公路桥梁设计荷载基本组合的分项系数值及其效应对比

为了对我国现行公路桥梁荷载基本组合分项系数取值进行研究,在分析英国、美国、加拿大、欧洲公路桥梁规范中有关荷载基本组合分项系数规定的基础上,选取我国公路常用的标准跨径板梁、T梁、组合箱梁、整体式箱梁为样本,在各国规范规定下,计算得到了恒载和汽车荷载作用下的简支梁跨中弯矩、支点剪力值效应,按各国的规范进行基本组合,并同中国规范作以对比,从而对我国公路桥梁的荷载基本组合分项系数在世界上所处的位置进行客观地评价.研究结果表明,我国在恒载分项系数的取值上处于中等水平,在汽车荷载分项系数的取值上处于较低的水平,现行规范的公路桥梁荷载基本组合的效应值处于中等水平,其方法及结论可供新规范修订时参考.     

欧洲规范中公路桥梁设计活载分析

为了在海外工程中能够合理应用欧洲规范进行公路桥梁的设计,对欧洲规范公路桥梁设计中的汽车荷载、汽车制动力、汽车离心力、风荷载和温度荷载等活载计算进行分析,并比较了其与<公路桥涵设计通用规范>(JTG D60-2004)(简称中国规范)对该类荷载计算方面的异同.以某3X16 m钢筋混凝土简支梁桥为例,分别采用欧洲规范和中国...     

基于WIM的广东省公路桥梁车辆荷载模型研究

为研究适合于广东省实际的公路桥梁车辆荷载模型,选取该省5条具有代表性的高速公路,基于动态称重(WIM)系统实测的交通轴载数据,参照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ 023-85)的方法,拟定符合广东省实际交通状况的车辆荷载参数,获得相应车辆荷载模型,并采用推荐车辆荷载模型与规范荷载模型对不同结构形式的桥梁活载效应进行对比分析.分析结果表明,按照规范原则得到的广东省实测车辆荷载总重和轴重均大于规范给定值;各种结构桥梁在推荐的车辆荷载模型作用下的活荷载效应均为规范计算值的1.4倍左右,桥梁跨径越小,活载所占设计荷载的比例越大,规范对活载效应的低估越明显.     

中美欧公路桥梁设计规范汽车荷载及作用效应对比研究

为响应我国一带一路倡议,拓展海外桥梁市场,为我国设计人员提供海外桥梁设计建议,对中美欧公路桥梁设计规范中所规定的极限状态、设计状况、汽车荷载模型、冲击系数及荷载横向分布系数计算方法进行了对比分析,并主要对汽车荷载效应及作用效应组合进行了分析计算。结果表明:对于极限状态与设计状况的分类,现行中国桥规与欧洲桥规较为类似,美国桥规对极限状态的划分与中欧桥规差异较大,且并未对设计状况进行分类;汽车荷载模式方面,中美欧公路桥梁规范的相关规定均有所差异,但都以"均布荷载+集中荷载"的模式为基础,欧洲桥规所规定的汽车荷载模型中的均布荷载集度较中国桥规与美国桥规偏大;荷载横向分布系数方面,中国桥规与欧洲桥规并未明确给出其计算方法,美国桥规则针对不同截面类型给出了相应的荷载横向分布系数计算公式。最后计算了主梁在恒载及汽车荷载下的作用效应。对于中小跨径桥梁,就汽车荷载效应及其承载能力极限状态下的效应组合而言,在多数情况下根据欧洲公路桥梁规范计算所得的作用效应较大,根据美国桥规与现行中国桥规计算所得的结果居中,根据旧版中国桥规计算所得的作用效应最小。     

南非规范与中国规范中汽车荷载对比研究

为给我国涉外桥梁工程项目设计提供参考,对我国与南非桥梁设计规范中汽车荷载效应进行对比研究。采用铰接板梁法和刚接梁法,计算常用跨径的单片简支梁在南非与中国规范汽车活载作用下的横向分布系数。在此基础上,通过对简支梁及整体式连续梁的纵向影响线加载,分析2种规范中考虑汽车活载纵、横向分布后的差异。对比发现,对于常用中小跨径的简支、连续梁,南非规范汽车活载效应均高出中国规范30%以上;对于简支T梁跨中截面及连续梁支点截面,南非规范汽车活载效应高出中国规范35%~80%。即便考虑到两国规范中汽车冲击效应计入方式的不同,南非规范汽车活载也大于中国规范规定值。     

公路桥涵通用规范汽车荷载及其响应的比较

对JTG D60-2004《公路桥涵设计通用规范》和JTG D60-2015《公路桥涵设计通用规范》规定的汽车荷载计算参数和荷载效应值进行对比,分析了其产生的荷载效应及经济效应的差别,并进一步研究了公路桥梁设计汽车荷载标准的适应性问题,取得了一些有益结论。     

