特種荷載下的橋梁結(jié)構(gòu)驗(yàn)算

1、特種荷載下的橋梁結(jié)構(gòu)驗(yàn)算摘要：特種荷載下既有橋梁的相關(guān)驗(yàn)算在公路規(guī)范中并無闡述，本文結(jié)合實(shí)際 遇到的案例并參考城市規(guī)范，對(duì)驗(yàn)算依據(jù)及整個(gè)驗(yàn)算過程進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，并 得出相關(guān)結(jié)論。關(guān)鍵詞：特種荷載運(yùn)營(yíng)橋梁結(jié)構(gòu)驗(yàn)算一、引言近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，港口物流等特殊的運(yùn)輸需求，某些道路會(huì)接到協(xié) 助大件運(yùn)輸車輛的相關(guān)文件。這些道路均已運(yùn)營(yíng)多年，并且設(shè)計(jì)之初并沒有特別 考慮特重車輛的通行，因此要對(duì)通行橋梁進(jìn)行特種荷載下的結(jié)構(gòu)驗(yàn)算。二、結(jié)構(gòu)驗(yàn)算依據(jù)特種荷載主要是指通行次數(shù)較少的重特車，因此現(xiàn)行公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī) 范及公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)橋涵并沒有相關(guān)的條文規(guī)定。而在最新版的城市橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范1

2、0.0.4中，對(duì)既有橋梁，可根據(jù)過橋特 重車輛的主要技術(shù)指標(biāo)，按附錄A的要求進(jìn)行驗(yàn)算。參考規(guī)范城市橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范CJJ11-2011 （2019版）附錄A，計(jì)算參數(shù)如 下選?。?、當(dāng)采用特種荷載驗(yàn)算時(shí)，不計(jì)沖擊、不同時(shí)計(jì)入人群荷載和非機(jī)動(dòng)車荷載。2、按持久狀況承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算時(shí)，基本組合中結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)應(yīng)為 r0=1，相應(yīng)汽車荷載效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)rQ1，對(duì)特種荷載應(yīng)取rQ1=1.1。3、按持久狀況承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算時(shí)，荷載效應(yīng)組合采用標(biāo)準(zhǔn)組合。1）應(yīng)力驗(yàn)算預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件正截面應(yīng)力：受壓區(qū)混凝土最大壓應(yīng)力（扣除全部預(yù)應(yīng)力損失）：opc+okc0.6fck受拉區(qū)混凝土最大拉應(yīng)力（扣除全部預(yù)

3、應(yīng)力損失）：opc+okt0.9ftk受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋最大拉應(yīng)力：對(duì)于鋼絲、鋼絞線：opc+op0.7fpk斜截面上混凝土的主壓應(yīng)力：ocp0.65fck斜截面上混凝土的主拉應(yīng)力：otp0.9ftk2）裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件和B類預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，其計(jì)算的最大裂縫寬度不應(yīng)超過 下列限值：鋼筋混凝土構(gòu)件I類和H類環(huán)境0.25mm。3）撓度驗(yàn)算鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件在特種荷載作用下的撓度限值可按現(xiàn)行 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范JTG3362規(guī)定的限值 提高20%。鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件按計(jì)算的長(zhǎng)期撓度值，由汽車荷載頻遇 組合在粱式橋主梁產(chǎn)生的最大撓度不

4、應(yīng)超過計(jì)算跨徑的1/600。三、結(jié)構(gòu)驗(yàn)算過程大件運(yùn)輸車輛需從天津某高速通行，根據(jù)車輛運(yùn)載狀態(tài)，車貨全重155噸， 軸載分布為：各軸重量分別為(9.6+10.1+10.3+15.5+15.7+15.7+15.6+15.7+15.7+15.6+15.5)t，總重 155t。軸距分 別為 3.5m-1.45m-3.8m-1.55m-1.55m-1.55m-1.55m-1.55m-1.55m-1.55m，合計(jì) 19.6m。車輛橫向?qū)挾?.6m。既有高速公路橋梁的設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)：公路一I級(jí)。A某分離式立交，橋?qū)?7.5米，上部結(jié)構(gòu)為25m預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支小箱梁，斷面布 置見下圖，進(jìn)行特種車輛驗(yàn)算。根據(jù)規(guī)范，車輛

