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11页《公路工程技术标准》(送审稿)条文说明 6 汽车及人群荷载 2003.03 6 汽车及人群荷载 --1 6 汽车及人群荷载6.0.1 《标准》(97) 中的车辆荷载在形式上为四个等级, 即汽车—超 20级、 挂车—120 ; 汽车—20级、挂车—100;汽车—15级、挂车—80;汽车—10级、履带—50 同时规定,新建公路桥涵的设计不采用汽车 —15级、挂车—80荷载,只是为便 于国家统计工作的连续性而保留这一级荷载《标准》 (97)所规定的以车队为计算荷载图式的车辆荷载标准, 是设计公路桥 梁及其它构造物所规定的计算荷载为了保证桥梁的安全储备和使用寿命,对 桥上实际行驶的车辆轴重和总重必须予以严格限制,一般情况下,不允许采用 设计的极限值因此,设计轴荷载多大,桥上实际行驶车辆的轴荷载也允许多 大,这是不对的,车辆设计荷载与车辆轴载、总载限制是两个不同的概念,不 可混为一谈世界上有一些国家制定了车辆轴载限值标准他们在制定设计车 辆荷载标准及车辆轴重限值时,除了考虑本国的国民经济发展水平外,同时考 虑了采用重型汽车提高轴重限值而获得的运输经济效益与相应增加的公路基本 建设投资及原有公路网的补强改造费用之间的合理平衡。
由于提高轴重对公路 投资的影响十分惊人, 长期以来, 各国政府都采用了极其慎重的态度 表 6.0.1-1 列出了几个经济较发达国家车辆荷载设计值和允许轴载值,表 6.0.1-2 列举了 一些国家和地区的轴载限值表 6.0.1-1 轴载限值和设计标准值国别车辆轴载限值(kN )设计荷载标准值(kN)单轴双联轴单轴双联轴美国联邦 82 各州 109 145 181 144 218 日本100 160 英国100 203 均布荷载中加入 120 德国100 160 200 400 法国130 160 200 400 前苏联100 200 120 240 意大利120 190 180 280 《公路工程技术标准》(送审稿)条文说明 6 汽车及人群荷载 2003.03 6 汽车及人群荷载 --2 表 6.0.1-2 各国和地区轴载限值地 区国家单轴(kN )双轴(kN )地 区国家单轴(kN )双轴(kN )美洲阿根廷玻利维亚巴西加拿大智利哥伦比亚墨西哥秘鲁美国委内瑞拉106 80 100 80,100 60.120 82 90 55,110 82.109 85 180 120 170 145,191 210 145 145 180 145,200 145 亚洲印度印度尼西亚伊朗伊拉克日本韩国马来西亚巴基斯坦菲律宾沙特阿拉伯新加坡泰国澳大利亚新西兰台湾省香港125 50,70 130 110 100 100 81 80 80 130 100 91 82,90 82 80 61 147 80,120 200 170 122 145 145 180 200 164 92,164 155 145 102 欧洲奥地利比利时保加利亚捷克丹麦芬兰法国德国英国希腊匈牙利爱尔兰意大利荷兰挪威波兰罗马尼亚西班牙瑞典瑞士土耳其南斯拉夫前苏联80 130 100 100 80 100 130 100 100 100,130 100 102 120 100 60,100 80 100,75 130 100 100 80 100 100 160 200 115-160 145 160 160 200 180 160 163 190 180 90,160 145 160,120 147 160 140 145 160 180 非洲阿尔及利亚埃及利比亚马里摩洛哥尼日利亚索马里南非坦桑尼亚扎伊尔130 100 100 110 130 100 100 82 80 80 160 160 160 160 160 162 145 120 有关组织推荐泛美公路大会美国各洲公路工作者协会AASHTO 原经互会欧洲共同体亚太经社会80 91 100 110 110 145 155 180 180 180 现行公路桥涵结构设计用车辆荷载标准模式是根据我国建国以后公路上交通荷 载的实际情况,经过相当长时期的分析、研究和修正确定的。
