1) 计算图1所示T 梁翼板所构成铰接悬臂板的设计内力。桥梁荷载为公路—Ⅰ级，桥面铺装为80mm 厚C50 混凝土配@φ8100钢筋网；容重为253 kN/m /；下设40mm 厚素混凝土找平层；容重为233 kN/m /，T 梁翼板材料容重为253 kN/m /。 图 1 铰接悬臂行车道板 （单位：mm ） 解：a .恒载及其内力（以纵向1m 宽的板条进行计算） 每延米板上的恒载g ； 钢筋混凝土面层g 1：...kN/m 008?10?25=200 素混凝土找平层g 2：...kN/m 004?10?23=092 T 梁翼板自重g 3: ....kN/m 008+014 ?10?25=2752 合计： i g =g .kN/m =567∑ 每米宽板条的恒载内力 弯矩 ...kN m Ag M gl 2201 =- -?567?100=-284?2 1=2 剪力 g ...kN Ag Q l 0=?=567?100=567 b .公路—Ⅰ级荷载产生的内力 要求板的最不利受力，应将车辆的后轮作用于铰缝轴线上，见图2，后轮轴重为P =140kN ，着地长度为 2=0.2m a ,宽度为 2b .m =060，车轮在板上的布置及其压力分布图见图1-1
图2公路—Ⅰ级荷载计算图式（单位：mm ） 由式 ...m ...m a a H b b H 1212=+2=020+2?012=044=+2=060+2?012=084 一个车轮荷载对于悬臂根部的有效分布宽度： ...m>1.4m a a l 10=+2=044+142=186(两后轮轴距) 两后轮的有效分布宽度发生重叠，应一起计算其有效分布宽度。铰缝处纵向2个车轮对于悬臂板根部的有效分布宽度为： ....m a a d l 10=++2=044+14+142=326 作用于每米宽板条上的弯矩为： () ()A p b P M l a μ10=-1+-24 ..(.).140084=-13??10-2?3264 .kN m =-2205? 作用于每米宽板条上的剪力为： () ..kN .Ap P Q a μ140=1+=13?=279122?326 c. 行车道板的设计内力 ...(.).(.).kN m ......=45.88kN A Ag Ap A Ag Ap M M M Q Q Q =12?+14?=12?-284+14?-2205=-3428?=12?+14?=12?567+14?2791 2) 如图23所示为一座桥面板为铰接的T 形截面简支梁桥，桥面铺装厚度为0.1m ，净跨径为1.4m ，试计算 桥面板根部在车辆荷载作用下的活载弯矩和剪力。（车辆前后轮着地宽度和长度分别为：m b 6.01=和 m a 2.01=；车辆荷载的轴重kN P 140=） 1.4 0.1 板间铰接 图23 解：（1）荷载
——————————————— 本文为江西省自然科学基金资助。作者简介：张期星(1983-)，男，山东人，硕士研究生，从事桥梁结构工程研究(E-mail:zh_q_x123@https://www.doczj.com/doc/b96998112.html,)；陈水生 连续梁桥汽车冲击系数试验及数值研究 张期星1 ,陈水生2 (1.2华东交通大学土木建筑学院 江西南昌330013) 摘 要：本文主要分析三跨连续梁桥，应用达朗贝尔原理，推导了三轴半车模型下的车桥耦合振动方程，比较了在不同车速和不同跨径作用下的汽车冲击系数，并且对多个连续梁桥汽车冲击系数的实测结果进行了分析。文中采用有限元法离散，将无限自由度系统转化为有限自由度系统，使用Ansys 软件进行了三跨连续梁桥的模态分析，提取出前10阶模态分量和振型频率，利用模态叠加的方法对车桥耦合振动方程进行解耦，并且利用Matlab 软件编程进行了数值模拟，分析了三跨连续梁桥车桥耦合振动特性。在仅仅考虑竖向位移的情况下，主要采用了Newmark 方法，编程得出了不同车速和不同跨径对三跨连续梁桥汽车冲击系数的影响规律：汽车冲击系数随着车速的提高而增加，车速较低时(一般在20km/h-40km/h)冲击系数变化缓慢，当车速大于50km/h 后，冲击系数变化较大；汽车冲击系数随着跨径的增大而降低，跨径越大，其值越接近于1.0。 关键词：三跨连续梁桥；汽车冲击系数；车桥耦合模型 Experimental and numerical study on Impact coefficient of continuous girder bridge under vehicle Zhang Qixing 1 Chen Shuisheng 2 (Institute of Civil construction,East China Jiaotong University,nanchang,Jiangxi330013,China) Abstract ：This paper mainly analyses three-span continuous girder bridge. The coupled vibration functions of vehicle and bridge with five degree of freedom vehicle model are derived