中美印桥梁设计规范汽车荷载比较

比较分析了中美印三国桥梁设计规范中关于汽车荷载的规定,包括名义车道划分、车道荷载、车辆荷载、冲击系数、折减系数、布载方式等方面,并通过工程实例说明三国规范中汽车荷载的差异。比较发现,汽车荷载作用下,根据美国规范算出的跨中弯矩及位移值最小,印尼规范最大,中国规范居中。     

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。     

重庆石板坡长江大桥钢-混凝土结合段疲劳试验荷载研究

针对我国公路桥梁设计规范暂无疲劳荷载规定的情况,参考英国桥梁规范BS 5400和疲劳研究成果,根据疲劳积累损伤理论,以重庆石板坡长江大桥钢-混凝土结合段疲劳试验荷载的确定为例,对公路桥梁疲劳荷载的确定方法和原则进行了研究,并给出了具体的推算方法。     

拖拉机、汽车等代荷载的计算

公路桥涵设计规范中,建议采用拖拉机、汽车等代荷载来设计桥梁,以减少计算工作量。规范中的等代荷载表,仅适用于拖拉机、汽车的技术指标和布置图式,符合规范规定的情况。但有时却要用没有列入规范中的拖拉机、汽车、汽车列车来设计,或验算某些桥梁,和其他构造物。此时,就不能使用那些现成的等代荷载表。用实际荷载进行计算,又不如用等代荷载简便。     

新老规范设计汽车荷载效应对比

鉴于新老桥梁设计汽车荷载模型的不同和对桥梁限载取值的研究,系统对比了不同时期、不同荷载等级桥梁设计汽车荷载效应的差异程度。根据不同的设计汽车荷载模型,以跨径为6～30m的简支梁桥为计算对象,分别计算汽车-10级、汽车-15级、汽车-20级、汽车-超20级以及公路-I级和公路-Ⅱ级汽车荷载作用下的跨中弯矩和支点剪力。研究结果表明：对于跨径L在6～30m内的简支梁桥,新老规范设计汽车荷载作用下的跨中弯矩随跨径的变化趋势是相同的,然而两者支点剪力的变化趋势差异很大。计算跨径越小,新老规范设计汽车荷载作用下的内力效应差值越小,利用新规范对老规范设计的桥梁进行升级加固越有利。     

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。     

独柱墩梁桥抗倾覆稳定性验算汽车荷载研究

为了彻查广东省高速公路既有独柱墩梁桥抗倾覆稳定性问题,为新建独柱墩桥梁提供设计依据,对该类桥梁的抗倾覆稳定性验算汽车荷载进行研究。根据广东省交通集团货车调查分析成果,虎门二桥荷载统计报告,同济大学对上海市车辆荷载研究成果,得出广东省现状汽车荷载模式。通过实例有限元分析对比,得出《公路桥涵设计通用规范》(JTD D60-2015)中规定的汽车荷载在验算该类桥梁倾覆时,偏不安全,且随着联长的增长,安全度降低。发现该类桥梁的汽车荷载产生的倾覆效应与其荷载总量有近似比例关系,与其荷载模式关系不大,并提出以公路-1级汽车荷载乘以3.4倍的分项系数为验算汽车荷载。     

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。     

多车道桥梁汽车荷载横向折减系数研究

国内外现行桥梁设计规范均对8车道以内的车辆荷载横向折减系数有所规定,对于大于8车道的横向折减系数需要进行专门研究。通过比较各国桥梁设计标准中汽车荷载多车道横向折减系数,进而通过概率理论分析求解多车道汽车荷载的横向折减规律,最后基于实测的交通汽车荷载数据,在选取的多跨连续梁桥上进行不同控制截面控制内力效应的横向折减系数计算。研究表明,目前国内现行规范规定的横向折减系数处于各国规范的平均水平,基于全国车流量统计数据对多车道横向折减系数进行理论分析的结果与现行规范基本一致,随着车流量的增加有增大的趋势,此外,基于实测车流量算得的不同跨度的桥梁控制截面内力效应对应的横向折减系数也有所差别。     

