汽车荷载冲击系数计算(自编)
冲击系数的计算
公路桥梁冲击系数随机变量的概率分布及冲击系数谱李玉良摘要为适应近似概率设计法的应用，公路桥梁冲击系数研究必然引进概率概念。
从现场实测入手，采集桥上汽车荷载流对桥梁结构产生的冲击系数随机样本，采用概率与数理统计的方法研究公路桥梁冲击系数的统计规律，得到公路桥梁冲击系数的概率分布及置信度为0．05的冲击系数谱。
对冲击系数谱的适应范围及其与国内、外冲击系数的研究成果进行比较和讨论。
关键词公路桥梁冲击系数随机变量概率分布冲击系数谱l 前言在移动的汽车荷载作用下，桥梁在空间的竖向、纵向和横向三个方向产生振动、冲击等动力效应。
通常把竖向动力效应称为汽车荷载对桥粱结构的冲击力。
桥梁结构的总竖向汽车荷载效应(SZ)等于竖向汽车荷载静力效应(SJ)与其动力效应之和。
在国内、外的各种桥梁设计规范中，均采用把汽车荷载竖向静力效应乘以一个增大系数(1+μ)作为计入汽车荷载竖向动力效应的总竖向荷载效应。
即：SZ＝(1+μ)×SJ (1)根据式(1)，将冲击系数定义为：考虑移动的汽车荷载对桥梁结构产生竖向动力效应的增大系数。
现今世界各国公路桥梁设计规范中有关冲击系数的规定，大都是在定值设计法概念下制定的。
不管是理论计算还是现场实测，都基于移动的汽车荷载与桥梁结构产生“共振”求得，这样得到的冲击系数(1+μ)是极大值。
它的不足之处是不能反映该数值在桥上出现的概率。
调查得知，这样的极大值在桥上实际发生的机会是极为稀少的。
为适应近似概率设计法的应用，公路桥梁冲击系数研究必然引进概率概念。
影响公路桥梁冲击系数的因素，归纳起来大致可分为三类：(1)汽车荷载本身的几何与动力特性；(2)桥梁结构的几何与动力特性；(3)激振及冲击的条件。
公路桥梁上通过的汽车荷载流是一个非列车化的问隙性连续流。
它的流量大小、车辆间距、轴重大小、行驶速度、车辆的横向位置、车辆的动力特性都具有明显的不确定性，是无法预知的。
这表明汽车荷载流本身具有明显的随机性。
车辆荷载计算公式
车辆荷载计算公式（原创实用版）目录1.引言2.车辆荷载计算公式概述3.车辆荷载计算公式的种类4.计算公式的应用5.结语正文1.引言车辆荷载计算公式是工程领域中非常重要的一种计算公式，主要用来计算车辆对桥梁、道路等工程结构的荷载。
正确计算车辆荷载对于保证工程结构的安全性、稳定性以及设计寿命具有关键性的影响。
本文将对车辆荷载计算公式进行简要介绍。
2.车辆荷载计算公式概述车辆荷载计算公式主要包括车辆自身重量、车辆载重、车辆对桥梁或道路的荷载分布等因素。
其中，车辆自身重量通常由车辆的尺寸、材质等决定；车辆载重则包括车辆所装载的货物、燃料、乘客等；车辆对桥梁或道路的荷载分布与车辆的类型、速度、道路条件等因素有关。
3.车辆荷载计算公式的种类常见的车辆荷载计算公式包括：(1) 静态荷载计算公式：主要用于计算静止状态下的车辆荷载，公式为：荷载 = 车辆自身重量 + 车辆载重。
(2) 动态荷载计算公式：主要用于计算行驶状态下的车辆荷载，公式为：荷载 = 1.2 ×车辆自身重量 + 1.4 ×车辆载重。
(3) 冲击荷载计算公式：主要用于计算车辆在行驶过程中产生的冲击力，公式为：荷载 = 冲击系数×车辆自身重量。
4.计算公式的应用车辆荷载计算公式在桥梁、道路等工程设计中具有广泛的应用。
通过计算车辆荷载，可以有效评估工程结构的安全性能，并为工程设计提供依据。
此外，在桥梁、道路的维护管理中，车辆荷载计算公式也具有重要作用，可以用于制定合理的限载措施，确保工程结构的安全运行。
5.结语车辆荷载计算公式是工程领域中重要的计算工具，对于保证工程结构的安全性和设计寿命具有关键性的影响。
JTGD60-2004附录中的规定计算-石家庄铁路职业技术学院
三、偶然作用
桥 （三）汽车撞击作用 梁 上 的 汽车撞击力标准值在行驶方向取1000kN，与之垂直方向取 作 为500kN，两个方向不同时考虑； 用 其作用于行车道上 1.2m处，直接分布在撞击涉及的构件上。 汽车撞击问题在我国逐渐突出
桥 梁 工 程
四、作用的效应组合
桥 公路桥涵结构设计应考虑结构上可能同时出现的作用，按 梁 承载能力极限状态和正常使用极限状态进行作用效应组合， 上 取其最不利效应组合进行设计： 的 作 （1）只有在结构上可能同时出现的作用，才进行其效应 用 的组合。当结构或结构构件需做不同受力方向的验算时， 则应以不同方向的最不利的作用效应进行组合。 （2）当可变作用的出现对结构或结构构件产生有利影响 时，该作用不应参与组合。实际不可能同时出现的作用或 同时参与组合概率很小的作用,不考虑其作用效应的组合。
桥梁结构的整体计算采用车道荷载；
桥梁结构的局部加载、涵洞、桥台和挡土墙土压 力等的计算采用车辆荷载。 车道荷载与车辆荷载的作用不得叠加
桥 梁 工 程
二、可变作用
桥 （一）汽车荷载 梁 1、车道荷载 上 由均布荷载和集中荷载组成。 的 PK 作 用
qK
车道荷载的计算图式
桥 梁 工 程
二、可变作用
桥 （一）汽车荷载 梁 1、车道荷载 上 的 作 用
桥 梁 工 程
二、可变作用
桥 梁 上 的 作 用
（二）汽车载荷的影响力
1、冲击力 在设计中，引入冲击系数（1+）。当竖向活载包括冲击力 时，系指将汽车荷载标准值乘以冲击系数（1+）。 公路桥梁： 当f ＜1.5Hz时， ＝0.05 当1.5Hz ≤ f ≤ 14Hz时， ＝0.1767lnf－ 0.0157 当f＞ 14Hz时， ＝0.45 f为结构基频（Hz），按有限元分析或简化公式计算