using the D’Alembert’s principle. The impact coefficient of vehicle are analysed under condition of various span length and speeds of moving vehicle, and the measured results of several continuous girder bridge are analysed. The studies adopt the method of finite element discrete to turn the system of infinite degree of freedom into the system of finite degree of freedom, and analyse the mode of three-span continuous girder bridge under the use of the Ansys software to exact the mode components and frequencies. Then the coupled vibration functions of vehicle and bridge are decoupled with the method of modal superposition, and the coupled vibration characteristics of vehicle and bridge are analysed by the numerical simulation of Matlab software. On the condition of only considering the vertical displacement, it programs by the method of Newmark to conclude the influence law of impact coefficient of vehicle for three-span continuous girder bridge under condition of various span length and speeds of moving vehicle: impact coefficient of vehicle would rise with the rise of speed of vehicle,when the speed of vehicle is relative lower(approximately 20km/h- 40km/h),the value would change slowly,but the speed surpasses 50km/h,it would change obviously; impact coefficient of vehicle would decrease with the rise of span length,and the more large is the span length,the more close to 1.0 is the value. Key word ：three-span continuous girder bridge;impact coefficient of vehicle;vechicle-bridge coupled model 0 引言 目前，车辆对桥梁的冲击作用我们通常采用汽车冲击系数μ或者动力增量φ来描述，即在考虑桥梁静载作用下的响应乘以一个相应的动力系数。由于冲击系数关系到桥梁结构设计的安全与经济性能，所以其取值的大小对于桥梁结构在车辆荷载作用下的安全举足轻重。各国旧规范的冲击系数都是采用跨径或加载长度的递减函数来计算的[1]，但是影响车辆与桥梁相互作用的因素很多，比如车辆与桥梁整体系统的刚度、质量、阻尼、桥面的不平整度、加载车辆数目、车辆 间距、加载车道、车辆相向行驶、以及车速与跨径的影响等等[2]，它是一个非常复杂的问题，所以单纯的考虑桥梁跨径或者加载长度对于汽车冲击系数来讲是很不严密的。因此04规范给出了与桥梁结构基频的关系。 1 三轴半车模型的建立及求解 如图1所示，为三轴半车模型，假定连续梁桥每跨具有相同的跨长、质量和刚度。由达朗贝尔原理得到车辆振动方程 1f 1f 1f 1f c 11c 111f 1c 11c 111f 111z c z k k l z k z )k k (c l z c z )c c (z m +=+?+++?++θθ (1) 2f 2f 2f 2f c 22c 222f 2c 22c 222f 222z c z k k l z k z )k k (c l z c z )c c (z m +=??+++?++θθ(2)
