谈谈公路桥梁的设计荷载等级
桥梁设计荷载
第4.2.2条 预加力 在结构进行正常使用极限状态设计和使用 阶段应力计算时，应作为永久作用计算其主效 应和次效应，并计入相应阶段的预应力损失， 但不计由于偏心距增大引起的附加效应； 在结构进行承载能力极限状态设计时，预 加力不作为作用，而将预应力钢筋作为结构抗 力的一部分，但在连续梁等超静定结构中，仍 需考虑预加力引起的次效应。
支座摩阻力
F = µ ⋅W
偶然作用
偶然作用
偶然作用是指在结构使用期间出现的 概率很小，一旦出现，其值很大且持续时 间很短的作用。《桥规》中的偶然荷载包 括地震作用、船舶或漂流物的撞击作用和 汽车撞击作用。
地震作用
在地震区建造桥梁，必须考虑地震作用。
第4.4.1条 地震作用 地 震 动 峰 值 加 速 度 等 于 0.10g 、 0.15g 、 0.20g、0.30g地区的公路桥涵，应进行抗震设 计。 地震作用的计算及结构的设计，应符合现 行《公路工程抗震设计规范》的规定。
车辆荷载
前轮： 0.3×0.2 中、后轮： 0.6×0.2 各荷载等 级采用相同的 车辆荷载。
横向布载
车道荷载横向分布系数应按设计车道数如下图布 置车辆荷载进行计算。
横向布载
桥涵设计车道数应符合下表的规定：
桥面宽度 车辆单向行驶时 车辆双向行驶时 W<7.0 7.0≤W<10.5 6.0≤W<14.0 10.5≤W<14.0 14.0≤W<17.5 14.0≤W<21.0 17.5≤W<21.0 21.0≤W<24.5 21.0≤W<28.0 24.5≤W<28.0 28.0≤W<31.5 28.0≤W<35.0 桥涵设计车道数 1 2 3 4 5 6 7 8
新规范公路桥梁设计原则
新规范高等级公路结构设计指导原则高速公路桥涵研究组二O一一年十月一、设计采用的主要技术指标1、汽车荷载等级：公路-I级。
2、设计洪水频率：特大桥1/300；大、中、小桥、涵洞：1/100。
3、地震动峰值加速度：0.05g，相当于地震烈度Ⅵ度。
4、桥面宽度：四车道（主线）：整体式断面24.5m，分离式断面12.0m。
四车道（丙村连接线）：整体式断面21.5m。
5、本项目桥梁按上下行分离设置。
整体式路基外侧设0.5m砼防撞栏，内侧设0.39m 砼防撞栏，桥面预留0.11m放置盖板，中间间隔0.72m；分离式两侧各设0.5m砼防撞栏。
桥梁标准横断面见下图：图1-1 整体式路基段标准横断面图1-2 分离式路基段标准横断面6、整体式路基段标准横断面内侧防撞栏形式采用SA级F型防撞栏（高100cm），外侧采用加强型SS级防撞栏（高110cm）；分离式路基段桥梁两侧防撞栏形式均采用加强型防撞栏。
外侧防撞栏均采用外包式。
空的要求，建议上跨高速公路及主干道的桥梁净空高度尽可能提高到5.5m。
二、设计深度1、普通大桥、互通匝道桥及等级路分离式桥（线外桥）设计内容包括：（1）桥位平面图（分离式立交桥应包含被交路平纵数据及图纸）（2）全桥工程数量表（3）桥型布置图（绘出结构分联示意图）（4）梁（或板）平面布置图(含弯斜桥的布置方法示意，直线桥梁无此图)（5）箱梁一般构造图、钢束布置图、钢筋布置图等（非预制结构绘制，预制结构统一绘制通用图）（6）桥台一般构造图及相应钢筋布置图（钢筋图包括肋板、承台、桩基或扩大基础钢筋图；台帽、支座垫石、耳背墙、牛腿、挡块、U台侧墙钢筋图及U台台后排水统一绘制通用图）（7）桥墩一般构造图及钢筋布置图（一般构造图应标示出控制点标高、支座垫石位置及布置大样、地面横向地面线；钢筋图包括墩柱钢筋图、系梁钢筋图、承台钢筋图、桩基或扩大基础钢筋图；墩帽、支座垫石、挡块钢筋图统一绘制通用图）；预应力盖梁需给出预应力束布置图等。
道路设计荷载
7.0
1.4
15.0
550KN汽车的平面尺寸
1.8 1.3 1.8 0.5
横向布置
图1-4-2 各级汽车的平面尺寸和平面布置（尺寸单位：m）
2020年6月28日星期日
8
验算荷载：偶然个别出现的平板挂车、履带车 ✓ 验算荷载的等级：
