基于中欧规范的框架结构设计荷载对比

黑龙江交通科技
HEILONGJIANG JIAOTONG KEJI
201年第9期（总第307期）
No. 9,201( Sum No9307)
t 桥梁工程j
—基于中欧规范的框架结构设计荷载对比
邓果
（贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司，贵州贵阳550031）
摘要:与中国规范的操作性强相比，欧洲规范的理论性较强；同时使用欧洲规范的成员较多,各国设计思路、工程环境、经济
水平和行政政策不同，造成欧洲规范在保证同一性的同时，对于一些规范条文和参数，也建议各国根据自身情况选取使用。

结合阿尔及利亚某项目，对比了欧洲规范、中国规范以及阿尔及利亚当地规范，分析各规范之间的异同,为框架结构设计荷载
计算提供参考。

关键词:框架结构;荷载;欧洲规范;中国规范
中图分类号：442 文献标识码： 文章编号：303 - 3333（2019）09 - 0032 - 00
Comparative study on design loads of
frame stractura between Eurapesn and Chiness Norm
DENG Guo
(Guizhou Transportation Planning Survey & Design Academe Co. ,Ltd. , Guiyang , Guizhou 550031 , China)
Abstraci : Compared with high operability of Chinese normp , European normp are morv theoretical. A wide veriety of memberp are using
European normp ai the same time. They have differeoi design ideas ‘engineering eyviropmeot , economic levei and abministrative polt-
cies. It leant thni European norma suunest each conntiy chooses to use dimereyi normative provisions and parametere according to ite own circumstances while eyspring the ieentity. Combining a project in Aleeria,this papee mainly comparea the European norms, Chi­nese norms ant the Alyerian norms , analyzes the similarities ant dimereyces between them then provides a refereacc for the desian
loaasof frame structure ,
Keywords ：frame sWucture2oab ；European norm ；Chinese norm
o 引言
欧洲规范体系下框架结构所承受的外部荷载 主要有:土压力（水平和竖向）荷载、交通荷载和地 震荷载（结构的地震效应和地震土压力）。

本文针 对上述几项荷载,结合阿尔及利亚规范、欧洲规范 和中国规范，分析影响框架结构荷载取值的因素， 总结其异同，为海内外项目框架结构荷载计算提供。

1水平土压力荷载
1.1 阿尔及利亚规范
水平土压力按静土压力计算，其计算公式为
E d =；yff 0K 0
K 0 二 1 一 sin®
其中：——土的重度，取22 KN/m 5；®——土的内摩擦角，根据阿尔及利亚地质情
况,取值为34。

，同时考虑施工过程中框架左右侧不 对称压实，一侧内摩擦角取27°, r
侧取33。

进行 计算。

计算出顶板、底板高度处的土压力后,施加到 框 构 。

1.6 欧洲规范
EN 347 -1 0.5.6 条
K 0 = （1 - sin®） x 槡OCR
欧洲规范对于水平土压力的计算公式考虑因
素较多，计入了超固结率的影响;将超固结率取1, 就是阿尔及利亚规范中采用的公式。

同时欧洲规 范也规定了该公式不适用于OCR 值很大的情况。

1.3 中国规范
《铁路桥涵设计规范》4.2. 3条及条文说明：
收稿日期：2017 -03 -18
作者简介:邓果（133-）,男，高级工程师，主要从事桥梁设计方面的相关工作。

-82 •
第9期邓果:基于中欧规范的框架结构设计荷载对比总第307期
土作用下，涵洞的变形与土压力方向（但位移小），故采用“静止土压力”较为合理。

e=EY
其中g为土压力系数，规范中并未给出计算公式，按0.25或0.35取值。

中国《公路桥涵设计通用规范》4.2.3条：
g=1-sin®
《公路桥涵设计通用》静止土压力计算公式与阿尔采用公式一致，但《公路桥涵设计通用》4.4.3条文中：公路涵洞水平土压力按主动土压力计算，并在4.4.3条中给出土层特性有无变有无汽车荷载等情况时土压力的计算要求。

24小结
各对于涵洞土压力按静止土压力计算或按主动土压力计算要同。

中对于止土压力的计算基本一致，欧洲虑因素更多，计入了超固结率的，这样就得超固结土和欠固结土的土压力计算结果与其他规范同。

2竖向土压力荷载
2.4阿尔及利亚规范
阿尔中，框架顶竖向土压力需考虑马斯顿的增大作用，先由公式
e E K-s2K万=1+s^KpR
计算出已,再计算出增大系数C,最后竖向土压力：
p=K0C”Y r
2.2欧洲
洲未对竖向土压力计算是否考虑马斯顿出，但在法标计算指导书“CHA-MOA-PICF”附录2中，有对于马斯顿计算的，阿尔就是采用该指导书要求进行计算的。

