公路桥梁规范汽车荷载效应比较研究

论文摘要

随着《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）和《公路钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）的颁布和实施,标志着我国公路桥涵结构设计由传统的经验极限状态设计法转变为以可靠度为基础的概率极限状态设计法。同时,桥梁设计和计算体系发生了较大的变化,特别是汽车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。本文针对规范中汽车荷载模式的变化,以适宜实际工程设计为出发点,结合不二门大桥和酉水二桥的设计方案,采用平面杆系结构分析程序和空间有限元程序MIDAS/Civil建立各种钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构（如简支梁、连续梁、连续刚构桥、拱桥等）的计算模型,在不同跨度上分别使用公路桥梁新旧规范以及城市桥梁荷载设计标准（CJJ77-98）中的汽车荷载模式进行加载,计算出了公路新旧规范以及城市桥梁荷载设计标准汽车荷载效应之间的差异,以及由此产生的经济效益差别。通过对计算成果比较分析后,总结了不同桥梁结构形式和不同汽车荷载模式的作用效应之间的关系;分析了按旧规范汽车荷载设计的桥梁在新规范汽车荷载作用下截面应力是否满足规范要求的问题;探讨了桥梁跨径、跨数、宽度、冲击系数等对汽车荷载效应的影响和变化规律;计算了简支梁的等代均布荷载及其衰减规律;得出了新旧规范汽车荷载之间的比较结论,认为在使用新旧两种荷载标准的设计时,只要普通钢筋和预应力钢筋考虑充分并布置合理均能满足规范要求,只是截面应力富余量有所差别。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 国内外的研究状况
• 1.2.1 国内外桥梁设计标准汽车荷载
• 1.2.2 我国公路桥梁设计汽车荷载的研究历程
• 1.2.3 公路桥梁汽车荷载效应的分析研究
• 1.3 论文的主要研究内容和论文研究的意义
• 1.3.1 论文的主要研究内容
• 1.3.2 论文研究的意义
• 第二章 基于可靠度的新规范汽车荷载研究
• 2.1 结构可靠度的基本概念
• 2.2 荷载与荷载效应的关系
• 2.3 公路桥梁汽车荷载可靠度研究
• 2.3.1 基准期与设计基准期
• 2.3.2 荷载标准值和重现期
• 2.3.3 车辆荷载概率分布类型及其分布参数
• 2.4 中外公路桥梁汽车标准荷载模式
• 2.4.1 中国汽车标准荷载模式
• 2.4.2 国外汽车标准荷载模式
• 2.4.3 各国规范车道荷载取值比较
• 2.5 本章小结
• 第三章 梁桥汽车荷载效应的计算分析
• 3.1 概述
• 3.2 汽车荷载效应计算理论
• 3.2.1 影响线计算
• 3.2.2 基于动态规划法的极值求解
• 3.3 算例一简支梁桥的汽车荷载效应计算
• 3.3.1 新桥规计算的荷载效应
• 3.3.2 旧桥规计算的荷载效应
• 3.3.3 荷载效应及经济效应的比较分析
• 3.4 算例二普通钢筋混凝土连续梁桥的设计计算
• 3.4.1 基于新规范汽车荷载的设计计算
• 3.4.2 基于旧规范汽车荷载的设计计算
• 3.4.3 新旧规范计算结果比较
• 3.5 算例三预应力混凝土连续梁桥的设计计算
• 3.5.1 新旧荷载模式内力计算
• 3.5.2 应力验算及结果比较
• 3.6 算例四大跨度桥梁汽车荷载效应比较分析
• 3.6.1 计算模型与参数确定
• 3.6.2 荷载内力计算比较
• 3.6.3 新旧规范汽车荷载结构响应比较结论
• 3.7 本章小结
• 第四章 钢筋砼拱桥汽车荷载效应分析
• 4.1 桥梁概况与计算模型
• 4.2 酉水二桥荷载效应空间分析
• 4.2.1 恒载效应
• 4.2.2 新规范汽车荷载效应
• 4.2.3 旧规范汽车荷载效应
• 4.3 新旧规范汽车荷载效应比较
• 4.3.1 主拱圈内力分析
• 4.3.2 主拱圈应力比较分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 桥梁汽车荷载效应影响因素分析
• 5.1 概述
• 5.2 跨度的影响
• 5.2.1 简支梁汽车荷载效应随跨度变化规律
• 5.2.2 连续梁汽车荷载效应随跨度变化规律
• 5.2.3 简支梁等代荷载与衰减曲线
• 5.3 跨数的影响
• 5.4 宽度的影响
• 5.5 冲击系数的影响
• 5.5.1 冲击系数概述
• 5.5.2 冲击效应计算比较
• 5.6 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读硕士学位期间所参加的工程实践和发表的论文