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【摘要】随着我国社会经济和城市化建设的不断的发展,我国的基础设施建设规模和水平得到突飞猛进的扩大和提升,其中,在进行公路和桥梁建设的过程中,为了提升公路和桥梁的设计标准和承载能力,防止车辆超载对路桥工程的安全产生危害,很多设计施工单位在开展工作的过程中都对公路桥梁的纵向折减系数进行了调整。
【关键词】公路桥梁;纵向折减系数;探讨与研究
近年来,我国的公路桥梁建设水平在不断提升,通过新材料、新工艺和新方法新理论的运用能够很好地提升公路桥梁的建设质量,尤其可以大大提升桥梁的跨度,促进我国交通事业的发展。在对公路桥梁进行设计和建设的过程中,通过对纵向折减系数的调整能够让公路和桥梁的建设更加经济,提升公路桥梁承载能力。近年来,公路桥梁的纵向折减系数调整已成为研究的重点。
1、公路桥梁载荷及分析
1.1车辆载荷的调查与分析
在对公路桥梁载荷进行调查和分析的过程中,需要对测量的载荷进行调查和分析。载荷检测主要是对不同类型的车辆的轮重、车道号、行驶方向、轴重、轴距、总重、载重等数据进行研究和分析,为公路以及桥梁的载荷分析提供重要的基础。
1.2车辆载荷数据的统计与分析结论
在调查的过程中对于各种数据的收集十分充分,这就为未来载荷的预测提供了准确的数据资料。在对数据进行统计和分析的过程中,不同车辆在不同测试点的荷载系数具有很大的差异,说明车辆荷载离散性很大,车辆种类多,载重量也有着显著的差别。各測点的车辆荷载总重最大值基本大于规范中车辆重力值 55t,部分道路上行驶的车辆总重量最大值甚至达到130t以上,远大于规定值。
1.3车间距的数据的统计与分析结论
车间距的统计也是统计和分析中重要的组成部分,载重量较重的车子在公路和桥梁上运行的过程中,驾驶人员为了保证行驶的安全,一般情况下车间距较大。但是在经过桥梁的时候,存在着车间距过小的情况,这会对桥梁的安全使用产生不良的影响,尤其是在堵车时更加剧了这样的状况。车间距的变异系数在几个测点处均小于 1,各测点每74天车间距的变异系数与平均值变化不大,这也就表示车辆间距在这段时期内是平稳的,波动不大。
2、公路桥梁车辆载荷的效应研究
2.1载荷效应的基本概念
荷载是工程中用来表示作用在结构构件上的力,按其形式可分为线荷载、面荷载、体荷载。荷载加载于一定的结构上,荷载效应(load effect )就是引起构件截面变化的作用,如弯矩及剪力、扭矩、轴力、裂缝、变形、应力、应变等包括所有结构几何、力学、物理、化学状态的变化。然而由于测试技术的原因,目前对实际建筑物的截面还不能进行直接采集,进而也不能对之进一步的统计分析。
2.2车辆载荷效应的计算方法
在对车辆载荷效应进行计算的过程中,往往是让实际车队在不同结构形式和不同跨径的桥梁上通过,然后用相应的计算机程序软件进行研究和分析。车辆在公路和桥梁上的载荷,可以由某一个特定车队布置在桥梁相应影响线上计算得到,这样就能够保证在测量的过程中达到较好的效果。
2.3公路桥梁载荷效应的统计与分析结论
将特定车队加载在虚拟的简支梁和三跨连续梁(边中跨比选 0.6)。虚拟简支梁计算跨径取100m、200m、300m、400m、600m、800m、1000m、1250m及1500m,计算三跨连续梁的控制截面效应。计算结果表明,实测车辆荷载产生的剪力效应值均小于弯矩效应值,这与桥梁设计的一般情况较为吻合,即荷载效应标准值的取值以弯矩效应为准,在调整纵向折减系数中作为主要的数据依据。
3、公路桥梁纵向折减系数分析与调整
3.1公路桥梁纵向折减系数公式的建立方法
