城市桥梁设计荷载标准的应用

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1、城市桥梁设计荷载标准的应用研究【摘要】桥梁作为交通运输的组成部分，在我国经济发展的过程中，起到重要的作用。1993年我国建设部颁布《城市桥梁设计准则》(cjj11—93)准则，准则中对人群、车辆荷载的增加，沿用公路桥梁的规范，但按照城市车辆的特点，还增加特种荷载，就是城市大型的平板车荷载。建设部又于1998年新颁布《城市桥梁设计荷载标准》(cjj77—98)的准则，虽然在设计的理论方面参照了公路桥梁的标准，但在人群、车辆的荷载与冲击力方面，则和原公路的桥梁荷载有所不同。与此同时，《城市桥梁设计荷载标准》(cjj77—9

2、8)也视为是强制性的行业标准，因此，探讨城市桥梁设计荷载标准的应用，具有十分重要的意义[1]。【关键词】桥梁设计；荷载标准；应用研究；重要意义1.新荷载标准的特征1.1车辆荷载和车道荷载《城市桥梁设计荷载标准》中，汽车荷载的等级划分有两种：城-a级，城-b级，同时，对桥梁的计算分工不同，但车辆荷载和车道荷载的计算是相互并行的。新标准的新特点在于：桥梁中的桥台、挡土墙后土的压力以及行车道板、横隔梁都是使用车辆荷载进行计算的；而桥梁的主拱以及主桁架、主梁方面的计算，则是按照车道荷载进行计算。1.2城-a和城-b级的车道荷载

3、之产生车道荷载的形式简明、实用性强，并且最早在美国应用，有效减少了车队在排列时的繁琐。车道荷载和应用汽级的荷载比较而言，不仅能够减少检验、计算时的工作量，还能进一步提高工作的效率。对于车道的荷载所确定的原则为：尽量兼容挂-120、汽-20、挂-100与汽-超20的规定，按照汽车的荷载和挂车荷载值对车道荷载数值进行制定。车道荷载对桥梁的主结构进行分析，只要为对主桁架、主拱圈以及主梁分析；车辆荷载是对横隔梁、行车桥台与道板所进行的检算。对于荷载模式而言，城-a和城-b级的车道荷载，是使用单一集中荷载与均布荷载相加的模式[2

4、]。表1最大弯距和最大剪力的汇总表情况项目汽-超20挂-120城-a车辆跨径/m203040203040203040弯矩/kn.m8491645.226401527.42559.43591.4872.11726.82624.5剪力/kv210.1246.6277452.4375.6420.6276.1224.3254.1项目城-a级人群载荷冲击系数跨径/m203040203040203040弯矩/kn.m936.11731.4256565138231车辆0.20.1820.167车道0.2740.2210.183剪力/

5、kv250.1278.2311.81318.423.1公路0.1870.1120.0731.3计算车道的荷载一方面，对于城-a级中当跨径是2至20米时，集中的荷载标准数值应该为p等于140kn，而均布的荷载标准数值的弯矩计算之时，qm等于22.5kn/m，剪力为qq等于37.5kn/m。对于城-b级而言，集中的荷载标准数值p等于130kn，均布的荷载标准数值的计算弯矩时，qm等于19kn/m，剪力为qq等于25kn/m。同时，对于跨径是大于20米且小于150米时，城-a级的集中荷载的标准数值p等于300kn，其的均布荷

6、载的标准数值时，弯矩为qm等于10kn/m；计算的剪力为qq=15kn/m。车道的数目在4条或者是以上时，此时，计算的剪力还应该要乘以1.25（增长的系数）；而城-b级的集中荷载的标准数值p等于160kn，均布的荷载标准数值在弯矩的计算为qm等于9.5kn/m、剪力的计算qq等于11kn/m。当车道的数目在4条及以上之时，计算的剪力要乘以1.3（增长的系数）[3]。2.车辆荷载的布设《城市桥梁设计荷载标准》中，对于车辆与车辆之间纵向的布置间距无详细的说明，根据建设部城市建设研究院有关的《城市桥梁设计荷载标准》的第54页

7、、图4.1.2到9中，将城-b级用来当作3梁反力的计算之时，应该布设2辆重车、并且车间距应该是18米，让导致人误解为能够满足纵向多辆重车的布设。因此，标准中的这一部分未完善，在全桥的纵向布设中，只能布设一辆重车，而不是两辆重车，对于18的车距也可取消。2.2车道荷载集中力之取值《城市桥梁设计荷载标准》中的第4.1.4条的规定可视为当跨加进行某个集中力时，车道的集中荷载能够使用双值进行取值，更好地达到弯矩和剪力不同的要求。由此一来，对桥墩的内力进行计算时，将回产生是否使用了2个集中力进行取值，实际上，这是车道的荷载模式之

8、一，即使用均布荷载+集中力。对于均布的荷载大小以及求弯矩值与求剪力值的计算而言，集中力都只有一个，而不是两个，因此，文献的解释未详细[4]。2.3车道横向的折减系数在《城市桥梁设计荷载标准》的第15页中的表4.1.6当中，对于车道横向折减的系数而言，仅有三车道布载的折减系数是0.8，公路的标准是0.78以外，剩下的标准和公路桥规的