六、计算题 1、某公路桥梁由多跨简支梁组成，总体布置如图6-1所示，每孔标准跨径25m ，计算跨径24m ，桥梁总宽10m ，行车道宽8m ，每孔上部结构采用后张法预应力混凝土箱梁，每个桥墩上设四个支座，支座横桥向中心距为4m 。桥墩支承在岩基上，由混凝土独柱墩身和带悬臂 的盖梁组成，桥梁设计荷载等级为公路-I 级，混凝土的重力密度为25kN/m 2 。 问：（1）该桥按规模分为哪一类？ （2）该桥的设计安全等级为几级？ （3）在计算汽车设计车道荷载时，设计车道数取几？ （4）桥梁的车道横向折减系数为多少？ （5）在计算主梁的剪力和弯矩时，车道荷载标准值如何取用？ 图6-1（图中尺寸单位：m ） 【解】（1）根据《桥规》第1.0.11条表1.0.11可知：该桥按规模分类属大桥； （2）根据《桥规》第1.0.9条表1.0.9可知：该桥的设计安全等级为二级； （3）根据《桥规》第4.3.1条表4.3.1-3可知：设计车道数取2； （4）根据《桥规》第4.3.1条表4.3.1-4可知：车道横向折减系数为1.0； （5）在计算主梁的剪力和弯矩时，车道荷载的均布荷载标准值均为kN/m 5.10=k q ；集中荷载标准值，当桥梁计算跨径小于或者等于5m 时，kN 180=k P ；当桥梁计算跨径等
于或大于50m 时，kN 360=k P ；当桥梁计算跨径在5m ～50m 之间时，k P 值采用直线内插求得。计算剪力时，集中荷载标准值k P 乘以1.2的系数。本题中，计算跨径024m l =。 所以：计算主梁弯矩时的集中荷载标准值：180180(245)/(505)256kN k P =+?--=； 计算主梁剪力时的集中荷载标准值：256 1.2=307.2kN k P =?。 2、某预应力钢筋混凝土箱形截面简支梁桥，计算跨径40m ，设计荷载等级为公路-I 级，桥梁采用上、下行双幅分离式横断面形式，单幅行车道宽16m ，两侧防撞栏杆各0.6m ，单幅桥全宽17.2m 。 问：（1）计算汽车设计车道荷载时，采用几个设计车道数？ （2）桥梁的车道横向折减系数为多少？ （3）在计算主梁的剪力和弯矩时，车道荷载标准值各为多少？ 【解】（1）根据《桥规》第4.3.1条表4.3.1-3可知：设计车道数取4； （2）根据《桥规》第4.3.1条表4.3.1-4可知：车道横向折减系数为0.67； （3）在计算主梁的剪力和弯矩时，车道荷载的均布荷载标准值均取为kN/m 5.10=k q ；集中荷载标准值：当计算主梁弯矩时：180180(405)/(505)320kN k P =+?--=； 当计算主梁剪力时：320 1.2=384kN k P =?。 3、某预应力钢筋混凝土箱形截面简支梁桥，计算跨径40m 。若该主梁跨中横断面面积 2m 6.9=F 、主梁采用C50混凝土，混凝土的弹性模量MPa 1045.34?=c E ，跨中截面的截面 惯性矩4m 75.7=c I 、材料重力密度3 kN/m 0.26=γ，试计算汽车荷载冲击系数μ为多少？ 【解】已知：m 40=l ，2 m 6.9=F ，MPa 1045.34?=c E ，3kN/m 0.26=γ，4m 75.7=c I 结构跨中处延米结构重力： 3 26109.6249600N/m G F γ==??= 结构跨中处的单位长度质量：22 /249600/9.8125443Ns /m c m G g === 简支梁桥基频： 3.18Hz f = == 冲击系数：189.00157.01826.3ln 1767.00157.0ln 1767.0=-=-=f μ。 4、图6-2所示为一座桥面板铰接的T 形截面简支梁桥，桥面铺装厚度为0.12m ，桥面板净跨径为 1.42m ，车辆两后轮轴距为 1.4m ，车辆后轮着地宽度和长度分别为：20.6m b =和 20.2m a =；车辆荷载的轴重kN 140=P ，冲击系数3.11=+μ，计算桥面板根部在车辆荷
新旧规范中的汽车荷载比较 前言： 我国公路桥梁结构设计采用的汽车荷载标准长期以来采用汽车车队的形式， 计算荷载和验算荷载相结合的模式。原规范将汽车荷载划分为汽车—超20级、汽车—20级、汽车—15级、汽车—10级共四个等级，并且每个等级规定了验算荷载——挂车和履带车荷载；而新规范只将汽车荷载分为公路—I级和公路—II 级两个等级，取消了原规范规定的汽车—15级和汽车—10级汽车荷载，并且不考虑验算荷载。公路—I级相当于原规范的汽车—超20，公路—II级相当于原规范的汽车—20级。两者对简支梁的内力有什么区别，我们接下来就来分析这个问题。 正文： 新旧规范汽车荷载对简支梁产生的内力主要体现在两个方面： 1.汽车荷载的计算图式不同。 原规范汽车荷载的计算图式是以一辆加重车和具有规定间距的若干辆标准车组成的车队表示的。新规范采用车道荷载即由均布荷载和集中荷载组成的图式。 2.冲击系数不同。 旧规范近似地认为冲击力与计算跨径成反比，并与桥梁的结构形式有关。而新规范采用了结构基频来计算桥梁结构的冲击系数。 一．跨径20米的简支梁的内力分析。 下面以混凝土简支梁为研究对象，分析新旧规范标准汽车荷载效应的差别。 该桥标准跨径20m，主梁全长19.96m，计算跨径19.50m，桥面净空为净—7m+2×1.75m。主梁结构尺寸如下图示。 设计荷载分别采用《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）采用的公路—I级、公路—II级与《公路桥涵设计通用规范》（JTJ 021-85）采用的汽车—超20级、汽车—20级进行对比分析。 （一）.新桥规计算的荷载效应 根据上节中主梁结构纵、横截面的布置，取用其的一根主梁计算其各控制截面的汽车荷载效应。 汽车荷载效应计算 按《公路桥涵通用设计规范》（JTG D60-2004）4.3.2条规定，简支梁结构的冲击系数由下式计算： 介于1.5HZ和14HZ之间，冲击系数按下式计算：
