误由于固定性是通过使用惯性边界条件计算分布的因素。因此,两个分布因素之间的差异将连续性的影响。结果在表1表明,连续性的影响为58%。

6。参数研究

为了量化不同的桥梁的作用性质对活载的大小分布的因素,一个参数进行了研究。桥的属性目前分布的计算因素的影响在AASHTO LRFD桥梁设计规范(14)跨度、甲板厚度、边距和斜。每个桥属性是本研究调查。为了评估单个桥属性的影响,各种《创建和加载与AASHTO HS20-44卡车最大纵向位置的时刻。所有可能的横向位置进行评估以最大化每个梁的时刻。除了参数研究处理不变性的影响,每一个《只是支持。

为每个参数《,这座桥是发达国家使用相同的属性作为原始佩里桥有限元法。桥属性被调查然后逐步修改和所有其他属性都保持不变。分布因素计算出每个增量变化的所有梁相比,然后计算分布因素根据AASHTO LRFD规范。通过评估的差异的大小分布因素从基线桥,总的趋势是能够提供洞察改变单个桥属性如何影响活负载分布。在每个桥属性参数研究中,除了固定性,比例分布因子(FEM / AASHTO分布因素)和绘制函数提供了相应的个人桥财产的变化。有限元的比例分布因素AASHTO LRFD分布因素显示了保守主义的范围或unconservatism AASHTO经验关系。比率低于一个表明,特定的桥产权,分配系数计算根据AASHTO LRFD规范是保守的。相反,比上面显示分布的因素和有限元法相比,非保守的。对所有参数研究,两车道加载,外部梁最大分布因素,因此控制设计。

7所示。跨度的影响

随着跨度的增加,纵向桥梁变得更加灵活。这减少刚度降低截面的载荷分布。跨度的变化的影响评估每隔9.1米(30英尺),开始在15.2米(50英尺)和结束为61.0米(200英尺)。这些被选出的长度包含典型的预制梁的跨度的长度桥长度允许的分布系数方程AASHTO LRFD规范(14]。在获得分布控制因素,差异百分比有限元方法和AASHTO LRFD规范被发现在非保守的25%和8%之间保守根据跨度。跨度为15.2米(50英尺),有限元分布因素是保守但随着跨度增加,8%的AASHTO LRFD规范成为非保守的和nonconservatism随着跨度的增加而增加。图10提供了各种跨长度的分布系数比外部梁和两个车道。nonconservatism这个区域已经被其他研究人员观察到,也就是说,(5,6]。

孤独的情况下,随着跨度的增加AASHTO LRFD规范变得更加保守的单行道加载,外部梁。这主要是由于这种情况下使用的杠杆定律不是函数计算跨度只有边缘的距离,倾斜和间距。

8。甲板厚度的影响

甲板厚度的影响评估通过计算的分布因素甲板厚度0.15米(6),0.20(8),0.25(10)和0.30 (12)。增加甲板厚度增加了横向抗弯刚度。这导致transverse-to-longitudinal刚度的比值的增加,这反过来意味着更多的均匀分布梁的时刻和较低的活载分布的因素。后获得的分布因素的各种负载情况下,控制分布因素从外部获得,两车道加载情况。基于这些结果,AASHTO LRFD规范被确定为非保守的4%和19%之间。随着甲板厚度增加,AASHTO LRFD规范越来越非保守的,如图11。这意味着关系AASHTO LRFD规范overpredict平板厚度的影响,增加对活载分布。类似于研究跨度的增加,所有情况下变得更加不可逆流的,除了外梁单行道加载情况。这是由于缺乏杠杆规则考虑甲板厚度。

9。倾斜的影响

每15度倾斜的变化进行评估从0到60度。在获得所有梁的分布因素为特定的倾斜角度,控制梁。的AASHTO LRFD规范被发现在非保守的10%和56%之间为两车道加载保守,外部梁。随着倾斜角的增加,AASHTO LRFD规范变得更加保守。这一趋势发生所有负载情况下因为倾斜影响杠杆定律,在AASHTO LRFD规范方程,以及有限元法。

10。边距的影响

边距的影响评估的距离0.46米(1.5英尺),0.76米(2.5英尺),1.1米(3.5英尺),1.4米(4.5英尺),1.7米(5.5英尺)。选择这个范围包括大部分的值允许在AASHTO LRFD规范。后评估的所有负载情况下,AASHTO分布因素外的梁,两车道之间的加载情况下确定是24%的非保守的和17%的保守。初始条件的0.46米(1.5英尺)的AASHTO LRFD规范非保守的,但随着边距的增加,该AASHTO LRFD规范成为保守的边距1.07米(3.5英尺),如图12。这也是唯一的外部加载梁。单个和多个室内梁加载情况下在边缘距离大约不变的任何变化。