经过上面计算分析,将得到的实测效应值与现行规范标准车辆荷载效应值对比,可以得到不同结构形式、不同跨径无量纲比值。这样能使之具有普遍性,提出适合各种情况下的效应比值。但是,在建立公路桥梁纵向折减系数公式的过程中,需要将简支梁及三跨连续梁的效应比按照不同的跨径分别进行整理归并,同时还需要对其主要的结构形式进行合并,然后进行相应的化简和分析,逐步得出相应的纵向折减系数公式,然后通过计算能够得到不同跨度桥梁和不同类型公路的适宜纵向折减系数。
3.2公路桥梁纵向折减建议数值
通过上文的探讨和分析,通过相应的计算能够对公路桥梁纵向折减系数进行相应的计算。分析可知,公路桥梁纵向折减系数随着跨径的增大而减小,但增长率甚缓,且标准车辆荷载(公路-Ι级)的纵向折减是有限的,跨径1500m时折减10%;跨径400m时仅折减 5%。结合我国国情,为实用起见,对标准车辆荷载计算设计时大跨径桥梁纵向折减系数具体建议如下:
①当L≥1000m时将弯矩与剪力折减55%(保留45%),即η(L)=0.55;
②当800m≤L<1000m时将弯矩与剪力折减56%(保留 44%),即η(L)=0.56;
③当600m≤L<800m时将弯矩与剪力折减65%(保留 35%),即η(L)=0.65;
④当400m ⑤当L≤400m时弯矩与剪力不折减,即η(L)=1.0。
3.3本文与现行桥梁纵向折减系数的比较
与《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)中规定大跨径桥梁上的汽车荷载应考虑纵向折减对比可知,本文根据实测资料得到的纵向折减系数与现行规范规定的相同跨径下有很大不同。桥梁的跨径在400米内不产生折减,这和现阶段大型重型货车和超载货车的出现密切相关。
结语:
随着大跨径公路桥梁和汽车工业的迅速发展,现行规范标准车辆荷载及纵向折减系数与大跨径公路桥梁实际情况已不相适应,为了使公路桥梁的安全及建设投资更趋经济合理,需要对现行规范中纵向折减系数加以修订。只有这样才能够进行科学有效的纵向载荷系数调整,才能够设计和建设出更加符合我国经济社会发展情况的公路和桥梁,提升我国交通运输水平,促进我国经济社会的进一步发展。
参考文献:
[1]周翔海.公路桥梁纵向折减系数研究[D].重庆交通大学,2012.
[2]罗碧荣.现行设计汽车荷载纵向折减系数的适应性分析[J].交通标准化,2013,14:112-114.
【关键词】公路桥梁;纵向折减系数;探讨与研究
近年来,我国的公路桥梁建设水平在不断提升,通过新材料、新工艺和新方法新理论的运用能够很好地提升公路桥梁的建设质量,尤其可以大大提升桥梁的跨度,促进我国交通事业的发展。在对公路桥梁进行设计和建设的过程中,通过对纵向折减系数的调整能够让公路和桥梁的建设更加经济,提升公路桥梁承载能力。近年来,公路桥梁的纵向折减系数调整已成为研究的重点。
1、公路桥梁载荷及分析
1.1车辆载荷的调查与分析
在对公路桥梁载荷进行调查和分析的过程中,需要对测量的载荷进行调查和分析。载荷检测主要是对不同类型的车辆的轮重、车道号、行驶方向、轴重、轴距、总重、载重等数据进行研究和分析,为公路以及桥梁的载荷分析提供重要的基础。
1.2车辆载荷数据的统计与分析结论
在调查的过程中对于各种数据的收集十分充分,这就为未来载荷的预测提供了准确的数据资料。在对数据进行统计和分析的过程中,不同车辆在不同测试点的荷载系数具有很大的差异,说明车辆荷载离散性很大,车辆种类多,载重量也有着显著的差别。各測点的车辆荷载总重最大值基本大于规范中车辆重力值 55t,部分道路上行驶的车辆总重量最大值甚至达到130t以上,远大于规定值。
1.3车间距的数据的统计与分析结论
车间距的统计也是统计和分析中重要的组成部分,载重量较重的车子在公路和桥梁上运行的过程中,驾驶人员为了保证行驶的安全,一般情况下车间距较大。但是在经过桥梁的时候,存在着车间距过小的情况,这会对桥梁的安全使用产生不良的影响,尤其是在堵车时更加剧了这样的状况。车间距的变异系数在几个测点处均小于 1,各测点每74天车间距的变异系数与平均值变化不大,这也就表示车辆间距在这段时期内是平稳的,波动不大。