经过几十年的修 订、完善,其分级逐步完善、科学、合理,基本适应了我国公路桥涵结构发展 的需求《公路工程技术标准》(送审稿)条文说明 6 汽车及人群荷载 2003.03 6 汽车及人群荷载 --3 1972 年,在修订《标准》时,对原车辆荷载标准进行了一次检查,一方面向用 车单位作调查, 另一方面对按标准设计的桥梁通过一些重型卡车的能力作了计算 比较调查及计算分析的结果是: 公路上最常行驶的车辆, 解放牌一级总重不超 过 100kN ,改装后的黄河牌和一些越野车总重不超过300kN ,这些都不超过或略 超过标准车加重车,对较重的车要加以验算鉴于车辆总重和轴重日趋增大, 轴数也日渐增多, 特别是发展大型集装箱运输后, 通往集装箱港口码头的公路桥涵需考虑集装箱半挂车能否正常通行,而从一些计 算资料可以看出, 有些较重的卡车、 自卸车、 吊车和半挂、 全挂车, 在按汽车—20 级、挂车—100设计的桥梁上还不能自由通行, 因此,有必要在原有的车辆荷载 标准中,增加一个较高的等级《标准》 (81)确定,增加荷载等级汽车 —超 20级时,考虑了1978年京塘高速 公路初步设计提出的两重车列形式,一是200kN 车队或300kN 车队插入一辆550kN 半挂车; 二是原汽车—20级乘 1.5 倍, 间距不变。
后者虽然便于记忆和计算使用, 但实际上并无300kN 双轴车和450kN 三轴车的车型, 因此选定用 200kN 车队插入 一辆 550kN 半挂车,车辆间距仍取15m ,加重车前后的间距取10 m 在缺乏更多 资料和科研成果的情况下, 标准推荐暂用550kN 半挂车插入200kN车队的形式作 为新增加的车辆荷载等级标准即汽车 —超20级为了保证桥涵的安全, 对按荷载标准设计的桥梁的极限通过能力进行了计算 在 制方《标准》 (72)时曾对三个等级的荷载标准作过验算; 制订《标准》 (81)时, 又检查了各级桥梁的极限通过能力, 所用车辆除我国自己生产的车型外, 也考虑 了进口的车型 各国生产的普通载重卡车较重的是三轴车, 而各国法定的车辆总 重及轴重的限制,最大车重300kN左右,极个别超过300kN 载重更大的车辆则 向半挂车发展 普通卡车有四轴的, 其作用不比三轴大 同吨位卡车大多有长短 车身之分,其轴距亦不同 验算通过能力时, 选用了总重超过300kN或轴重超过 120kN或重吨位轴距较短的车型另外还选用了日渐增多的吊车,其重型四轴车 可代表我国生产的双轴转向的四轴卡车 自卸车选用了载重120kN到320kN 的各 种车型。
半挂车和全挂车取用载重150kN到 500kN 的各种车型从验算结果看, 上述车型通过汽车—15 级桥梁的情况大体上比通过汽车— 20 级桥梁降低一级, 即可以与标准车同时以单辆车慢行通过的只能单独通过、 可以单独通过的只能单 车慢车通过同时,又将在按汽车—20级荷载设计的桥梁上不易通过的重型车如Coles (柯尔 斯)100t 吊车、上海380 (320kN 自卸车) 、汉阳960 (500kN半挂车) 及汉阳 881 全挂车等,与 550kN 半挂插入200kN 车队作了比较, 如以弯矩控制,跨径30m以 下可与 550kN半挂车队混行通过,跨径30m以上可单车通过,且都比汽车— 20 级通过情况为好 但是它与汽车—20集相比,级差不大, 如跨径 50m 以下单向宽 11.7m的简支梁桥、 汽车—超20级的弯矩只比汽车—20级增大12% , 剪力平均增 大 17% ;对净-7(m )的双车道桥,则分别增大3.4% 和 5.9% ,似乎不足以形成一 级,整个车辆荷载标准如何分级有待于进一步的研究《公路工程技术标准》(送审稿)条文说明 6 汽车及人群荷载 2003.03 6 汽车及人群荷载 --4 经过多年的使用发现, 有些标准图对汽车—15级与汽车—20级这两种荷载标准 采用同一截面尺寸,只是钢筋稍有增加;还有一些则两者是完全一样的。
