新旧规范中的汽车荷载比较
浅谈汽车荷载
一、概述桥梁荷载按其时间变化的性质，分为永久荷载（permanent load）、可变荷载（variable load）和偶然荷载（incident load）。
在以往的桥梁设计计算中，公路桥梁汽车活载加载一直沿用1997年交通部发布实施的《公路工程技术标准》所规定的荷载标准。
1998年，建设部发布了《城市桥梁设计荷载标准》，规定城市内承建的城市桥梁、高架道路等结构设计必须严格遵守此标准规定。
2004年3月1日，交通部发布实施了新的《公路工程技术标准》（JTG B01-2003），同时原97年《公路工程技术标准》废止。
本文就三种荷载产生的时代意义、纵向加载之间的同异以及在运用程序进行结构计算时荷载的模拟和内力结果的比较三个方面浅谈自己的看法。
（以下97年《公路工程技术标准》简称“97《公规》”，98年《城市桥梁设计荷载标准》简称“《城规》”，2004年《公路工程技术标准》简称“04《公规》”）二、三种荷载的时代意义97《公规》汽车活载来自原苏联的荷载模式，是一种列车布置方式，车型分标准车（两轴式）、加重车（三轴式）和半挂车（五轴式）三种。
97《公规》的制定是通过对实际车辆的轮轴数目、前后轴间距、轴重力等情况的分析、综合和概括，所规定出的桥涵设计的标准化荷载，其在形式上仍维持81年所确定标准车辆荷载的四个标准，97《公规》所制定的车辆荷载在桥梁设计方面发挥了极其重要的作用，在《城规》及04《公规》出现之前，一直作为城市及公路结构设计的荷载标准。
《城规》是专门为城市桥梁制定的荷载标准，选用加拿大安大略省公路桥梁规范（OHBDC）的荷载规定为主要参考依据。
从我国大中城市的桥梁来看，城市桥梁有着自己的特点：1、车辆密度大，交通高峰小时时，车辆间距只有3～5m。
2、行车速度较慢，桥面平整度较好，车辆冲击力比公路桥梁小。
3、城市人口密度大，人群荷载值大于公路桥梁标准。
综上所述，《公规》车辆荷载轴重小、车距大（10～15m ）的特点与我国现代城市机动车辆的动态分布规律不太相符。
公路桥涵新旧设计规范的安全比较探讨
公路桥涵新旧设计规范的安全比较探讨摘要：随着工程经验的总结和科学理论的发展，公路桥涵的设计规范一直处于不断的完善修改之中，本文以预应力板梁和普通钢筋混凝土梁为例，通过对结构中配筋的不同、预应力损失的不同、抗裂验算要求等方面的对比分析，对公路桥涵新、旧设计规范的安全进行了比较探讨，从而促进新规范的推广使用。
关键词：公路桥涵；新、旧设计规范；安全比较探讨随着科学研究的进步发展和工程经验的不断总结，公路桥涵设计理论一直处于发展之中，2004年颁布执行了新的公路桥涵设计规范，新规范在车辆布载模式和配筋方面有了很大的修改，并且在内力计算方面，新规范更加安全、合理和简洁。
相比于以往的旧规范而言，新规范最大的区别在于：冲击系数、配筋、挠度、裂缝、预应力损失、材料的强度取值、车辆的布载模式等，在这些方面新规范都有了明显的调整，笔者将以宽度为15m，长度为20m和16m的预应力板梁以及T型普通钢筋混凝土为例，对几个重要方面进行分析。
1. 冲击系数的对比根据旧规范规定：对于钢筋混凝土已经预应力混凝土构件的冲击系数，当跨径L不超过5m时，u取为0.30；当跨径L不小于45m时，u取为0。
当跨径L在5m和45m之间时，冲击系数的取值可用线性内插法求得，以20m板梁为例，u=0.188，冲击系数1+u=1.188。
同样以20m板梁为例，在新规范中，冲击系数的求法为1+u=1+ 0. 25= 1. 25。
同理，对于16m板梁、16m和20mT梁的冲击系数可计算得到。
在旧规范中，冲击系数的决定因素主要为桥梁的跨径和荷载长度。
