新旧公路桥规汽车荷载作用对比分析

2018-06-06张芮椋

四川水泥 2018年6期

张芮椋

（内蒙古大学，呼和浩特玉泉 010021）

随着我国交通需求逐渐增大、公路重载车辆不断增多，04规范[1]设计汽车荷载已难以满足实际运营的需求。公路桥梁设计荷载的是否合理对桥梁的安全性、经济性和耐久性有较大影响[2]。因此，通过大量的科研工作和研究分析，交通运输部对04规范进行了修订。

1 汽车荷载等级

近年来，各地相继取消了二级公路收费，因而其荷载水平逐渐提高。因此，15规范调整了二级公路的汽车荷载等级。比较情况如下表1所示：

汽车荷载等级公路等级 04规范 15规范高速公路公路—Ⅰ级公路—Ⅰ级一级公路公路—Ⅰ级公路—Ⅰ级二级公路公路—Ⅱ级公路—Ⅰ级三级公路公路—Ⅱ级公路—Ⅱ级四级公路公路—Ⅱ级公路—Ⅱ级

此外，04规范中视具体情况二级公路的汽车荷载等级可取用公路-Ⅰ级荷载，在新规范中也变为了二级公路视具体交通情况取用公路-Ⅱ级荷载。

同时，15规范[3]取消了其对于汽车荷载效应的折减，因为对于四级公路，由于其桥涵工程规模小，比例低，汽车荷载对经济方面的影响较小，故可直接选用公路一Ⅱ级荷载。

从以上可以看出，二级公路与四级公路的荷载标准得到了提高，这是与二级公路荷载水平变化相适应的。

2 汽车荷载标准值

15规范对计算跨径小于等于5m的汽车集中荷载标准值进行了修改，从原来的180kN提高为270kN，计算跨径大于等于50m的则保持不变。同时5m～50 m之间的集中荷载标准值也由原来的内插法变为直接给出计算公式，更加方便。如表2所示：

Pk/kN计算跨径L/m 04规范 15规范L≤5 180 270 5＜L＜50 直线内插 2（L+130）L≥50 360 360

3 分项系数

在承载能力验算中，汽车荷载效需要乘以分项系数，才能得出设计值。旧规范中汽车荷载的分项系数取1.4。由于三联轴车辆逐渐增加，这对桥梁结构局部安全造成很大影响[4]。而研究表明，在 04规范双轴组的基础上增加一个后轴为 42t的三轴组模型可以达到较高的保证率[5]。为能维持规范的延续性，15规范规定：汽车荷载的分项系数，采用车道荷载计算时，取1.4，采用车辆荷载计算时，取1.8。

4 横向车道布载系数

多车道汽车荷载布置时，应考虑相应的折减；然而仅仅布置一条车道时，应考虑汽车荷载的提高。目前各等级公路上车辆超载现象越来越普遍，而在实际运营过程中重载车辆相遇可能性仍比较小[6]。国外部分国家都通过不同的方法对单车道荷载进行了提高[7]。所以15规范规定了单车道横向车道布载系数。在04规范中仅仅给出了两车道及以上车道的横向车道布载系数；15规范中新增了单车道的横向车道布载系数并将其定为1.2，这有利于提高结构对偶然出现的超重车辆的承载能力。

5 设计使用年限

设计使用年限是体现桥梁耐久性的重要指标，国外多个国家的规范对设计使用年限都有相关的规定[8]。对于桥梁的设计使用年限，在我国的《工程结构可靠性设计统一标准》（GB 50153-2008）中也做出了明确规定。15规范修订时，综合考虑了多方面的因素，对桥涵主体结构和可更换部件的设计使用年限的最低值进行了规定，见下表3：