5、應(yīng)居中行駛，行駛速度一般控制在5km/h，按照路中線行駛， 偏載系數(shù)取0.65。原橋25m預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支小箱梁基本資料：斷面布置計(jì)算結(jié)果詳如下：最大壓應(yīng)力為 10MPa0.9 xftk= 2.385MPa主拉應(yīng)力為 3.2MPa0.9 xftk= 2.385MPa 主壓應(yīng)力為 15.8Mpa7885 KNm根據(jù)以上規(guī)定及驗(yàn)算結(jié)果可知，25m預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支小箱梁梁在155噸超限設(shè)備 的荷載作用下，不能滿足受力要求。建議大件車輛繞行。B某特大跨河橋，橋?qū)?7.25米，上部結(jié)構(gòu)為50m預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支T梁，斷面布 置見下圖，進(jìn)行特種車輛驗(yàn)算。原橋50m預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支T梁基本資料：斷面布置計(jì)算結(jié)果詳如下：最大壓應(yīng)力為

6、13MPa0.6 xfck=19.440MPa最大拉應(yīng)力為 2.01Mpa0.9 xftk= 2.385MPa主拉應(yīng)力為 2.01MPa0.9 xftk= 2.385MPa 主壓應(yīng)力為 13MPa0.6 xfck=19.440MPa承載力滿足根據(jù)以上規(guī)定及驗(yàn)算結(jié)果可知，50m預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支T梁在155噸超限設(shè)備的荷 載作用下基本滿足受力要求。可容許大件車輛通行。C某主線小橋，橋?qū)?7.25米，上部結(jié)構(gòu)為10m普通鋼筋混凝土簡(jiǎn)支板梁， 斷面布置見下圖，進(jìn)行特種車輛進(jìn)行驗(yàn)算。原橋10m鋼筋混凝土簡(jiǎn)支板梁基本資料:斷面布置計(jì)算結(jié)果詳如下：裂縫 0.19mm0.25mm承載力 647 KNm840 KNm

7、根據(jù)以上規(guī)定及驗(yàn)算結(jié)果可知，10m普通鋼筋混凝土簡(jiǎn)支板梁在155噸超限 設(shè)備的荷載作用下承載力基本滿足受力要求?？扇菰S大件車輛通行。以上三組計(jì)算的撓度值均小于規(guī)范要求。四、結(jié)語(yǔ)通過以上三個(gè)實(shí)例可以得出以下幾個(gè)結(jié)論：特種荷載通過既有橋梁時(shí)必須進(jìn)行全面的荷載驗(yàn)算。荷載驗(yàn)算可以參考公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范、公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng) 力混凝土橋涵設(shè)計(jì)橋涵及城市橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范的相關(guān)規(guī)定。按持久狀況承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算時(shí)，基本組合中結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)應(yīng)為 r0=1，對(duì)特種荷載分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)取rQ1=1.1。普通鋼筋混凝土構(gòu)件，其計(jì)算的最大裂縫寬度不應(yīng)超過下列限值：I類和 H類環(huán)境0.25mm。預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件正截面應(yīng)力應(yīng)驗(yàn)算以下內(nèi)容：受壓區(qū)混凝土最大壓 應(yīng)力（扣除全部預(yù)應(yīng)力損失）；受拉區(qū)混凝土最大拉應(yīng)力（扣除全部預(yù)應(yīng)力損 失）；受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋最大拉應(yīng)力；斜截面上混凝土的主壓應(yīng)力；斜截面上混 凝土的主拉應(yīng)力。除了計(jì)算混凝土主拉應(yīng)力，箍筋設(shè)置也需要滿足規(guī)范要求。鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件在特種荷載作用下的撓度限值可按現(xiàn) 行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范JTG3362規(guī)定的限