公路桥梁冲击系数随机变量的概率分布及冲击系数谱 李玉良 摘要为适应近似概率设计法的应用，公路桥梁冲击系数研究必然引进概率概念。从现场实测入手，采集桥上汽车荷载流对桥梁结构产生的冲击系数随机样本，采用概率与数理统计的方法研究公路桥梁冲击系数的统计规律，得到公路桥梁冲击系数的概率分布及置信度为0．05的冲击系数谱。对冲击系数谱的适应范围及其与国内、外冲击系数的研究成果进行比较和讨论。关键词公路桥梁冲击系数随机变量概率分布冲击系数谱 l 前言 在移动的汽车荷载作用下，桥梁在空间的竖向、纵向和横向三个方向产生振动、冲击等动力效应。通常把竖向动力效应称为汽车荷载对桥粱结构的冲击力。桥梁结构的总竖向汽车荷载效应(SZ)等于竖向汽车荷载静力效应(SJ)与其动力效应之和。在国内、外的各种桥梁设计规范中，均采用把汽车荷载竖向静力效应乘以一个增大系数(1+μ)作为计入汽车荷载竖向动力效应的总竖向荷载效应。即： SZ＝(1+μ)×SJ (1) 根据式(1)，将冲击系数定义为：考虑移动的汽车荷载对桥梁结构产生竖向动力效应的增大系数。现今世界各国公路桥梁设计规范中有关冲击系数的规定，大都是在定值设计法概念下制定的。不管是理论计算还是现场实测，都基于移动的汽车荷载与桥梁结构产生“共振”求得，这样得到的冲击系数(1+μ)是极大值。它的不足之处是不能反映该数值在桥上出现的概率。调查得知，这样的极大值在桥上实际发生的机会是极为稀少的。 为适应近似概率设计法的应用，公路桥梁冲击系数研究必然引进概率概念。影响公路桥梁冲击系数的因素，归纳起来大致可分为三类： (1)汽车荷载本身的几何与动力特性； (2)桥梁结构的几何与动力特性； (3)激振及冲击的条件。 公路桥梁上通过的汽车荷载流是一个非列车化的问隙性连续流。它的流量大小、车辆间距、轴重大小、行驶速度、车辆的横向位置、车辆的动力特性都具有明显的不确定性，是无法预知的。这表明汽车荷载流本身具有明显的随机性。 桥梁结构的几何尺寸、材料的容重、弹性模量等也都是随机的。 汽车荷载流通过桥梁时的初始条件(如：路桥连接缝的结构状态、引道路面平整度等)和桥面的平整度等因素，也具有不确定性。这些都是移动的汽车激振和对桥梁结构产生振动、冲击等最重要的随机因素。由此我们可认识到，公路桥梁冲击系数是反映诸多影响因素随机组合产生振动、冲击等效应的一个综合性系数，具有明显的随机性。 另外，公路桥梁冲击系数与时间没有明显的关系。它的取值，充满了某一实数区间，不能用一个有限或无限数列表示。因此，本文把公路桥梁冲击系数用连续随机变量概率模型进行研究。 2 公路桥梁冲击系数的概率分布及统计参数 由于随机模拟汽车流、桥梁激振及冲击条件等非常困难，从公路桥梁随机振动与随机冲击等问题的理论研究人手，来解决公路桥梁冲击系数问题，条件尚不成熟。为此，我们的研究从现场实测入手，采集桥上汽 wk_ad_begin({pid : 21});wk_ad_after(21, function(){$('.ad-hidden').hide();}, function(){$('.ad-hidden').show();}); 车荷载流对桥梁结构产生的冲击系数随机样本，用概率与数理统计的方法来研究公路桥梁冲击系数的统计规律。
新旧规范中的汽车荷载比 较 Prepared on 24 November 2020
新旧规范中的汽车荷载比较 前言： 我国公路桥梁结构设计采用的汽车荷载标准长期以来采用汽车车队的形式，计算荷载和验算荷载相结合的模式。原规范将汽车荷载划分为汽车—超20级、汽车—20级、汽车—15级、汽车—10级共四个等级，并且每个等级规定了验算荷载——挂车和履带车荷载；而新规范只将汽车荷载分为公路—I级和公路—II 级两个等级，取消了原规范规定的汽车—15级和汽车—10级汽车荷载，并且不考虑验算荷载。公路—I级相当于原规范的汽车—超20，公路—II级相当于原规范的汽车—20级。两者对简支梁的内力有什么区别，我们接下来就来分析这个问题。 正文： 新旧规范汽车荷载对简支梁产生的内力主要体现在两个方面： 1.汽车荷载的计算图式不同。 原规范汽车荷载的计算图式是以一辆加重车和具有规定间距的若干辆标准车组成的车队表示的。新规范采用车道荷载即由均布荷载和集中荷载组成的图式。 2.冲击系数不同。 旧规范近似地认为冲击力与计算跨径成反比，并与桥梁的结构形式有关。而新规范采用了结构基频来计算桥梁结构的冲击系数。 一．跨径20米的简支梁的内力分析。 下面以混凝土简支梁为研究对象，分析新旧规范标准汽车荷载效应的差别。 该桥标准跨径20m，主梁全长，计算跨径，桥面净空为净—7m+2×。主梁结构尺寸如下图示。