而新规范中的冲击系数加入了桥梁结构动力因素的影响，冲击系数采用的求解方法为桥梁结构基频法，相比于旧规范此方法计算得到的冲击系数偏大，新规范中考虑的因素涉及到了结构的截面尺寸和材料特征，更接近于桥梁结构在车辆荷载作用下的受力特征，因此最终求得的车辆冲击力更加接近现实。
2. 内力的对比根据新、旧规范分别计算20 m, 16 m 板梁和20 m, 16 mT梁对应的公路一ⅳ级、公路一级和汽车一超20 级、汽车一20级的车道荷载组合边梁弯矩，同时计算汽车活载弯矩。
BS5400荷载与中国规范荷载比较
BS5400荷载与中国规范荷载比较BS5400与JTG D60汽车荷载的比较摘要本文通过介绍英国规范BS5400：1988关于汽车荷载的规定，并将其与中国现行《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2004的汽车荷载进行比较，分析两者之间的异同，以期为国内设计施工人员利用BS5400规范进行桥梁设计提供依据。
通过对一个标准车道额定荷载、车道布置及荷载组合等方面进行比较分析，总体上BS5400中汽车荷载取值标准高于JTG D60。
关键词汽车荷载车道荷载车道布置荷载组合1引言海外桥梁工程设计中常需用到BS5400：1988系列规范，其荷载取值与现行国家相关标准有一定的差异，给设计人员准确应用带来困惑。
BS5400共分10个部分，关于汽车荷载及荷载组合的规定见于BS5400:part2,即第二部分。
本文将BS5400与JTG D60中相关荷载取值规定作比较，分析两者的异同。
2额定荷载（一个标准车道的荷载标准值）BS5400：part2中的汽车荷载包括HA荷载和HB荷载[1]。
额定的HA荷载由UDL（均布荷载）和KEL（集中荷载）组成，如图1所示。
图1 HA加载图示UDL根据加载长度L的不同分为以下形式：≤时30/L m30=；UDL kN m30L m>时0.4751151()/UDL kN mL=，但不小于9/kN m 。
额定的HB 荷载为特殊车辆荷载，为4个轴16个车轮的车载。
一个单位的HB 荷载为每个轮重 2.5kN ，每个轴重4×2.5=10kN 。
HB 荷载最小为25个单位，如有确切的依据时可增加到45个单位。
车辆总宽度为3.5m ，总长度按最不利效应分别取10、15、20、25或30m ，其对应的两内轴间隔分别取6、11、16、21或26m 。
HB 荷载的平面和车轮布置如图2所示。
图2 HB 荷载布置图JTG D60[2]公路-I 级车道荷载由均布荷载和集中荷载组成，如图3所示。
新旧规范中的汽车荷载比较
新旧规范中的汽车荷载比较Prepared on 24 November 2020新旧规范中的汽车荷载比较前言：我国公路桥梁结构设计采用的汽车荷载标准长期以来采用汽车车队的形式，计算荷载和验算荷载相结合的模式。
原规范将汽车荷载划分为汽车—超20级、汽车—20级、汽车—15级、汽车—10级共四个等级，并且每个等级规定了验算荷载——挂车和履带车荷载；而新规范只将汽车荷载分为公路—I级和公路—II 级两个等级，取消了原规范规定的汽车—15级和汽车—10级汽车荷载，并且不考虑验算荷载。
公路—I级相当于原规范的汽车—超20，公路—II级相当于原规范的汽车—20级。
两者对简支梁的内力有什么区别，我们接下来就来分析这个问题。
正文：新旧规范汽车荷载对简支梁产生的内力主要体现在两个方面：1.汽车荷载的计算图式不同。
原规范汽车荷载的计算图式是以一辆加重车和具有规定间距的若干辆标准车组成的车队表示的。
新规范采用车道荷载即由均布荷载和集中荷载组成的图式。
2.冲击系数不同。
旧规范近似地认为冲击力与计算跨径成反比，并与桥梁的结构形式有关。
而新规范采用了结构基频来计算桥梁结构的冲击系数。
一．跨径20米的简支梁的内力分析。
