乌干达公路规范体系介绍

随着在乌干达市场勘察设计业务的逐步拓展,为了更好地总结设计经验,中交第一公路勘察设计研究院有限公司海外事业部与科信部于2014年3月出版了乌干达公路规范,在此背景下,该文对乌干达公路规范的组成进了初步介绍,对乌干达公路几何设计手册、排水设计手册、路面设计手册、桥梁设计手册以及施工通用规范的适用范围,主要特点以及应用情况做了分析,对在乌干达当地及周边国家开展后续项目有一定参考价值。     

公路桥梁标准疲劳车辆荷载研究

为推导我国公路桥梁疲劳设计荷载标准,根据我国现有高速公路交通车辆荷载的调研数据,以等损伤度为理论基准,得出适用于不同地区的公路疲劳车辆荷载典型车式样,以上述疲劳典型车辆为蓝本,建立典型跨径的公路桥梁疲劳验算模型,进行构件疲劳损伤度计算,确定相应的公路桥梁疲劳车辆荷载标准车式样及对应跨径(或影响线长度)的纵向修正系数,由此构成完整的公路桥梁标准疲劳车辆荷载谱.这一结论为疲劳设计提供了标准车辆荷载谱,填补我国公路桥梁疲劳设计的空白.     

公路桥梁车辆荷载概率模型研究(二)——计重收费地区和强制治超地区

为了解我国近年公路桥梁车辆荷载的情况,对非治超地区、计重收费地区和强制治超地区的车辆荷载数据进行了统计分析。分析表明,通过所有路段的车辆荷载服从多峰分布。本文用4个正态分布的加权和对非治超地区和计重收费地区车辆荷载的概率分布进行模拟,用6个正态分布的加权和对强制治超地区的车辆荷载的概率分布进行模拟。另外,为准确描述对桥梁安全起控制作用的重型车辆的荷载,采用分段函数模拟非治超地区车辆的概率分布。车辆荷载在不同时段内的最大值概率分布均可由极值I型描述。     

车辆荷载作用下连续梁桥动力响应仿真分析

为研究桥梁在移动车辆荷载作用下的动力特性和承载能力,以某连续梁桥为计算实例,采用大型通用有限元软件ANSYS建立了质量-弹簧的车辆模型和桥梁结构的有限元模型,用时程分析法分析了车辆荷载作用下连续梁桥的动力响应特征,着重探讨了车辆刚度、车辆质量、行车速度等车辆荷载因素对连续梁桥动力响应的影响规律,并提出相应结论.     

公路桥梁车辆荷载概率模型研究(一)——非治超地区

为了解我国近年公路桥梁车辆荷载的情况,对非治超地区、计重收费地区和强制治超地区的车辆荷载数据进行了统计分析。分析表明,通过所有路段的车辆荷载服从多峰分布。本文用4个正态分布的加权和对非治超地区和计重收费地区车辆荷载的概率分布进行模拟,用6个正态分布的加权和对强制治超地区车辆荷载的概率分布进行模拟。另外,为准确描述对桥梁安全起控制作用的重型车辆荷载,采用分段函数模拟非治超地区车辆的概率分布。车辆荷载在不同时段内的最大值概率分布均可由极值I型描述。     

车辆荷载下多车道横向折减系数的计算和分析

根据近几年我国主要干道的车辆荷载实测数据,对不同测点的车辆总重进行了统计分析,建立了不同测点车辆荷载的总体概率模型及截尾概率模型。在此基础上,采用概率方法对车辆荷载服从非正态分布的多车道横向折减系数进行了计算和分析,给出多车道横向折减系数建议值,并与规范规定的数值进行对比。结果表明:不同测点车辆荷载的总体概率分布服从多峰分布,概率密度函数可用1个对数正态和3个正态概率密度的加权和表示;左截尾概率分布服从对数正态分布。设计基准期内最大值的概率分布服从对数正态分布。车辆荷载按多峰分布计算的三车道、四车道、五车道、六车道、七车道、八车道横向折减系数分别为0.95,0.85,0.78,0.74,0.73,0.69,车辆荷载按截尾分布计算的三车道、四车道、五车道、六车道、七车道、八车道横向折减系数分别为0.86,0.73,0.62,0.57,0.56,0.50,均不小于《公路桥涵设计通用规范》规定的数值。     

