中英现行桥梁规范汽车载荷对比研究

为适应海外工程建设的需要和为桥梁设计规范的修订提供参考,对比研究英国桥梁设计规范(BS5400-2-2006)与中国现行桥梁设计规范关于汽车荷载的模式和相关规定。基于可靠度理论,深入探究了中英两国规范关于汽车荷载模式的制定依据及其理论背景。在此基础上,总结了两国规范关于汽车设计荷载模式及其效应的异同,并通过算例比较两国规范关于汽车荷载的应用差异。     

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。     

基于欧洲规范的装配式T梁结构计算分析

为促进我国桥梁建设企业熟悉欧洲规范,对在国外推广应用装配式T梁桥(常采用欧洲规范设计)提供指导,阐述欧洲规范桥梁结构设计中的材料强度指标、作用效应组合,结合某装配式T梁桥的上部结构设计实例,介绍基于欧洲规范进行承载能力和正常使用极限状态设计验算内容。分析表明:采用欧洲规范计算分析装配式T梁时,需根据规范确定各项材料的强度指标、车辆荷载模型以及作用效应组合各分项系数;欧洲规范中结构整体和局部分析采用的荷载一般包含双轴集中力系统和均布荷载,荷载取值中已计入冲击效应;在承载能力验算中,主要进行抗弯和抗剪强度验算;在正常使用极限状态设计验算中,除需进行挠度和裂缝验算外,还应对混凝土及钢筋应力进行验算。     

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。     

多车道桥梁交通荷载特性及结构响应研究

多车道公路桥梁各行驶车道的车流和荷载特性分布具有显著的差异性,由这些差异性引起的结构响应特性应是桥梁管养关注的重点。根据某单向4车道高速公路实测的WIM数据,分析其运营阶段的交通荷载特性,及在实际车流荷载作用下桥梁结构的真实响应。研究结果表明:不同行驶车道的车型分布具有显著差异性,90%以上的货车偏向于外侧两个车道行驶;车辆总重和轴重水平较规范基础数据有明显的提高;各行驶车道随机车流产生的荷载效应最大值基本大于规范值,外侧车道上荷载效应远大于内侧超车道,说明目前规范基于车道荷载独立同分布的假定与实际情况不相符,车辆荷载模型已无法满足实际的结构设计评估要求,建议修正。     

中英规范汽车荷载效应与桥梁跨径的比较分析

以非洲加纳共和国索芙兰立交枢纽工程为计算实例,对比分析了中国桥梁规范和英国桥梁规范中汽车荷载标准值效应与跨径的关系。研究发现,中英汽车荷载效应不同跨径对应的差别变化较大;英国规范HB荷载比我国车辆荷载取值灵活且大于我国车辆荷载;英国规范中当HA荷载与HB荷载进行组合加载时,总的荷载效应远大于我国车道荷载效应。     

基于中法规范的连续实心板梁桥内力分析对比研究

由于非洲地区大部分国家采用法国规范,与中国规范存在差异,因此对比中、法桥梁规范的设计差异具有重要意义。文中以非洲某钢筋混凝土连续实心板梁桥为设计依据,通过对比两国规范下结构极限状态、设计荷载,以及荷载组合的差异,对该桥上部结构进行了内力对比与承载能力极限状态验算对比。通过对比分析得出：在承载能力极限状态下,中国规范内力值比法国规范大8%,在正常使用极限状态下,法国规范内力值比中国规范大32%;结构验算表明中国规范的承载能力值大于法国规范。中国规范的截面富余度大于法国规范,表明中国规范的结构设计安全性高于法国规范。在保证相同安全储备时,中国规范耗费的材料更少,经济性更好。     

苏拉马都跨海大桥设计准则研究

以中国桥梁设计规范为依托,并借鉴国外相关规范的规定,对苏拉马都跨海大桥主桥和引桥的设计准则进行研究,包括材料参数、荷载作用、结构验算、抗风稳定性、结构耐久性、疲劳设计等内容,规定了设计参数取值、计算方法和构造要求,为结构设计提供指导。     

基于新维改进灰色马尔科夫预测模型的现役桥梁荷载预测

根据公路桥梁荷载的特点,采用新维改进灰色马尔科夫模型进行公路桥梁荷载预测.通过实例预测结果和实测结果比较可知,应用该预测模型对桥梁荷载进行预测,其预测精度、准确度较高,本荷载预测模型可以直接应用于桥梁结构设计和耐久性研究.     