BS5400公路桥梁汽车荷载研究

从荷载模式、加载模式等角度介绍了BS 5400:2-2006规定的公路汽车荷载与中国规范的公路-Ⅰ级荷载进行了荷载效应标准值的比较,并应用于乌干达KE高速公路项目2×35m跨径装配式预应力混凝土箱形连续梁桥,对比研究汽车荷载对桥梁极限承载能力设计值的影响,发现BS 5400的汽车荷载标准值远大于公路-Ⅰ级荷载,应用该荷载设计的桥梁极限承载能力大于应用公路-Ⅰ级设计的桥梁,约大25%~40%。该文研究成果可为采用英国规范设计的公路桥梁提供参考。     

钢筋混凝土公路桥梁承载力评定的中美规范对比分析

针对中美公路桥梁承载能力评定规范,对比分析了JTG/T J21-2011《公路桥梁承载能力检测评定规程》规范和美国AASHTO《The Manual for Bridge Evaluation》规范在钢筋混凝土桥梁承载力验算评定公式、评定标准、评定流程、系数取值和汽车荷载取值等方面的异同,并结合中国某在役桥梁进行了具体的计算评定。研究表明:中美规范对该桥的承载力评定结果基本一致,但美国的桥梁承载力评定结果略显保守,其检校评定系数小于中国规范计算值,安全储备略高于中国规范;对于评定流程与评定公式计算方面,中国规范相较于美国规范而言更为简明。     

极端荷载作用下公路桥梁荷载概率模型研究

我国桥梁设计规范中对极端荷载组合系数没有明确的规定,在以结构可靠度为基础的概率极限状态设计法中,由于公路桥梁各种作用比较多且大多随时间变化的范围比较大,各种作用的组合也比较复杂,所以必须选择合理的概率模型才能保证计算出真实合理的结构可靠度。通过查阅文献并结合WIM系统统计的车辆数据分析,建立了公路桥梁永久荷载及其效应概率分布模型;基于Matlab软件,在汽车车重总体服从多峰分布的基础上对实测数据进行训练拟合,建立了汽车荷载效应的概率模型并确定了汽车荷载分级加载方式,为公路桥梁可靠度研究和求解极端荷载组合系数奠定了基础。     

城市桥梁与公路桥梁的荷载标准设计对比分析

城市桥梁和公路桥梁在我国的道路建设中都有着很大的比重,对荷载问题的掌握分析是进行城市桥梁和公路桥梁设计的关键。分析了城市桥梁与公路桥梁的特点,并综述了城市桥梁与公路桥梁设计荷载标准的演化过程,从而为分析城市桥梁与公路桥梁荷载标准的相同点和差异形成基础。分别从荷载标准、汽车荷载、人群荷载、荷载组合等方面比较了城市桥梁与公路桥梁相关差别,为设计人员更好地掌握这两种标准的相同与区别提供了基础。     

独柱支撑匝道桥抗倾覆验算汽车荷载研究

为减免独柱支撑匝道桥倾覆事故的发生,对该类桥梁抗倾覆验算汽车荷载进行研究。通过对国内外相关规范汽车荷载的比较、已有该类桥梁倾覆事故的汽车荷载调查分析、重载交通汽车荷载模式下该类桥梁倾覆效应的研究,得出:对于重载交通线路,《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)汽车荷载计算的桥梁倾覆效应小,安全度不足,且随着桥梁联长的增长,安全度降低。建议在计算该类桥梁倾覆效应时,汽车荷载以加载总量为主要控制指标(可采用控制单车道折算线荷载集度的方式),具体数值应根据实际条件,就当地发生重载交通的程度确定。     

中美桥梁设计规范的内力计算比较研究

现行《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)与美国桥梁结构规范(AASHTO LRFD)是不同的体系。着重介绍AASHTO LRFD的内力设计方法和计算公式,并对2套规范作一定量的比较分析研究。结果表明两者计算出的承载力基本相同,但受荷载、材料、横向分布系数、荷载效应分项系数及计算公式等影响,AASHTO LRFD计算得到的组合内力值偏大。     

我国公路桥梁汽车荷载演变与比较

对国内三个历史阶段的公路桥涵设计通用规范中有关公路桥涵汽车荷载的形式、量值、折减系数、冲击系数等以及其作用、在选定结构上的响应进行了较为系统的分析与比较。对现有规范中汽车荷载的合理性做了初步探讨。最后提出了今后可能的发展趋势。     

城市轨道交通桥梁设计活载图式研究

城市轨道交通列车制式、运行方式、站点设计等与传统的运输方式不同,其活载图式的选择对线路总投资会有直接的影响。根据现阶段国内外有关经验及机车车辆实际情况,对计算跨度10～80m简支梁不同活载图式作用下的换算均布活载效应进行了综合比较。通过理论分析及计算,建议采用0.6UIC作为城市轨道交通工程桥梁活载图式。     