桥梁工程毕业设计：预应力混凝土空心板桥之欧阳育创编
1 方案拟订与比选1.1 设计资料（1）技术指标：汽车荷载：公路-Ⅱ级桥面宽度：净7.0+2×1.0m（人行道）（2）设计洪水频率：百年一遇；（3）通航等级：无；（4）地震动参数：地震动峰值加速度0.05g，地震动反应谱特征周期0.35s，相当于原地震基本烈度VI度。
1.2 设计方案鉴于展架桥地质地形情况，该处地势平缓，桥全长较短，故比选方案主要采用简支梁桥和连续梁桥形式。
根据安全、适用、经济、美观的设计原则，我初步拟定了两个方案。
1.2.1 方案一：预应力混凝土空心板桥本桥上部构造为6х16m的预应力混凝土空心板，结构简单，施工容易。
本桥采用预制安装（先张法）的施工方法：先张法预制构件的制作工艺是在浇筑混凝土之前先进行预应力筋的张拉，并将其临时固定在张拉台座上，然后按照支立模板——钢筋骨架成型——浇筑及振捣混凝土——养护及拆除模板的基本施工工艺，待混凝土达到规定强度，逐渐将预应力筋松弛，利用力筋回缩和与混凝土之间的黏结作用，使构件获得预应力。
优点：预应力结构通过高强钢筋对混凝土预压，不仅充分发挥了高强材料的特性，而且提高了混凝土的抗裂性，促使结构轻型化，因而预应力混凝土结构具有比钢筋混凝土结构大得多的跨越能力。
采用空心板截面，减轻了自重，而且能充分利用材料，构件外形简单，制作方便，方便施工，施工工期短，而且桥型流畅美观。
缺点：行车不顺，同时桥梁的运营养护成本在后期较高。
图1-1 空心板桥布置图1.2.2 方案二：预应力混凝土连续箱型梁桥跨径分布：3х32m箱形截面整体性好，结构刚度大，变形小，抗震性能好，主梁变形挠曲线平缓，桥面伸缩缝少，行车舒适。
施工采用预制安装的施工方法，设计施工较成熟，施工质量和工期能得到有效控制，该种桥型传力明确，计算简洁。
箱形截面有较大的抗扭刚度，整体性好。
同时主桥线条明确，结构稳定，梁的等截面外形和谐，各比例协调，造型朴实。
图1-2 连续箱梁布置图1.3 方案比选表1-1 各方案主要优缺点比较表通过对比，从受力合理，安全适用，经济美观的角度综合考虑，方案一:预应力混凝土空心板桥为最佳推荐方案。
汽车荷载
结构所承受的汽车荷载大小，取决于汽车荷载的类型，和汽车荷载的横向分布系数，而与所填入的车道数无关（如果有的话）。
λ对于预制、拼装的T梁、空心板等结构，其横向分布系数可能是小于1的小数；λ对于整体箱梁、整体板梁等结构，其分布系数就是其所承受的汽车总列数，考虑横向折减、偏载后的修正值。
例如，对于一个桥面4车道的整体箱梁验算时，其横向分布系数应为4 x 0.67（四车道的横向折减系数）x 1.15（经计算而得的偏载系数）= 3.082。
汽车的横向分布系数已经包含了汽车车道数的影响。
人群效应和满人效应λ对于人群效应和满人效应，程序进行加载时，既考虑了人行道宽度（或满人总宽度），又考虑了横向系数。
λ对于整体箱梁、整体板梁等结构，若如实填写了人行道宽度（或满人总宽），则横向分布系数只需填1。
λ对于预制、拼装的T梁、空心板等结构，用户应区分计算而得的横向分布系数是否包含了宽度的影响，若已含宽度影响，则宽度值填1即可。
λ用桥梁博士工具中计算所得的人群横向分布系数是包括了宽度影响的。
其它荷载的横向分布系数与此相似。
关键是用户应该理解上面所列的对最终效应的解释。
2. 如果是横向加载，则效应计算如下：汽车效应=λ多列汽车加载的效应x汽车横向分布系数x折减系数。
此处的多列车效应，是根据用户输入的车道数，通过影响线加载而得；不是简单的一列车的倍数。
λ汽车冲击力= 汽车效应x冲击系数。
此时用户应自己输入汽车冲击系数，因为横向加载不知道结构的纵向特征。
挂车效应=λ一辆挂车加载效应x挂车的横向分布系数。
人群效应= 人群集度x人行道宽度x人群横向分布系数。
λ满人效应=λ人群集度x满人总宽度x满人横向分布系数。
特载效应= 一辆特载效应x特载横向分布系数。
λ特殊车列效应=λ一列特殊车列效应x特殊车列横向分布系数。
（全桥只加一列）中-活载效应= 0；程序不计算中活载的横向加载；λλ轻轨效应=0；程序不计算轻轨的横向加载。
加载特点加载时，每列汽车的总重为1KN，每轮重1/2KN；λλ每辆挂车的车轮合计总重1KN，每轮重1/4KN；每列特列的总重为1KN，用户在定义特列分布时，分配各轮重；λλ每辆特载的车轮总重1KN，用户在定义特载分布时，分配各轮重。
汽车撞击荷载的计算方法
汽车撞击荷载的计算方法(a)除(b)、(c)及(d)段另有规定外，停车场的车辆栏障的设计须能抵挡均匀分布于任何长 1.5米的部分并在防撞杠的高度施加的 10M/(100+ S b千牛顿的撞击力； M为车辆按公斤计算的总质量，而Sb 则为栏障按毫米计算的挠度。
(b)如任何停车场设计时是以任何使用该停车场的车辆的重量不会超逾2500公斤为基础的，则该停车场的车辆栏障的设计须能抵挡均匀分布于任何长 1.5米的部分并在楼面水平之上375毫米处施加的15000/(100+ S b千牛顿的撞击力；SI为栏障按毫米计算的挠度。
(c)停车场斜通道的车辆栏障的设计须能抵挡在斜通道之上610毫米的高度施加的撞击力，而该撞击力是按照(a)或(b)段所厘定的适当撞击力的1/2。
