新、旧《公路桥涵设计通用规范》中汽车荷载作用的比较分析

合集下载

《公路桥涵设计通用规范》新旧对比

中华人民共和国交通运输部办公厅于2015年9月9发布关于新版《公路桥涵设计通用规范》的通告。

通告指出，新规范《公路桥涵设计规范》（JTG D60-2015）自2015年12月1日起施行。

本次修订的主要内容包括：补充了有关桥涵总体设计的要求；增加了桥涵设计使用年限、交通安全、环境保护、耐久性、桥梁结构检测和风险评估等的相关规定；增加了桥涵养护设施的设计要求；调整了作用组合分类及计算方法、汽车荷载标准的规定；增加了汽车疲劳荷载等标准值的规定；补充了地震设计状况的规定。

本文将按照章节安排——具体细节的层次顺序，依次报告新旧规范的差异。

1 章节安排从目录来看，新旧规范章节安排变化不大。

变化主要有4处：（1）第二章增加了新的一节“符号”，章节名称也由原来的“术语”变更为“术语和符号”，“符号”一节规定了本规范中常见物理量的符号表示（如γ为材料的重度、F pe为预加力的标准值等）；（2）第三章“设计要求”新增一节“一般规定”。

此节从总体上阐述了新规范在公路桥涵选线、结构设计内容、景观规划等方面对桥涵设计的原则性的要求；（3）第四章“作用”把地震作用相关内容从偶然作用一节中剥离出来，新增一节“地震作用”。

此节只有一条，其明确指出了公路桥梁地震作用应符合现行《公路工程抗震规范》（JTG B02）和《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/T B02-01）的规定。

（4）新规范中删去了原有的的“附录A 全国基本风速图及全国各气象台站基本风速和基本风压值”，并把“附录B 全国气温分区图”改为“附录A 全国气候分区图”。

2 具体细节（1）新规范中增加了对公路桥涵主体结构和可更换部件的设计使用年限的具体规定表格（表1.0.4），该表格指出了不同公路等级、不同部件、不同桥型下的桥涵设计使用年限。

（2）新规范中删除了按持久状况承载能力极限状态设计时，公路桥涵设计的安全等级。

（3）新规范的“2.1 术语”一节添加了设计基准期、设计使用年限、极限状态、承载能力极限状态、正常使用极限状态、设计状况、结构耐久性等概念。

重载交通公路桥梁设计中关于车辆荷载的分析

重载交通公路桥梁设计中关于车辆荷载的分析2019-06-12摘要：超载运输车辆数量过多，致使公路桥梁出现⼤⾯积较为严重的损坏，甚⾄造成很多的交通事故，威胁着⼈们的⽣命安全，并给国家和社会带来很⼤的经济损失。

车辆荷载作为桥梁设计的重要依据和技术指标之⼀，对桥梁的承载能⼒、造价费⽤有着⾄关重要的影响。

本⽂阐述了公路桥梁设计荷载标准的发展历程，分析了新规范新标准，简述了我国重载交通的现状，简单介绍了⼏种公路桥梁设计荷载的基本研究理论，包括交通流理论、结构设计分项系数基本理论、车辆离⼼⼒基本研究理论并对重载交通公路桥梁设计提出了建议。

