BS5400荷载与中国规范荷载比较.doc

BS5400与JTG D60汽车荷载的比较 摘要 本文通过介绍英国规范BS5400：1988关于汽车荷载的规定，并将其与中国现行《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2004的汽车荷载进行比较，分析两者之间的异同，以期为国内设计施工人员利用BS5400规范进行桥梁设计提供依据。通过对一个标准车道额定荷载、车道布置及荷载组合等方面进行比较分析，总体上BS5400中汽车荷载取值标准高于JTG D60。 关键词 汽车荷载 车道荷载 车道布置 荷载组合 引言 海外桥梁工程设计中常需用到BS5400：1988系列规范，其荷载取值与现行国家相关标准有一定的差异，给设计人员准确应用带来困惑。BS5400共分10个部分，关于汽车荷载及荷载组合的规定见于BS5400:part2,即第二部分。本文将BS5400与JTG D60中相关荷载取值规定作比较，分析两者的异同。 额定荷载（一个标准车道的荷载标准值） BS5400：part2中的汽车荷载包括HA荷载和HB荷载[1]。 额定的HA荷载由UDL（均布荷载）和KEL（集中荷载）组成，如图1所示。 图1 HA加载图示 UDL根据加载长度L的不同分为以下形式： 时； 时，但不小于 。 额定的HB荷载为特殊车辆荷载，为4个轴16个车轮的车载。一个单位的HB荷载为每个轮重2.5kN，每个轴重4×2.5=10kN。HB荷载最小为25个单位，如有确切的依据时可增加到45个单位。车辆总宽度为3.5m，总长度按最不利效应分别取10、15、20、25或30m，其对应的两内轴间隔分别取6、11、16、21或26m。HB荷载的平面和车轮布置如图2所示。 图2 HB荷载布置图 JTG D60[2]公路-I级车道荷载由均布荷载和集中荷载组成，如图3所示。 图3 JTG D60车道荷载加载图示 其中均布荷载标准值为，集中荷载标准值根据加载长度L不同分3种情况： 当时； 当时； 当时。 计算剪力时，集中荷载应取应乘以1.2的系数。 JTG D60中的车辆荷载如图4所示 图4 JTG D60车辆荷载加载图示 整体计算中BS5400选用单独的HA荷载、HA荷载与HB荷载组合两种情况进行分析计算；JTG D60只取用车道荷载，车辆荷载用于桥梁结构的局部加载、涵洞、桥台和挡土墙土压力等的计算。 HA荷载与JTG D60中的车道荷载相似，UDL荷载对应均布荷载，KEL荷载对应集中荷载。HA荷载与HB荷载组合时按荷载最不利情况布置HB荷载，HB荷载前后25m范围内不得考虑其他荷载，25m范围外布置HA荷载。 现按简支梁根据不同跨径对三种荷载分别布置计算弯矩和剪力进行比较。计算HB荷载取30个单位，仅考虑一个加载分车道的荷载效应。JTG D60的荷载考虑汽车的冲击作用时冲击系数采用1.2。计算结果详见表1。 表1：简支梁汽车荷载比较表 加载长度L （m） 车道荷载 （公路-I级） HA荷载 （BS） HB荷载 （BS） 荷载效应（公路-I级） 荷载效应 （只有HA） 荷载效应 （HA+HB） 未计冲击系数 冲击系数取1.2 线荷载 （kN/m） 集中 荷载 （kN） DUL（kN/m） KEL（kN） 轴重 （kN） 最大 弯矩 （kN.m） 最大 剪力 （kN） 最大 弯矩 （kN.m） 最大 剪力 （kN） 最大 弯矩 （kN.m） 最大 剪力 （kN） 最大 弯矩 （kN.m） 最大 剪力 （kN） 5 10.5 180 30 120 300 258 242 309 291 244 195 480 492 10 10.5 200 30 120 300 631 293 758 351 675 270 1230 624 15 10.5 220 30 120 300 1120 343 1344 411 1294 345 2160 816 20 10.5 240 30 120 300 1725 393 2070 472 2100 420 3660 912 25 10.5 260 30 120 300 2445 443 2934 532 3094 495 5160 970 30 10.5 280 30 120 300 3281 494 3938 592 4275 570 6660 1008 35 10.5 300 27.71 120 300 4233 544 5079 653 5293 605 8160 1035 40 10.5 320 26.01 120 300 5300 594 6360 713 6402 640 9660 1241 45 10.5 340 24.60 120 300 6483 644 7779 773 757