(d)在任何拟供下行而长度超逾20米的直斜路下端相对之处的车辆栏障，其设计须能抵挡在斜路之上610毫米的高度施加的撞击力，而该撞击力是按照(a)或(b)段所厘定的适当撞击力的两倍。
(e)在(a)或(d)段所涵盖的地方以外的车辆栏障，其设计须能抵挡就使用该等地方的车辆而言属适当的撞击力。
防止汽车撞击造成结构破坏的结构和构造措施1 .汽车结构据分析在汽车碰撞事故中，发生正面碰撞的约占64%,侧面碰撞占20%,尾部碰撞占6%因此汽车撞击试验重点是正面碰撞，考虑到汽车正面碰撞中以左侧为多，因此有些车厂在车前左侧进行偏差迎面撞击试验。
按照欧洲试验方法，就是规定被检验汽车以 48.3公里/小时的速度驶向一个刚性障碍物所得岀的结果，正面碰撞测试的目的是检查冲击动能被保险杠、车厢前部前围板区域所吸收的程度及车厢结构强度，而侧面碰撞测试的目的是检查车侧支柱、顶/底支柱联结和门联结等结构强度。
2.停车场结构(1)豪华版-自控锁板式智能化停车场管控及收费系统采用国际成熟设计，2004年获得国家三项专利(外观专利：ZL200330101217.4 结构专利:ZL200320101527.0 系统专利:ZL200320101528.5 )特点：1、豪华美观，适用于高档物业及 VIP管理；2、埋入式车前放置的设计及铝合金结构，能承受500kg冲击力，有突岀的防盗性能；3、密封防水设计，保证室外的安全使用；4、调节限位开关位置，可自由控制页板高度； 5、"一对一"遥控操作，"一对N"IC卡式收费管理均可实现。
CJJ77-1998 城市桥梁设计荷载标准
工程建设标准全文信息系统中华人民共和国行业标准城市桥梁设计荷载标准建标工程建设标准全文信息系统北京工程建设标准全文信息系统中华人民共和国行业标准城市桥梁设计荷载标准主编单位 建设部城市建设研究院 批准部门 中华人民共和国建设部 施行日期年月日工程建设标准全文信息系统北京工程建设标准全文信息系统关于发布行业标准 城市桥梁设计荷载标准 的通知建标号根据建设部 关于印发城乡建设环境保护部年制 修订标准 规范 规程项目计划的通知城标字第 号要求由建设部城市建设研究院主编的 城市桥梁设计荷载标准 经审查 批准为强制性行业标准 编号自 年月日起施行本标准由建设部城镇道路桥梁标准技术归口单位北京市市政工程设计研究总院负责管理 由建设部城市建设研究院负责具体解释工作本标准由建设部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版中华人民共和国建设部 年月日工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统目次总则 术语 符号术语 符号城市桥梁设计荷载荷载分类 荷载组合 永久荷载 偶然荷载城市桥梁设计可变荷载基本可变荷载 其他可变荷载附录 本标准用词说明 附加说明工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统总则为改进城市桥梁设计荷载现行方法 采用按车道均布荷载进行加载设计 以达到与国际桥梁荷载标准相接轨的目的 制定本标准本标准适用于在城市内新建 改建的永久性桥梁和城市高架道路结构以及承受机动车辆荷载的其他结构物的荷载设计本标准规定的基本可变荷载 适用于桥梁跨径或加载长度不大于的城市桥梁结构本标准的设计活载分为两个等级 即城 级和城级城市桥梁设计荷载 除应符合本标准外 尚应符合国家现行有关标准的规定工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统术语 符号术语作用 结构承受各种荷重和变形所引起力效应的通称荷载 各种车辆 人 雪 风引起的重力 包括永久性 可变性和 偶然性三类永久荷载 在设计有效期内 其值不随时间变化 或其变化与平均值相 比可忽略不计的荷载可变荷载 在设计有效期内 其值随时间变化 且其变化与平均值相比 不可忽略的荷载 按其对桥梁结构的影响程度 又可分为基本可 变荷载 活载 和其他可变荷载偶然荷载 在设计有效期内 不一定出现 一旦出现 其值将很大且持 续时间很短的荷载承载能力极限状态设计 结构达到承载能力的极限状态时 引起结构的效应等于材料 的抗力时作为设计条件的设计方法正常使用极限状态设计结构在正常工作阶段 设计方法容许应力设计裂缝应力与挠度达到最大功能时的工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统按各种材料截面达到容许应力时的设计方法 效应结构或构件承受内力和变形的大小 抗力结构或构件材料抵抗外力的能力 桥面铺装桥梁上部结构面板上铺设的防水层与摩损层 行车道板承受行车重力的板式结构 重力密度物质单位体积的 重力 车道横向折减系数多车道桥面在横向车道上 应予折减的系数车道纵向折减系数当不同时出现活载时结构效应在桥梁跨径范围内的车道上 实际出现的各种轻型车并不符 合标准车辆的设计轴重与间距 按标准车计算的结构效应应予折 减的系数设计车道 是指桥面上供单一纵列车辆行驶的条带宽度 按桥梁横断面 设计尺寸确定符号车轮着地长度 土压力计算宽度 桥台的计算宽度或挡土墙的计算长度 离心力系数 柱或桩的直径工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统计算截面到路面顶的高度或换算土层的厚度挡土墙的高度跨径或加载长度标准载重汽车前后轴距桥台或挡土墙后填土的破坏棱体长度柱或桩的横排净距柱或桩的数目土压力水平强度土压力竖向强度弯道或弯桥曲率半径行车速度单位面积上的人群荷载 