关键词：重载交通；路桥设计；车辆荷载；载荷标准中图分类号：U445 ⽂献标识码：A随着我国社会的现代化、经济的快速增长，对交通的需求越来越⾼。

汽车⼯业、运输⾏业的蓬勃发展，交通流量的不断增多，重型汽车的⼤量涌现，车速的明显提⾼，使得公路桥梁的安全性问题越来越受到重视。

越来越明显的结构疲劳问题、桥梁剩余服役期内的承载能⼒评估问题、车桥耦合制动问题需要我们去探讨、分析、研究和解决。

1我国重载交通现状公路桥梁损坏的原因很多，超载问题是其中⼀个重要的因素。

超载的原因有很多，⽐如旧桥超龄超载运营，⽐如桥梁车流量超过原设计，⽐如车辆违规超载等等。

⽆论是车辆超载还是公路桥梁荷载超载都严重威胁着交通安全，给国家、社会、⼈民带来重⼤损失，因此分析重载交通公路桥梁设计中关于车辆荷载的问题具有很重要的意义。

为了⽅便及利益最⼤化，我国多数货车都存在着超载现象，对桥梁道路进⾏掠夺性使⽤，致使交通事故和公路桥梁损坏越来越多。

重载交通中，特⼤货车、⼤货车、牵引车等重型货车在交通流中所占的⽐例较⼤，尤其是能源化⼯地区。

重载车辆⽆论单轴承重还是总重量都远远超出设计荷载。

⼆轴车⾄六轴车的额定标准分别为20t、30t、40t、50t、55t，⽽实际重量分别已达40t、80t、100t、130t、140t甚⾄以上。

公路桥涵设计通用规范 [附条文说明] JTGD60

华中科技大学曾利用反应谱理论及随机过程理论来分析计算桥梁受车辆冲击作用的影响，用动力放大系数描述车辆的动力特性、桥梁的结构形式及其动力特性对冲击系数的影响，用桥面状况系数描述桥面平整度、车辆动力特性、行车速度等因素对冲击系数的影响，利用大量实测数据进行分析，得到了与本规范规定相吻合的曲线。其较加拿大的方法所考虑的因素更为全面。
自2009年起，我国各省(自治区、直辖市)开始陆续取消二级公路收费，部分二级公路的交通量和荷载水平有了较大增长。因此，本次修订调整了二级公路的汽车荷载等级：一般情况下，二级公路桥涵的设计应采用公路—Ⅰ级汽车荷载；二级公路为非干线公路且重型车辆不多时，其桥涵的设计可采用公路—Ⅱ级汽车荷载。
6 汽车荷载横向分布系数。桥梁设计时，为取得主梁的最大受力，汽车荷载在桥面上需要偏心加载，其方法仍可用车辆荷载偏心加载确定。
桥梁结构的基频反映了结构的尺寸、类型、建筑材料等动力特性内容，它直接反映了冲击系数与桥梁结构之间的关系。不管桥梁的建筑材料、结构类型是否有差别，也不管结构尺寸与跨径是否有差别，只要桥梁结构的基频相同，在同样条件的汽车荷载下，就能得到基本相同的冲击系数。本规范采用的冲击系数曲线与美国、加拿大、日本、法国等国家的相关标准规定的曲线相比，变化规律是一致的。
7 横桥向设计车道布置及多车道横向布载系数。对多车道进行横向折减的含义是，在桥梁多车道上行驶的汽车荷载使桥梁构件的某一截面产生最大效应时，其同时处于最不利位置的可能性显然随车道数的增加而减小，而桥梁设计时各个车道上的汽车荷载都是按最不利位置布置的，因此，计算结果应根据上述可能性的大小进行折减。这是个概率事件，可以认为各车道上的汽车荷载加载是互不相关的，按重复独立试验随机事件的概率理论，建立多车道横向折减系数与相关变量的关系式，得到折减系数的具体数值。“桥梁设计荷载与安全鉴定荷载的研究”项目中，针对原规范的横向折减系数进行了专项研究，在国内外对比的基础上，根据实测数据进行了多车道重车相遇概率研究。研究表明，虽然目前车流量较以往有了较大提高，但在实际运营过程中多车道重载车辆相遇仍属小概率事件，即仍需考虑多车道的横向折减问题。进而根据我国当前高速公路和一般公路的实际交通流数据进行了横向折减系数计算。结果显示，在实测最大重车交通量条件下，4车道内基本和原规范相同，4车道以上的略小于现行规范值。总体而言，原规范多车道横向折减系数取值在当前及今后一个时期内的交通状况下是适用的。因此，本次修订维持原规范的规定。根据研究增列了单车道的横向车道布载系数。

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／Ｓｋ，Ｓ是根据实测车队计算的效应值，是０４规范公路汽车荷裁标准计算的效应值
由于ｌ５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ｌＯｍ、１３ｍ、１６ｍ、２０ｍ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，５０ｍ跨径以内桥梁实际运营汽车荷载超越Ｏ４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Ｏ４规范中汽车荷载模式具有形式
！：！：！：！！：：：：：：
集中荷载５＜Ｌ ¨ ＜５Ｏ４（Ｌ．ｏ＋４Ｏ）２（Ｌｏ＋１３０）
Ｌｏ ≥５０３６０３６０
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》Ｉ６］（简称

新、旧《公路桥涵设计通用规范》中汽车荷载作用的比较分析

新、旧《公路桥涵设计通用规范》中汽车荷载作用的比较分析刘兵;潘芳【摘要】2015年实施的《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2015)将各等级公路的设计荷载及安全等级等进行重新修订.修订后原有部颁空心板通用图在新标准下适用度及已建的各等级公路中小跨度桥梁安全度,一直被设计者和桥梁管养部门所关心.文章以部颁的10m、13m、16m、20 m标准跨径的部分预应力混凝土空心板为研究对象,通过对比空心板跨中承载能力的变化,评价已建成的中、小跨径空心板安全度.研究表明10m、13m跨径空心板的部分中、边板通用图已不能适应新规范的变化;已建成的二、三、四级公路上的中桥及二级公路上的小桥的承载能力已无法满足新规范的要求.【期刊名称】《现代交通技术》【年(卷),期】2017(014)003【总页数】5页(P57-61)【关键词】桥梁工程;设计规范;车道荷载;承载能力【作者】刘兵;潘芳【作者单位】中设设计集团股份有限公司,江苏南京210004;江苏东交工程设计顾问有限公司,江苏南京210002【正文语种】中文【中图分类】U441+.2随着公路桥梁的大规模建设，已使用了11年的《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60—2004）（以下简称《老规范》）进行了修订，新规范（JTG D60—2015）于2015-12正式实施［1-2］，《新规范》从以下几个方面对《老规范》进行了补充和修改：（1）增加了桥涵结构的设计使用年限规定，有利于提升公路桥涵耐久性，促进行业可持续发展；（2）明确了各类公路桥涵结构设计安全等级，对除特大桥外的其他公路桥涵设计安全等级的要求加以提高；（3）改进了作用组合分类及计算方法；（4）调整了公路桥梁设计汽车荷载标准。

