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公路桥梁和城市桥梁汽车荷载及人群荷载的异同,如何进行计算?

本站     2024/5/22 8:40:35    

相同点
《城市桥梁设计荷载标准》中所提出的荷载模式是均布荷载加单一集中荷载模式,《公路桥梁设计通用规范》也应用了此荷载模式。《城市桥梁设计荷载标准》和《公路桥梁设计通用规范》中明确说明汽车荷载的基本情况和汽车荷载的标准值,依此值来对比城市桥梁与公路桥梁的设计荷载标准,能够得到合理的比较结果。应用汽车荷载进行对比,首先设定桥梁车道数目、车道荷载横向布置以及行车道总宽度,再结合城市标准的桥梁跨径和加载长度的规定,分析桥梁车道数目、车道荷载横向布置以及行车道总宽度三者之间的关系,得到城市桥梁和公路桥梁设计荷载的荷载作用分类折减系数近似相同。
不同点
(1)《城市桥梁设计荷载标准》与《公路桥梁设计通用规范》中的桥梁荷载均为永久性荷载、可变性荷载以及偶然性荷载三种。但是,城市桥梁与公路桥梁荷载的可变作用中的温度作用力有很大区别,其中公路桥梁荷载进一步明确了温度的作用,对均匀温度和梯度温度所产生的效应进行了详细的说明。除此之外,公路桥梁荷载的偶然作用中增加了汽车撞击的作用,充分地体现了公路桥梁荷载的偶然作用。
(2)《公路桥梁设计通用规范》中取消了《城市桥梁设计荷载标准》中平板挂车或履带车及引起的土的侧压力这一方面的规定。主要是由于近几年我国自然灾害频发,因此在城市桥梁设计时需更加注重防震功能的设计,而《城市桥梁设计荷载标准》中提到的这方面出现比较罕见。因此,在《公路桥梁设计通用规范》中将其删除,能更加合理地约束公路桥梁值。
公路桥梁
首先公路桥梁荷载分为公路-Ⅰ级和公路-ⅠⅠ级分别由车道荷载和车辆荷载组成。桥涵设计的整体计算采用车道荷载,车道荷载由均布荷载和集中荷载组成。如图:
请详细对比一下公路桥梁和城市桥梁汽车荷载及人群荷载的异同,如何理解这一差别,分别如何计算?-有驾
桥梁结构的局部加载、涵洞、桥台和挡土墙土压力等的计算采用车辆荷载。车辆荷载和车道荷载的作用不得叠加。1·公路-Ⅰ荷载:均布荷载的标准值Qk=10.5kN/m。桥涵设计跨径小于等于5m,Pk=180kN/m;跨径大于等于50m,Pk=360kN/m;跨径在5~50m由支线内插法求得。{(360-180)/45*(x-5)+180}。计算剪力的效应时集中荷载乘以1.2
桥梁结构的局部加载、涵洞、桥台和挡土墙土压力等的计算采用车辆荷载。车辆荷载和车道荷载的作用不得叠加。
1·公路-Ⅰ荷载:
均布荷载的标准值Qk=10.5kN/m。桥涵设计跨径小于等于5m,Pk=180kN/m;跨径大于等于50m,Pk=360kN/m;跨径在5~50m由支线内插法求得。{(360-180)/45*(x-5)+180}。计算剪力的效应时集中荷载乘以1.2
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汽车荷载对于荷载模式,《城市98标准》中城-A、城-B级车道荷载采用的是均布荷载加单-集中荷载(弯矩与剪力不同值)模式。这与《公路04规范》的荷载模式相同。《城市98标准》和《公路04规范》关于汽车荷载的基本情况对比见表1;《城市98标准》和《公路04规范》中汽车荷载标准值一览表见表2。城市标准与公路规范对桥梁结构的车道荷载横向布置、设计车道数目n与行车道总宽度Wc的关系以及车道的横向折减系数的规定,仅有个别数值存在0~10%的浮动。