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？

2024-04-26 11:16| 来源: 网络整理| 查看: 265

［茜2109］前来答题

问题一：详细对比公路桥梁和城市桥梁汽车荷载和人群荷载，如何理解，如何计算？一．公路桥梁和城市桥梁汽车荷载的分析比较1.相同点

（1）《公路桥规》和《城市桥标》（简称）的桥梁荷载均分为永久作用，可变作用和偶然作用三类。

（2）在公路和城市桥梁设计中汽车荷载均分为车辆荷载和车道荷载两种形式。

2.不同点

先用表格列出简单的五点

（6）折减系数：城市桥梁的车辆通行状态往往比公路桥梁拥挤，因此车道的折减系数与公路桥梁有差别，具体系数可查表。

（7）参数比较

A．汽车冲击力——《城市桥标》有关汽车冲击力的计算近似认为冲击力与计算跨径成反比,并为车道荷载和车辆荷载计算提供了不同的公式。《公路桥规》采用机构基频计算汽车冲击力,其大小与结构质量、跨径和刚度均有关。相对来说，《公路桥规》计算汽车冲击系数更为合理,因为汽车的冲击力与多种因数有关:如桥面的不平整度、汽车速度、汽车的特性、桥梁的动力特性及活载和恒载的比例关系。对比两者大小,《公路桥规》计算汽车冲击系数比《城市桥标》对小跨径桥梁有较大的提高,大跨径桥梁趋于接近。

B．荷载效应值——对跨径2 m~ 80m的简支铰接板梁结构,根据荷载效应值计算结果,跨径小于 30m的桥梁采用《城市桥标》安全度更高,超过30m的桥梁采用《公路桥规》荷载安全度更高。而对于8 m－30m预应力混凝土连续箱梁,荷载效应值计算结果表明:跨径较小时《城市桥标》计算的最大弯矩比《公路桥规》大,跨径较大时,反之。根据以上的计算分析结果,对于小跨径桥梁,《城市桥标》更安全,而对于大跨径桥梁则采用《公路桥规》更可靠。从总体上看,其差值均在10%以内。同时通过比较还表明:城－A级与公路－I级可近似为一个级别的荷载形式,城－B级与公路－II级可近似为另一个级别的荷载形式。

二．汽车荷载的计算1.公路桥梁汽车荷载计算

车道荷载计算图示

公路-I级车道荷载的均布荷载标准值为 qk =10.5kN/m,集中荷载标准值 Pk 按下表选取:

公路-II级车道荷载的均布荷载标准值 qk 和集中荷载标准值 Pk 为公路-I级车道荷载的0.75 倍。车道荷载的均布荷载标准值应满布于使结构产生最不利效应的同号影响线上, 集中荷载标准值只作用于相应影响线中一个影响线峰值处。

2.城市桥梁汽车荷载计算

城-A级车道荷载和城-B级车道荷载应按均布荷载加集中荷载计算,如下图所示

均布荷载和集中荷载的标准值见下表 

三．公路桥梁和城市桥梁人群荷载的分析比较

不同点：

（1）我过城市人口密集，人行交通繁忙，城市桥梁人群荷载的取值较公路桥梁规定的要大，因此中小跨径的桥梁可以获得较高的安全度。

（2）《城市桥标》中，关于人群荷载的规定更为详细和系统。

四．人群荷载的计算1.公路桥梁人群荷载的计算

《公路桥涵设计通用规范》(JDG D60-2004)规定，公路桥梁设置人行道时,人群荷载按下面规定计算:

（1）当桥梁计算跨径小于或等于 50m时,人群荷载标准值为 3.0kN/m2;当桥梁计算跨径等于或大于 150m时,人群荷载标准值为2.5kN/m2;当桥梁计算跨径在 50m~150m时,可由线性内插得到人群荷载标准值。跨径不等的连续结构,采用最大计算跨径的人群荷载标准值。

（2）城镇郊区行人密集地区的公路桥梁,人群荷载标准值为上述标准值的 1.15 倍。

（3）专用人行桥梁,人群荷载标准值为 3.5kN/m2。 

2.城市桥梁人群荷载的计算

《城市桥梁设计荷载标准》(CJJ 77-98)规定:

（1）人行道板的人行荷载为 5kPa的均布荷载或1.5kN竖向集中力分别计算，并作用在一块构件上,取其不利者。

（2）梁、桁、拱及其他大跨结构的人群荷载 w ,可按照下式计算,且w值在任何情况下不得小于2.4kPa。

当加载长度 $L\leq 20m$ 时，w＝ $4.5\times \frac{20-w_{p} }{20}$

当加载长度 $L\geq 20m$ 时，w＝（ $4.5-2\times$ $\frac{L-20}{80}$ ） $\cdot \frac{20-w_{p} }{20}$

w —单位面积上的人群荷载(kPa);

l —加载长度(m);

wp —半桥宽(m),当大于 4m 时应按 4m 计。

人群荷载对于一般的公路桥梁和城市桥梁而言不是主要荷载,通常与车辆荷载组合进行计算。但对于人行道的局部构件,栏杆和专用人行桥来说,却起控制作用。因此,在管理上，对于柔性的人行桥，应注意特殊场合下人群荷载在桥梁横向的严重不均衡和有意无意的动力冲击。

问题二：《公路桥规》（交通部颁布），《城市桥标》（住建部制定），从技术上说，这两本规范可否合二为一，有何困难？ 从我以上的文章分析了这么多两种规范的异同点来看，不论是在适用范围，参数取值上，还是在技术指标上，这两种规范都还是有很大差别的，不能合二为一。首先，从适用范围上，简单从字面来说，公路桥规适用于公路，而城市桥标适用于城市中，这两种环境有着很大的差异，进而影响了桥梁所承受的荷载取值。城市车辆人口密集，交通堵塞的概率也大，车的间距近，因此，与公路相比对荷载设计的要求条件更多。在参数取值上，各部门也针对我国现况，参照实验调查研究以及国外规范，做出了各自相应的参数取值。目前我国集装箱运输发展很快而且吨位日趋增大,在确定城市桥梁车辆荷载标准时应考虑汽车有增长趋势,而且我国城市中车辆型号众多,进口、国产都有,车型与车重趋向于众多化、重型化及国际化的方向发展。因此，我认为城市桥标也有必要及时更新，及时修改。从技术指标上来说，我查看一些学者的论文后，他们通过对比两种规范的桥梁冲击系数，最大弯矩，最大剪力，以及横向荷载分布等参数，指出了两种规范在一些内容上还是存在脱节的现象，比如说完全达到公路－I级设计荷载的车辆,经过城市－A级的立交桥就不一定能够通过，反之也是如此。出现这个问题的原因是,城市桥梁荷载标准是由建设部负责制订的,而公路桥梁荷载标准是由交通部负责制订的，各部之间缺乏沟通和协作，就出现了目前的状况。因此，就目前来看，两种规范合二为一还是比较困难的。

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