通过放大系数Cr：虑竖向的附加压力。

2.3中国规范
中国《铁路桥涵设计基本规范）4.4.3条及条文。

地或宽谷设置的刚性涵洞，由于涵洞顶填土的沉降一般小于涵洞同土的沉降,故土的部分重力作用传到涵洞顶，涵洞顶所受的填土压力就大于其上的土柱重量。

竖向压力：
p=KyH
鉴于涵洞竖向土压力的因素很多，各因素又变2切，采用形式使公式，式中K是大于1的系数，用映马斯顿“等沉陷”理论中的一个基本概念。

中国《公路桥涵设计通用》4.2.3条文说明：
向压力的计算，目前有三种方法：“等沉面”理论、““”法、“土柱”法。

“等沉面”理论即是路中考虑马斯顿的“等沉面”理论，目前用比泛,计算结果竖向压力为三种方法中最大。

但公路部门并未使用“等沉面”理论进行竖向土压力的计算，而是自22世纪50.一直按“土柱”法计算，用此方法计算必须涵洞填土夯实，否则土下沉大于涵洞顶填土下沉将加压力。

2.4小结
洲理论性较强，给出了马斯顿的具计算办法,而中国作性较强，直接给出的是增大系数K,可通的方式获得K值。

根据实际情况考虑K值的，如：降低刚性地基的K值2分强度，达到节省的目的；增大刚性地基的K值，可以适当提高安全度。

通择合适的回填材料以及控制压实度小马斯顿的。

3荷载
3.4阿尔及利亚规范
阿尔《RCPR》规定，按A、B两类荷
虑,A类车道，BG车辆荷，另外还需考虑军用。

B类分为三类:B c（货车），B”（单个车轮）,的两轴），其中B。

类，其车辆布置方式见图1。

图8车辆布置
B j土中按30。

扩散,2土中按照49°
，分虑纵向和横向情况后，对于重叠部分进行叠加计算，最终结果乘以动态增大系数。

动态增大系数计算见下式
0406
B。

引起的土压力
K0=1-sin（30°）
P«,mai=K0X P Bc
军用Mcl22计算与Be荷载计算类似，但
虑纵向加，虑横向加，同虑Mc12起的土压力。

-83
-
3.6欧洲规范
EN1201-24.3条:竖向交通荷载有以下四种模型：
1(LM1)：涵大部分卡车和汽车通的集中和均。

该，用于一般和局部验算。

2(LM0)：作用于特接触区的个轴载，其包括作用于构构件的通荷的动力。

3(LM5)：—组轴载的集合表现了因特而允许在路线上行驶的特殊车辆(如，工业运输)其用于一般和局部验算。

4(LM0)：，只用于一般验算。

外国录定义有相关组合准则的补
，该准则考虑了超出
的通。

对每个单独验算，每个名义车道上的
的和纵向布置获得最，同时符合每个特的用条件。

3.3中国规范
中国《公路桥涵设计通用》4.3条:汽车荷
车道和车辆成。

桥梁结构的整体计算采用车道；桥梁结构的局部加载、涵洞、桥和挡土墙压力等的计算采用车辆。

车道荷和车辆的作用得加。

汽车分公路一I级和公路一n级。

车辆面、立面尺寸如图2所示。

(•)立両布se
图2车辆荷载平面、立面尺寸
车辆荷载横向布置见图3所示。

图3车辆荷载横向布置图
横桥向布置多车道汽车荷载时,还应考虑汽车的。

3.6小结
阿尔中将交通荷载按A类、B类分开虑计算，同时两种情形不叠加，通常情况下A类荷载小,一般由B类荷载控肯设计;欧洲规范和中国规设计思路类似，先划分车道，然后在车道上加汽车荷,3旦欧洲规范中对于汽车的划分比中国详，同时还有国家附录进行补充。

4地震荷载
4.1阿尔及利亚规范
阿尔大部分场地处于高震度地区，所以对结构的抗震要求设计是极为重要的。

结合当地实际情况,在设计中主要阿尔地规范《RPOA》，以此震计算模式和相关参数。

地震分构的地震和地震土压力。

构的地震分构自重和涵顶覆土的水平地震力和竖向地震力。

根构物所处的位置，可查得场地类别，再考虑结构物重要性等级，由RPOA3.1.6条可知地震加系数A o相对应的水平地震加速度系数为K=A，纵向地震加速度系数为K=4.3A o地震力计算公式为
匕=仏x礦
HIT
地震土压力按物部-冈部(MoponoPe-Okabe)理论计算：
厂COS2(0-0)
•ad二/2
co P01+/pvppv(0-0-0
)]
L槡cos P cos P」
0=arctg5+«,2=arctg]_«,仏=4,K”=
4.3心
A F a=；Y2[(1土K)K a-K]
4.6欧洲规范
EN1290-2和1298-5：
加地震土压力：
帆胡-
地震土压力：
对于地震下允许大位移的结构物，土体地震作用下处于主动平衡状态，地震土压力计算采用M-0公式。