同时,城市标准面向桥梁跨径或加载长度小于150m的桥梁,而对此类桥梁公路规范不考虑纵向折减,因此两者的折减系数总体上是比较接近的。城市标准与公路规范对桥梁结构的车道荷载横向布置、设计车道数目n与行车道总宽度Wc的关系以及车道的横向折减系数的规定,仅有个别数值存在0~10%的浮动。同时,城市标准面向桥梁跨径或加载长度小于150m的桥梁,而对此类桥梁公路规范不考虑纵向折减,因此两者的折减系数总体上是比较接近的。人群荷载《公路工程技术标准》(送审稿)条文说明6汽车及人群荷载2003.03通过大量的实际调查和对人群荷载随机过程概率模型的数理统计分析,我们得到了人群荷载随机过程的任意时点的分布和设计基准期内的最大值分布以及人群荷载的代表值。研究表明:当取设计基准期内最大值分布的95%分位值时,公路桥梁人群荷载的标准值为3.0kN/m2,这与现行《公路桥涵设计通用规范》(JTJ021-89)中一般情况下的公路桥梁人群荷载规定值相同,说明现行规范的规定值还是比较合理的。同时,该规范值是通过大量的实际调查和对人群荷载随机过程概率模型的数理统计分析得到的,它反映了实际情况并考虑了今后可能的发展,从现行规范的应用情况来看,该值的使用情况是比较好,故本《标准》维持该规范值的规定,虽然该值较其他国家规范的规定值稍偏小(其他国家从来没有对人群荷载作过象我国这样规模的实际调查和概率统计分析)。现行规范中的人群密集地区的公路桥梁人群荷载的标准值取3.5kN/m2,相当于设计基准期内最大值分布的98%分位值。人群荷载3.0kN/m2的直观概念是相当于在一平方米内有平均约0.6kN重的人5位,0.75kN重的人4位,这种况几乎只在相当拥挤的商场柜台前或某突发事件下的某些局部区域内才能发生。目前在某些公路桥梁的设计中,设计人员将在车行道和人行道上满布人群荷载而不考虑汽车荷载的存在作为一种荷载组合情况予以处理,实际上是不妥的。在这种情况下,对以往的某些结构或某些荷载等级会产生人群荷载控制结构或结构构件的设计,造成不必要的人力和物力的浪费。人群荷载满布公路桥梁,在极个别情况下会发生,但这应属于小概率事件,且这一般是可以加以人为控制的。对于这种极端情况,可以在设计时作为特殊情况考虑并作结构承载能力的检算,但不应作为结构设计的基本依据。在各国规范人群荷载的表达中,有以结构跨径作为指标,也有以加载长度作为指标,实际上,两种表达方式各有利和弊。根据与各国规范规定的比较,建议在新规范中考虑随结构跨径增大而人群荷载的折减,并建议人群荷载标准值的低限值为2.5kN/m2(相应于初始值或基本值3.0kN/m2)。对照《标准》(97),当结构跨径不大于50m,即对应于技术标准中的中小桥(单孔跨径小于50m的桥梁),人群荷载基本值不折减;而对桥梁单孔跨径大于等于150m的特大桥,人群荷载取其低限值2.5kN/m2;当对桥梁跨径居于50m和150m之间的大桥,人群荷载随结构跨径的增加而线性递减。考虑到与《标准》(97)的衔接,对人群密集地区公路桥梁的人群荷载为一般情况下人群荷载的1.15倍;对专用人行桥,人群荷载的基本值取为3.5kN/m2。
汽车荷载
对于荷载模式,《城市98标准》中城-A、城-B级车道荷载采用的是均布荷载加单-集中荷载(弯矩与剪力不同值)模式。这与《公路04规范》的荷载模式相同。《城市98标准》和《公路04规范》关于汽车荷载的基本情况对比见表1;《城市98标准》和《公路04规范》中汽车荷载标准值一览表见表2。
请详细对比一下公路桥梁和城市桥梁汽车荷载及人群荷载的异同,如何理解这一差别,分别如何计算?-有驾
