【正文】 析車輛的荷載效應(yīng)，因此在交通流研究中并未對軸重進(jìn)行統(tǒng)計。 因此，本文采用交通流動力學(xué)模型建立車流參數(shù)之間的關(guān)系，得出運(yùn)行狀況中參數(shù)的變化，由蒙特卡羅法按照交通量的大小 以及交通流的車型組合生成不依賴于車輛運(yùn)行狀態(tài)的過橋車流參數(shù)，可模擬出實際車流的荷載效應(yīng)。這些概率模型與車道中的車輛類型組成、車輛間的相互影響相關(guān)，但實際計算中并未考慮這些因素的影響。由于設(shè)計荷載標(biāo)準(zhǔn)適用于橋梁設(shè)計，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及其交通需求的增長，實際運(yùn)營荷載常常與設(shè)計荷載相差較大，上世紀(jì)六七十年代建造的橋梁目前已很難滿足現(xiàn)在的荷載需求，故應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有橋梁的實際通行狀況進(jìn)行荷載估計?，F(xiàn)階段對于車輛荷載的研究，通常采用荷載設(shè)計規(guī)范規(guī)定的車輛荷載計算荷載效應(yīng)；或通過對橋梁通行的車輛調(diào)查得到荷載譜，通過荷載譜進(jìn)行加載計算。類似事故不勝枚舉，由于超重車輛日益增多，超載問題屢禁不止，各大城市交通日益擁堵等現(xiàn)象，導(dǎo)致我國橋梁超負(fù)荷使用這一問題更為嚴(yán)重，現(xiàn)役橋梁 “帶病工作 ”、 “小馬拉大車 ”現(xiàn)象的普遍存在。 廣州大學(xué)碩士學(xué)位論文 2 比如， 107 國道鄭州段 30 公里瀝青混凝土路段于 1989 年 10 月建成通車，總投資6500 萬元，路面因超載運(yùn)輸?shù)仍蜻^早破壞，據(jù)統(tǒng)計，截至 1997 年，路面維修費(fèi)用達(dá)到 9000 萬元；又如， 山東省 煙威高速公路軫格莊至酒館收費(fèi)站段間約 公里的路段于 1994 年竣工通車，由于流量大、車輛超載，于 2021 年 3~11 月進(jìn)行封閉維修，維修總投資約 億元，共鋪筑混凝土路面 48 萬平方米，拆除、重建 36 座橋梁。美國經(jīng)試驗研究發(fā)現(xiàn)，車輛的軸載對路面的壽命影響同實際車輛軸荷載與公路設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)軸荷載之比的四次方成正比。公路橋梁設(shè)計荷載標(biāo)準(zhǔn)先后經(jīng)過五次大的提高，大多數(shù)既有橋梁設(shè)計荷載標(biāo)準(zhǔn)相對于實際運(yùn)營車輛荷載依然嚴(yán)重偏小，甚至無法滿足現(xiàn)代交通的要求，一些重載運(yùn)輸?shù)貐^(qū)或交通擁堵路段的實際運(yùn)營車輛荷載效應(yīng) 為汽車荷載效應(yīng)設(shè)計值的 ~ 倍 [1,2]，采用設(shè)計規(guī)范規(guī)定的車輛荷載來計算既有橋梁的荷載效應(yīng)明顯沒有 實際意義 。 由于國內(nèi)經(jīng)濟(jì)水平的提高以及運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展，道路的通行量和車輛軸重不斷增大。公路橋梁的總體現(xiàn)狀亦不容樂觀，危橋數(shù)量多年居高不下，亞健康橋梁比例高達(dá) 1/6~1/5。許多高速公路剛剛投入使用就出現(xiàn)了早期損害，不得不投入大量資金進(jìn)行維護(hù)。 然而，過分地追求量的提高往往難以保障質(zhì)的要求。近年來，我國的運(yùn)輸事業(yè)飛速發(fā)展，道路與橋梁作為陸上交通的兩大主力軍，無論在數(shù)量上還是在等級上都有很大程度的提高。 following model。 關(guān)鍵詞：交通流；跟馳模型；超車換道 Abstract II Abstract In the field of bridge design, researches are mainly on the structural system and the mechanical properties, but relatively small on vehicle load and its effect. Due to the types, driving characteristics and load characteristics of the vehicles through bridge is random, the simulation of the load effect of operating vehicles is very plex. The traffic flow theory is quite mature in the description of the vehicle characteristics and driving characteristics. This paper introduces traffic flow theory to better simulate and analyze the effect of bridge load by operating vehicles. First, based on the analysis of the mixed traffic parameters, established the function of model proportion and viscosity coefficient. Considering the flow rate of overtaking and lane changing, introduced the viscous drag force posed of the resistance along the way and local resistance。在此基礎(chǔ)上，求解了新模型的特征根，分析了平衡方程的超車換道率，進(jìn)而構(gòu)造了所建模型的差分格式，對速度和密度進(jìn)行離散，分析了車流參數(shù)隨時空的變化過程。交通流理論在描述車輛特性、行駛特征等方面較為成熟，本文引入交通流理論，力圖更好地模擬分析運(yùn)營車輛產(chǎn)生的橋梁荷載效應(yīng)。摘 要 I 摘 要 在橋梁 設(shè)計 的研究領(lǐng)域 中 ， 主要 以結(jié)構(gòu)體系、受力性能的研究為主，對車輛荷載及其效應(yīng)的研究相對較少。由于通過橋梁的車輛種類組成、行駛特征、荷載特性等方面都具有很強(qiáng)的隨機(jī)性，導(dǎo)致運(yùn)營車輛產(chǎn)生的荷載效應(yīng)模擬非常復(fù)雜。 首先，在對混合交通參數(shù)分析的基礎(chǔ)上，考慮超車換道流率，引入由沿程阻力和局部阻力兩部分組成的粘性阻力項 ， 建立了車型比例與粘性系數(shù)的函數(shù)關(guān)系；基于流體動力學(xué)車流模型以及車輛跟馳模型， 提出了一種流體動力學(xué)車流模型。最后，將混合交通流動力學(xué)模型與蒙特卡洛法相結(jié)合，在實測交通流量、車速、車型比例、軸距以及軸重等參數(shù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用 MATLAB 程序建立交通流參數(shù)的隨機(jī)數(shù)組，計算了隨機(jī)車流作用下的典型橋梁的運(yùn)營車輛荷載效應(yīng)。 