浅析新荷载规范汽车荷载对中小跨径桥梁的影响

陈 倩

中信建筑设计研究总院有限公司，湖北武汉 430010

随着我国国民经济的提升和人们生活水平的提高，汽车已经成为人们的基本代步工具，汽车荷载增长迅速。近几年的实践应用表明，规范总体上能满足我国公路桥涵建设的需要，但随着我国公路运营状况、桥涵设计理念和方法的发展和变化，桥梁荷载规范也对一些方面进行了完善。

1 我国公路桥梁设计中汽车荷载标准现状

交通运输部在2015年9月9日发布的关于《公路桥涵设计通用规范》的公告中，发布《公路桥涵设计通用规范》（JTGD 60—2015）作为行业标准自2015年12月1日起施行，原《公路桥涵设计通用规范》（JTGD 60—2004）同时废止。在《公路桥涵设计通用规范》（JTGD 60—2015）中，对以下内容进行了完善：公路桥梁设计汽车荷载标准的适应性日渐突出；设计使用年限、耐久性设计、全寿命设计、风险评估、桥梁运营期结构安全监测等新方法、新理念逐渐得到广泛应用和发展；环境保护和可持续发展也成为工程设计中需考虑的重要因素。

为了吸纳近年来成熟经验和科研成果，提高规范的适应性，促进公路桥梁科学健康发展，在《公路桥涵设计通用规范》（JTGD 60—2015）中做了如下几方面的修订：

（1）增加了桥涵结构的设计使用年限和耐久性要求；

（2）完善了极限状态的设计理论和方法；

（3）改进了作用组合分类及技术方法；

（4）调整了公路桥梁设计汽车荷载标准；

（5）增加、完善了各种作用标准值的计算规定；

（6）完善了有关桥涵总体设计、环境保护、交通安全保障工程等的相关规定；

（7）增加了桥涵风险评估和安全监测的相关规定。

在以上几方面中，对荷载的调节最为显著，除了改进了作用组合分类及计算方法、改变组合指系数外，还完善了汽车荷载标准：调整了二级公路的汽车荷载等级；提高了中小跨径桥梁的车道荷载标准；修改了车辆荷载的分项系数。本文以空心板为例，分析对比汽车荷载标准调整后对中小跨径的影响。

2 建模分析

公路上常用的中小跨径为10、13、16、20m，本文以1.25m空心板为例进行建模计算，分析《公路桥涵设计通用规范》（JTGD 60—2015）较《公路桥涵设计通用规范》（JTGD 60—2004）中汽车荷载对中小结构的影响。

本文以12m桥宽为例，对10、13、16、20m空心板中板简支板进行建模分析计算。横断面如图1～4所示。

图1 10m跨横断面（mm）

图2 13m跨横断面（mm）

图3 16m跨横断面（mm）

图4 20m跨横断面（mm）

按12m宽布置横断面时，共9块板，边板挑臂长38cm，板间缝宽1cm。横向分布系数计算如表1所示。

表1 桥宽为12m的横向分布系数

跨中横向分布系数计算时，取三车道进行计算，在计算汽车荷载时考虑车道折减系数0.78。

3 计算结果

按简支结构选取一跨进行建模计算，选取弯矩、剪力进行对比分析。

简支板梁在新规范汽车荷载及旧汽车荷载作用下，最大弯矩及最大剪力如表2所示。

表2 结果对比

表2中弯矩、剪力均为基本组合下跨中最大弯矩及支点处最大剪力。从表2的结果中可以看出，新旧汽车荷载作用下，结构弯矩及内力均有较大增加，跨径越小，汽车荷载所引起的增长比例越大；随着跨径的增加，该影响逐步减弱。20m跨径时，弯矩增加6.7%，剪力增加9.7%，对于结构来说，增加较多；10m跨径时，弯矩增加17.7%，剪力增加22%，弯矩与剪力均增加了20%左右，对结构强度来说，提高较多，与原荷载要求差别较大。

新荷载规范颁布施行后，对中小跨径的影响是不可忽略、影响显著的，随着跨径的增大，影响会逐步降低。在设计中小跨径桥梁时，应充分考虑新通规中对汽车荷载规范的增加而引起的荷载强度增加。

4 结语

通过分析计算比较，新通规在汽车荷载上的调整对中小跨径桥梁的强度有了很大提升，跨径越小，提升越大，影响越明显。在进行中小桥设计时，应慎重进行分析计算，不能完全参考原老荷载规范的设计图纸。