科技创新新老规范设计汽车荷载效应对比-学兔兔 www.xuetutu.com.pdf

学兔兔 ◎ 新老规范设计汽车荷载效应对比 王彦伟，鲁亚斌，潘腾飞，李松辉，闫保民 (山东科技大学，山东 青岛 266590) 摘要： 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6～30 m的简支梁桥为计算对象，分别计算汽车--10级、汽车一15 级、汽车--20级、汽车一超2O级以及公路一I级和公路一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6～30 m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。 关键词： 桥梁设计规范；汽车荷载；荷载效应；限载研究 0 引言 随着我国道路交通量的增长，不同时期设计的桥 1 新老规范设计汽车荷载的对比 梁，承载潜力大小不同。新老规范对设计汽车荷载标 1．1 JTJ 021m1985((公路桥涵设计通用规范》 准的不同必然使我们对原有桥梁产生很大担忧。所 老规范中的设计汽车荷载以汽车车队表示，由汽 以，对比新老规范在不同跨径桥梁下设计汽车荷载效 车一1O级、汽车一15级、汽车一20级和汽车一超20 应的差异，不但有利于进行桥梁限载取值研究，而且对 级组成。车队的纵向排列和横向布置应符合图1和图 延长桥梁的使用寿命有很大的帮助，同时也是保障公 2的规定。同时将履带车、平板挂车作为验算荷载，其 路可持续发展的必然要求。 荷载等级由履带车一5O级、平板挂车一80级、平板挂 2O世纪前期，我国由于科技水平不够发达、缺乏 车一1O0级和平板挂车一120级组成。 一 些相关研究和基础数据，一直没有符合本国国情 1．2 JTG D60m2004((公路桥涵设计通用规范》 的公路桥梁荷载标准。我国公路桥梁设计通用规范 新规范中的设计汽车荷载以车道形式表示，分 历经套用美国标准，参照苏联标准，最后拟定出符合 为公路一I级和公路一Ⅱ级。计算荷载中的车道荷 我国实际情况的车辆荷载标准的历程 J。至今，我 载由一列均布荷载和一个集中力组成；桥梁结构的 国颁布了三本公路桥梁设计通用规范，它们分别是： 整体计算使用车道荷载；车辆荷载主要用于桥梁结 1975年试行的试用一75《公路桥涵设计规范》、1985 构的局部加载，涵洞、桥台和挡土墙土压力等计算； 年执行的 JTJ O21—1985《公路桥涵设计通用规 车辆荷载和车道荷载是相互独立的，两者的作用不 范》_2_、2004年实施的JTG D60--2004((公路桥涵设 能进行叠加。 计通用规范》_3]。 公路一I级车道荷载的均布荷载标准值为 q 一 其中，85规范(以下简称老规范)是以半经验、半 1O．5 kN／m；集中荷载标准值与桥梁计算跨径L有关； 概率的极限状态设计方法为基础，其设计汽车荷载标 当计算跨径L≤5 m时，Pk一180 kN，L≥50 rn时，Pk 准采用的是计算荷载和验算荷载相结合的形式。而 一 360 kN，L一5～50 rn时，P 值采用直线内插法求 O4规范(以下简称新规范)是以概率理论为基础，其设 得；上述集中荷载标准值P 计算剪力效应时应乘以 计汽车荷载标准是将设计汽车荷载的车队形式改为车 1．2的系数；公路一Ⅱ级车道荷载的标准值是公路一