设计使用年限是体现桥涵结构耐久性的重要指标，美国、英国、新西兰和日本等多国的桥梁设计规范对桥梁设计使用年限均有明确的规定［3］。

日本提出桥梁的设计使用年限大约为100年；英国规定桥梁的设计年限为120年；美国要求对桥梁的设计使用年限不少于75～100年；欧洲共同体在桥梁设计规范中规定桥梁的设计使用年限为100年。

新老规范设计汽车荷载效应对比

新老规范设计汽车荷载效应对比
王彦伟;鲁亚斌;潘腾飞;李松辉;闫保民
【期刊名称】《上海公路》
【年(卷),期】2015(000)004
【摘要】鉴于新老桥梁设计汽车荷载模型的不同和对桥梁限载取值的研究,系统对比了不同时期、不同荷载等级桥梁设计汽车荷载效应的差异程度.根据不同的设计汽车荷载模型,以跨径为6～30 m的简支梁桥为计算对象,分别计算汽车-10级、汽车15级、汽车-20级、汽车—超20级以及公路-Ⅰ级和公路—Ⅱ级汽车荷载作用下的跨中弯矩和支点剪力.研究结果表明:对于跨径L在6～30 m内的简支梁桥,新老规范设计汽车荷载作用下的跨中弯矩随跨径的变化趋势是相同的,然而两者支点剪力的变化趋势差异很大.计算跨径越小,新老规范设计汽车荷载作用下的内力效应差值越小,利用新规范对老规范设计的桥梁进行升级加固越有利.
【总页数】5页(P53-57)
【作者】王彦伟;鲁亚斌;潘腾飞;李松辉;闫保民
【作者单位】山东科技大学,山东青岛266590;山东科技大学,山东青岛266590;山东科技大学,山东青岛266590;山东科技大学,山东青岛266590;山东科技大学,山东青岛266590
【正文语种】中文
【相关文献】
1.从新老校园的对比到设计的反思--浙大新老校区教学组团使用现状的思考 [J], 罗卿平;陈健
2.中美公路桥梁规范设计汽车荷载对比 [J], 闫保民;李松辉
3.城市桥梁规范中汽车荷载效应对比分析 [J], 仇天天;刘亚运;王永红
4.按新老规范设计的雨水管道衔接问题探讨 [J], 王涛
5.中美公路桥梁设计规范的汽车荷载效应对比分析 [J], 李清富; 赵姝彬; 李承昌因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

我国公路桥梁汽车荷载演变与比较

涵设计通用规范》Ｊ１０１１８）以下简称８规范）荷载标准值应满布于使结构产生最不利效应的同号（１２ — ９９（Ｊ９、
２０年实施的《０４公路桥涵设计通用规范》ＪＧＤ０（６ — 影响线上；集中荷载标准值只作用于相应影响线中ｒ
、
摘
。
后提出了今后可能的发展趋势。关键词：桥梁；范；车荷载；规汽响应
我国公路桥涵车辆荷载标准经历过套用美国标或大于５ｍ时，＾３０Ｎ；梁计算跨径在５００尸＝６ｋ桥ｍ５ｍ之准，照苏联标准，参到第一次拟订反映我国实际情况的间时，＾采用直线内插求得。算剪力效应时．述Ｐ值计上车辆荷载标准的历程。革后，国先后颁布了三本规集中荷载标准值Ｐ应乘以１２系数。公路一 Ⅱ级车文我＾．的
７００１３６２．０１０７３０１０７３０１０
公路一Ｉ级车道荷载的均布荷载标准值为ｇ
１．ｋ／集中荷载标准值按以下规定选取：梁计算０５Ｎｍ；桥
跨径小于或等于５ｍ时，＾１０Ｎ；梁计算跨径等于尸＝８ｋ桥
集中力组成；其形式上与美国ＡＳＴ规范中汽车荷ＡＨＯ载颇为相似，其量值与国内以往规范中的规定也有较