车辆扰动下高架道路声屏障风荷载的数值模拟

对车辆扰动下高架道路声屏障屏体表面风荷载进行了数值模拟分析,获得了车辆经过时作用于屏体表面的典型的风压荷载时程。通过参数分析给出了屏体不同位置风压荷载的差异及原因。通过对屏体表面极值风压荷载的深入分析得出：现行采用声屏障所在地区50年一遇基本风压作为其设计控制荷载是不合理和不安全的。     

基于监测的拱桥吊杆车辆荷载效应模型

针对目前尚无拱桥吊杆车辆荷载效应概率模型的问题,利用监测数据研究建立了拱桥吊杆实际车辆荷载效应模型。介绍了某钢管混凝土拱桥吊杆车辆荷载效应监测系统的组成模块及各模块的功能,通过监测系统采集获得了579个吊杆实测车辆荷载效应监测数据。以所得监测数据为研究对象。采用统计方法,分析了吊杆实际车辆荷载效应截口分布类型;采用蒙特卡罗模拟法,分析了设计基准期内吊杆车辆荷载效应最大值分布类型。结果表明,拱桥吊杆车辆荷载效应截口分布服从对数正态分布;设计基准期内车辆荷载效应最大值服从广义极值分布;利用监测数据建立的吊杆车辆荷载效应模型可以较好地反映桥梁的实际车辆荷载情况。     

正交异性桥面板的局部分析

正交异性桥面板各向异性,受力复杂,计算方法尚未完善。本文采用大型通用有限元软件ANSYS建立了某特大悬索桥桥面结构,在仅车辆荷载作用下,计算分析了桥面各构件的受力状况。计算结果表明:使用有限元方法能合理的反映正交异性桥面板的实际受力状况,在车辆荷载作用下桥面各构件均满足设计要求。     

基于强度折减弹塑性有限元方法的路堤稳定性分析

以大型通用有限元分析软件ABAQUS作为平台,通过二次开发建立了能够自动搜索安全系数与相应失稳机理的边坡稳定弹塑性有限元分析模型.以数值计算迭代不收敛作为失稳判据,对路堤边坡的稳定性进行了变动参数计算与对比分析;进而针对车辆荷载作用下的路堤边坡及多级路堤边坡的稳定性进行了数值分析.结果表明:车辆荷载作用下的路堤边坡稳定性明显降低,但其破坏模式仍为典型的对称式滑移破坏;有限元数值计算迭代不收敛判据适用于车辆荷载下的路堤及多级路堤的稳定性分析.     

广西地区高速公路桥梁疲劳荷载谱研究

利用动态称重系统获取了南友高速公路的车辆荷载数据,基于疲劳损伤等效原理推导出反映广西地区实际交通特征的疲劳荷载谱,分析了典型样式车引起的疲劳损伤与影响线长度的关系,研究结果表明疲劳损伤占比最大的车型随影响线长度不同而改变。最后,通过对规范标准疲劳车与本文提出的疲劳荷载谱引起的疲劳损伤进行比较分析,提出了广西地区高速公路桥梁进行疲劳设计的损伤修正系数建议值,以供设计人员参考。     

