[发明专利]一种快速估算各种汽车荷载效应的方法

说明书

技术领域

本发明属于桥梁结构计算分析技术领域，涉及一种快速估算各种汽车荷载效应的方法，尤其涉及一种不同跨径的简支梁和连续梁汽车荷载效应的快速估算方法。

背景技术

我国不同部门在不同时期颁布的设计规范对汽车荷载规定有所不同。设计、管理、运输等部门一般关心以下问题：(1)同一部门新、旧规范汽车效应的对比。新规范与旧规范汽车效应的差别有多大？依据老规范设计的桥梁是否还安全？(2)不同部门规范汽车效应的对比。我国交通运输部、住房与城乡建设部分别颁布的规范中都有汽车荷载的规定，厂矿道路设计也有相应的规定，而汽车可能在这些遵循不同部门规范设计的桥梁上运输，因此需要对比和协调不同部门规范汽车效应的差别。(3)不同荷载标准效应的差异。许多依据早期汽车荷载标准设计的桥梁不能满足现代交通的需要，对其进行技术改造、提高荷载标准、延长桥梁的使用年限，是保障公路可持续发展的要求。而提高旧桥荷载标准首先要搞清不同荷载效应的差异有多大。(4)特重荷载效应。如能快速了解特重荷载与常规荷载效应的差异，则可加快特重荷载桥梁设计。(5)超重车过桥验算。国民经济发展不可避免要进行超重超限运输。了解不同特载对不同跨径桥梁的影响程度，是选择合理运输路线和采取加固措施的前提。

汽车荷载效应指的是由汽车荷载引起结构或结构构件的反应，是进行结构设计和验算的基础。简支梁桥的汽车效应包括跨中弯矩和支点剪力；连续梁桥的汽车效应包括边、中跨的支点剪力和最大弯矩。实际的设计、管理、运营工作中常常需要快速计算不同结构类型、不同计算跨径桥梁的不同汽车荷载效应，但目前国内对这方面的研究多缺乏系统性和一般性。

发明内容

为了克服现有技术中存在的以上缺陷，本发明提供一种快速估算各种汽车荷载效应的方法，该方法是一种可以快速估算不同结构类型、不同计算跨径桥梁的不同汽车荷载效应的方法。本发明给出了26种汽车荷载效应的绝对数值和各效应绝对数值与公路-I级汽车荷载效应相对比值图，共计20个图形，同时给出了桥梁随其计算跨径的回归公式。其中：

汽车荷载效应绝对数值图给出了26种汽车荷载效应的绝对数值图；相对比值图分别为公路系列、汽车系列和城系列效应对比；公路汽车系列效应对比；公路汽车系列与挂车系列效应对比；挂车系列、特系列效应对比；公路汽车系列、矿山汽车系列效应对比五个部分。通过给出的20个图形，无需进行计算即可迅速地估算各种规范下汽车的荷载效应范围。

26种汽车荷载包括：

《JTJ021-89.公路桥涵设计通用规范[S]》中汽车-10级、汽车-15级、汽车-20级和汽车-超20级4个等级；

《JTGD60-2004.公路桥涵设计通用规范[S]》中公路-I级和公路-II级两个等级；

《CJJ11-93.城市桥梁设计准则[S]》中特-160、特-220、特-300、特-420四个等级；

《CJJ77-98.城市桥梁设计荷载标准[S]》中城-A级和城-B级两个等级；

《城市桥梁设计通用规范(报批稿)》中特-160、特-220、特-300、特-420四个等级；

《GBJ22-87.厂矿道路设计规范[S]》中汽车-30级、汽车-40级、汽车-60级、汽车-80级、汽车-110级、汽车-130级、汽车-160级、汽车-190级、汽车-220级和汽车-260级10个等级。

给出了表1～表4回归公式，通过这四个表格中的公式，只需确定桥型、计算跨径和相应的荷载规范，将计算跨径代入到表1～表4中对应的公式即可快速估算该桥梁的汽车荷载效应。

本发明的有益效果：

本发明所述方法通过简单的运算或图形分析，即可迅速估算汽车荷载效应，可以为桥梁的初步设计、快速验算和日常管理提供有力的依据。

附图说明

图1为公路系列、汽车系列、城系列的跨中弯矩效应绝对数值。

图2为公路系列、汽车系列、城系列的支点剪力效应绝对数值。

图3为公路系列、汽车系列、城系列与公路-I级的跨中弯矩效应相对比值。

图4为公路系列、汽车系列、城系列与公路-I级的支点剪力效应相对比值。

图5为公路汽车系列的跨中弯矩效应绝对数值。

图6为公路汽车系列的支点剪力效应绝对数值。

图7为公路汽车系列与公路-I级的跨中弯矩效应相对比值。

图8为公路汽车系列与公路-I级的支点剪力效应相对比值。

图9为公路汽车系列、挂车系列的跨中弯矩效应绝对数值。