或土体重量行车车道宽度土的重力密度土的侧压系数汽车或车道荷载冲击系数布置在面积内的车辆荷载车轮的总重填土内摩擦角单边人行道宽度工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统城市桥梁设计荷载荷载 分 类城市桥梁设计荷载可分为 永久荷载 可变荷载和偶然荷载三类 荷载类别应采用表的规定荷载分类表荷载分类荷载名称结构重力预加应力永久荷载 恒载土的重力及土侧压力 混凝土收缩及徐变影响力基础变位影响力 水的浮力汽车基本可变荷载 活载汽车冲击力 离心力 汽车引起的土侧压力人群可变荷载风力 汽车制动力其他可变荷载流水压力 冰压力温度影响力偶然荷载支座摩阻力 地震力 常遇 罕见 船只或漂流物撞击力工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统主要为承受某种其他可变荷载而设置的构件 计算其所承 受的荷载时 应作为基本可变荷载荷载 组 合按承载能力极限状态设计时 应根据可能同时出现的荷载 选择下列荷载组合组合 一种或几种基本可变荷载与一种或几种永久荷载相组合组合 一种或几种基本可变荷载和一种或几种永久荷载叠加后与一种或几种其他可变荷载相组合当设计弯桥并采用离心力与制动力组合时 制动力应按计算组合 一种或几种基本可变荷载和一种或几种永久荷载叠加后与偶然荷载中的船只或漂流物撞击力相组合组合 桥梁在进行施工阶段的验算时 根据可能出现的结构重力 脚手架 材料机具 人群 风力以及拱桥的单向推力等施工荷载进行组合当桥梁构件在施工吊装时或运输时所产生的冲击力 应根据现场具体情况和设计经验 计入构件的动力系数组合 结构重力 预加力 土重及土侧压力 其中的一种或几种与地震力相组合不同时参与组合的其他可变荷载应符合表 的规定不同时参与组合的其他可变荷载表荷 载名 称不与该荷载同进参与组合的可变荷载汽车制动 力流水压力 冰压力 支座摩阻力流 水压 力汽车制动力 冰压力冰压力汽车制动力 流水压力支 座 摩阻 力汽车制动力当桥梁采用承载力极限状态设计时 应根据不同的荷载组工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统合 采用不同的荷载分项系数 分别验算变形 裂缝宽度 施工阶段的应力及预应力状态 其荷载组合及荷载安全系数的采用 均应符合现行行业标准 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的有关规定对钢木结构构件仍按容许应力进行设计 其荷载组合 材料容许应力取值 可按现行行业标准 公路桥涵钢结构及木结构设计规范执行永久 荷 载结构物重力及桥面铺装 附属设备等外加重力均属结构重力密度 当缺乏实际资料时 常用材料重力密度可按表选用常用材料重力密度表材料种类钢 铸钢 铸铁 锌铅 黄铜 青铜 钢筋混凝土 混凝土或片石混凝土重力密度附注含筋量 以体积计 小于 的钢 筋 混 凝 土 其重 力 密 度 采 用大于或等于 的采 用砖 浆砌块石或料石 石 浆砌片石 砌 干砌体石或片石体 砖砌体桥 面沥青混凝土 沥青碎石 泥结碎 砾石填土填石 石灰三合土石灰土松木木橡 木 材 落叶松杉木 枞木未防腐 防腐未防腐 防腐未防腐 防腐包括水结碎石 级配碎 砾 石石灰 砂 砾石石灰土工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统在结构按正常使用极限状态设计时 预加应力应作为永久荷载计算其效应 并应计入相应阶段的预应力损失 但不计由于偏心距增大引起的附加内力 在结构按承载能力极限状态设计时预加应力不作为荷载 但应将预应力钢筋作为结构抗力的一部分土的重力及土侧压力的计算应符合下列规定主动土压力与静土压力的计算 可按现行行业标准公路桥涵设计通用规范附录一 二执行土的重力密度和内摩擦角 应根据调查或试验确定 当无实际资料时 可按现行行业标准 公路桥涵地基与基础设计规范附录二执行填土的重力对涵洞的竖向和水平压力强度 可按下式计算竖向压力强度水平压力强度侧压系数式 中 土 的 重 力 密度 计算截面至路面顶的高度 填土内摩擦角 承受土侧压力的柱式墩台 其柱上的土压力计算宽度应符合下列规定图柱的土侧压力计算宽度当时 不考虑柱间空隙的折减 作用在每根柱上的土压力计算宽度应按下式计算工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统式中土压力计算宽度柱的直径 或宽度柱或桩的横排净距柱或桩的数目当时 应根据柱的直径或宽度考虑柱间空隙的折减作用 每根柱上的土压力计算宽度按下式计算当时当时外部超静定的混凝土结构及联合梁桥等应计入混凝土的收缩及徐变影响 并应按照现行行业标准 公路桥涵设计通用规范和 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范附录四的方法计算当超静定结构计入由于地基压缩等引起的支座长期变位影响时 应根据最终位移量按弹性理论计算构件截面的附加内力水的浮力应按下列情况进行计算位于透水性地基上的桥梁墩台 当验算稳定时 其浮力应采用设计水位计算 当验算地基应力时 可仅按低水位时计算浮力 也可不计算水的浮力基础嵌入不透水性地基的桥梁墩台 可不计算水的浮力作用在桩基承台底面的浮力 应按全部底面积计算但桩嵌入岩层并灌注混凝土者 