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

刘兵，潘芳
（１．中设设计集团股份有限公司，江苏南京２１０００４；２．江苏东交工程设计顾问有限公司，江苏南京２１０００２）
摘
要：２０１５年实施的《公路桥涵设计通用规范｝（ＪＴＧＤ６０－－２０１５）将各等级公路的设计荷载及安全等级等进行
第１４卷第３期
２０１７年６月
现代交涵技木
ＭｏｄｅｍＴｒａｎｓｏｏｒｔａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌ
ＶＯＩ．１４ＮＯ．３Ｊｕｎ．２０１７
新、旧《公路桥涵设计通用规范》中汽车荷载作用的比较分析
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｌｏａｄａｎｄｓａｆｅｔｙｇｒａｄｅｏｆａｌｌｈｉｇｈｗａｙｈａｖｅｂｅｅｎｒｅｖｉｓｅｄｉｎ “ ＧｅｎｅｒａｌＳｐｅｃｉｉｆｃａｔｉｏｎｓｆｏｒＤｅｓｉｇｎｏｆ
重新修订。修订后原有部颁空心板通用图在新标准下适用度及已建的各等级公路中小跨度桥梁安全度，一直被设计者和桥梁管养部门所关心。文章以部颁的１０ｍ、１３ｍ、１６ｍ、２０ｍ标准跨径的部分预应力混凝土空心板为研
究对象，通过对比空心板跨中承载能力的变化，评价已建成的中、小跨径空心板安全度。研究表明１０ｍ、１３ｍ跨径空心板的部分中、边板通用图已不能适应新规范的变化；已建成的二、三、四级公路上的中桥及二级公路上的
小桥的承载能力已无法满足新规范的要求。
关键词：桥梁工程；设计规范；车道荷载；承载能力中图分类号：Ｕ４４１．２文献标识码：Ａ文章编号：１６７２ — ９８８９（２０１７）０３ — ０００５７ — ０５
ＨｉｇｈｗａｙＢｉｒｄｇｅｓａｎｄＣｕｌｖｅｒｔｓ ”（ＪＴＧＤ６０— ２０１５）ｗｈｉｃｈｈａｓｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄｉｎ２０１５．Ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｏｌｄｇｅｎｅｒａｌ
ｄｒａｗｉｎｇｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅｈｏｌｌｏｗｓｌａｂｐｕｂｌｉｓｈｅｄｂｙｔｈｅＭＯＣｔｏｔｈｅｎｅｗｓｔａｎｄａｒｄｓａｎｄｔｈｅｓａｆｅｔｙｄｅｇｒｅｅｏｆｍｏｄｅｒａｔｅｏｒｓｈｏｔｒｓｐａｎｂｉｒｄｇｅｓｗｈｉｃｈｈａｖｅｂｅｅｎｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｉｎａＵｈｉｇｈｗａｙｉｓａｌｗａｙｓｃｏｎｃｅｒｎｅｄｂｙｄｅｓｉｇｎｅｒａｎｄｂｉｄｒｇｅｍａｎａｇｅｍｅｎｔ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｃｏｎｔｒａｓｔｓｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆｃａｒｒｙｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｏｆｔｈｅｍｉｄ— ｓｐａｎｂａｓｅｄｏｎｃｏｎｔｒａｓｔｉｎｇｔｈｅｃｈａｎｇｅｓｏｆｔｈｅｏｌｄａｎｄｎｅｗｓｐｅｃｉｉｆｃａｔｉｏｎｓｂｙｔａｋｉｎｇｔｈｅｐａｒｔｉａｌｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｈｏｌｌｏｗｓｌａｂｏｎｗｈｉｃｈｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｓｐａｎｉｓｅｑｕａｌｔｏ１０，１３，１６，２０
ＬｉｕＢｉｎｇ，ＰａｎＦａｎｇ
（１．ＣｈｉｎａＤｅｓｉｇｎＧｒｏｕｐＣｏ．，Ｌｔｄ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００１４，Ｃｈｉｎａ；
２．ＪｉａｎｇｓｕＤｏｎｇＪｉａｏＥｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇＤｅｓｉｇｎＣｏｎｓｕｌｔｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１０００２，ＣｈｉｎＳｔｕｄｙｏｎＶｅｈｉｃｌｅａｎｄＬａｎｅＬｏａｄｉｎｇＥｆｆｅｃｔｏｆＮｅｗａｎｄＯｌｄ
（ＧｅｎｅｒａｌＳｐｅｃｉｉｆｃａｔｉｏｎｓｆｏｒＤｅｓｉｇｎｏｆＨｉｇｈｗａｙＢｒｉｄｇｅｓａｎｄＣｕｌｖｅｒｔｓ）