钢-混凝土组合梁桥温度场与温度效应研究综述

组合结构桥梁由热工性能差异显著的钢材和混凝土构成,温度效应往往成为控制其设计和应用的关键因素,因此,对其温度场和温度效应进行准确地计算与评估具有重要的科研价值与工程意义。对组合结构桥梁温度场与温度效应开展了综述研究。首先,对各国桥梁规范温度荷载的规定进行归纳对比,讨论不同规范中温度荷载计算方法的特点,总结中国现有规范对全国气候划分的分辨率不足、对日照辐射的考虑不够完善等有待提升之处;其次,对国内外桥梁温度场与温度效应研究的发展与现状进行调研,重点分析中国钢-混凝土组合结构桥梁温度场与温度效应的研究进展,对现有研究的不足进行讨论;再次,提出基于可靠度理论的组合结构桥梁设计温度荷载模型,可使用气象部门统计的温度统计资料,通过MATLAB高效数值模型计算形成组合结构桥梁温度场时程数据,进一步利用极值模型获得桥梁设计的温度荷载代表值,快速、高效地实现对桥梁地理信息、结构参数等因素的考虑;最后,以北京地区典型3跨连续直线组合梁桥为算例,对连续钢-混凝土组合桥梁的温度效应展开研究。提出的基于可靠度理论与MATLAB的钢-混凝土组合结构桥梁设计温度荷载模型,可实现任意地区组合结构桥梁温度场的精确计算并显著提升计算效率。     

桥梁荷载试验在旧桥加固中的应用研究

本文主要针对桥梁荷载试验在旧桥加固中应用,结合某旧简支T梁桥为具体的工程实例,加固前采用汽-15荷载标准进行荷载试验,试验结果表明该旧桥满足汽-15荷载标准,但是不满足现行规范公路-II级,需要加固,加固后,通过荷载试验来检验承载能力是否满足公路-II级,试验结果表明加固后桥梁满足现行规范荷载等级公路-II级,从而为该桥加固验收提供依据。因此,荷载试验能为桥梁养护部门在桥梁加固方面提供科学的依据。     

香港与内地关于大跨度斜拉桥荷载试验的比较

目前,在各种评定桥梁结构状态的方法中,荷载试验仍然是较为直接的方法,比较香港昂船洲大桥、苏通长江大桥、武汉天兴洲长江大桥的成桥荷载试验异同点发现:香港昂船洲大桥在桥梁结构设计时就已包含健康监测系统的设计,其成桥荷载试验基于英国规范,兼有通车鉴定、为健康监测有限元模型修正提供参数、检定健康监测硬件系统等多样化的目标;内地荷载试验基于相关检测规范,主要面向于竣工验收.建议内地的荷载试验项目考虑有限元模型修正的工作,将修正后的有限元模型作为荷载试验的成果之一提交,为桥梁后续承载力评估提供连续一致的原始资料.对于确定安装健康监测系统的特大型桥梁,应使该系统对桥梁结构的全寿命周期提供连续监测,进而提高管养水平.     

钢箱拱肋组合梁桥面系提篮拱桥结构计算的几点探讨

我国现行的公路、铁路桥梁钢结构设计规范落后于桥梁建设的发展,以至于在桥梁钢结构和组合结构设计与计算中一些问题无相应规范可依据.通过一座主跨100 m的钢箱拱肋组合桥面系提篮拱桥为例,对受压钢箱拱和钢-混凝土组合结构设计与计算中的几个问题参考国外相关规范进行了一些探讨,为同类桥梁钢结构与组合结构设计提供参考.     

中英桥梁规范材料力学指标对比研究

为顺利实现海外工程建设的需要,也为旧有桥梁规范的修订提供参考,现针对中国桥梁规范(JTG D60-2015)与英国桥梁规范(BS5400)中关于钢筋与混凝土部分的内容,对建筑材料的力学性能进行比较研究。具体包括:对混凝土、钢筋材料的强度与变形性能方面的对比研究,比较应用于桥梁设计的混凝土与钢筋力学指标取值异同;并以一简支梁桥算例分析材料力学性能差异对实际结构设计的影响。研究成果清晰地指明了中英桥梁规范关于材料力学指标的异同,为基于英国桥梁规范开展桥梁设计和我国相关规范的再次修订提供参考。     

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.     

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。     

关于现行公路桥规中城市桥梁设计的几点探讨

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),较85规范在很多方面有实质性的改进,但是,<城市桥梁设计准则>(CJJ 11-93)及<城市桥梁设计荷载标准>(CJJ 77-98)与其存在着脱节的内容.探讨上述规范中城市桥梁的设计基准期、荷载组合及冲击系数等问题.     

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。     

基于实测车流的中小跨径桥梁车载动力效应极值研究

为评估现有车辆荷载作用下中小跨桥梁的安全水平,提出了车辆荷载冲击作用下桥梁效应极值外推方法。基于高速公路车辆动态称重数据,研究了简支T梁桥的车载动力效应极值,校验并评估了现有车辆荷载作用下中小跨桥梁的安全水平。研究结果表明:基于实测数据的随机车流模型融入了车辆的概率信息,为桥梁车载动力效应极值的概率外推提供了有利条件;欧洲与英国规范的设计车辆荷载效应的重现期远大于美国和中国设计规范;随着桥梁跨度的增加,欧洲与美国荷载模型的重现期随着桥梁跨度的增加而减小,英国荷载模型随桥梁跨度的增加呈先增加后减小的趋势,中国荷载模型的重现期随桥梁跨度增加而增加。     

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。