公路桥梁活载模式研究

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1、54世界桥梁2012，40(3)公路桥梁活载模式研究朱乾坤，戴公连(中南大学土木建筑学院，湖南长沙410075)摘要：对现行中国、美国、英国、加拿大、欧洲公路桥梁规范中的汽车荷载标准进行分析研究。结合不同跨径的连续梁，通过建立有限元模型，对各规范汽车荷载产生的内力响应进行计算分析，并将汽车荷载效应与恒载效应进行组合，得出各种荷载效应的比例系数。计算结果显示：各公路桥梁规范的汽车荷载在取值、布置形式以及计算系数等方面均存在较大的差异，在所研究的连续梁跨度范围内，英国BS5400规范的活载效应值最大，但是组合后的总效应各规范基本处于同一水平。关键词：公路桥梁；设计规范；活载

2、模式；活载效应中图分类号：U441．2；U442．5文献标志码：A文章编号：l671—7767(2012)03—0054—051引言活荷载效应取设计双轴+设计车道荷载、1辆近年来，国内车辆的升级、国外重型货车的涌入设计货车+设计车道荷载中的较大值。设计货车或以及超载超限车辆的日益增多等因素均导致作用在设计双轴效应要考虑冲击系数]，设计车道荷载不桥梁结构上的汽车活载随之增加。并且，当今社会考虑冲击系数。国内、外经济交流也日趋频繁，因此桥梁设计者有必2．2英国BS5400规范要对各规范的活载模式进行研究，以便对我国现行英国BS5400规范(简称英国规范)中汽车荷载规范的活载

3、模式有更深入的认识。由HA荷载和HB荷载组成。目前国内已有部分学者对我国桥梁规范中的活HA荷载：HA荷载由均布荷载UDL和集中荷载模式进行过一些研究_】]，得到了一些有益的结载KEL组成。UDL和KEL取值如下：论，但是多集中在小跨度的简支梁桥或某具体的桥f30kN／mL≤30m梁结构，具有一定的局限性。本文主要介绍国外规HAUDL一【151LkN／m30m

4、90)m的5座预应HB荷载：HB荷载为4轴16个轮的车载(见图1)，一个单位的HB荷载每个轮重为2．5kN，每个力混凝土连续梁桥为例研究不同规范下的荷载响应。轴重为1OkN。中间二轴的距离按照最不利原则取用6，11，16，21，26m。设计中HB荷载最小为252国外规范中的静活载模式个单位，一般为45个单位，高等级公路为75个单位。2．1美国AASHTO规范美国AASHTO规范(简称美国规范)中规定，—审—————————幸——申卜汽车荷载由设计货车、设计双轴和设计车道荷载一一一一辛一组成。一十一一一斗一中-设计货车：三轴轴力值分别为35，145，145kN，—审——卜

5、—————————辛卜1．86，ll，16，21，261．8单位：m轴距为4．3，4．3，9．0m，车道宽度为3．6m。设计双轴：设计双轴为1对110kN的轴，轴距图1HB荷载平面布置为1．2m，横向轮距为1．8m。活荷载效应取HA荷载或HA荷载与HB荷设计车道荷载：设计车道荷载为1个9．3载组合中的较大值。kN／m的纵向均布荷载。在横向，设计车道荷载均2．3加拿大CAN／CSA一86—00规范布在3m的宽度上。加拿大CAN／CSA—S6—00规范(简称加拿大规收稿日期：2011—05—27作者简介：朱乾坤(1990一)，男，2010年毕业于中南大学土木工程专业，工学学

6、士(E—mail：zqk1201061101@163．corn)。公路桥梁活载模式研究朱乾坤，戴公连55范)中规定，汽车荷载由车辆荷载CL—WTruck和车道荷载CL—WLaneLoad组成。3横向折减系数与冲击系数CL—WTruck：为1辆五轴载重车，横向布置在3．1横向折减系数车道中间(见图2)，占3m宽度(安大略省规定的车英国规范和欧洲规范中LM1的多车道荷载取辆荷载为CL一625一ONT，与CL—WTruck在车辆轴值中已经考虑横向折减因素，欧洲规范中LM2、重和轴距均有不同)。LM3和LM4不考虑横向折减。中国《公路桥涵设12345轴号计通用规范》(JTGD6

7、0—2004)(简称中国04规n_W一厂0．04W0．10．140．121t'轮载’2-0范)、美国规范和加拿大规范横向折减系数的比较见．080．2O．28Ir0．24W轴载图3。美国规范除4车道折减较其它规范较多，其它车道数折减均较小；相比中国04规范和美国规IL范，加拿大规范在2车道折减较多，其它车道数折减．．一—一一均与中国O4规范相近，考虑到2车道桥梁最为普f遍，所以实际上加拿大规范的折减比较多；中国O4一一一释．．0．25。‘f规范处于中等水平，在6车道之后折减明显。籁1龋辖．匣12345678车道数图3横向折减系数比较3．2冲