设计荷载分别采用《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）采用的公路—I 级、公路—II级与《公路桥涵设计通用规范》（JTJ 021-85）采用的汽车—超20级、汽车—20级进行对比分析。 （一）.新桥规计算的荷载效应 根据上节中主梁结构纵、横截面的布置，取用其的一根主梁计算其各控制截面的汽车荷载效应。 汽车荷载效应计算 按《公路桥涵通用设计规范》（JTG D60-2004）条规定，简支梁结构的冲击系数由下式计算： 介于和14HZ之间，冲击系数按下式计算： 汽车荷载效应计算结果见下表： 汽车一级荷载： 汽车二级荷载： （二）．按照旧桥规计算的荷载效应 汽车荷载效应计算： 在汽车荷载效应计算中，直接用规范中采用的标准汽车荷载在主梁上加载， 从而计算出主梁各控制截面（支点、四分点和跨中截面）的最大弯矩和剪力效应。
表交通量调查车型划分及车辆折算系数
function che= Untitled( input_args ) %UNTITLED Summary of this function goes here % Detailed explanation goes here t=[40,41,42,43,44,45,46,47,48,49,50,51,52,53,54,55,56,60,62]'; y=[11,17,16,9,19,15,14,16,15,21,16,19,13,18,18,17,18,19,25]'; plot(t,y) xlabel('ê±??/t'); ylabel('êyá?/y'); grid on end
function che2= Untitled2( input_args ) %UNTITLED2 Summary of this function goes here % Detailed explanation goes here t1=[35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49,50,51,52,53,54,55,56,57,58,59,60,61,62,63,64]; y=[23.5,23.5,23,20.5,25.5,21,20,22,32.5,20.5,20.5,24.5,18,24,21,26.5,22.5,22.5,22.5,27,22,26.5,2 7.5,27,22.5,17.5,21.5,22.5,19.5,23]; t2=[40,41,42,43,44,45,46,47,48,49,50,51,52,53,54,55,56,60,62]'; z=[8,22.5,13,9,24,19,18.5,18,18.5,22,14,21,23.5,21.5,20.5,19,25,18.5,21.5]'; plot(t1,y,'b',t2,z,'r') xlabel('时间/t'); % ylabel('数量/y'); grid on end
一、轮压的计算： 参考同类型规格相近的起重机，估计小车总重为8.5吨，近似认为由四个车轮平均承受。吊钩位于小车轨道的纵向对称轴线上，根据小车架布置图偏离主、从动轮之间的中心线为115毫米。 根据起重小车架的平衡方程式，可分别求出主动轮和从动轮的轮压： 主动轮： 22601130124521?+?=G Q P 式中：P 1——主动轮轮压； K τ——小车轮距，K τ=2260毫米。 公斤92172260 21130 8500124525750max 1=??+?= P （满载） 公斤2331min 1=P （空载） 同理，可得从动轮轮压： 公斤79072260 211308500101525750max 2=??+?=P （满载） 公斤2293min 2=P （空载） 二、电动机的选择： 1.运行阻力的计算： （1）小车满载运行时的最大摩擦阻力： ( )K D G P d K G Q 附 轮 架 摩满*+++=μ2 式中 （Q+G ）——额定起重量加吊钩重量，（Q+G ）=25750公斤； G 架 ——小车自重，G 架=8500公斤； K ——滚动摩擦力臂，K=0.05厘米； μ——轴承摩擦系数，μ=0.015； K 附 ——附加摩擦阻力系数，K 附=1.5；
D 轮 ——车轮直径，D 轮=40厘米； d ——轴承内径，d=10厘米； ()公斤摩满 3215.140 10 015.005.028********=??+??+=P （2）小车满载运行时的最大坡度阻力： () K G P G Q 坡架摩满 *++= 式中 K 坡 ——坡度阻力系数，K 坡=0.002 ()公斤摩满 5.68002.08500 25750=?+=P （3）小车满载运行时的最大静阻力： 公斤坡满摩满静满 5.3895.68321=+=+=P P P 2.选择电动机，确定减速器： (1)满载运行时电动机的静功率： （千瓦）小车静满静m 6120**= * ηP N V 式中 P 静满 ——小车满载运行时的静阻力，P 静满=389.5公斤； V 小车 ——小车运行时速度，V 小车=32min m ； η——小车运行机构传动效率，η=0.9； m ——电动机个数，m=1. 千瓦静26.219.06120325.389=???=N （2）选择电动机： N K N 静电*= 式中 K 电 ——电动机启动时为克服惯性的功率增大系数，取K 电=1.2； 千瓦7.226.22.1=?=N 选择SBA112B 型电动机。 （3）确定减速器： 减速器的传动比： V n n D n i 小车 轮 **= = π 式中 V 小车 ——小车运行速度，V 小车=32米/分；
