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直接作用在桥梁上的车辆荷载具有很强的随机性，传统的研究方法多依赖于对车速和车间距的不变性假定，对车辆荷载的随机特性的准确分析，可以给桥梁结构的可靠度分析和疲劳分析等研究提供重要的数据支持。本文以南京长江二桥3天的交通量调查数据为基础，研究了大跨桥梁随机车流各车道在不同交通流状态下的车型比例和车辆到达率;从交通控制理论的一维元胞自动机(CA)交通模型入手，结合基于实测数据的断面发车模型来模拟桥梁的随机车流，编制了随机车流模拟程序。首先统计分析目标车道的车型比例、车辆平均到达率，建立断面发车模型;然后基于元胞自动机模型（CA模型），用元胞的演变规则模拟车流行驶过程中各个车辆的速度以及它们之间车距的变化。 本研究主要内容包括：⑴引入一种基于元胞自动机(CA)模型的交通流仿真技术，结合实测数据分析结果，基于Matlab软件平台，编制了可视化的随机车流模拟程序，可以再现大跨桥梁随机车流的运行情况，且降低了实测数据统计的工作量。其原理主要是用元胞的演变规则模拟车流行驶过程中各个车辆的速度以及它们之间车距的变化，克服了传统方法过多依赖于车速和车距不变性的假定。⑵基于对南京长江二桥进行3天的交通流量直接观测，获取大量有关车型、断面发车率两个参数的随机车流样本;对本次交通流调查所采集到的车型和断面发车率两个参数样本假设的概率分布类型进行了拟合优度检验，得出两个参数的分布类型、分布参数值。⑶基于实测数据和CA模型理论模拟了大跨桥梁的随机车流，并将数值模拟结果与真实车流数据进行对比，验证了程序的合理性及正确性;进一步研究了本文方法模拟的随机车流的车间距分布类型和分布特征，发现三种交通流状态下车间距分布基本服从理想的单峰分布;利用记忆矩阵实现了对车流车辆位置和车重的记录，得出了桥断面荷载集度，为大跨桥梁局部振动响应的研究提供了数据支持，并且提出了桥面荷载输入的一种分析方法。