公路桥梁活载模式研究_朱乾坤

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1、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、布垃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；活载模式；活载效应中图分类

2、号：U441.2；U442.5文献标志码：A文章编号：1671-7767(2012)03-0054-05收稿日期:2011-05-27作者简介：朱就坤(1990—)・男.2010年毕业于中南大学土木工程专业，工学学±(E-mail：zqkl20106U01@163.com)。1引言近年来，国内车辆的升级、国外重型货车的涌入以及超载超限车辆的日益增多等因素均导致作用在桥梁结构上的汽车活载随之增加。并且，当今社会国内、外经济交流也n趋频繁，因此桥梁设计者有必要対各规范的活载模式进行研究，以便对我国现行规范的活载模式有更深入的认识。目前国内已有部分学者对我国桥梁规范

3、中的活载模式进行过一些研究"~6得到了一些有益的结论，但是多集屮在小跨度的简支梁桥或某具体的桥梁结构，具有一定的局限性。本文主要介绍国外规范中关于汽车荷载的不同规定，并以跨径布置为(40+70+40)m、(50+85+50)m、(60+100+60)m、(68+120+68)m.(90+132+90)m的5座预应力混凝土连续梁桥为例研究不同规范下的荷载响应。2国外规范中的静活载模式2.1美国AASHTO规范美国AASHTO规范(简称美国规范)中规定,汽车荷载山设计货车、设计双轴和设计车道荷载组成。设计货车：三轴轴力值分别为35.145,145kN,轴距为4.3

4、,4.3,9.0nu车道宽度为3.6mo设计双轴：设计双轴为1对HOkN的轴•轴距为1.2m,横向轮距为1.8mo设计车道荷载：设计车道荷载为1个9.3kN/m的纵向均布荷载。在横向，设计车道荷载均布在3m的宽度上。活荷载效应取设计双轴+设计车道荷载、1辆设计货车+设计车道荷载中的较大值。设计货车或设计双轴效应要考虑冲击系数⑸，设计车道荷载不考虑冲击系数。2.2英国BS5400规范英国BS5400规范(简称英国规范)中汽车荷载由HA荷载和HE荷载组成。HA荷载：HA荷载由均布荷载UDL和集中荷载KEI,组成。UDL和KEL取值如下：30kN/mLW30mHAU

5、DL=<151L0,475kN/m30m

6、道荷载CL-WLaneLoad组成。CL-WTruck：为1辆五轴载重车，横向布置在车道中间（见图2）,占3m宽度（安大略省规定的车俩荷载为CL-625-ONT,与CL-WTruck在车辆轴重和轴距均有不同）。45轴号0.14F0.12IF轮籤0.28IF0.24V轴敦注：■为1辆标准牧重车的重量（kN）.单位：m图2CLVVTruck布置CL-WLaneLoad：由1辆80%重量的CL-W货车加上一分布宽度为3m、均值为9kN/m的均布荷载组成〔7】。2.4欧洲Eurocodc规范欧洲Eurocode规范（简称欧洲规范）中规定了4种活荷载模式。荷载模式1（L

7、M1）：LM1由双轴集中荷载TS和均布荷载UDL组成。TS和UDL的特征值与调整系数见表1。表1TS和UDL的特征值与调整系数位買QMkN0k/kN•m~2aQja”车道13009.01.00.61车道22002.51.02.20车道31002.51.02.20其它()2.5—2.20荷载模式2（LM2）：LM2为一集中力，大小等于%84=400kN；车轮横向间距2m,与地面的作用面为0.35mXO.6in的矩形。荷载模式3（LM3）：LM3为特殊车辆荷载，由1组代表特殊车辆的轴载组成，轴重从600kN变化至360（）kNoLM3的选取要根据所在地的车辆状况而

8、定，且可以选择不止1种车辆荷载。荷载模