在计算承台底面浮力时 应扣除桩的截面面积偶然 荷 载城市桥梁的抗震力应以桥梁所在城市的基本烈度进行设工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统防 地震力的计算和结构设计应符合现行行业标准 公路工程抗震设计规范的有关规定处于通航河流或有漂流物河流中的桥梁墩台应计入船只或漂流物的撞击力 当无实测资料时 撞击力可按现行行业标准公路桥涵设计通用规范进行计算工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统城市桥梁设计可变荷载基本可变荷载汽车荷载等级可划分为 城 级汽车荷载和城 级汽车荷载两个等级汽车荷载可分为车辆荷载和车道荷载桥梁的横隔梁 行车道板 桥台或挡土墙后土压力的计算应采用车辆荷载 桥梁的主梁 主拱和主桁架等的计算应采用车道荷载 当桥面车行道内有轻轨车辆混合运行时 尚应按有关轻轨荷载规定进行验算 并取其最不利者进行设计当进行桥梁结构计算时不得将车辆荷载和车道荷载的作用叠加城 级车辆荷载和城 级车辆荷载的标准载重汽车应符合下列规定城 级标准载重汽车应采用五轴式货车加载 总重前后轴距为行车限界横向宽度为图城 级标准载重汽车应采用三轴式货车加载 总重前后轴距为行车限界横向宽度为图城 级和城 级标准载重汽车的横断面尺寸相 同 其横桥向布置应符合图 的规定城 级车道荷载和城 级车道荷载应按均布荷载加 一个集中荷载计算 均布荷载和集中荷载的标准值应按桥梁的跨 径确定 并应符合下列规定跨径为时工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统车轴编号 1 轴 重 (kN) 60 轮 重 (kN) 30总重 (70kN)23 140 140 70 7045200160100803.6m 1.2m6.0m 18.0M0.25m 0.25m7.2m 0.6m 0.6m0.6m1.8m3.0m0.6m图城车轴编号 1轴 重 (kN) 60 轮 重 (kN) 30总重 (300kN)级标准车辆纵 平面布置23 120 120 60 603.6m 1.2m 4.8m0.25m0.6m 0.6m1.8m0.25m 0.6m0.25m0.25m图城 级标准车辆纵 平面布置工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统0.6m1.8m0.6m 0.6m1.8m0.6m3.0m>0.1m3.0m缘石城 采用图车辆荷载横桥向布置级 当计算弯矩时 车道荷载的均布荷载标准值计算剪力时 均布荷载标准值 采用所加集中荷载 采用图p=140kNq M=22.5kN/m q q Q=37.5kN/m图城 级车道荷载城 级 当计算弯矩时 车道荷载的均布荷载标准值采用计算剪力时 均布荷载标准值 采用所加集中荷载 采用图p=140kNq M=22.5kN/m q q Q=37.5kN/m图城 级车道荷载跨径大于 且小于等于时城 级 当计算弯矩时 车道荷载的均布荷载标准值采用计算剪力时 均布荷载标准值 采用所加集中荷载 采用图当车道工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统数等于或大于 条时 计算弯矩不乘增长系数 长系数计算剪力应乘增p=300kNqm=10.0kN/m qq Q=15.0kN/m图城 级车道荷载城 级 当计算弯矩时 车道荷载的均布荷载标准值采用计算剪力时 均布荷载标准值 采用所加集中荷载 采用图当车道数等于或大于 条时 计算弯矩不乘增长系数 计算剪力应乘增长系数p=160kNqm=9.5kN/m qq Q=11.0kN/m图城 级车道荷载车道荷载横向布置车道荷载的单向布载宽度应为见图简化桥梁横向影响线的计算 车道荷载可按图的等效荷载车轮集中力形式布置0.1m3.0m3.0ma)缘石1.8m 1.3m 1.8m 0.6mb)为 所示图车道荷载横向布置设计车道数 目 与 行 车 道总 宽度 的关系 可按表工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统确定设计车道数目与车道总宽度的关系表行车道总宽度设计车道数双向行车车道宽度当设计车道数目大于 时 应计入车道的横向折减系数车道横向折减系数可按表采用 加载车道位置应选在结构能产生最不利的荷载效应之处 车道的纵向折减不予考虑车道横向折减系数表设计车道数目折减系数汽车荷载冲击力的计算应符合下列规定钢桥 钢筋混凝土和预应力混凝土桥 混凝土桥和砖石拱桥等的上部构造以及钢支座 橡胶支座或钢筋混凝土柱式墩台 应计算汽车荷载的冲击力填料厚度 包括路面厚度 等于或大于的拱桥 涵洞以及重力式墩台可不计汽车荷载冲击力工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统汽车荷载的冲击力为汽车荷载乘以冲击系数 汽车荷载的冲击系数 可按下列公式计算 车道荷载的冲击系数式中跨径当时车辆荷载的冲击系数但 的最大值不得超过注 对于简支的主梁 主桁 拱桥的拱圈等主要构件 为计算跨径的长度对于悬臂梁 连续梁 刚构 桥面系构件 墩台以及仅受局部荷载的构件等 为相应内力影响的荷载长度 即为各荷载区段长度之和支座的冲击力 按相应的桥梁采用离心力计算应符合下列规定当城市桥梁弯桥的曲率半径时 应计算行车离心力作用 