车辆荷载效应极值的研究方法综述

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车辆荷载效应极值的研究方法综述

作者：周灿赵高鹏

来源：《城市建设理论研究》2014年第09期

摘要：车辆荷载作为影响桥梁正常运营的重要因素，越来越受到关注。车辆分布模型右尾部所代表的重车和超重车对桥梁的安全性威胁更加明显，研究车辆荷载分布模型尾部的方法将直接影响对重车和超重车研究的可靠性。

关键词：荷载效应；Rice公式；截口分布；极值理论

中图分类号:F407.472 文献标识码：A

0引言

车辆荷载极其效应是公路桥梁设计的重要技术指标，它反映了某个时期内桥梁运输载重的实际情况并能荷载发展趋势的预测通过基础。尤其是车辆荷载分布的尾部，代表了重车和超重车，其对桥梁的正常使用和安全性能具有重大影响，所以有必要对其进行专门研究，这可以再桥梁设计评估过程中给工程技术人员提供参考。

车辆荷载效应极值研究方法

现在国内外处理车辆荷载分布尾部的方法多种多样，但比较常用的方法一般有以下三种：

方法一：Rice公式外推荷载效应法。该方法假定车辆荷载效应为平稳高斯过程，采用影响线加载法得出车辆荷载效应函数，而后计算出车辆荷载效应的穿越概率直方图，运用Rice公式拟合超越率直方图的尾部，从而外推得出重现期内的车辆荷载效应值。

方法二：截口分布处理法。该方法通过实地调查得到的车辆荷载样本计算车辆荷载效应，随机抽取一定数量荷载效应样本，利用K-S检验并通过一些列假设得到车辆荷载在设计基准期内的截口分布，并取截口分布的某一目标分位值作为设计基准期内的荷载效应极值。

方法三：极值理论分析法。该方法即采用极值分析理论来构建车辆荷载模型，极值理论专门针对尾部样本拟合分布，即便在随机变量位于分布尾部的样本数量很少的情况下，也能够准确地、科学地识别分布尾部的形状与统计特征。采用POT（Peak Over Threshold）方法来估计推断运营车辆荷载的最大值。

上述三种方法的共同特点是都不要基于实际车辆荷载调查，对数据样本进行统计分析，再通过影响线加载得到实际车辆荷载效应，从而进一步得到相应的车辆荷载极值。下文将逐一介绍这三种方法并对其进行系统分析。