2、公路桥梁车辆载荷的效应研究
2.1载荷效应的基本概念
荷载是工程中用来表示作用在结构构件上的力,按其形式可分为线荷载、面荷载、体荷载。荷载加载于一定的结构上,荷载效应(load effect )就是引起构件截面变化的作用,如弯矩及剪力、扭矩、轴力、裂缝、变形、应力、应变等包括所有结构几何、力学、物理、化学状态的变化。然而由于测试技术的原因,目前对实际建筑物的截面还不能进行直接采集,进而也不能对之进一步的统计分析。
2.2车辆载荷效应的计算方法
在对车辆载荷效应进行计算的过程中,往往是让实际车队在不同结构形式和不同跨径的桥梁上通过,然后用相应的计算机程序软件进行研究和分析。车辆在公路和桥梁上的载荷,可以由某一个特定车队布置在桥梁相应影响线上计算得到,这样就能够保证在测量的过程中达到较好的效果。
2.3公路桥梁载荷效应的统计与分析结论
将特定车队加载在虚拟的简支梁和三跨连续梁(边中跨比选 0.6)。虚拟简支梁计算跨径取100m、200m、300m、400m、600m、800m、1000m、1250m及1500m,计算三跨连续梁的控制截面效应。计算结果表明,实测车辆荷载产生的剪力效应值均小于弯矩效应值,这与桥梁设计的一般情况较为吻合,即荷载效应标准值的取值以弯矩效应为准,在调整纵向折减系数中作为主要的数据依据。
3、公路桥梁纵向折减系数分析与调整
3.1公路桥梁纵向折减系数公式的建立方法
经过上面计算分析,将得到的实测效应值与现行规范标准车辆荷载效应值对比,可以得到不同结构形式、不同跨径无量纲比值。这样能使之具有普遍性,提出适合各种情况下的效应比值。但是,在建立公路桥梁纵向折减系数公式的过程中,需要将简支梁及三跨连续梁的效应比按照不同的跨径分别进行整理归并,同时还需要对其主要的结构形式进行合并,然后进行相应的化简和分析,逐步得出相应的纵向折减系数公式,然后通过计算能够得到不同跨度桥梁和不同类型公路的适宜纵向折减系数。
3.2公路桥梁纵向折减建议数值
通过上文的探讨和分析,通过相应的计算能够对公路桥梁纵向折减系数进行相应的计算。分析可知,公路桥梁纵向折减系数随着跨径的增大而减小,但增长率甚缓,且标准车辆荷载(公路-Ι级)的纵向折减是有限的,跨径1500m时折减10%;跨径400m时仅折减 5%。结合我国国情,为实用起见,对标准车辆荷载计算设计时大跨径桥梁纵向折减系数具体建议如下:
①当L≥1000m时将弯矩与剪力折减55%(保留45%),即η(L)=0.55;
②当800m≤L<1000m时将弯矩与剪力折减56%(保留 44%),即η(L)=0.56;
③当600m≤L<800m时将弯矩与剪力折减65%(保留 35%),即η(L)=0.65;
④当400m
3.3本文与现行桥梁纵向折减系数的比较
与《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)中规定大跨径桥梁上的汽车荷载应考虑纵向折减对比可知,本文根据实测资料得到的纵向折减系数与现行规范规定的相同跨径下有很大不同。桥梁的跨径在400米内不产生折减,这和现阶段大型重型货车和超载货车的出现密切相关。
结语:
随着大跨径公路桥梁和汽车工业的迅速发展,现行规范标准车辆荷载及纵向折减系数与大跨径公路桥梁实际情况已不相适应,为了使公路桥梁的安全及建设投资更趋经济合理,需要对现行规范中纵向折减系数加以修订。只有这样才能够进行科学有效的纵向载荷系数调整,才能够设计和建设出更加符合我国经济社会发展情况的公路和桥梁,提升我国交通运输水平,促进我国经济社会的进一步发展。
参考文献:
[1]周翔海.公路桥梁纵向折减系数研究[D].重庆交通大学,2012.
[2]罗碧荣.现行设计汽车荷载纵向折减系数的适应性分析[J].交通标准化,2013,14:112-114.