中美规范公路混凝土桥梁设计的分析与比较

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1、万方数据第40卷第6期Vbl．40NO．6河北工业大学学报JOURNALOFHEBEIUNⅣERSITYOFTECHNOLOGY2011年12月‘December2011文章编号：1007—2373(2012)01—0099—04中美规范公路混凝土桥梁设计的分析与比较张磊，金菊，宋娃丽(河北工业大学土木工程学院，天津300401)摘要由于重载汽车的增加以及目前桥梁的损坏状况日趋严重，为确保公路桥梁设计的安全使用，将中美两国公路桥梁混凝土规范的设计荷载及结构抗力计算进行比较，为我国公路桥梁设计提供参考。关键

2、词桥梁设计；规范；受弯构件；荷载效应设计值；结构抗力中图分类号U448．214文献标志码AAcomparisonbetweenthecoderequirementsinthedesignofhighwayconcretebridgeinChinaandAmericaZHANGLei，JINJu，SONGWa．1i(SchoolofCivilEngineering，HebeiUniversityofTechnology,Tianjin300401，China)AbstractBecausethenumber

3、oflorriesisontheriseandthedamagesofbridgesareincreasinglyserious，itisimportanttoensurethesafetyofhighwaybridges．ThispapercomparesthecoderequirementsindesigninghighwaybridgesinChinaandAmericaintermsofdesignloadandstrucaLralresistance．Itishopetoproviderefer

4、encesinthedesignofhighwaybridgesinChina．Keywordsthedesignofbridges；code；bendingelements；requiredstrength；structuralstrength目前，能代表桥梁规范当代水平的主要有两部：规(1999年)和英国桥规BS5400(1978—1990年)，于其在总体上运用了结构可靠度理论．美国公路LRFD(LoadandResistanceFactorDesign)桥其之所以代表当代水平，一是由于其内容全面；二

5、是由由于重载汽车的增加以及目前的桥梁的损坏状况日趋严重，为确保公路桥梁设计的安全使用，有必要参考美国的荷载标准及美国设计规范，将中国与美国的设计荷载及结构抗力计算进行比较，为我国公路桥梁设计提供参考．·1极限状态方程式桥梁设计中，通常采用极限状态法进行设计．桥梁结构的极限状态通常采用极限状态方程来描述．1．1中国的极限状态方程式yoS≤R⋯(1)式中：yo为桥梁结构的重要性系数，按公路桥涵的设计安全等级，一级、二级、三级分别取用1．1、1．0、0．9，桥梁的抗震设计不考虑结构的重要性系数；S为作用(或荷载

6、)效应(其中汽车荷载应计入冲击系数)的组合设计值；尺为构件承载力设计值．1．2美国极限状态方程式美国采用的是基于概率理论的荷载一抗力系数设计法(LoadandResistanceFactorandDesignMethod)矾≤妒尼乜’31(2)式中：既为荷载效应设计值(Requiredstrength)；R。为结构抗力标准值(NominalStrength)，由材料强度标收稿日期：2011-04—20作者简介：张磊(1989一)，男(汉族)，硕士生：导师简介：刘波(1962一)，男(汉族)，教授，博士生导

7、师万方数据100河北工业大学学报第40卷准值计算确定；妒为结构抗力折减系数(strengthreductionfactor)．2荷载效应式(1)和式(2)不等式左边的荷载效应设计值的概念基本相同，包括恒载和活载，活载又分车辆荷载、风荷载等．中、美两国常规荷载都可表示为均布荷载加集中荷载的形式，如图1，但有所不同．2．1设计值比较2．1．1中国规范采用的荷载效应设计值图1均布荷载加集中荷载Fig．1Uniformloadandpointload公路一I级车道荷载的均布荷载为玑=10．5kN／m；集中荷载R按

8、以下规定选取：桥梁计算跨径小于或等于5m时，R=180kN；桥梁计算跨径等于或大于50111时，R=360kN；桥梁计算跨径在5～50m之间时，R值采用直线内插求得．汽车荷载引起的冲击作用应乘以冲击系数，冲击系数的取值与结构的基频有关H．2．1．2美国规范采用的荷载效应设计值荷载取值：车道荷载9．3kN／m，横向宽度31TI．货车：3个轴的轴力值分别为35kN、145kN，轴距为4．3m，4．3～9．0m．双轴荷载：2个110