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。     

汽车荷载等级提高对空心板旧桥的影响

湖南醴陵市双河口大桥原设计为公路-Ⅱ级简支空心板桥,新规范JTG B01-2014《公路工程技术标准》对桥梁汽车荷载进行了调整,按新规范中规定需将二级公路上桥梁的汽车荷载等级由原来的公路-Ⅱ级提高到公路-Ⅰ级。为验证该桥空心板是否能继续利用,文中先对其上部结构分别按公路-Ⅰ级和公路-Ⅱ级荷载进行结构验算及对比分析,结果显示荷载等级提高到公路-Ⅰ级时空心板结构不再满足规范要求;然后对该桥空心板在公路-Ⅰ级汽车荷载作用下的静、动载试验实测结果与理论计算值进行对比,结果显示原桥结构完全满足规范要求。     

常规跨径钢板组合梁桥中欧规范汽车荷载效应对比研究

钢板组合梁可充分发挥钢材和混凝土的材料优势,为给我国桥梁设计人员设计海外钢板组合梁桥提供建议,对《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2015)及欧洲桥规(Eurocode—Basic of Structural Design、Eurocode 1:Actions on Structures—Part 2:Traffic Loads on Bridges)中常规跨径钢板组合梁汽车荷载效应进行对比。分析了中欧桥梁设计规范中汽车荷载模式、横向多车道折减效应、冲击系数、荷载组合等规定的异同,采用2种规范计算常规跨径钢板组合梁在汽车荷载及基本组合、频遇组合作用下的主梁弯矩。结果表明：欧洲桥规规定4种汽车荷载模式,已考虑冲击系数和横向车道折减,中国桥规规定了车道荷载和车辆荷载2种汽车荷载,计算汽车荷载效应后期需考虑冲击系数和横向车道折减;2种规范极限状态和设计状况规定一致,区别在于作用分项系数和可变作用组合系数取值;多片主梁钢板组合梁的边梁弯矩最大,单独考虑汽车荷载时,欧洲桥规计算的主梁最大弯矩比中国桥规大35%～36%;在考虑荷载组合时,欧洲桥规主梁最大弯矩计算结果在基本组合作用下比中国桥...     

关于公路桥梁汽车荷载的讨论

俄罗斯在2009年着手对桥涵设计规范进行修订,关于汽车荷载形式的采用问题引起了争论。一种观点认为继续沿用原设计规范中的车道荷载,即均布荷载和集中荷载组成的一种虚拟荷载。另一种观点则认为应采用由标准车组成车列的汽车活载。后者的理由是,在上世纪80年代以前的工作条件下,采用车列荷载对于影响线的加载非常不便,但现阶段的条件下采用计算机分析软件对影响线进行加载并找出最不利加载位置已经非常容易。而采用车道荷载时,对于不同跨径、不同影响线形状的条件下与加载车列荷载相比会得到不同的效应。本文介绍了前苏联桥涵规范中规定汽车荷载的发展历史,并通过理论分析对两种形式的荷载作用下不同桥跨的效应进行了比较,得出了两种形式荷载作用下结构响应相对于跨径的变化规律,总结了两种荷载形式的优点和缺点。     

傅山路云中河大桥力学性能分析

采用MIDAS/Civil有限元软件建立傅山路云中河大桥—5跨下承式复式钢箱系杆拱梁组合桥的空间有限元计算模型,分2种工况计算该桥在永久作用效应和永久作用效应十可变作用效应下的桥梁力学性能,计算结果表明:该下承式复式钢箱系杆拱梁组合桥的主梁最大压应力值为-14 MPa,拱肋最大压应力值为-148 MPa,均小于材料的设计抗压强度;吊杆安全系数最小值为3.1,满足桥梁规范关于吊杆最小安全系数不得小于2.5的规定,具有较大的安全储备;该桥梁在汽车荷载作用下位移满足桥梁设计规范关于正常使用极限状态下的变形要求;并采用Lanczos法对该桥进行动力特性分析.计算结果已为该拱桥的设计复核提供了参考.     

