分析城市桥梁设计荷载标准的应用

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摘要：

本文从城市桥梁设计荷载标准的分析入手，并从车道荷载的计算图式、人群荷载标准值选取以及风荷载标准值计算这三个方面对城市桥梁荷载标准的具体应用进行研究。期望通过本文的研究能够对城市桥梁荷载设计给予一定帮助。

关键词：城市桥梁设计；荷载；荷载标准

中图分类号： S611 文献标识码： A 文章编号：

一、城市桥梁设计荷载标准分析

城市桥梁设计荷载标准CJJ77-98是由我国城建研究院负责编制，并于1998年12月1日起正式颁布实施。CJJ77-98中详实、具体地反映出了我国城市桥梁承载的特点以及根据车道均匀布设荷载加集中力的荷载布置模式，该标准中的这一规定与国际先进的桥梁设计技术相接轨。随着我国城市化建设进程的不断较快，CJJ77-98在颁布实施10年后，因其中一些规定与现行的桥梁荷载设计不相适应，故此，该标准于2008年10月1日起被废止，但是却并未明确规定我国桥梁设计荷载应当采用何种标准，这给桥梁荷载的设计增添了一定的难度。从某种角度上讲，规范是桥梁设计过程中最为主要的依据之一，其中给出的荷载取值以及加载方式等直接影响桥梁的构件尺寸、设计寿命、通行能力以及工程项目造价等等，而CJJ77-98的废止使我国城市桥梁的设计荷载取值陷入了一种无据可依的局面，这严重影响了桥梁整体设计质量。为了便于本文研究下面以公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004（以下简称04规范）为依据，对城市桥梁设计荷载标准的应用进行研究。

二、城市桥梁荷载标准的具体应用研究

（一）车道荷载的计算图式

04规范中明确规定了桥梁设计时的汽车荷载计算图式、荷载等级及其标准值、加载方法和纵横向折减等。

1.公路-Ⅰ级车道荷载的均布荷载标准值为=10.5Kn/m，而集中荷载标准值可以按照以下规定要求进行选取：①当桥梁设计跨径≤5m时，=180kN；②当桥梁计算跨径≥50m时，=360kN；③当桥梁计算跨径在5-50m之间时，值可以采用直线内插求得。此外，在进行剪力效应的计算时，以上标准值应乘以1.2的系数。

2.公路-Ⅱ级车道荷载的均布荷载标准值和集中荷载标准值可以根据公路-Ⅰ级车道荷载的0.75倍采用。

3.车辆荷载的均不荷载标准值应当满布于能够使结构产生出最不利效应的同号影响线上，而集中荷载标准值则只需要作用在相应影响线中一个最大影响峰值的位置处。

4.对于跨境较大的桥梁，在设计汽车荷载时必须考虑纵向折减。04规范中对此也给出了明确规定：当桥梁计算跨径大于150m时，应当按照表1中规定的纵向折减系数进行折减；如果是多跨连续结构，那么整个结构应当按照最大的计算跨径考虑汽车荷载效用的纵向折减。

表1 纵向折减系数

5.汽车冲击力计算。①以下情况应当计算汽车的冲击作用：钢桥、钢混桥、预应力混凝土桥等上部构造和钢支座、板式橡胶支座、盆式橡胶支座以及钢混土柱式墩台等。②对于填料厚度≥0.5m的涵洞、拱桥以及重力式墩台可不计算汽车冲击力。③各种支座的冲击力均可按照相应的桥梁结构进行选取。④汽车荷载的冲击力标准值等于其荷载标准值乘以冲击系数。该系数可按以下方法进行计算：

当f＜1.5Hz时，=0.05；当1.5Hz≤f≤14Hz时，=0.1767Inf-0.0157；当f＞14Hz时，=0.45。式中，f表示结构基频（Hz）。

（二）人群荷载标准值选取

根据04规范中的有关规定，城市桥梁设计荷载中的人群荷载标准值可按以下规定进行选取：

1.当桥梁的计算跨径≤50m时，人群荷载标准值为3.0kN/㎡；桥梁计算跨径≥150m时，人群荷载标准值为2.5kN/㎡；桥梁计算跨径在50-150m之间时，可通过线性内插获得人群荷载标准值。同时，对于跨径不等的连续结构，应以最大计算跨径为准。此外，对于专用的人行桥梁，应按3.5kN/㎡进行取值。

2.人群荷载在横向上应当那个布置于人行道的净宽度以内，而在纵向应施加于使结构产生量最不利荷载效应的区段内。

3.人行道板或是局部构件可按照一块板为单元，并根据标准值4.0kN/㎡的均布荷载进行计算。

4.对人行道的栏杆进行计算时，作用在栏杆立柱顶部的水平推力标准值可取0.75kN/m；而作用在扶手上的竖向力标准值则可去1.0kN/m。

（三）风荷载标准值计算

按照04规范中的有关规定，城市桥梁设计荷载的风荷载标准值可按照以下规定进行计算：

1.横桥向风荷载假定水平地垂直作用于桥梁各个部分迎风面积的形心上，它的标准值可以按照下式进行计算：

上式中，表示横桥向风荷载标准值（kN）；表示基本风压（kN/㎡）；表示设计基准风压（kN/㎡）；横向迎风面积（㎡），可按照桥跨结构上各个部分的实际尺寸进行计算；代表桥梁所在企业的设计基本风速（m/s）；表示高度Z位置处的设计基准风速（m/s）；表示距离地面或是水面的高度（m）；表示空气重力密度（）；代表设计风速重现期的换算系数，其中单孔跨径指标为特大桥和大桥的桥梁结构，=1.0，其它的桥梁结构=0.90，施工架设期间的桥梁结构=0.75，若是桥梁本身处于台风多发地区应按照当地实际情况取最为适合的值；表示地形和地理条件系数；表示阵风风速系数；代表风载阻力系数；表示风速高度修正系数；g代表重力加速度，可取9.81m/。

参考文献

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[2]贡一飞.城市桥梁设计荷载标准的应用分析[J].科技信息（科学·教研）.2007(29).

[3]李自林.常汝鸿.连续梁桥新旧荷载规范下内力及变形研究[J].河北工业大学学报.2009(1).