通过 选用已有定型设计的钢筋混凝土装配式板桥和梁桥, 分别计算在汽车—15级和 汽车—20级两种不同荷载下所需钢筋虽比汽车— 20级省 1.8% ~ 1.85% ,但全 桥造价只节省1.1% ~ 5% ,平均节省2.3% 而且许多在按汽车— 20级设计的桥 梁上能通过的车辆, 在按汽车—15级设计的桥梁上就不能安全通过 也就是说 汽车—15级的通行能力比汽车— 20级肯定要差, 因此, 在 1997年修订标准时, 取消了汽车—15级、 挂车—80这一级标准荷载 但为了国家统计工作的连续性, 标准中仍保留了这一级荷载标准但在今后的设计中不再采用经过几十年的发展事实证明,我国现行的公路桥涵设计用标准车辆荷载模式及 其分级基本上是合理的,适应和体现了我国公路建设发展的需求但随着我国 经济实力的增加和公路交通事业的发展,特别是高速公路、一级公路的快速发 展,交通运输物流的迅速发展,对公路桥涵设计用标准车辆荷载的应用提出了 更高的要求同时,我国现行的标准车辆荷载模式在总体上存在着一些不尽合 理之处,如采用车队荷载模式在桥涵结构设计时计算非常繁琐、车队荷载在不 同跨径的结构上产生的效应的连贯性不够合理、荷载的级差不容易识别等,同 时,采用标准车辆荷载模式容易造成一部分人员认为设计采用的虚拟的标准车 辆荷载说明在实际运营中允许如此载质量的车辆随意在相应的公路上行驶等错 误的观念。
为此,本次修订时,对公路桥涵结构设计的标准车辆荷载模式及其 分级作了调整一是改变了目前如汽车— 20级之类的称呼,改为公路—Ⅰ级、 公路—Ⅱ级; 二是明确取消了汽车— 15级标准荷载, 即在标准中不再保留该级 荷载标准; 三是在本标准中取消了原汽车— 10级标准荷载, 尽管我国四级公路 的里程有30多万公路, 但考虑在设计四级公路的桥涵结构时, 应适当提高桥涵 构造物的承载能力,为今后道路的改造和提高等级、提高道路的通行能力创造 条件,从投资方面来看,在一定范围内适度提高部分四级公路上的桥涵构造物 的承载能力, 对现阶段及今后公路交通事业的发展是有利的, 也是可以接受的, 也满足了国防道路的建设需求经过如此调整,汽车荷载分为公路—Ⅰ级、公 路—Ⅱ级两级,从荷载水平看,公路—Ⅰ级基本相当于原标准的汽车—超 20 级标准荷载, 公路—Ⅱ级基本相当于原标准的汽车— 20级标准荷载同时,从 形式上取消了验算荷载,而将验算荷载的影响通过多种途径间接地反映到汽车 荷载模式中汽车荷载由车道荷载和车辆荷载组成车道荷载由均布荷载和集 中荷载组成桥梁结构整体计算应采用车道荷载;桥梁局部加载及涵洞、桥台 台后汽车引起的土压力和挡土墙上汽车引起的土压力等的计算应采用车辆荷 载。
车辆荷载与车道荷载的作用不得叠加公路—Ⅰ级、公路—Ⅱ级汽车荷载 的标准值是通过“公路桥梁可靠度研究”并经过与原标准的综合比较分析确定 的,特别是兼顾了新旧标准间的衔接6.0.2 《标准》 (97)规定,高速公路应采用汽车—超20级标准荷载,一级公路可以 根据公路的使用任务、 功能和将来发展的需求等情况选用汽车—超20级或汽车 —20级标准荷载, 二级公路和三级公路原则上应采用汽车— 20级标准荷载, 四 级公路应采用汽车—10级标准荷载 本次修订时, 根据一级公路在公路网中的《公路工程技术标准》(送审稿)条文说明 6 汽车及人群荷载 2003.03 6 汽车及人群荷载 --5 地位和作用,将一级公路拟采用的汽车荷载标准统一规定为公路—Ⅰ级,而将 二、三、四级公路上的桥涵结构的汽车荷载标准统一调整为公路—Ⅱ级,考虑 到标准使用的延续性、 及一些边远地区交通的实际情况及与原标准汽车— 。