大跨径公路钢斜拉桥索梁锚固区疲劳试验荷载研究

针对我国公路桥梁设计规范暂无疲劳荷载规定的情况．参考国外规范和研究成果,根据疲劳积累损伤理论．以苏通大桥索梁锚固区疲劳试验荷载的确定为例．对公路桥梁疲劳荷载的确定方法和原则进行了研究,并给出了具体的推算方法。     

中欧规范桥梁结构风荷载计算方法对比研究

随着中国国际贸易的不断发展,中国桥梁结构设计人员承担涉外桥梁设计工作的机会越来越多,对比和了解中国规范和国际通用规范之间的差异具有紧迫性。该文通过对比JTG/T 3360-01-2018《公路桥梁抗风设计规范》和欧洲风荷载规范(EN 1991-1-4:2005)的风荷载计算方法并结合算例分析,得到的结论可供中国桥梁结构设计人员参考。     

公铁两用悬索桥可靠度分析

为验证文献[1]以五峰山长江大桥为研究背景提出的公铁两用悬索桥多线列车荷载折减系数和文献[2]提出的汽车荷载和风荷载组合值系数的合理性,对五峰山长江大桥和刚好满足铁路桥梁设计规范要求时公铁两用悬索桥吊索和主缆的可靠度进行了分析。分析结果表明:基于上述系数计算的五峰山长江大桥吊索和主缆的可靠指标为7.8和8.6;当只考虑桥梁上的列车荷载、按照文献[1]提出的多线列车荷载折减系数和铁路桥梁设计规范表达式进行设计时,两线、三线和四线悬索桥吊索和主缆的可靠度水平是一致的;同样,当考虑列车荷载与汽车荷载组合及列车荷载与汽车荷载和风荷载组合、按照文献[2]提出的汽车荷载和风荷载组合值系数与铁路桥梁设计规范表达式进行设计时,悬索桥吊索和主缆的可靠度水平是一致的。     

各国设计规范中水平向汽车荷载的比较

随着我国对外建设投资规模的逐年增大和国际市场的一体化趋势,我国设计单位遇到了前所未有的开拓国际设计-施工总承包市场的机遇。面对国际建筑市场带来的机遇与挑战,需要掌握国际上流行的各国常用设计规范,如:英国传统规范British standard、法国传统规范Fascicule,和近年来欧洲标准化委员会制定并力推的欧洲规范Eurocode,以满足国际市场业主的各类要求。现重点介绍上述三种规范中关于水平向汽车荷载的规定,并对其进行了综合总结和比较分析,便于桥梁工程师在面对国际工程设计时进行参考应用。     

基于不同规范的中小跨径梁桥汽车荷载效应分析

采用midas Civil建立不同跨径空心板梁桥与T梁桥的空间梁格有限元模型,对比分析不同版本桥梁设计规范中定义的汽车荷载对桥梁内力与挠度的影响。分析表明:对于10~50m跨径的简支梁桥,《15规范》相比《04规范》和《89规范》,在汽车荷载作用下的弯矩、剪力、挠度效应分别提高了1.00~1.31倍、1.00~1.32倍、1.00~1.29倍和1.15~1.40倍、1.17~1.57倍、1.05~1.33倍。对不同跨径简支梁桥,跨径越小,荷载效应提升越明显。对同等跨径简支梁桥,荷载效应提高系数变化规律为:剪力提高系数弯矩提高系数挠度提高系数。     

高速公路桥梁收费站前拥堵车辆荷载评估

因收费排队,使得桥上汽车间距减小,桥梁全宽、全长满布荷载及行车集中制动的概率大大增加,实际运营状态的汽车荷载分布模式与规范规定的荷载有很大区别。该文以《公路桥涵设计通用规范》(JTJ 021-89)的荷载模式为基础,根据收费广场荷载分布的特殊性,对实际交通状况进行了调研、统计和分析;研究了因交通量增加、大吨位车辆多和轴荷分布变化引起的汽车活载修正,汽车荷载横向分布系数的修正,汽车纵向布置的调整,以及汽车制动力系数的调整等内容。某大桥引桥桥头段拟改、扩建为收费广场,按前述分析为基础建立了新荷载标准(模式),为大桥旧桥改造和新建拼宽结构进行评估提供依据。该实例可供同类工程参考。