离心力的大小应为车辆荷载 不计冲击力 乘以离心力系数 离心力系数可按下式计算式中计算行车速度可按设计值取用曲率半径当计算多车道离心力时 应按本标准第条进行折减离心力的作用点应定在桥面上方处 为计算简便也可将作用点移到桥面处 但不计由此而引起的力矩人群荷载计算应符合下列规定城市桥梁的人群荷载人行道板 局部构件 的人群荷载应按的均布荷载或的竖向集中力分别计算 并作用在一块构件上 取其不工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统利者梁 桁架 拱及其他大跨结构的人群荷载计算 且 值在任何情况下不得小于当加载长度时可按下列公式当加载长度时式中单位面积上的人群荷载加载长度单边人行道宽度在专用非机动车桥上时宜取桥宽 当 桥宽大于 时应按 计专用人行桥的人群荷载人行道板 局部构件 的人群荷载应按 的均布荷载或的竖向集中力分别计算 并作用在一块构件上 取其不利者梁 桁 拱及其他大跨结构的人群荷载 可按下列公式计算 且 值在任何情况下不得小于当加载长度时当加载长度时式中单位面积上的人群荷载加载长度半桥宽当大于 时应按 计安全道上设计活载应按的均布荷载或的竖向集中力分别计算 并作用在短跨小构件上 取其不利者 当计算与安全道相连构件时 在计入车辆荷载或人群荷载后 可不工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统计安全道上的活载 计算桥上人行道栏杆时 作用在栏杆扶手上的活载竖向荷载采用水平向外荷载采用两者应分别考虑 不得同时作用作用在栏杆立柱柱顶的水平推力应为防撞栏杆应采用横向集中力进行验算 作用点应在防撞栏杆板的中心土侧压力应符合下列规定汽车荷载在桥台或挡土墙后填土的破坏棱体上引起的土侧压力 应采用车辆荷载计算 并应按下式换算成等代均布土层厚度式中换算土层的厚度土的重力密度桥台或挡土墙后填土的破坏棱体长度对于墙顶以上有填土的挡土墙 为破坏棱体范围内的路基部分宽度为布置在面积内的车辆荷载车轮的重力桥台的计算宽度或挡土墙的计算长度应符合下列规 定桥台的计算宽度应为桥台的横桥向全部宽度 挡土墙的计算长度可按以下两种情况取用 按城 级车辆荷载设计时 采用标准载重汽车的扩散长 度 但不超过 按城 级车辆荷载设计时 采用标准载重汽车的扩散长 度 当挡土墙分段长度在 及以下时 扩散长度不得超过 当挡土墙分段长度在 以上时 扩散长度不得超过 各级标准载重汽车的扩散长度 可按下式计算工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统式中桥台的设计宽度或挡土墙的计算长度标准载重汽车前后轴距车轮着地长度挡土墙高度对于墙顶以上有填土的挡土墙 为两倍墙顶填土厚度加墙高计算挡土墙时 标准载重汽车的布置应符合下列规定纵向布置 当采用挡土墙分段长度时 取分段长度内可能布置的车轮 当采用一辆重车的扩散长度时 取一辆重车横向布置 破坏棱体长度 范围内可能布置的车轮 车辆外侧车轮中线距路面 或硬路肩 或安全带边缘的距离应为当需要进行平板车荷载验算时 桥梁纵向只按一辆 车布载 横向应为破坏棱体长度 范围内可能布置的车轮 车辆 外侧车轮距路面 或硬路肩 或安全带边缘的距离应为其他可变荷载汽车制动力计算应符合下列规定一个设计车道的制动力可按下列要求取值当采用城 级汽车荷载设计时 制动力应采用或 车道荷载 并取两者中的较大值 但不包括冲击力当采用城 级汽车荷载设计时 制动力应采用或车道荷载 并取两者中的较大值 但不包括冲击力当计算的加载车道为 条或 条以上时 应以 条车道为准 其制动力不折减制动力纵向作用点在设计车道桥面上方 处 在计算墩台时 可移到支座中心 铰或滚轴中心 或滑动支座 橡胶支座 摆动支座的底座面上 计算刚构桥 拱桥时 可移至桥面但不计由此引起的竖向力和力矩风荷载 温度影响力 支座摩阻力 流冰力 流水压力等工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统的计算应按现行行业标准 公路桥涵设计通用规范执行工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统附录 本标准用词说明为便于在执行本标准条文时区别对待 对要求严格程度 不同用词说明如下表示很严格 非这样做不可的 正面词采用 必须 反面词采用 严禁 表示严格 在正常情况下均应这样做的 正面词采用 应 反面词采用 不应 或 不得 对表示允许稍有选择 在条件许可时应首先这样做 的 正面词采用 宜 或 可 反面词采用 不宜 标准条文中指明应按其他有关标准执行的写法为 应按 执行 或 应符合 要求 或规定工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统附加说明 本标准主编单位 参加单位 和主要起草人员名单主 编 单 位 建设部城市建设研究院 参 加 单 位 同济大学 主要起草人 何宗华 张士铎 郑步全 印定安 张启伟工程建设标准全文信息系统。
各国桥梁设计规范中的汽车荷载冲击系数
一、引言