公路钢筋混凝土桥梁正常工作年限计算方法及影响因素分析

针对目前公路桥梁设计规范中未提到的车辆反复荷载下的工作年限,本研究提出了正常工作年限的概念。为了判断工作年限是否满足设计年限要求,本研究以公路钢筋混凝土桥梁为研究对象,提出了一种快速计算桥梁工作年限的方法。该方法以基于Miner累积损伤准则的等效等幅应力幅法为基础,计算在车辆荷载作用下桥梁结构的累积损伤,并通过获取累积损伤与作用次数的关系,得到结构年均损伤度,由此得到桥梁工作年限。本研究将此方法应用于T梁桥的计算中,分析了跨径、横隔板、配筋率、车辆荷载、S-N曲线方程对工作年限的影响。计算结果表明:车辆荷载模型与S-N曲线方程这两个因素决定了工作年限的准确性,按照规范中的车辆荷载模型计算得到的年限远大于设计年限,而由于调查荷载的区域性差别很大,江苏和辽宁地区相比贵州地区,由于35 t以上重车车流量大,导致工作年限不满足规范要求;随着跨径的增大,T梁桥的工作年限相应增大,这与配筋率随着跨径增大而增大有关;横隔板的设置及受拉钢筋的配筋率对工作年限影响很大,不设横隔板比设置横隔板的工作年限降低了18%～63%;配筋率越低,工作年限降低速率越大。     

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。     

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。     

乌干达KE项目沼泽区桥梁基础设计与施工

沼泽区域在东非地区分布广泛,其软弱性土质对公路的路基路面,桥涵结构物都带来了不同的危害。桥梁桩长较长,施工困难等因素使这种地区的公路设计施工人员感到棘手。因此,沼泽区内桥梁下部结构的设计就成为了设计中的重点和难点。该文以乌干达KE项目Nambigirwa沼泽桥为背景,介绍了沼泽区域软弱土地区桥梁桩基础的设计和施工,为今后在乌干达等东非地区沼泽湿地桥梁基础设计及施工提供参考依据。     

乌干达KE项目路基排水系统设计

水是危害路基稳定的主要自然因素之一,排水系统设计向来都是公路设计中重要的一环。国外项目由于所处自然环境,当地自然水系特点等与国内不尽相同,在设计时需要结合当地特点,而不能照搬国内经验。该文通过介绍乌干达KE项目排水设计中的一些要点,以期对以后海外类似环境地区的公路排水设计起到一定的借鉴作用。     

动态交通荷载监测系统在桥梁工程中的应用

以某斜拉桥健康监测系统为基础,介绍了动态交通荷载监测系统的应用。通过动态交通荷载监测系统,得到特定情况下行驶车辆的出现及车辆的重量、车速、轴距、车辆类型以及有关车辆的其他参数。同时通过实际车辆荷载作用下桥梁结构响应与计算值的比对,得出桥梁结构实际承载能力情况,为今后该地区公路桥梁的运营提供真实的荷载依据,同时也为桥梁结构整体性能评价提供参考。     

桥梁车辆荷载效应极值计算方法综述

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。确定设计基准期内的车辆荷载效应极值可以对桥梁评估和可靠度分析提供依据。简要介绍桥梁车辆荷载效应极值计算理论的发展概况,并对国内外各种确定车辆荷载效应极值的方法进行了系统分析,同时对各种方法的特点和局限性进行了阐述。     

白涧河大桥车辆荷载模型研究

为了计算白涧河大桥汽车荷载模型，基于健康监测系统的汽车荷载数据，统计车型、车重、轴距等信息并进行数据处理图表化，获取其概率密度分布情况。同时结合国家现行规范及有限元计算方法计算得到相对于规范的汽车荷载模型参数。结果表明：车型按照汽车型号主要以2轴和6轴车为主，所占比例均约为48%。上下行车辆数量相当，行车道车辆数远高于超车道。行车道以2轴车为主，超车道以6轴车为主。超车道车重概率密度分布服从混合高斯分布，行车道车重概率分布服从威布尔分布。根据实际检测到的汽车荷载效应，得出适用于白涧河大桥的汽车荷载模型取《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2015)公路—Ⅰ级汽车荷载的1.1倍。     

桥梁汽车活载特征分析与设计值研究

该文对北京市近年来车辆荷载的类型及轴载数据进行了详细的分析与处理,选取了具有代表性的实测荷载数据,采用一定的计算方法对其进行分析后,得出实际车辆荷载的计算代表值,并与规范设计值进行了对比,总结了两者之间车辆荷载的特征与差异,并提出了北京地区的汽车设计荷载建议值,可为北京地区的桥梁维修加固及未来北京地区制定汽车荷载设计规范的地方标准提供参考。