冲击系数说明书 1、冲击系数原理 桥梁动载实验中，动力荷载作用与桥梁结构上产生的动挠度或动应变，一般较同样的静荷载所产生的相应的静挠度（静应变）要大。以动挠度为例，动挠度与相应的静挠度的比值称为活荷载的冲击系数（1+μ）。由于挠度反映了桥梁结构的整体变形，是衡量结构刚度的主要指标，因此活载冲击系数综合反映了动力荷载对桥梁结构的动力作用。活载冲击系数与桥梁结构的结构形式、车辆行驶速度、桥梁的平整度等因素有关。为了测定桥梁结构的冲击系数，应使车辆以不同的速度驶过桥梁，逐次记录跨中截面的挠度时程曲线，按照冲击系数的定义有： mean Y Y max 1=+μ 式中：max Y ----动载作用下该测点最大动挠度值； mean Y ----相应的静载荷作用下该测点最大挠度值，简称最大静挠度值，其值可由动挠度曲线求得： )(2 1min max Y Y Y mean += 其中min Y 为与mean Y 相应的最小挠度值。如图1所示。 图1 移动荷载作用下桥梁动挠度曲线 同理，在动载实验中测试动应变时，产生的冲击系数（1+μ）的计算公式如下：
mean S S max 1=+μ 式中：max S ----动载作用下该测点最大动应变值； mean S ----相应的静载荷作用下该测点最大应变值，其值可由动应变曲线求得： )(2 1min max S S S mean += 其中min S 为与mean S 相应的最小应变值。 另外，在测试动应变时程曲线时，由于应变片的贴法的正负极性不同，用户实测的动应变曲线的主峰很可能往下（为负值），在这种情况下，冲击系数的计算公式不变，但是max S 、mean S 、min S 都将有所改变，具体如下： max S ----动载作用下该测点最大动应变的绝对值； mean S ----相应的静载荷作用下该测点最大应变的绝对值； min S ----与mean S 相应的最小应变的绝对值。
车辆竖向冲击力 在课本中关于车辆荷载只简单介绍了车辆静荷载，这里我们向大家介绍些有关车辆竖向冲击力——车辆动荷载的一种的一些知识，希望能丰富大家的相关知识。 公路桥梁车辆引起的振动问题一直是工程界一个十分感兴趣的课题。它的研究自1849年Wallis开始，理论成果日益丰富。60年代我国李国豪教授研究了拱桥的车辆振动问题。80年代，我国项海帆教授指导他的博士生，对我国公路桥梁的冲击系数做了很有价值的研究。90年代Wang和黄东洲将车辆和桥梁模拟为空间结构，路面竖向的不平顺假设为一平稳各态历经的随机过程，研究了多梁式桥、斜拉桥、刚架桥、曲线桥、斜桥及箱梁桥的车辆振动问题，得到了不少重要结论，我国不少学者在这一领域做了很多研究工作。 在移动的汽车荷载作用下，汽车以较大的速度驶过桥梁时，由于桥面不平整、车轮有一定的偏心，以及发动机本身运转所产生的振动，桥梁在空间的竖向、纵向和横向三个方向产生振动、冲击等动力效应。通常把竖向动力效应称为汽车荷载对桥梁结构的冲击力。 在这种情况下，运行中的车辆荷载对道路桥梁结构所引起的应力及变形比同样大小的静荷载所引起的大。道路桥梁结构的总竖向汽车荷载效应(SZ)等于竖向汽车荷载静力效应(SJ)与其动力效应之和。在国内、外的各种道路桥梁设计规范中，均采用把汽车荷载竖向静力效应乘以一个增大系数(1+μ)作为计入汽车荷载竖向动力效应的总竖向荷载效应。即： =(1) + SL 1(μ SZ*) 根据式(1)，将冲击系数定义为：考虑移动的汽车荷载对桥梁结构产生竖向动力效应的增大系数。 现今世界各国公路桥梁设计规范中有关冲击系数的规定，大都是在定值设计法概念下制定的。不管是理论计算还是现场实测，都基于移动的汽车荷载与桥梁结构产生“共振”求得，这样得到的冲击系数(1+μ)是极大值。它的不足之处是不能反映该数值在桥上出现的概率。调查得知，这样的极大值在桥上实际发生的机会是极为稀少的。 为适应近似概率设计法的应用，公路桥梁冲击系数研究必然引进概率概念。 影响公路桥梁冲击系数的因素，归纳起来大致可分为三类： (1)汽车荷载本身的几何与动力特性； (2)桥梁结构的几何与动力特性； (3)激振及冲击的条件。 公路桥梁上通过的汽车荷载流是一个非列车化的间隙性连续流。它的流量大小、车辆间距、轴重大小、行驶速度、车辆的横向位置、车辆的动力特性都具有明显的不确定性，是无法预知的。这表明汽车荷载流本身具有明显的随机性。 公路桥梁结构的几何尺寸、材料的容重、弹性模量等也都是随机的。 汽车荷载流通过公路桥梁时的初始条件(如：路桥连接缝的结构状态、引道路面平整度等)和桥面的平整度等因素，也具有不确定性。这些都是移动的汽车激振和对公路桥梁结构产生振动、冲击等最重要的随机因素。 由此我们可认识到，公路桥梁冲击系数是反映诸多影响因素随机组合产生振动、冲击等效应的一个综合性系数，具有明显的随机性。 另外，公路桥梁冲击系数与时间没有明显的关系。它的取值，充满了某一实数区间，不能用一个有限或无限数列表示。 因此，现阶段，我们把公路桥梁冲击系数用连续随机变量概率模型进行研究。但是，公路桥梁冲击系数的概率分布及统计参数由于随机模拟汽车流、桥梁激振基冲击条件等十分困难，从公路桥梁随机与随机冲击等问题的理论研究入手，来解决公路桥梁冲击系数问题，条
