淺析新荷載規(guī)范汽車荷載對中小跨徑橋梁的影響

陳 倩

中信建筑設(shè)計研究總院有限公司，湖北武漢 430010

隨著我國國民經(jīng)濟的提升和人們生活水平的提高，汽車已經(jīng)成為人們的基本代步工具，汽車荷載增長迅速。近幾年的實踐應(yīng)用表明，規(guī)范總體上能滿足我國公路橋涵建設(shè)的需要，但隨著我國公路運營狀況、橋涵設(shè)計理念和方法的發(fā)展和變化，橋梁荷載規(guī)范也對一些方面進行了完善。

1 我國公路橋梁設(shè)計中汽車荷載標準現(xiàn)狀

交通運輸部在2015年9月9日發(fā)布的關(guān)于《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》的公告中，發(fā)布《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTGD 60—2015）作為行業(yè)標準自2015年12月1日起施行，原《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTGD 60—2004）同時廢止。在《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTGD 60—2015）中，對以下內(nèi)容進行了完善：公路橋梁設(shè)計汽車荷載標準的適應(yīng)性日漸突出；設(shè)計使用年限、耐久性設(shè)計、全壽命設(shè)計、風險評估、橋梁運營期結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測等新方法、新理念逐漸得到廣泛應(yīng)用和發(fā)展；環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展也成為工程設(shè)計中需考慮的重要因素。

為了吸納近年來成熟經(jīng)驗和科研成果，提高規(guī)范的適應(yīng)性，促進公路橋梁科學健康發(fā)展，在《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTGD 60—2015）中做了如下幾方面的修訂：

（1）增加了橋涵結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限和耐久性要求；

（2）完善了極限狀態(tài)的設(shè)計理論和方法；

（3）改進了作用組合分類及技術(shù)方法；

（4）調(diào)整了公路橋梁設(shè)計汽車荷載標準；

（5）增加、完善了各種作用標準值的計算規(guī)定；

（6）完善了有關(guān)橋涵總體設(shè)計、環(huán)境保護、交通安全保障工程等的相關(guān)規(guī)定；

（7）增加了橋涵風險評估和安全監(jiān)測的相關(guān)規(guī)定。

在以上幾方面中，對荷載的調(diào)節(jié)最為顯著，除了改進了作用組合分類及計算方法、改變組合指系數(shù)外，還完善了汽車荷載標準：調(diào)整了二級公路的汽車荷載等級；提高了中小跨徑橋梁的車道荷載標準；修改了車輛荷載的分項系數(shù)。本文以空心板為例，分析對比汽車荷載標準調(diào)整后對中小跨徑的影響。

2 建模分析

公路上常用的中小跨徑為10、13、16、20m，本文以1.25m空心板為例進行建模計算，分析《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTGD 60—2015）較《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTGD 60—2004）中汽車荷載對中小結(jié)構(gòu)的影響。

本文以12m橋?qū)挒槔?，?0、13、16、20m空心板中板簡支板進行建模分析計算。橫斷面如圖1～4所示。

圖1 10m跨橫斷面（mm）

圖2 13m跨橫斷面（mm）

圖3 16m跨橫斷面（mm）

圖4 20m跨橫斷面（mm）

按12m寬布置橫斷面時，共9塊板，邊板挑臂長38cm，板間縫寬1cm。橫向分布系數(shù)計算如表1所示。

表1 橋?qū)挒?2m的橫向分布系數(shù)

跨中橫向分布系數(shù)計算時，取三車道進行計算，在計算汽車荷載時考慮車道折減系數(shù)0.78。

3 計算結(jié)果

按簡支結(jié)構(gòu)選取一跨進行建模計算，選取彎矩、剪力進行對比分析。

簡支板梁在新規(guī)范汽車荷載及舊汽車荷載作用下，最大彎矩及最大剪力如表2所示。

表2 結(jié)果對比

表2中彎矩、剪力均為基本組合下跨中最大彎矩及支點處最大剪力。從表2的結(jié)果中可以看出，新舊汽車荷載作用下，結(jié)構(gòu)彎矩及內(nèi)力均有較大增加，跨徑越小，汽車荷載所引起的增長比例越大；隨著跨徑的增加，該影響逐步減弱。20m跨徑時，彎矩增加6.7%，剪力增加9.7%，對于結(jié)構(gòu)來說，增加較多；10m跨徑時，彎矩增加17.7%，剪力增加22%，彎矩與剪力均增加了20%左右，對結(jié)構(gòu)強度來說，提高較多，與原荷載要求差別較大。

新荷載規(guī)范頒布施行后，對中小跨徑的影響是不可忽略、影響顯著的，隨著跨徑的增大，影響會逐步降低。在設(shè)計中小跨徑橋梁時，應(yīng)充分考慮新通規(guī)中對汽車荷載規(guī)范的增加而引起的荷載強度增加。

4 結(jié)語

通過分析計算比較，新通規(guī)在汽車荷載上的調(diào)整對中小跨徑橋梁的強度有了很大提升，跨徑越小，提升越大，影響越明顯。在進行中小橋設(shè)計時，應(yīng)慎重進行分析計算，不能完全參考原老荷載規(guī)范的設(shè)計圖紙。