履带-50，挂车-80，挂车-100，挂车-120 ✓ 履带车顺桥向可多辆行驶，净距不小于50m，
2020年6月28日星期日
15
2020年6月28日星期日
16
2020年6月28日星期日
17
2020年6月28日星期日
18
多车道桥梁的汽车荷载应考虑折减。当桥涵设计 车道数≥2时，汽车荷载产生的效应 应该按表 6.0.6-2规定的多车道横向折减系数进行折减，但折 减后的效应不得小于两条设计车道的荷载效应。
2 120
60
3
120 60
3.6m 4.8m
1.2m
0.25m 0.25m 0.6m
0.6m 1.8m 0.6m
0.25m
2020年6月28日星期日
25
城－Ａ级车道荷载和城－Ｂ级车道荷载应按
均布荷载加一个集中荷载计算。
均布荷载和集中荷载的标准值应按桥梁的跨
径确定。
跨径2-２０m
城－Ａ级
✓ 计算弯矩，车道荷载的均布荷载标准值
5 160 80
3.6m
6.0m 18.0m
7.2m
0.6m
0.6m
0.25m 0.25m 1.2m
3.0m
1.8m
0.6m
0.6m
2020年6月28日星期日
24
城－Ｂ级车辆荷载： 标准载重汽车应采用三轴式货车加载，总重300kN
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。
桥涵设计说明
桥涵设计一、桥涵设计说明桥涵设计是根据公路路线总体布局设定的，同时结合当地的地质情况、水文情况和施工条件，并且同当地的农田灌溉相结合。
二、桥涵设计荷载（一）、桥涵设计荷载以公路-Ⅰ级和公路-Ⅱ级两个等级，其适用范围如表5-1。
各级公路桥涵设计汽车荷载等级表5-11、车道荷载由长度不限的均布荷载和集中荷载组成，对于公路-Ⅰ级车道荷载，其均布荷载标准值q k=10.5KN/M，集中荷载值是按桥梁计算跨径Lk≤5m时，Pk=180KN；当Lk≥50m时，Pk=360KN，当5≤Lk≤50m时采用内插法。
2、对于公路-Ⅱ级车道荷载，其均布荷载标准值qk和集中荷载标准值Pk均按公路-Ⅰ级的0.75倍计算。
（三）、公路桥涵安全等级采用安全等级为三级，r0=0.9。
（四）、对于桥涵施工对其伸缩缝和沉降缝参考施工图。
三、桥梁设计要点及注意事项根据本项目的实际情况，桥型选择力求安全、实用、经济，桥孔布置遵循经济实用、施工方便兼顾美观的原则本工程共设置桥梁3座，其中安家湾桥桥梁全长100m，上部结构采用4*20m 钢筋混凝土T梁；月儿湾桥桥梁全长220m，上部结构采用7*30m钢筋混凝土连续T梁；桥沟里桥桥梁全长160m，上部结构采用5*30m钢筋混凝土T梁。
SⅤ-11、上部结构预制箱梁部分详见《装配式预应力混凝土简支梁桥上部构造》。
2、下部结构施工时除严格遵守中华人民共和国交通部颁布标准《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000），《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）有关要求，应当注意：①、台后及坡填土应选用透水性良好的沙砾石材料，并按本路段（主线）路基填土的有关规定分层夯实，并设置泄水孔，泄水孔德孔径同挡土墙泄水孔一样。
②、台后及锥坡填土应采用小型机械严格按照分层压实的原则进行压实，其压实度应不小于路基压实度。
③、墩、台帽顶面支座垫块位置和高程控制要求准确，其顶面必须保持水平、平整、清洁，外形符合设计要求。
桥梁设计荷载等级划分
桥梁设计荷载等级划分1. 引言嘿，大家好！今天我们聊聊桥梁设计的那些事儿。
桥梁，作为连接两岸的“纽带”，在我们的生活中可谓是不可或缺。
想想看，你走在桥上，车从桥下飞驰而过，那感觉就像是在走在时代的前沿。
可是，桥梁可不是随便建建就能用的哦！它们的设计可得考虑到各种各样的荷载等级。
接下来，我们就来一探究竟，看看这些荷载等级到底是个啥意思。