公路桥梁的冲击系数及其研究现状 ［摘要]本文扼要综述了目前世界各国对公路桥梁冲击系数的理论与实验研究情况，介绍了国外几个国家现在所采用公路架桥和曲桥的冲击系数、并对国外公路桥梁动为荷载的理论分析方法及最新成果作了综合报导。 关键词公路桥梁冲击系数分析理论 一．概述 公路桥梁车辆引起的振动问题一直是工程界一个十分感兴趣的课题。它的研究自1849年WilliS开始，理论成果日益丰富。20世纪50年代BiggS假设车辆为弹簧支承的单质量刚体分析了桥梁车辆振动问题，并得到实验验证。60年代我国李国豪教授研究了拱桥的车辆振动问题。随着计算机及有限元法的出现，Veletsos 和黄提出了分析桥梁车辆振动的数值方法。80年代，我国项海帆教授指导他的博士生，对我国公路桥梁的冲击系数做了很有价值的研究。90年代Wang和黄东洲将车辆和桥梁模拟为空间结构，路面竖向的不平顺假设为一平稳各态历经的随机过程，研究了多梁式桥、斜拉桥、刚架桥、曲线桥、斜桥及箱梁桥的车辆振动问题，得到了不少重要结论。此外，我国不少学者在这一领域做了很多研究工作，限于篇幅，这里就不-一列举。 在大量理论研究的同时，世界各国对桥梁车辆做了大量的实测研究，1958年美国AASHTO对18座跨径为15m的公路桥梁进行了测试，结果最大位移冲击系数为 0.63，但只有5％超过0、4，最大应力冲击系数为0.41，但只有5％超过0.29。 1956～1957年加拿大在Ontario实恻 352座公路桥梁的动力放系数．最大力为0.75，但大多数不超过 0.3，已发现较大的冲击系数发生在基频为2-sHz的桥梁。1969～1971年加拿大在Ontario进行了第二次桥梁车辆振动的实测研究，实测结果最大冲击系数在 0.3～0.85之间，Page和 Leonard（1976）报告了英国交通与道路研究室对 30座公路桥梁的实测结果，冲击系数在0.1～0.75之间，他们还报导，如路面上设置一平滑的板块，冲击系数可达2.0。70年代新西兰对 14座桥梁试验结果表明冲击系数在0.1～0.7之间， 1981和 1983年澳大利亚道路委员会（ARRB）对一些短桥进行了正常运行状态下的动力测试。冲击系数的变化在 0.08到 1.32之间。他们发现轻车会引起更高的冲击系数。1980年加拿大进行了第三次大规模桥梁车辆动力测试。共有27座桥梁，桥型包括钢桥、混凝土桥及木桥，跨径在5～122m之间，桥面。引道及伸缩缝都处于好的状态。结果表明冲击系数一般在 0.45内，少量超过 0.5。瑞士 50年代到80年代对226座桥梁进行了动力测试，其中大部分是预应力混凝土
桥梁的设计荷载 2.1.1 公路桥涵的汽车荷载 《公路桥涵设计通用规范》（JDG D60-2004）将公路桥梁汽车荷载分为公路-Ⅰ级和公路-Ⅱ级两个等级。 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。桥梁结构的整体计算采用车道荷载：桥梁结构的局部加载、涵洞、桥台和挡土墙土压力等的计算采用车辆荷载。车道荷载与车辆荷载的作用不得叠加。 车道荷载的计算图式如图2-3所示。 图2-3 公路桥梁车道荷载 公路-Ⅰ级车道荷载的均布荷载标准值为＝10.5kN/m，集中荷载标准值按表 2-4选取： k q k P 表2-4 公路桥梁集中荷载标准值 计算跨径 集中荷载标准值 k P 备注 5m ≤L 480kN m 305m < 一、单项选择题(只有一个选项正确，共20道小题) 1. 桥梁按体系划分可分为________。 (A) 梁桥、拱桥、悬索桥、组合体系桥 (B) 简支梁桥、悬臂梁桥、连续梁桥和连续刚构桥； (C) 木桥、钢桥、圬工桥、钢筋砼桥和预应力砼桥； (D) 公路桥、铁路桥、人行桥和农用桥。 你选择的答案：未选择 [错误] 正确答案：A 解答参考： 2. 桥梁的建筑高度是指_______ 。 (A) 桥面与桥跨结构最低边缘的高差； (B) 桥面与墩底之间的高差； (C) 桥面与地面线之间的高差； (D) 桥面与基础底面之间的高差。 你选择的答案：未选择 [错误] 正确答案：A 解答参考： 3. 公路桥梁总长是指_______ 。 (A) 桥梁两桥台台背前缘间的距离； (B) 桥梁结构两支点间的距离； (C) 桥梁两个桥台侧墙尾端间的距离； (D) 各孔净跨径的总和。 你选择的答案：未选择 [错误] 正确答案：C 解答参考： 4. 梁桥的计算跨径是指。 (A) 两桥台台背前缘之间的距离 (B) 相邻两支座之间的距离 (C) 两桥墩中线之间的距离 (D) 各跨径中最大的跨径 你选择的答案：未选择 [错误] 正确答案：B 解答参考： 5. 下列桥梁中不属于组合体系桥梁的________。 (A) 斜拉桥 (B) 刚构桥 (C) 结合梁桥 (D) 梁拱组合桥 你选择的答案：未选择 [错误] 正确答案：C 解答参考： 6. 以公路40m简支梁桥为例，①标准跨径、②计算跨径、③梁长这三个数据间数值对比关系正确的是。 (A) ①>②>③ (B) ①>③>② (C) ③>①>② (D) ③>②>① 你选择的答案：未选择 [错误] 正确答案：B 解答参考： 7. 