11。额定载荷

两个不同类型的负载评级决定为了定义一座桥的承载能力,库存等级和操作等级。库存评级,当控制弯矩乘以HS20-44引起的卡车,指定的最大活载桥可以安全地维持一个待定的时间长度。操作评级,当乘以相同的时刻,指定最大活载下的桥可以维持AASHTO LRFD规范(14]。评级是由负载 =桥额定载荷(操作或库存),=名义弯曲能力,=死负载系数(1.3),=活负载系数(2.17 1.3操作,库存),=名义恒载效应(复合和non-composite死负载),=名义活载效应(HS20-44卡车所致),和=活载的影响因子()。

操作和库存佩里桥负载评级计算基于控制分布因素从AASHTO LRFD规范,简支有限元法和惯性有限元法。提供了这些评级表2。的AASHTO LRFD规范分布控制因素是0.87基于单行道加载,梁外壳。简支的分布控制因素有限元法和惯性有限元分别为0.36和0.86,分别。《的分布控制因素都加载两个车道,梁外壳。如图所示,根据AASHTO LRFD规范和简支有限元,这座桥不应该能够轴承的负荷HS20-44因为负载评级低于1。负载惯性有限元法提供的评级,然而,将允许这种类型的加载,这表明固定性需要考虑。此外,分析表明,AASHTO LRFD规范评级是白人的两倍多保守的简支有限元评级。Hodson et al。6)还发现,AASHTO LRFD规范在确定桥梁的负荷评级过于保守。

12。摘要和结论

作为调查的一部分的行为积分桥台桥梁、活载测试在佩里在桥上,UT。创建有限元模型(FEM)相同的桥参数与活载测试数据和验证。桥分布因素决定从验证有限元相比,然后计算分布因素使用方程推荐AASHTO LRFD桥梁设计规范。参数研究跨度的变化的影响,甲板厚度、边缘距离,倾斜,固定性活载分布也进行了。研究的结果导致以下的结论。(我)由于桥台支持系统的积分,佩里桥不作为简支桥,而是决心是固定的94%。为了提供更充分的和经济的桥梁,在AASHTO LRFD规范方程需要调整考虑桥梁的固定性。(2)活载测试数据导致后续有限元模型派生的固体元素纵横比大于3。趋势线和相关系数是用于确定两组数据的程度是相关的。应变比较的趋势线斜率为1.12的相关系数确定为0.95。挠度比较有更强的相关性趋势线的斜率为1.06,相关系数为0.99。(3)对比有限元分布因子活负载测试和AASHTO LRFD规范分布因素被简支有限元法和惯性有限元。对每个来说,控制加载情况下是两个车道,外部梁。的简支有限元相比AASHTO LRFD规范有百分之一的差异55%保守。的惯性有限元相比AASHTO LRFD规范有百分之一的差异8%非保守的一面。这表明这座桥是在两者之间的简支和惯性的情况下。(iv)这座桥是连续性的影响确定为58%确定的百分比差异分布因素获得了简支边界条件和惯性边界条件。因为佩里桥几乎是惯性,分布因素显示误差分布因子计算;两个分布因素之间的差异显示了连续性的影响。(v)参数研究的结果表明,桥性能影响最大的桥梁活载分布固定性,斜,边缘距离的变化。的变化不变性导致LLDFs从0.88变化的简支桥0.35惯性桥。倾斜和边距的变化显示,AASHTO LRFD规范之间10%的非保守的和56%的保守和非保守的24%和17%之间保守,分别。(vi)参数研究的结果也表明,桥性能影响最小的是甲板厚度和跨度。的AASHTO LRFD规范被确定为4%到19%之间,保守的甲板厚度和非保守的25%和8%之间跨度的保守。(七)负载评级确定惯性有限元法和AASHTO LRFD规范基于使用简支和惯性的时刻。为AASHTO LRFD规范使用简支时刻在常规设计标准,库存和操作负载评级被确定为0.47和0.78,分别。当使用的惯性力矩AASHTO LRFD规范,库存和操作负载评级增加到2.19和3.65,分别。惯性有限元,库存和工作负荷评级被确定为2.57和4.29,分别。这表明如果一个桥缺乏足够的额定载荷,确定桥的不变性在增加额定载荷有很大的影响。此外,模型研究提供了一个更精确的和更大的额定载荷,防止桥梁贴上结构缺陷。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

这份出版物是由来自罗格斯大学的分包合同,先进的基础设施和交通运输中心(CAIT)下dtfh61 - 08 - c - 00005从美国运输部联邦高速公路管理局(USDOT-FHWA)。表达任何意见、发现和结论或建议本出版的作者和不一定反映美国罗格斯大学的观点或交通部联邦高速公路管理局。