a fluid dynamic traffic model is proposed based on fluid dynamic traffic model and vehicle following model. On this basis, this research solved the characteristic roots of the new model, analyzed the overtaking rate of the balance equation, and then constructed the difference scheme of the model. On this paper, the author analyzed the changing of traffic parameters over time and space by discrete the velocity and the density. Finally, bined the mixed traffic flow dynamics model with the Monte Carlo method, then applied the MATLAB program to establish traffic flow parameters random array and calculate the vehicle load effects under random traffic of typical bridges based on the measured traffic flow, speed, vehicle model ratio, wheelbase and axle load and other parameters statistics. Keywords: traffic flow。 overtaking 目 錄 III 目 錄 摘 要 ....................................................................................................................................... I ABSTRACT ............................................................................................................................. II 目 錄 .................................................................................................................................... III CONTENTS ............................................................................................................................. V 第一章 緒論 .............................................................................................................................. 1 研究背景及意義 .......................................................................................................... 1 國內(nèi)外交通流理論研究現(xiàn)狀 ...................................................................................... 4 國外研究現(xiàn)狀 .................................................................................................... 4 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 .................................................................................................... 6 本文研究的內(nèi)容 .......................................................................................................... 7 第二章 連續(xù)交通流模型 .......................................................................................................... 8 連續(xù)交通模型 .............................................................................................................. 8 連續(xù)性假設(shè)和比擬 ............................................................................................ 8 連續(xù)性方程 ........................................................................................................ 9 運(yùn)動微分方程 .................................................................................................. 11 交通流參數(shù)關(guān)系 ........................................................................................................ 17 本章小結(jié) .................................................................................................................... 22 第三章 混合交通流動力學(xué)模型的構(gòu)建 ................................................................................ 23 交通流特性 ................................................................................................................ 23 人的交通特性 .................................................................................................. 23 車輛的 交通特性 ......................