汽车在桥上行驶，桥梁产生的应力与应变，比大小相等 的静荷载引起的要大，这是因为汽车荷载不是缓慢的加到桥 上的，而是以较快的速度突然加载于桥上，因而使桥梁发生 振动。同时由于车辆驶过时路面不平顺等原因也会使桥梁发 生振动。这种由于荷载的动力作用导致桥梁发生振动而造成 内力加大的现象即为冲击。也就是说，桥梁不仅承受车辆自 身的重力，还受到一种冲击力[1]。这种冲击力就是利用汽车 荷载乘以冲击系数来描述的。而目前常用的动力冲击系数μ （IM）。其表示在动态车辆荷载作用下的桥梁静态响应的增 量比。然而，动力放大系数 （DAF ）也被用来表征动力冲 击效应的大小，其值为最大动力响应与最大静力响应的比值。 因此，这两个定义的关系为：μ=DAF-1[2]。
3．英国 英国在 1978 年的 BS5400 规范规定了设计荷载中已包 含 25%的冲击效应。而在 2006 年的新规范《英国钢桥、混 凝土桥和组合桥规范》（BSI2006）规定了两种公路桥梁荷 载，即规则交通荷载和不规则交通荷载。这两种荷载情况下 冲击系数都取 0.25。实质上英国关于冲击系数的规定没有发 生变化。 4．日本 日 本 1972 年 公 路 桥 设 计 规 范 规 定 ： 钢 桥 μ=20/ （50+L）；钢筋混凝土桥μ=7/（20+L）；预应力混凝土桥 μ=10/（50+L）。然而，在日本 1996 年的 JRA 规范中除了 把冲击系数定义为桥梁跨径的函数，冲击系数还与桥梁上的 荷载类型有关，当考虑卡车荷载动力效应时，所有类型桥梁 的冲击系数表达式是一样的为：μ=20/（50+L）；当考虑车 道荷载的动力效应时，冲击系数的的规定与 1972 年的日本 公路桥设计规范相似，不同桥梁类型冲击系数的表达形式不 同：钢桥μ=20/（50+L）；钢筋混凝土桥μ=7/（20+L）；预 应力混凝土桥μ=10/（25+L）。 5．德国 德国（DIN1072）规范规定冲击系数为跨径的单调减函 数随跨径的增加而减小，即：μ=0.4-0.008L 当 L ≥50 m 时， μ=0。 6．中国《公路桥涵设计通用规范》 中国的 1989 年公路桥涵设计通用规范把冲击系数定义 为跨境的函数，在对 89 年的规范修订时，根据 7 座跨径不 同、 初始条件不同的桥梁的实测中收集了 6,600 多个具有 一定代表性的冲击系数样本，通过回归分析，得到冲击系数 与桥梁结构基频之间的关系曲线，经过调整和修改后，即得 到了 2004 年《公路桥涵设计通用规范》中的公式，2015 年在修订规范时沿用这一公式。 中国《公路桥涵设计通用规范》 （1）JTJ021-89 《公路桥涵设计通用规范》 ①钢筋混凝土桥 当 L≤5m 时，μ=0.3 当 5m<L<45m 时，μ=0.3×（1.125-0.025L） 当 L≥45m 时，μ=0 ②钢桥 μ=15/37.5+L
20m钢筋混凝土T型简支梁桥
20m钢筋混凝土T型简支梁桥上部结构计算书一、基本设计资料1.设计资料（1）跨度和桥面宽度标准跨径：20m（墩中心距）计算跨径：19.5m主梁全长：19.96m桥面宽度：净7m（行车道）+2×1.0m（人行道）（2）技术标准设计荷载：公路-Ⅱ级，人行道和栏杆自重线密度按照单侧6kN/m计算，人群荷载取3kN/m2环境标准：Ⅰ类环境设计安全等级：二级（3）主要材料混凝土：混凝土简支T型梁及横梁采用C40混凝土；桥面铺装采用0.03m 沥青混凝土，下层为0.06~0.13m厚C30混凝土。
沥青混凝土重度按23kN/m3计算，混凝土重度按25kN/m3计算。
钢筋：采用R235钢筋、HRB335钢筋。
（5）横断面布置形式本桥上部结构由5片高为1.4m，宽1.8m的T梁组成，桥上横坡为双向2%，坡度由C30混凝土桥面铺装控制；设有5根横梁（见图1）。
18/218181996/2487.5487.5231102%2%6厚C30混凝土4厚沥青混凝土110180180********1401610100700100图1 桥梁横断面和主梁纵断面图（单位：cm ）如图8-1所示，全桥共由5片T 型梁组成，单片T 型梁高为1.4m ，宽1.8m ；桥上横坡为双向2%，坡度由C30混凝土桥面铺装控制；设有五根横梁。
8.2主梁的计算8.2.1 主梁的荷载横向分布系数计算1.跨中荷载横向分布系数如前所述，本例桥跨内设有五道横隔梁，具有可靠的横向联系，且承重结构的宽跨比为：5.0462.05.19/9/<==l B ，故可以按修正的刚性横梁法来绘制横向影响线和计算横向分布系数c m 。
（1）计算主梁的抗弯及抗扭惯性矩I 和T I :1)求主梁截面的重心位置x （见图8-2）翼缘板厚按平均厚度计算，其平均板厚为()cm cm h 131610211=+⨯=则，()()cm cm x 09.411814013181802140181402131318180=⨯+⨯-⨯⨯+⨯⨯-=图8-2 主梁抗弯及抗扭惯性矩计算图式（单位：cm ）2）抗弯惯性矩I 为()()442323877160709.412140140181401812121309.4113181801318180121cm cm I =⎥⎥⎦⎤⎪⎭⎫⎝⎛-⨯⨯+⨯⨯+⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯-+⨯-⎢⎣⎡⨯=对于T 形梁截面，抗扭惯性矩可近似按下式计算：∑==mi i i i T t b c I 13式中 i b 、i t ——单个矩形截面的宽度和高度 i c ——矩形截面抗扭刚度系数m ——梁截面划分成单个矩形截面的个数T I 的计算过程及结果见表8-1。
汽车荷载冲击系数计算(自编)
