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基于神经网络的桥梁车辆荷载研究

作　者: 黄星浩
导　师: 余志斌
学　校: 中南大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 桥梁荷载 荷载谱 车重 车型 蒙特卡洛 神经网络 动力 疲劳寿命
分类号: U441.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


钢筋混凝土结构是我国桥梁最广泛的结构形式,大量的钢筋混凝土桥梁结构作为基础设施对我国的经济建设做出了重大贡献。但是随着我国经济的迅猛发展,桥梁荷载随之急剧增加,所以桥梁的疲劳问题也就越来越严峻。建立钢筋混凝土梁的疲劳破坏极限状态方程时,需要用到车辆荷载随机变量模型,以及混凝土桥梁抗力退化模型。本文根据现场车辆荷载调查结果及项目组成员研究成果,建立了车辆荷载谱模型。主要工作如下：(1)车辆荷载调查。通过对贵州某公路收费站车型、车重等参数的调查资料,本文对车重和车型数据进行了统计分析,从而获得各车型的统计参数分析结果。(2)荷载谱模型。在数据分析和文献调查的基础上,借鉴项目组成员研究成果,采用随机过程理论及蒙特卡洛方法建立了基于实测数据调查的荷载谱模型。(3)动力分析。运用Fortran语言编写了动力分析程序,对车辆过桥进行动力分析。(4)进行了实桥的疲劳寿命分析。采用实桥的设计资料及上述科研成果,针对实桥的疲劳寿命进行了计算分析。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 绪论  8-18
  1.1 选题的背景  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-16
    1.2.1 交通量模型  9-11
    1.2.2 车型模型  11-12
    1.2.3 车道横向分布模型  12-14
    1.2.4 车速及车头间距模型  14
    1.2.5 车重模型  14-15
    1.2.6 荷载谱动力分析  15-16
  1.3 本文的研究内容及技术意义  16-18
    1.3.1 研究内容  16-17
    1.3.2 技术路线  17-18
第二章 神经网络概念和理论基础  18-29
  2.1 引言  18-20
  2.2 神经网络理论  20-22
  2.3 神经网络分类  22-24
  2.4 神经网络应用  24-26
    2.4.1 神经网络的特点  24
    2.4.2 神经网络的应用领域  24-26
  2.5 BP神经网络  26-28
  2.6 小结  28-29
第三章 疲劳车频值谱模型  29-40
  3.1 引言  29
  3.2 疲劳车模型  29-37
  3.3 本文所采用的疲劳车频值谱模型  37-39
  3.4 小结  39-40
第四章 车辆荷载谱模型的建立  40-57
  4.1 引言  40-41
  4.2 车重模型  41-48
  4.3 车辆荷载随机过程模型  48
  4.4 伪随机数的产生与出现  48-52
    4.4.1 随机数的物理生成方法  49
    4.4.2 随机数的数学生成方法  49-52
  4.5 任意分布伪随机数的生成  52-54
  4.6 车辆荷载计算机仿真  54
  4.7 车辆横向分布及车辆运行分布模型  54-56
  4.8 主要程序  56
  4.9 小结  56-57
第五章 荷载谱动力分析  57-75
  5.1 引言  57-58
  5.2 车辆过桥动力学模型  58-67
    5.2.1 移动力模型  58-61
    5.2.2 移动质量模型  61-63
    5.2.3 移动车轮加簧上质量模型  63-67
  5.3 运动方程的解法  67-70
    5.3.1 Newmark法  67-69
    5.3.2 Wilsonθ法  69-70
    5.3.3 动力加载程序  70
  5.4 桥梁动力分析及对比  70-72
  5.5 弯矩幅计数  72-73
  5.6 小结  73-75
第六章 钢筋混凝土桥梁疲劳寿命预测  75-84
  6.1 引言  75
  6.2 疲劳损伤累积理论及疲劳寿命预测方法  75-77
    6.2.1 疲劳损伤累积理论  75-76
    6.2.2 疲劳寿命预测方法  76-77
  6.3 桥梁疲劳寿命预测  77-83
    6.3.1 贵新公路某钢筋混凝土梁桥简介  77-78
    6.3.2 S-N曲线  78-80
    6.3.3 车重荷载抽样  80-81
    6.3.4 交通量分析  81-82
    6.3.5 疲劳寿命预测  82-83
  6.4 小结  83-84
第七章 结论与展望  84-86
  7.1 结论  84
  7.2 进一步的工作  84-86
参考文献  86-90
附录  90-98
  附录A Ctype程序语句  90-96
  附录B Vehicle程序语句  96-98
致谢  98-99
攻读硕士学位期间发表的论文及科研情况  99

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 桥涵工程 > 结构原理、结构力学 > 桥梁荷载
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