新标准车道荷载作用下中小跨度桥梁设计研究

2015年新实施的《公路工程技术标准》（JTG B01-2014）将公路-Ⅰ级车道荷载集中荷载标准值由180~360kN增加到270~360kN。为指导新标准下桥梁设计,以13,16,20,25,30m标准跨径的预应力混凝土T形简支梁桥为研究对象,对比分析车道荷载增加后边梁和中梁跨中活载弯矩、作用基本组合值、作用短期组合值、作用长期组合值的变化;对边梁和中梁预应力钢绞线和受拉区普通钢筋进行对比计算,给出新荷载标准下需增加的配束要求。研究表明：活载引起的边梁跨中弯矩最大增幅为27%;作用基本组合、短期组合、长期组合的最大增幅分别为22%、18%和14%。新标准下所需的预应力钢束和普通受拉钢筋数目均增大,5种跨径下单片边梁分别增配Ф15.2预应力钢绞线3束、3束、2束、1束、1束,受拉区普通钢筋分别增配2根Ф2、3根Ф2、1根Ф5、1根Ф5和0根Ф5;单片中梁分别增配Ф15.2预应力钢绞线2束、2束、2束、1束、1束,受拉区普通钢筋分别增配3根Ф2、2根Ф2、0根Ф5、0根Ф5和0根Ф5。

公路桥梁车道荷载模式及其应用

本文讨论车道荷载的来源、功能、模式及其特征，并对城市桥梁采用车道荷载的背景作了说明。还评述了大跨径桥梁的车道荷载拟定原则，探讨了大跨径桥梁的车道荷载和多车道横向折减。

公路桥梁车辆及车道荷载与折减系数的研究

在公路桥梁设计中 ,经常遇到多车道的布置而且桥梁的跨径日趋增大。必须考虑多车道横向折减及纵向折减。对折减系数做精辟的研究与综述。

车道荷载作用下公路多主梁桥剪力计算方法

考虑荷载横向分布系数m沿桥跨方向的变化,采用积分法对车道均布荷载引起的支点最大剪力进行了计算.其次根据函数极值原理推导了车道集中荷载引起的支点最大剪力计算公式及相应最不利荷载布置;提出了采用支点最大剪力计算判别式进行简便、准确计算支点最大剪力的方法.最后结合我国2004年公路桥规,以公路桥涵标准设计为算例,对本文计算方法和传统经验方法的结果进行了误差分析,说明本文提出的方法对桥涵设计及结构分析具有一定的指导意义.

车辆荷载和车道荷载在桥梁设计中的对比研究

在公路桥涵设计时,汽车荷载分为车辆荷载和车道荷载两种形式,在《公路桥涵设计通用规范》(JTJ 021—89)中是要求应用车辆荷载对桥涵进行设计,而在《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004)中则是要求采用车道荷载对桥涵进行设计.为研究新旧规范中不同的汽车荷载形式对实际桥涵工程设计的影响,文章通过实际算例采用两种不同汽车荷载形式进行验算,发现两种不同荷载形式对实际桥涵的内力计算有一定的影响.同时研究了在不同参数变化下两种汽车荷载形式对实际桥涵的内力计算的影响.计算结果表明,车道荷载在桥梁设计中相比于车辆荷载更偏于安全.

薄壁宽箱梁连续刚构桥车道荷载作用下剪力滞效应研究

近年来,因薄壁宽箱梁具有跨度大、质量轻、抗弯抗扭刚度大等优点在现代桥梁建设中被广泛应用,但薄壁宽箱梁却存在显著的剪力滞效应问题。因存在剪力滞效应的缺点,使宽箱梁在桥梁的设计和应用中受阻,为了得到不同车道荷载作用下剪力滞效应对薄壁宽箱梁桥的应力影响情况,文中以南圳大桥薄壁宽箱梁桥为计算实例,通过Midas/Civil 2015空间有限元软件对南圳大桥主桥进行结构分析,对薄壁宽箱梁在不同车道荷载作用下产生的剪力滞效应进行分析总结[6]。如在薄壁宽箱梁桥梁设计中忽略剪力滞效应的影响,将会漏掉箱梁腹板与翼缘板处剪力滞增加的正应力,因而导致腹板和翼缘板交接处的正应力过分集中而易造成桥梁局部破坏、失稳等问题;对实际工程中存在的的问题给出了建议,研究的结论将为今后薄壁宽箱梁的设计提供一定的参考。

