既有城市桥梁不同标准车辆荷载效应研究

论文摘要

城市桥梁作为城市生命线工程的枢纽,是组成城市道路且关系到国家经济、民生不可或缺的基础交通设施。车辆荷载成为影响城市桥梁结构安全性和使用性的重要因素之一。然而,随着城市交通运输需求和汽车工业的不断发展,车辆超限超载现象日趋严峻,导致了近年来出现多起重车压垮桥梁的事故。为了适应时代的发展要求,我国的城市桥梁设计规范不断更新,特别是车辆荷载模式由车队荷载模式修改为带集中力的车道荷载模式。本文针对规范中不同标准车辆荷载模式的变化,以实际工程为背景,选取福州市60-90年代建造的几种不同类型城市旧桥包括简支T型梁桥、简支空心板桥和连续箱梁桥等,利用空间有限元程序Midas/Civil建立计算模型,按照桥梁结构初始设计规范及《城市桥梁设计准则》（CJJ11-93）（简称93规范）、《城市桥梁设计荷载标准》（CJJ77-98）（简称98规范）、《城市桥梁设计规范》（CJJ11-2011）（简称11规范）3种不同版本规范中的标准车辆荷载进行加载,计算并分析新旧城市桥梁设计规范不同车辆荷载和承载能力极限状态下荷载组合效应差异,以及挠度、冲击系数之间的差别,同时探讨桥梁结构按照以上规范的标准车辆荷载作用下各控制截面的效应问题。研究结果表明,对于60年代的简支T型梁桥,现行11规范的城-A车道荷载和荷载组合效应所引起的跨中最大弯矩及支座最大剪力比初始设计荷载产生的结构响应分别大122.0%、156.6%和119.5%、147.0%,因此必须对现有结构型式的桥梁加强跨中抗弯和支座处抗剪验算；对于80年代的简支空心板桥,其计算结果分别大14.3%、75.2%和4.2%、41.7%,因此必须加强支座处抗剪验算；对于90年代的连续箱梁桥,现行11规范的城-A车道荷载效应所引起的边跨、中跨跨中最大弯矩和中墩墩顶最大弯矩及剪力比初始设计荷载分别大42.7%、45.2%和17.9%、26.0%,因此必须加强各跨跨中抗弯和中墩墩顶处的抗剪核算。对于以上三种不同年代建造的桥梁,在3种不同版本城市桥梁设计规范的标准车辆荷载（不计冲击力）作用下产生的挠度效应均能满足各自规范要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国外桥梁规范中的车辆荷载状况
• 1.2.1 英国规范
• 1.2.2 美国规范
• 1.2.3 加拿大规范
• 1.2.4 欧洲规范
• 1.3 我国桥梁标准车辆荷载的研究历程
• 1.3.1 解放前标准车辆荷载（1900-1949）
• 1.3.2 解放后标准车辆荷载（1949～至今）
• 1.4 我国标准车辆荷载模式
• 1.4.1 《公路工程技术标准（修订草案）》
• 1.4.2 《城市桥梁设计准则》（CJJ11-93）
• 1.4.3 《城市桥梁设计荷载标准》（CJJ77-98）
• 1.4.4 《城市桥梁设计规范》（CJJ11-2011）
• 1.5 论文的主要工作
• 第二章 简支T型梁桥的车辆荷载效应分析
• 2.1 概述
• 2.2 桥梁概况
• 2.2.1 工程概况
• 2.2.2 材料参数的确定
• 2.2.3 梁格法的基本原理及模型的建立
• 2.3 模型计算及结果
• 2.3.1 荷载的选取
• 2.3.2 模型计算结果
• 2.4 荷载效应及荷载组合的比较分析
• 2.4.1 可变荷载效应的比较
• 2.4.2 荷载组合效应的比较
• 2.5 主梁挠度值的比较
• 2.6 冲击系数的比较
• 2.6.1 冲击系数的概述
• 2.6.2 冲击系数的计算比较
• 2.7 本章小结
• 第三章 简支空心板桥车辆荷载效应分析
• 3.1 桥梁概况
• 3.1.1 工程概况
• 3.1.2 材料参数的确定
• 3.1.3 有限元模型的建立
• 3.2 模型的计算及结果
• 3.2.1 荷载的选取
• 3.2.2 模型计算结果
• 3.3 荷载效应及荷载组合的比较分析
• 3.3.1 可变荷载效应的比较
• 3.3.2 荷载组合效应的比较
• 3.4 主梁挠度值的比较
• 3.5 冲击系数的比较
• 3.6 本章小结
• 第四章 连续箱梁桥车辆荷载效应分析
• 4.1 工程算例
• 4.1.1 工程概况
• 4.1.2 材料参数的确定及模型的建立
• 4.2 模型的计算及结果
• 4.2.1 荷载的选取
• 4.2.2 模型计算结果
• 4.3 荷载效应及荷载组合的比较分析
• 4.3.1 可变荷载效应的比较
• 4.3.2 荷载组合效应的比较
• 4.4 主梁挠度值的比较
• 4.5 冲击系数的比较
• 4.6 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历