下面以混凝土简支梁为研究对象，分析新旧规范标准汽车荷载效应的差别。
该桥标准跨径20m，主梁全长，计算跨径，桥面净空为净—7m+2×。
主梁结构尺寸如下图示。
设计荷载分别采用《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）采用的公路—I 级、公路—II级与《公路桥涵设计通用规范》（JTJ 021-85）采用的汽车—超20级、汽车—20级进行对比分析。
（一）.新桥规计算的荷载效应根据上节中主梁结构纵、横截面的布置，取用其的一根主梁计算其各控制截面的汽车荷载效应。
汽车荷载效应计算按《公路桥涵通用设计规范》（JTG D60-2004）条规定，简支梁结构的冲击系数由下式计算：介于和14HZ之间，冲击系数按下式计算：汽车荷载效应计算结果见下表：汽车一级荷载：汽车二级荷载：（二）．按照旧桥规计算的荷载效应汽车荷载效应计算：在汽车荷载效应计算中，直接用规范中采用的标准汽车荷载在主梁上加载，从而计算出主梁各控制截面（支点、四分点和跨中截面）的最大弯矩和剪力效应。
公路桥梁新旧规范汽车荷载及效应对比研究
相关参数 ， 如分项系数、 横 向折减系数 、 组合值系数等
进行 了调整 。
捞 髓： ／ ｍ
注 ：图中无 量纲参 数Ｋ ＝ Ｓ ／ Ｓ ｋ ，Ｓ 是 根据实 测车 队计算 的效应值， 是０ ４ 规 范公 路汽车荷 裁标准 计算 的效应值
由于 ｌ ５规 范实 施 时 间 尚短 ， 对新 规 范 下 中小 跨 径桥 梁 汽车荷 载 效 应 的研 究 还很 少 。本 文 对 比分 析 了新 旧规范 汽车 荷 载标准 及相 关参 数 的异 同 ， 同时基 于新 旧规 范计 算 了跨 径为 ｌ Ｏ ｍ、 １ ３ ｍ、 １ ６ ｍ、 ２ ０ ｍ 的 预应 力混 凝 土 简 支 板 梁 的活 载 效 应 、 内力 组 合 和 配 筋， 进 一 步研究 新 规范 设计 汽 车荷载 与 实际运 营 汽车
荷 载 的适 应性 。
图 １ 规范汽车与实际汽车荷载 效应的适应性
图 １表 明 ， ５ ０ ｍ 跨 径 以 内桥 梁 实 际 运 营 汽 车荷 载超 越 Ｏ ４规 范汽 车荷 载标 准 的问题 较为 突 出 ， 因此 ， 需要调 整 中小跨 径 桥 梁 汽 车荷 载 标 准 以适 应 实 际运 营汽 车荷 载 。鉴 于 Ｏ ４ 规 范 中汽车 荷 载模式 具有 形式
！ ： ！ ： ！ ： ！ ！ ： ： ： ： ： ：
集 中荷 载 ５ ＜Ｌ ¨ ＜５ Ｏ ４ （ Ｌ ． ｏ ＋４ Ｏ ） ２ （ Ｌ ｏ ＋１ ３ ０ ）
Ｌ ｏ ≥５ ０ ３ ６ ０ ３ ６ ０
２ ． ３ 荷载 组合 值 系数
桥梁 在 使 用 中会 承 受 汽 车 荷 载 、 人群荷载 、 风荷 载等 多种 荷载 作 用 ， 结 构 的安全 性取 决 于设计 使 用年 限 内总荷 载效 应 的 最 大值 。 由于 各 个作 用 不 太 可 能 同时达 到标 准值 ， 故需 采用 荷 载组合 值 系数 对 可能 出 现 的最 不利 荷载 进行 组合 。 《 公 路 工程 结 构 可 靠 度 设 计 统 一 标 准 》 Ｉ ６ ］ （ 简 称
国内规范与美国AASHTO LRFD规范汽车荷载对比
国内规范与美国AASHTO LRFD规范汽车荷载对比摘要：随着国内基础设施建设市场不断向海外拓展，国外同行业规范标准越来越多的被我们所接触到。
本文通过对国内规范与美国规范关于汽车荷载标准的简单对比阐述了两种规范对汽车荷载标准规定的差异。
关键词：国内规范；美国规范；汽车荷载；对比近几年随着国外市场的不断拓展，国内基础设施建设行业在亚洲、非洲等地承担了多条公路援建项目。
在这些国家中，美国桥梁结构设计规范(AASHTO LRFD)被普遍采用。