车辆荷载和车道荷载对桥梁结构可靠度的影响

公路桥梁结构的整体计算采用车道荷载,结构的局部计算采用车辆荷载,车辆荷载与车道荷载的作用不得叠加。将采用这2种荷载设计的结构进行可靠度对比,结果表明,按车辆荷载设计的结构满足正常使用功能的可靠度偏低,更容易发生损坏,这些损坏会影响到结构的正常使用。提出通过调整重型车辆通过桥梁时的交通行驶规则,增大结构按正常使用极限状态设计时车辆荷载的代表值,从而提高按车辆荷载设计的结构可靠度。

车道荷载作用下简支梁跨中弯矩简便计算方法

简支梁桥是目前结构形式最为简单、受力最为明确的桥型,其在车道活荷载作用下的内力计算比较简单,只需按照相关规范及结合结构力学等相关知识即可计算,但是其集中荷载计算方法需要差值,有时使用起来不是很方便。文章结合相关知识及工程经验总结了简支梁跨中弯矩的简单计算方法,并拟合出只与跨径有关的基本理论公式。公式简单实用,且准确度较高。适用于不同跨径的简支梁桥在车道荷载作用下跨中截面内力值的快速计算,具有较高的实际意义。

不同车道荷载加载方式对空腹式拱桥的受力影响分析

对于空腹式钢筋混凝土拱桥,车道荷载需在上部主梁上进行布载,通过排架立柱传递至主拱圈,直接在主拱圈上加载车道荷载会造成一定的误差。通过对拱桥进行车道荷载布载,计算出在不同的活载加载方式下主拱圈的内力响应,对比各个工况下主拱圈关键截面位置处的内力,分析直接在主拱圈进行车道荷载的加载方式是否适用,为工程设计提供一些依据。

车道荷载调整对桥梁内力效应值的影响分析

以某简支梁桥为例,研究分析了车道荷载的调整与桥梁结构弯矩、剪力效应值的变化,并建立有限元模型,分析其变化影响规律.研究结果表明:车道荷载的调整和桥梁计算跨径密切相关,且弯矩与剪力值的变化规律不完全一致.车道荷载的调整对小跨径桥梁的弯矩值和剪力值提高比例影响较大,计算跨径为5 m时,弯矩值提高43.64%,剪力值提高40.22%.

车道荷载作用下的矮塔斜拉桥的索梁活载比

针对矮塔斜拉桥的受力特点,现有的界定矮塔斜拉桥与斜拉桥索梁活载比简化公式存在缺陷。采用比拟梁法,推导出车道荷载作用下的索梁活载比计算公式。比较了该公式与已有简化公式和有限元计算结果,结果表明,该公式与有限元解更为逼近。研究表明,在计算矮塔斜拉桥的索梁活载比时要计入车道荷载中的集中荷载的影响,并提出权矩阵可界定矮塔斜拉桥、斜拉桥及连续体系梁桥。

考虑车道荷载差异的多车道桥梁横向折减系数

为考虑车道荷载差异对多车道桥梁横向折减系数的影响,提出横向折减系数的多系数表达模式,并改进基于独立重复试验的相遇车道荷载方法以进行系数校核。首先,引入反映车道荷载差异性的车道修正系数和体现多车道荷载相遇概率的车道组合系数,形成横向折减系数的多系数表达模式。其次,改进目前常用的基于独立重复试验的相遇车道荷载方法,将车道交通流量及荷载分布的差异性涵盖进来。随后,参数化研究横向折减系数的关键影响参量,包括货车通过控制断面的平均时间、荷载重现期、车道交通量和车道荷载分布等。最后,基于某高速公路实测动态称重数据,给出采用该方法校核横向折减系数的详细过程,并与传统方法及JTG D60—2015规范方法所得结果进行对比。研究表明:所提出的改进相遇车道荷载方法,摈弃了传统方法中车重正态分布、车道荷载同分布、最大观测车重与均值3.5倍偏差关系等备受质疑的假设,是更一般性的解答。参数化分析表明:货车通过控制断面的平均时间和荷载重现期对结果影响很小,货车荷载模型及其在车道间差异性则影响很显著,说明对车道荷载分布规律进行准确建模的重要性。实测车道货车荷载数据统计发现:货车的交通量和荷载分布在车道之间具有明显的差异,传统方法和规范方法给出的横向折减系数均高估了实际情况,最大达19%,可能造成设计与管养资源的浪费;而基于该方法校核的横向折减系数,更能深入揭示各车道荷载的贡献规律,准确反映不同车道组合作用下的荷载横向折减规律,具有显著的工程应用价值。