冲击系数U计算1.基本计算公式：当f<1.5Hz时，u=0.05当1.5Hz≤f≤14Hz时，u=0.1767ln(f)-0.0157当f>14Hz时，u=0.45f —— 结构基频（桥梁自振频率)2.结构基频（桥梁自振频率)计算公式：桥梁的结构基频（桥梁自振频率)宜采用有限元方法计算，对于常规结构，也可采用下列公式估算。
1) 简支梁桥l —— 结构的计算跨径（m）E —— 结构材料的弹性模量（N/m2)I c —— 结构跨中截面的截面惯性矩（m4）m c —— 结构跨中处的单位长度质量（kg/m）G —— 结构跨中处延米结构重力（N/m）g —— 重力加速度，g=9.81（m/s2）2) 连续梁桥l —— 结构的计算跨径（m）E —— 结构材料的弹性模量（N/m2)I c —— 结构跨中截面的截面惯性矩（m4）m c —— 结构跨中处的单位长度质量（kg/m）G —— 结构跨中处延米结构重力（N/m）g —— 重力加速度，g=9.81（m/s2）计算连续梁的冲击力引起的正弯矩效应和剪力效应时，采用f1；计算连续梁的冲击力引起的负弯矩效应时，采用f2。
3） 拱桥4） 斜拉桥3.结果输出(简支梁)：l —— 结构的计算跨径（m）12.6E —— 结构材料的弹性模量（N/m2) 3.25E+10I c —— 结构跨中截面的截面惯性矩（m4）0.0185m c —— 结构跨中处的单位长度质量（kg/m）1094.546G —— 结构跨中处延米结构重力（N/m）10737.5g —— 重力加速度，g=9.81（m/s2）9.81f1=7.33u=0.336。
现浇箱梁计算书
某现浇箱梁结构验算核报告一、结构概况某现浇箱梁为跨越S201线的一座桥梁，斜交角度为148度，采用斜桥正做，错孔跨越，桥梁全长97m。
本桥平面位于R=2000m的曲线段段内，上部结构采用25+30+25 m预应力混凝土现浇连续箱梁。
桥墩采用独柱墩，钻孔灌注桩基础，桥台采用重力式U型桥台，扩大基础。
1、上部结构：主梁采用C50混凝土，箱梁采用单箱双室截面；箱梁梁高1.8m，悬臂端部厚度0.18m，根部厚度0.45m；箱梁底板与桥面横坡一致，通过箱梁底面三角垫石来适应桥面的横坡变化；箱梁顶板宽13.0m，底板在非连续端1.5m范围内宽8.4m，经3m变化段变至8.0m，直至中跨跨中，悬臂长度2.0m；箱梁顶板厚度：横梁端部45cm，经300cm倒角变至25cm，直到跨中；箱梁底板厚度：横梁端部42cm，经300cm倒角变至22cm，直到跨中；箱梁腹板厚度：边腹板在端横梁端部85cm，经300cm倒角变至45cm，直到跨中；边腹板在中横梁端部65cm，经300cm倒角变至45cm，直到跨中；中腹板横梁端部85cm，经300cm倒角变至45cm，直到跨中；横梁：端横梁厚度150cm，中横梁厚度200cm；=1860MPa的钢绞线，其性能符合纵向预应力：采用标准强度fpk=1.95 GB/T5224-2003的要求，锚下张拉控制应力为1395MPa，钢束弹性模量为Ep×105MPa，单根直径φs15.2mm，截面面积A=140mm2，纵向束采用OVM15-15型锚固体系。
2、下部结构：桥墩全部采用独柱墩，柱径1.6m，基础均采用钻孔灌注桩基础；桥台采用重力式U型桥台，基础采用扩大基础。
3、施工方法箱梁采用满堂支架整体现浇方案。
4、其他支座设臵：桥墩处采用单支座，桥台处采用双支座，支座间距为740cm；支座类型：采用GPZ盆式橡胶支座。
二、结构分析简化模型为了分析主梁在各种作用下的最不利效应，结构分析采用“Midas 2010空间有限元程序”进行，有限元模型中充分考虑了施工及运营阶段的结构刚度模拟与各种荷载的作用过程。
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冲击系数U计算
1.基本计算公式：
当f<1.5Hz时，u=0.05
当1.5Hz≤f≤14Hz时，u=0.1767ln(f)-0.0157
当f>14Hz时，u=0.45
f —— 结构基频（桥梁自振频率)
2.结构基频（桥梁自振频率)计算公式：
桥梁的结构基频（桥梁自振频率)宜采用有限元方法计算。
1) 简支梁桥
l —— 结构的计算跨径（m）
E —— 结构材料的弹性模量（N/m2)
I c —— 结构跨中截面的截面惯性矩（m4）
m c —— 结构跨中处的单位长度质量（kg/m）
G —— 结构跨中处延米结构重力（N/m）
g —— 重力加速度，g=9.8（m/s2）
2) 连续梁桥
l —— 结构的计算跨径（m）
E —— 结构材料的弹性模量（N/m2)
I c —— 结构跨中截面的截面惯性矩（m4）
m c —— 结构跨中处的单位长度质量（kg/m）
G —— 结构跨中处延米结构重力（N/m）
g —— 重力加速度，g=9.81（m/s2）
计算连续梁的冲击力引起的正弯矩效应和剪力效应时，采用f1；计算连续梁的冲击力引起的负弯矩效应时，采用f2。
3） 拱桥
4） 斜拉桥
3.结果输出(简支梁)：
l —— 结构的计算跨径（m）19.53
E —— 结构材料的弹性模量（N/m2) 3.25E+10
I c —— 结构跨中截面的截面惯性矩（m4）0.0626
m c —— 结构跨中处的单位长度质量（kg/m）1428.316
G —— 结构跨中处延米结构重力（N/m）13997.5
g —— 重力加速度，g=9.81（m/s2）9.8
f1= 4.913
u=0.266。