综合考虑场地条件、墙体位移、约束和结构重要性系数对峰值地震加a 进行，得到设计地震加，将设计•地震加重力加g得到设计地震系数k,再按照设计垂直地震加与设计地震加的比垂直地震系数亿，根据仏、”2虑情况确定地震角，最入M-O公式计算。

对于地震下位移小的构，土地震作用下主动衡状态，此地震土压力计算包
(下转第86页)
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•
作过程中的一个问题，一般是由于以下几个原因引起的：首先，没有将钻架有效固定起来，操作过程中，钻机就会容易发生松动,从而引发了钻杆的偏差问题。

其次，在操作时候，如果钻孔非常大，一般就会发生钻头摆动问题，从而引发了孔洞的偏移现象。

第三,在一些硬度比较大的石头上，钻机工作时候可能会发生钻头打漂的现象，从而引发了钻孔的偏斜问题。

最后，项目的地域不同，因此施工地的土质也是不一样的，在过于硬的地方，操作就比较困难，可能会发生偏斜问题。

综上所述，为了避免偏斜问题，在操作时候，为了避免孔洞过大引发的偏斜，可以对孔洞用泥土或是小碎石块填充后再作。

果是因头大的,
利用其他设施将其弄碎后再继续操作。

另外一方面，在操作时候,一定要保证固架土基的稳固性，以保证钻机在后期能够顺利工作。

3结束语
为了保证公路桥梁的质量，公路桥梁的每一个环节施工都要合理,包括钻孔灌注桩技术，一旦此环节出现问题，公路桥梁的质量就难以得到保障，因此，国家就比较重视公路桥梁项目的质量。

公路桥梁项目在施工时候,会运用到较多的技术,其中就包括钻注施工,此因小
度的振动、无噪音污染、以及超高的承载力等优势被常常用于公路桥梁项目中。

这种技术具有隐蔽性特点，因此对于其操作以及最终质量难以进行有效的监督。

所以此技术的应用应该合乎规范，应该是依据流程进行的规范化操作，最大程度上降低施工问题。

施工人员在实际操作过程中，应该熟练掌握技术要点，规范化操作，从而保证公路桥梁的。

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(上接第84页)
括静态土压力及由地震引起的动态土压力两部分,分别按库伦土压力和简化公式计算。

简化公式：
A P』=a Syff2
4.3中国规范
中国《公路工程抗震规范＞7.7.3条，涵洞重心出水平地震作用：
附录A,地震主动土压力：
砒5"8+輕c⑵Sd―值叽
中国《路工程震》
地震角：
0=tan （525盅）
g
地震土压力设计思路为:按M-O公式计算地震土压力；确定地震角;按地震角对土体内摩擦角、墙背摩擦角、土体重度进行修正，将修正后的数值代入库伦公式(相当于将地震角代入M-O公式),得到地震土压力。

4.4小结
虽然欧洲规范、中国规范地震土压力计算存在差异，但主动土压力计算都主要依据M-O理论,说明M-O理论是可接受的方法。

只有欧洲规范地震土压力计算考虑了竖向地震作用，中国规范和PROA都将竖向地震荷载忽略不计，对于计算土压力时是否考虑竖向地震的影响是一个的。

地震角计算时考虑的影响因素不同，欧洲规范中地震角计算不仅考虑了土体浸水及水平地震系数，还考虑了竖向地震系数、墙后土体的渗透性的影响。

5结论
(2中、欧规范对于涵洞水平土压力按静止土压力计算按主动土压力计算要同;中、范对于静止土压力的计算基本一致，但欧洲规范考虑因素更多，计入了超固结率的影响。

(2)欧洲规范理论性较强，给出了马斯顿效应的具体计算办法,而中国规范操作性较强,直接给出的是增大系数K可通过查表的方式获得K值;应根据土的压实度考虑K值的选取;可通过选择合适的回填材料以及控制压实度来减小马斯顿效应的影响。

(3)对于交通荷载，欧洲规范和中国规范设计思路类似，戕吩车道，然后在车道上加汽车荷载，但欧洲规范中对于汽车荷载的划分比中国规范详细。

(4)中、欧规范主动土压力计算都主要依据M-0理论;地震角计算时，欧洲规范较中国规范多考虑了竖向地震系数、墙后土体渗透性的影响。

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