扩建桥梁车辆荷载特性及多车道荷载模型研究

基于茂湛高速公路等4个典型路段车辆数据,研究了广东省高速公路改扩建桥梁车辆荷载特性及多车道荷载模型。利用典型路段计重收费数据,研究其交通分布规律、车辆荷载分布特性;基于佛开高速公路实测动态称重数据,根据其交通流分布规律模拟了多车道随机车流;建立了广东省高速公路改扩建桥梁多车道荷载效应计算模型。研究表明:广东省典型高速公路车辆荷载具有明显时变特性且各车型占比不同,外侧车道货车流量显著大于内侧车道;提出了广东省改扩建中小跨径桥梁(l<50m)多车道荷载模型的统一形式:基于影响线同号区域加载"均布线荷载qk=13.0kN/m+集中荷载Pk=360kN"的荷载形式,且多车道横向折减系数宜取为1.00(单车道)、0.87(双车道)、0.80(三车道)、0.75(四车道)。

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。

桥梁设计中军用车辆荷载与民用规范对比研究

军用桥梁设计规范将车辆或者技术兵器荷载分为履带式和轮胎式,民用桥梁设计规范将汽车荷载分为车道荷载与车辆荷载,对上述荷载的特性和作用进行对比分析,并通过简支梁桥(包括军用固定桥、浮桥)、铰接体系浮桥、连续体系浮桥按照两种标准的车辆荷载引起总体弯矩的计算分析,得到了两种标准之间的相互关系,同时对军用桥梁通行民用车辆荷载或者民用桥梁通行军用荷载进行了初步探讨,提出了修编军用桥梁设计荷载标准的建议。

城市桥梁设计荷载标准的编制

建设部经过严格审查批准了由建设部城市建设研究室主编的《城市桥梁设计荷载标准》。编号为CJJ77-98的新规范由中国建筑工业出版社出版。自 1 998年 1 2月 1日起施行。并指定为强制性的行业标准。同济大学桥梁系作为参加单位参与了规范的研究与制订工作。现将编制过程的主要依据、内容及有关原则与重大改革做一说明。CJJ77-98规范由北京市市政工程研究院负责管理 ,建设部城市建设研究院负责具体解释工作。

公路工程荷载标准解析

通过对公路工程技术标准和公路桥涵设计通用规范的学习研究,分析了我国公路荷载标准在不同等级公路中的区别和应用的依据,并通过新老规范的对比对荷载效应进行了分析。

关于城市桥梁设计荷载的探讨

文章通过工程实例,对城—A车道荷载进行了探讨、分析,指出了城—A荷载在跨度LP=20m处不衔接情况对设计的影响,通过大量的分析计算,提出了城—A车道荷载的建议值。

中法高速公路车流及荷载特性对比

选取中国和法国的两组利用动态称重设备实测的高速公路车辆数据进行统计,对实测车流的车型组成特性、车流时变特性及车辆到达特性,车辆特性,不同车道车流及荷载等特性进行了详细的对比与分析,总结了车流及车辆荷载的一般分布规律.数据显示,国内车重、轴重及交通量等参数都显著高于法国,相对《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004)中车辆荷载基础数据也提高很大;每天的交通量在低谷期重车比例最高,高峰期重车比例最低;各车道之间车流及荷载特性差异性很大,并不符合互不相关假定;我国实测车辆荷载的效应极值外推结果远大于现行规范值.综合这些特性,建议对特殊桥梁的设计或评估,采用特定地点的车辆荷载;各车道汽车荷载模型应分别考虑;不同加载长度的汽车荷载模型应区别分析.

中外桥梁设计规范汽车荷载比较

桥梁结构在其寿命周期内所经历的最主要的活载是汽车荷载。近几十年经济的快速增长,使得交通状况发生了显著的变化,交通量、车辆载重量等均有显著的提高;国内外经济交流的愈趋频繁,对于桥梁设计者而言,有必要了解各国的规范。为此针对D60、BS5400、AASHTO、Eurocode等规范,通过车道划分、荷载标准值、折减系数、冲击系数、布载方式等方面对汽车荷载进行了分析比较。发现在跨径小于200 m时,BS5400规范的荷载值最高;在80m跨径以下D60规范的荷载值最低,Eurocode在80m到200 m跨径最小;当将荷载标准值外推至200 m跨径以上时,D60最高,Eurocode最低。