1.1 荷载的定义首先，啥是荷载呢？简单来说，荷载就是桥梁上面承受的重量。
它可以是车流、行人，甚至是自然灾害带来的压力。
就像一个小朋友在秋千上荡啊荡，秋千也得承受得住他的体重对吧？所以，桥梁设计时，得把这些“体重”都考虑进去，不然可就出大事儿了！1.2 荷载等级的必要性那荷载等级为什么这么重要呢？别忘了，桥梁可不是一般的建筑，它们得承受来自不同方向的压力。
我们常说“万一出事，后果不堪设想”。
所以，合理划分荷载等级，可以确保桥梁在各种情况下都能安然无恙。
这就好比咱们上楼梯，有些楼梯是给小朋友的，有些是给大人用的，设计得当，才能让大家安全上下。
2. 荷载等级的分类接下来，我们聊聊荷载等级的分类。
桥梁的荷载等级一般分为几个档次，每个档次都对应着不同的使用场景和需求。
2.1 公路荷载首先，公路荷载等级是我们最常见的。
想象一下，每天都有无数辆车从桥上开过，如果不考虑这些车辆的重量，桥可就会“吃不消”了。
公路荷载又分为不同的等级，比如轻型荷载、重型荷载等。
轻型荷载就像是小轿车，而重型荷载就像是大货车、公交车，重得让人心疼。
设计时，要根据交通流量和车流情况来选定合适的荷载等级。
2.2 铁路荷载然后是铁路荷载。
这就更复杂了！想想看，火车那种“庞然大物”一过，简直像是过山车一样，让人肾上腺素飙升。
铁路桥的荷载等级可不能马虎，得考虑到列车的速度、重量，以及通过频率。
这就要求设计师得像侦探一样，仔细推敲各种数据，确保每一条铁路都能安全运行。
3. 荷载等级的影响因素说到这儿，大家可能会问：这些荷载等级是怎么划分的呢？其实，这里面有很多因素需要考虑。
城市桥梁与公路桥梁设计荷载标准对比分析
科学技术创新2021.14城市桥梁主要是指在城区内部的桥梁，其被修建在不同的建筑物基础上，如天桥、立交桥或者河道上部桥梁等，并根据使用年限可以将其分为永久性和半永久性天桥形式。
而公路桥梁的机构体系比较特殊，其主要是以力学原理所设计的结构基础，其类型包含钢架桥、悬索桥以及斜拉桥等多种形式。
公路与城市桥梁的建设不仅对于缓解交通压力有着极其重要的作用，同时对于改善城市环境、促进城市经济发展也有着极大的意义[1-2]。
1公路与城市桥梁设计荷载标准对比分析1.1二者汽车荷载的相关研究一般在城市桥梁和公路桥梁的荷载中，都会采取均匀分布荷载的单一荷载模式进行设计，而这种模式在桥梁建设期间容易被广泛应用。
在长时间的实践分析中，相关法规对于汽车荷载的基本情况和其本身的标准值已经有着十分明确的规定，结合这些规定值可以有效分析桥梁荷载的相关数值设计，以此来对城市和公路桥梁设计荷载标准进行全面对比，得到合理科学的计算结果[3]。
其次根据汽车荷载数值来将计算后的公路与城市桥梁与原来进行对比，其对比的步骤为：首先布置合适的试验场地，将桥梁车道的数量、车辆荷载的横向布置和车道的宽度进行规定。
其次根据城市标准中桥梁加载长度、桥梁设计跨径等方面规定，对于车道数量、总宽度和横向布置三者之间关系进行分析。
最后得到结果，发现在公路和城市桥梁设计荷载中，其基本的折减系数相同。
具体规范标准数值如表1所示。
表1CJJ11-2011汽车荷载标准值分析1.2车辆冲击力分析一般在研究桥梁荷载就需要对汽车冲击力进行详细分析和研究，本文所提出的汽车冲击力是根据桥梁本身的结构质量、刚度和桥体跨度，并结合冲击力与跨径计算数值的反比值来进行计算和分析的，随后可以结合其所计算的汽车冲击力来比较公路桥梁和城市桥梁设计荷载标准[4]。
部分数值计算与统计如表2所示。
表2冲击系数有关因素数值独对比分析在表2中可以看出，公路冲击系数要比城市冲击系数明显有着提高的趋势，并且在小跨度方面差别相对较大，当实现大跨径设计时两者数值在逐渐接近。
关于桥梁荷载与限载的说明
关于桥梁荷载与限载的说明我国公路、城市桥梁设计用标准车辆荷载的基本演变目前运行的桥梁大多数采用三套设计规范设计建造：《公路桥涵设计通用规范》（JTJ 021-89）、《城市桥梁设计荷载标准》（CJJ77-98）（2008年建设部废除）、《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）。