而美国桥梁设计规范(AASHTO LRFD)与国内的《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）在一些标准规定方面存在着差异。
下面本文作者将根据所参与的一个国外项目对国内规范与美国规范汽关于车荷载标准的差异做简单对比。
在2012年参加了某国外援建项目的设计工作，根据当地政府要求考虑采用美国规范的相关标准规定作为本项目的建设标准。
为顺利完成本项目，我们对美国相关规范标准进行了深入学习，并对国内外规范标准做了简单对比。
下面是对汽车荷载标准所做的简单对比情况。
一、汽车荷载标准规定对比根据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）4.3条规定汽车荷载分为公路-Ⅰ级和公路-Ⅱ级两个等级。
汽车荷载由车道荷载和车辆荷载组成。
公路-Ⅰ级车道荷载的均布荷载qk=10.5kN/m;集中荷载Pk根据桥梁计算跨径变化而变化。
桥梁计算跨径小于或等于5m时，Pk=180KN；当桥梁计算跨径大于或等于50m时Pk=360KN；公路-Ⅱ级车道荷载的均布荷载qk和集中荷载Pk按公路-Ⅰ级车道荷载的0.75倍采用。
根据美国AASHTO LRFD规范3.1.6.2条规定，设计汽车活载考虑了三种荷载：设计货车、设计双轴、设计车道荷载。
设计车道荷载分别与设计货车和设计双轴进行效应组合，取最不利组合作为控制组合。
设计车道荷载为均布荷载qk=9.3kN/m；设计双轴为一对110KN的轴，轴距1.2m；设计货车分为HS 25、HS 20等型号，型号不同，总轴重不同。
2013年荷载规范新旧比较
新旧《建筑结构荷载规范》GB50009-2012与2001的比较一、强制性条文的变化《建筑结构荷载规范》GB50009-2001（2006年版）共有强制性条文13条，分别为1.0.5、3.1.2、3.2.3、3.2.5、4.1.1、4.1.2、4.3.1、4.5.1、4.5.2、6.1.1、6.1.2、7.1.1、7.1.2条。
修订后的《建筑结构荷载规范》GB50009-2012版共有强制性条文13条，分别为3.1.2、3.1.3、3.2.3、3.2.4、5.1.1、5.1.2、5.3.1、5.5.1、5.5.2、7.1.1、7.1.2、8.1.1、8.1.2条，即强制性条文数未增加，内容的主要变化有：1、原1.0.5条调整为3.1.3条（确定可变荷载代表值时应采用50年设计基准期）。
2、原3.1.2条文字略有调整，主要内容维持不变。
3、原3.2.3条参与组合的永久荷载由单项改为多项叠加（j=1~m）；增加参与组合的各项可变荷载应乘以考虑设计适用年限的调整系数的规定。
4、原3.2.5条调整为3.2.4条，文字略有调整，主要内容维持不变。
5、原4.1.1条调整为5.1.1条（增加了第4章永久荷载，以下各章顺延），主要修改包括：①教室活荷载由2.0KN/m2提高到2.5KN/m2（由第1项(2)款改为第2项）；②第5项(2)款增加了运动场活荷载（4.0KN/m2）；停车库明确为9人以下客车的停车库（不包括消防车及其他大型车辆停车库），增加了板跨为3m×3m的双向板楼盖活荷载，附注第4条明确当双向板跨介于3m×3m与6m×6m之间时按跨度线性插值确定【规范用词为“板跨不小于3m×3m”，似应为不大于，否则与附注第4条有矛盾】，消防车通道活荷载频遇值系数由0.7改为0.5，准永久值系数由0.6改为0；③厨房的分类用词由“一般的”改为“其他”；④第1项中的民用建筑卫生间活荷载由2.0KN/m2提高到2,5KN/m2；⑤教学楼的走廊、门厅活荷载由2.5KN/m2提高到3.5KN/m2；⑥楼梯活荷载单独列出为第12项，除多层住宅仍取2.0KN/m2外，其他均取3.5KN/m2；⑦阳台的分类用词由“一般情况”改为“其他”；⑧附注第6条非固定隔墙自重不小于每延米墙重的1/3，规范用词由“可”改为“应”。