考虑车道荷载差异的多车道桥梁横向折减系数

为考虑车道荷载差异对多车道桥梁横向折减系数的影响，提出横向折减系数的多系数表达模式，并改进基于独立重复试验的相遇车道荷载方法以进行系数校核。首先，引入反映车道荷载差异性的车道修正系数和体现多车道荷载相遇概率的车道组合系数，形成横向折减系数的多系数表达模式。其次，改进目前常用的基于独立重复试验的相遇车道荷载方法，将车道交通流量及荷载分布的差异性涵盖进来。随后，参数化研究横向折减系数的关键影响参量，包括货车通过控制断面的平均时间、荷载重现期、车道交通量和车道荷载分布等。最后，基于某高速公路实测动态称重数据，给出采用该方法校核横向折减系数的详细过程，并与传统方法及JTG D60-2015规范方法所得结果进行对比。研究表明：所提出的改进相遇车道荷载方法，摈弃了传统方法中车重正态分布、车道荷载同分布、最大观测车重与均值3.5倍偏差关系等备受质疑的假设，是更一般性的解答。参数化分析表明：货车通过控制断面的平均时间和荷载重现期对结果影响很小，货车荷载模型及其在车道间差异性则影响很显著，说明对车道荷载分布规律进行准确建模的重要性。实测车道货车荷载数据统计发现：货车的交通量和荷载分布在车道之间具有明显的差异，传统方法和规范方法给出的横向折减系数均高估了实际情况，最大达19%，可能造成设计与管养资源的浪费；而基于该方法校核的横向折减系数，更能深入揭示各车道荷载的贡献规律，准确反映不同车道组合作用下的荷载横向折减规律，具有显著的工程应用价值。     

道路综合杆扩大基础优化设计

结合上海市道路合杆工程,对比分析了不同规范风荷载计算结果,给出了综合杆上部荷载参考规范及计算公式建议,并根据对大量工程实际案例的统计分析,确定了综合杆上部荷载等级划分;同时根据工程实施条件,针对性地优化设计并确定了基础类型划分.所得结果为综合杆基础设计和工程实施提供了有益参考,利于合杆工程建设.     

货车车架的等效载荷简化

为了探讨货车的货箱和车架荷的简化问题，设计和制作箱－车架模拟试验装置，通过试验证明了货箱和车架之间的相互作用力是以集中力形式传递的，并且货箱的结构形式对车架的受力有显著影响，为了进一步验证模拟试验的结论，等效载荷的简化模型是可行的，实际车架结构的应力计算也进一步支持了货箱－车架模拟试验的结论。     

桥梁冲击系数理论研究和应用进展

为推动桥梁冲击系数理论和应用研究的进一步深入开展,从计算方法、理论与数值模拟、现场试验与测试3个方面系统梳理国内外公路、城市和铁路桥梁工程领域冲击系数（或动力系数）的研究进展,并探讨其不足和发展趋势。计算方法方面,从桥梁冲击系数的定义出发,详细阐述典型国家最新规范冲击系数表达式;理论与数值模拟方面,分析了车辆参数、桥梁参数、桥面不平整度（或轨道不平顺）等对桥梁冲击系数的影响;现场试验与测试方面,分别综述了冲击系数的测试方法、数据处理手段及相关试验研究成果。研究表明：各国公路与铁路桥梁规范的冲击系数（动力系数）多由试验统计回归得到,但计算公式各不相同,公路桥梁冲击系数表达式较为简洁,铁路桥梁冲击系数计算公式较为复杂;有限元技术以及车-桥耦合振动理论的发展使得结构动力响应的数值模拟和求解更加精确化和高效化;中小跨径桥梁的整体冲击系数及大跨径桥梁中吊杆、拉索等局部构件的冲击系数是研究重点;影响冲击系数的各因素之间存在交叉影响,需要对不同结构、不同效应及不同截面的冲击系数进行现场试验测试和概率统计分析;设计规范中的冲击系数值不宜作为实际桥梁动力使用性能的直接评价指标;需要建立冲击系数试验分析技术的标准;非接触、抗干扰、高精度是今后冲击系数测试技术的发展方向。     

U型车箱载荷计算方法的应用研究

为了寻求一种较为科学的U型车箱面板载荷计算方法,先采用多种土压力理论对车箱各面板进行载荷的计算,而后利用载荷计算结果在A NSYS下对U型车箱进行应力分析并与试验结果进行对比,最后通过分析,找到一种较为合理的U型车箱面板的计算方法。     

基于车辆负荷度的挡位决策研究

针对货车自动变速器的特性,提出了车辆负荷度的概念,并利用模糊控制的方法,对货车制定了相应的挡位决策,解决了货车自动变速器不同于轿车自动变速器的一些关键问题。在轻型货车上实验表明,该方法对车辆载荷及环境有较强的适应性,对开发具有自主知识产权的货车电控机械式自动变速器有重要意义。