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城市标准与公路规范对桥梁结构的车道荷载横向布置、设计车道数目n与行车道总宽度Wc的关系以及车道的横向折减系数的规定,仅有个别数值存在0~10%的浮动。同时,城市标准面向桥梁跨径或加载长度小于150m的桥梁,而对此类桥梁公路规范不考虑纵向折减,因此两者的折减系数总体上是比较接近的。
请详细对比一下公路桥梁和城市桥梁汽车荷载及人群荷载的异同,如何理解这一差别,分别如何计算?-有驾
城市标准与公路规范对桥梁结构的车道荷载横向布置、设计车道数目n与行车道总宽度Wc的关系以及车道的横向折减系数的规定,仅有个别数值存在0~10%的浮动。同时,城市标准面向桥梁跨径或加载长度小于150m的桥梁,而对此类桥梁公路规范不考虑纵向折减,因此两者的折减系数总体上是比较接近的。
人群荷载
《公路工程技术标准》(送审稿)条文说明6汽车及人群荷载2003.03通过大量的实际调查和对人群荷载随机过程概率模型的数理统计分析,我们得到了人群荷载随机过程的任意时点的分布和设计基准期内的最大值分布以及人群荷载的代表值。研究表明:当取设计基准期内最大值分布的95%分位值时,公路桥梁人群荷载的标准值为3.0kN/m2,这与现行《公路桥涵设计通用规范》(JTJ021-89)中一般情况下的公路桥梁人群荷载规定值相同,说明现行规范的规定值还是比较合理的。同时,该规范值是通过大量的实际调查和对人群荷载随机过程概率模型的数理统计分析得到的,它反映了实际情况并考虑了今后可能的发展,从现行规范的应用情况来看,该值的使用情况是比较好,故本《标准》维持该规范值的规定,虽然该值较其他国家规范的规定值稍偏小(其他国家从来没有对人群荷载作过象我国这样规模的实际调查和概率统计分析)。现行规范中的人群密集地区的公路桥梁人群荷载的标准值取3.5kN/m2,相当于设计基准期内最大值分布的98%分位值。人群荷载3.0kN/m2的直观概念是相当于在一平方米内有平均约0.6kN重的人5位,0.75kN重的人4位,这种况几乎只在相当拥挤的商场柜台前或某突发事件下的某些局部区域内才能发生。目前在某些公路桥梁的设计中,设计人员将在车行道和人行道上满布人群荷载而不考虑汽车荷载的存在作为一种荷载
组合情况予以处理,实际上是不妥的。在这种情况下,对以往的某些结构或某些荷载等级会产生人群荷载控制结构或结构构件的设计,造成不必要的人力和物力的浪费。人群荷载满布公路桥梁,在极个别情况下会发生,但这应属于小概率事件,且这一般是可以加以人为控制的。对于这种极端情况,可以在设计时作为特殊情况考虑并作结构承载能力的检算,但不应作为结构设计的基本依据。
在各国规范人群荷载的表达中,有以结构跨径作为指标,也有以加载长度作为指标,实际上,两种表达方式各有利和弊。根据与各国规范规定的比较,建议在新规范中考虑随结构跨径增大而人群荷载的折减,并建议人群荷载标准值的低限值为2.5kN/m2(相应于初始值或基本值3.0kN/m2)。对照《标准》(97),当结构跨径不大于50m,即对应于技术标准中的中小桥(单孔跨径小于50m的桥梁),人群荷载基本值不折减;而对桥梁单孔跨径大于等于150m的特大桥,人群荷载取其低限值2.5kN/m2;当对桥梁跨径居于50m和150m之间的大桥,人群荷载随结构跨径的增加而线性递减。考虑到与《标准》(97)的衔接,对人群密集地区公路桥梁的人群荷载为一般情况下人群荷载的1.15倍;对专用人行桥,人群荷载的基本值取为3.5kN/m2。


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