浅析新旧规范路面结构分析计算参数的区别
浅析新旧规范路面结构分析计算参数的区别摘要：随着我国社会经济的发展，道路交通量日趋增大，对公路路面结构组成的要求也越来越高，公路沥青路面旧规范已经无法满足现状公路设计要求，2017年颁布了新的《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2017），较旧规范有很大差异，设计人员需对新规范充分学习研究，分析新旧规范中路面结构计算各参数的区别，才能针对项目确定路面结构方案。
关键词：路面结构分析计算；交通荷载；材料性能；设计指标旧规范经过10多年的使用经验总结，发现道路交通荷载分析不规范，基础数据不够真实；路面结构组合单一趋同；路表弯沉指标无法控制沥青层疲劳开裂和永久变形，材料力学性质参数和试验方法未反映其力学特性；环境温度和湿度因素考虑不全，设计针对性不强。
2017版新规范采用新的交通荷载调查分析方法；增加了沥青混合料层永久变形量、路基顶面竖向压应变和路面低温开裂指数为设计指标，沥青混合料层设计指标由层底拉应力改变为拉应变，保留无机结合料稳定层层底拉应力为设计指标，路表弯沉由设计指标改为检验指标；调整了材料设计参数及相应实验取值方法，并引入了温度和湿度调整系数。
1 交通荷载参数分析旧规范中采用代表车型的方法进行交通组成分类，现阶段道路上混合交通种类繁多，代表车型只选取5~6种，人为影响因素大，不能充分体现车辆组成及其对路面的影响。
新规范在现有公路交通调查数据的基础上，根据车辆构造、轴组组成等分成11种车辆类型，并按轴载谱进行轴载分析。
新方法采用了三种不同水平标准，更加合理的反应出我国目前实际情况的交通荷载，并提出了新的当量轴载作用次数的计算方法。
1.1 交通荷载数据调查与整理新规范交通组成分析采用动态称重仪在15个省、市、自治区的62多条公路上收集动态称重数据；在江苏、山东、山西及辽宁四省的25条道路进行现场交通量观测，最终采集到车辆类型和数量，以及每个车辆的轴载数量、轴载类型、轴载重量、轮胎组成、速度及通过断面时间等数据。
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新旧规范中的汽车荷载比较
前言：
我国公路桥梁结构设计采用的汽车荷载标准长期以来采用汽车车队的形式，
计算荷载和验算荷载相结合的模式。
原规范将汽车荷载划分为汽车—超20级、汽车—20级、汽车—15级、汽车—10级共四个等级，并且每个等级规定了验算荷载——挂车和履带车荷载；而新规范只将汽车荷载分为公路—I级和公路—II 级两个等级，取消了原规范规定的汽车—15级和汽车—10级汽车荷载，并且不考虑验算荷载。
公路—I级相当于原规范的汽车—超20，公路—II级相当于原规范的汽车—20级。
两者对简支梁的内力有什么区别，我们接下来就来分析这个问题。
正文：
新旧规范汽车荷载对简支梁产生的内力主要体现在两个方面：
1.汽车荷载的计算图式不同。
原规范汽车荷载的计算图式是以一辆加重车和具有规定间距的若干辆标准车组成的车队表示的。
新规范采用车道荷载即由均布荷载和集中荷载组成的图式。
2.冲击系数不同。
旧规范近似地认为冲击力与计算跨径成反比，并与桥梁的结构形式有关。
而新规范采用了结构基频来计算桥梁结构的冲击系数。
一．跨径20米的简支梁的内力分析。
下面以混凝土简支梁为研究对象，分析新旧规范标准汽车荷载效应的差别。
该桥标准跨径20m，主梁全长19.96m，计算跨径19.50m，桥面净空为净—7m+2×1.75m。
主梁结构尺寸如下图示。