对于89年以前的，其荷载规定类似公路89规范。
1、对于按照《公路桥涵设计通用规范》（JTJ 021-89）及以前规范设计的桥梁，均为车队荷载，所以可按照车队中最重的车辆进行限载，如汽车-10级，应限载15T；汽车-15级，应限载20T；汽车-20级，应限载30T；汽车-超20级，应限载55T。
2、对于按照《城市桥梁设计荷载标准》（CJJ77-98）设计的桥梁，由于其分车道荷载和车辆荷载，车道荷载为均载加集中荷载，是整桥计算荷载，车辆荷载为标准车荷载，是构件及局部计算荷载，城A为70T，城B为30T。
由此，可以进行限载，城A限载70T，城B限载30T。
3、对于按照《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）设计的桥梁，荷载总分公路一级和公路二级，并再分车道荷载和车辆荷载，车道荷载为均布荷载+集中荷载，是整桥计算荷载，车辆荷载为标准车荷载，是构件及局部计算荷载，公路一级和公路二级标准车均为55T。
由此，不论公路一级还是公路二级，均可限载55T。
综上所述，汽车-10级，应限载15T；汽车-15级，应限载20T；汽车-20级，应限载30T；汽车-超20级，应限载55T。
车辆荷载标准汽-20、城B级与公路二级产生的荷载效应相当，应限载30T；汽-超20、城A与公路一级产生的荷载效应相当，应限载55T。
另外，随着时间推移，桥梁承载能力可能会衰退，所以限载可以适当降低。
附：《上海城市桥梁限载标准》载录3.1.3 特殊结构型式桥梁、《城市桥梁设计准则》（CJJ11－93）中规定的特大型桥梁、使用年限超过30年的桥梁或者BCI指数为C级及C级以下的桥梁，应根据承载能力评估结果重新确定限载吨位。
- 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)。
谈谈公路桥梁的设计荷载等级精选
已有3412 次阅读2012-7-31 23:15|系统分类:科普集锦|关键词:桥梁荷载
最近关于桥梁的讨论不少，从讨论中看出不少网友对于桥梁中的荷载有不少疑惑，因此特地谈谈桥梁实践中，荷载是如何选取的。
设计中采用的汽车荷载均是从设计规范中选取出来，而设计中的车辆荷载是通过大量统计，考虑概率分布的标准荷载。
我国目前执行的公路桥梁荷载出自2004的公路桥梁通用规范（简称04规范），而目前正在运行的桥梁有相当一部分采用的85年的公路桥梁通用规范（简称85规范）。
85规范中，分为两种荷载：汽车荷载与平板挂车履带车荷载。
汽车荷载分为若干等级：汽10，汽15，汽20，汽超20。
怀柔的桥报道中好像提到是汽20.
汽车荷载是一个车队，即一个车道有这么一个车队过桥，根据桥梁宽度可以确定若干个车道，这样就有若干个这样的车队过桥。
（当然还有横向折减的概念）
下图是汽车车队的纵向布置，单位是（kN），图中可以看出汽20对应的最重车为30吨，汽超20的最重车为55吨，新闻报道中好像搞混淆了这两个。
下图是车队中某种重量的车的轴重分配。
对于挂车荷载，也分为若干等级。
与汽车荷载不同的是，规范规定，一座桥梁中只允许有一辆挂车上桥，无论是横向还是纵向。
下图是挂车的纵向布置。
汽车荷载与挂车荷载一般配套出现，下图是配套关系。
所以怀柔那个桥，如果是汽20等级，一般还会有挂100的挂车配套，当然挂车100吨与普通货车超载到100吨，效果是不一样的，挂车的轴多，每个轴分担的荷载会小一些，比普通三轴货车超载到100吨，产生的效应要小一些。
04规范中对荷载进行了简化，荷载等级只有2级，公路一级，公路二级，
其取值也进行了简化，公路一级由一个均布荷载（集度10.5kN/m）与集中荷载（大小与跨度有关，最小是180kN，最大为360kN）构成。
公路二级为公路一级乘以0.75。
当然还有相应用来验算与局部加载的车辆荷载，这个与85规范类似。