设计荷载分别采用《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）采用的公路—I级、公路—II级与《公路桥涵设计通用规范》（JTJ 021-85）采用的汽车—超20级、汽车—20级进行对比分析。
（一）.新桥规计算的荷载效应
根据上节中主梁结构纵、横截面的布置，取用其的一根主梁计算其各控制截面的汽车荷载效应。
汽车荷载效应计算
按《公路桥涵通用设计规范》（JTG D60-2004）4.3.2条规定，简支梁结构的冲击系数由下式计算：
介于1.5HZ和14HZ之间，冲击系数按下式计算：
汽车荷载效应计算结果见下表：
（二）．按照旧桥规计算的荷载效应
汽车荷载效应计算：
在汽车荷载效应计算中，直接用规范中采用的标准汽车荷载在主梁上加载，从而计算出主梁各控制截面（支点、四分点和跨中截面）的最大弯矩和剪力效应。
按《公路桥涵通用设计规范》（JTJ 021-85）第2.3.2条规定，简支梁结构的冲击系数由下式计算：
汽车荷载效应计算结果见下表：
（三）荷载比较
从上表可看出，公路I级荷载所引起的最大弯矩比汽车—超20级产生的要大，而剪力比汽车—超20级小。
公路II级荷载与汽—20级车辆荷载产生的最大弯矩和最大剪力比汽车—20级大。
由于新规范的冲击系数的计算方式也与旧规范不同，计入冲击系数后，新规范产生的荷载效应提高幅度将比不计冲击系数时提高。
同时发现，若不计冲击力，通过计算可知，新规范按公路II级计算的效应小于旧规范。
二．在不同跨度上新旧规范的差别
桥梁的跨度一般来说就是荷载的加载长度，因此桥梁跨度的变化对汽车荷载效应会有非常大的影响，所以很有必要进一步分析一下。
下面取简支梁计算跨度由5m—50m，中间步长为1m，分别用85规范和04规范标准中的汽车荷载加载计算其荷载效应。
（计算数据详见最后）
跨中弯矩比较：
支点最大剪力比较：
（一）.弯矩规律：
公路—I级产生的弯矩比汽车—超20级大，差值在跨径50m处最大；在跨径5m处最小。
公路—II级产生的弯矩与汽车—20级相比有大有小，以跨径18m左右为界，小于18m的比汽车—20级小，最小处在10m处左右；在18m~50m范围内公路—II级产生的弯矩比汽车—20级大。
(二）.剪力规律：
公路—I级产生的剪力与汽车—超20级相比有大有小，在跨径50m处最大。
10m—30m范围内，公路—I级产生的剪力比汽车—超20级略小，之后公路—I级产生的剪力将随跨度的增长大于汽车—超20级。
公路—II级产生的剪力比汽车—20级有大有小，以跨径15m为界，小于15m 的比汽车—20级小，；大于15m的比汽车—20级大，跨径50m时最大。
(三）.曲线连续性规律：
旧规范得到的曲线显然不如新规范的平滑，可能是由于新规范是按车道荷载即均布荷载和集中荷载依据影响线来计算内力的，其计算的内力沿跨径的变化基本是连续的；而旧规范采用的汽车车队荷载直接表现为间断性的集中荷载，按汽车荷载的最不利布置情况来计算各截面内力，随着结构计算跨径的增加，结构内力的增加会呈现出间断，造成按旧规范计算的内力沿跨径是不连续的。
三．结论：
通过对不同跨径的简支梁汽车—超20级、公路—I级、汽车—20级和公路—II级汽车荷载作用下的内力计算及结果分析，得到以下结论：
1.汽车—20级和汽车—超20级荷载的计算图式对加载计算很不方便；公路—I 级和公路—II级的计算图式只要知道影响线的面积和最大竖标值即可计算出效应，比较便于设计计算。
2.不是新规范加载得到的内力值一直都大于旧规范，随着跨径的变化结果有升有降，但是整体上来说，升多降少，还是比旧规范安全。
3.冲击系数对汽车荷载效应影响很大，新规范用结构基频来计算桥梁结构的冲击系数，更直接反映了冲击系数与桥梁结构之间的关系，比旧规范更加合理。