以铁路48m简支梁桥为例，①标准跨径、②计算跨径、③梁长这三个数据间数值对比关系正确的是。 (A) ①＝②>③ (B) ①＝③>② (C) ①＝②<③ (D) ①＝③<② 你选择的答案：未选择 [错误] 正确答案：C 解答参考： 8. 1.桥梁设计中除了需要的相关力学、数学等基础知识外，设计必须依据的资料是：。 (A) 设计技术手册 (B) 设计技术规范 (C) 施工技术规范 (D) 建设单位要求 你选择的答案：未选择 [错误] 正确答案：B 解答参考： 9. 我国桥梁设计程序可分为前期工作及设计阶段，设计阶段按“三阶段设计”进行，即___ ___ (A) 上部结构设计、下部结构设计及基础设计 (B) 初步设计、立面设计与和截面设计 (C) 桥型设计、截面设计和施工设计 (D) 初步设计、技术设计与施工设计 你选择的答案：未选择 [错误] 正确答案：D 解答参考： 10. 下列哪一个选项不属于桥梁总体规划设计的基本内容＿＿＿＿ (A) 桥位选定 (B) 桥梁总跨径的确定 (C) 桥型选定 (D) 桥梁荷载统计 你选择的答案：未选择 [错误] 正确答案：C 解答参考： 11. 常规桥梁在进行孔跨布置工作中不需要重点考虑的因素为__ __ 。 (A) 通航或泄洪要求 (B) 桥址处地质条件 关于调整公路交通情况调查车型分类及车辆折算系数的通知 规统便字[2005]126号 各省、自治区、直辖市交通（厅、委），天津、上海市政工程管理局，新疆生产建设兵团交通局，各有关单位： 根据《公路工程技术标准》（JTG B01—2003）关于车型分类及车辆折算系数的规定，并结合公路交通情况调查统计工作的实际情况，现对公路交通情况调查车型分类及车辆折算系数进行调整。具体如下： 一、车型分类及车辆折算系数 公路交通情况调查统计工作所采用的调查车型及车辆折算系数的调整方案见下表： 调查车型分类及车辆折算系数表 车 型折 算 系 数 荷载及功率备 注 机动车汽 车 小客车 1.0 额定座位 ≤19座 大客车 1.5 额定座位＞ 19座 小型货 车 1.0载质量≤2吨 中型货 车 1.5 2吨＜载质量 ≤7吨 包括吊车 大型货 车 2.0 7吨＜载质量 ≤14吨 特大型 货车 3.0 载质量＞14 吨 拖挂车 3.0包括半挂车、平板拖车 集装箱 车 3.0 摩托车 1.0 包括轻骑、载货摩托车及载货 （客）机动三轮车等拖拉机 4.0 非机动车人 畜 力 车 畜力 车 4.0 人力 车 1.0包括人力三轮车、手推车自行车0.2包括助动车 注：交通量换算采用小客车为标准车型。 二、实施安排 自2005年9月1日起，各有关单位应按本通知要求的调查车型分类及车辆折算系数（简称“新方案”，2004年以前的车型分类及车辆折算系数方案简称“旧方案”），开展公路交通情况调查统计及分析工作。2005年统计年报数据应按“新方案”进行统计、分析，其中2005年1-8月份的数据参照2005年9月-12月按新方案统计的数据进行车型分类的调整。 各有关单位应认真做好公路交通情况调查车型分类及折算系数的调整工作，同时做好交通量调查设备车型分类调整工作，确保统计数据的连续性和准确性。 论低压配电系统设计短路冲击系数的取值问题 在低压配电系统的设计计算中，要进行电气设备安装点三相短路电流、短路冲击电流的计算，用予校验所选设备是否满足动、热稳定条件。在计算短路冲击电流时，常用冲击电流系数法，即用冲击系数乘以三相短路电流计算短路冲击电流。目前，开关设备生产厂家已充分考虑了我国低压配电网络的实际情况，现有的低压开关设备在动、热稳定条件等方面都有足够的安全裕量；但是在成套低压开关设备的主母排，动稳定条件随成套设备的型号不同有较大的差异，因选取不同的冲击系数出现不同的电动力效应计算结果，从而影响了动稳定条件校验的结论。笔者查阅了相关的技术资料，发现在设计计算中有两个相差较大的冲击系数，一个是选用在高压电网短路计算常用的冲击系数，取值为k im=1.8，短路冲击电流峰值为 ;另一个是在工厂配电设计中使用的冲击系数K im=1.3，冲击电流瞬时值为。可见，选取不同的冲击系数的计算结果相差了1.386倍。根据母排动稳定条件校验计算公式，电动应力与短路冲击电流峰值的平方成正比，那么，用上述两个不同冲击系数计算得的电动应力相差了1.3862=1.92倍。对同一安装地点的同型设备，采用不同冲击系数进行动稳定校验就有可能得出相反的结论，影响了工程设计的正确性。二、冲击系数与电路参数的关系在低压配电网中发生三相短路，可将电源等效为无限大容量电源，短路全电流由幅值恒定的周期分量电流和按e指数规律衰减的非周期分量电流(直流分量)叠加而成。当电路在短路前处于空载状态，而短路恰好发生在短路电流周期分量取幅值的时刻，对50Hz工频电路，最大短路电流峰值、即短路冲击电流在短路后约0.01s时出现，冲击电流i im算式为： 式中：冲击系数K im= 〔[1+e-0.01/T]〕；T是时间常数，与短路回路的电路参数T=XΣ/ωRΣ有关，其中XΣ是电源至短路点的总电抗，ω是角频率，RΣ是电源至短路点的总电阻；I K(3)是三相短路周期分量电流有效值。从上述算式可知，冲击系数的大小取决于电路的时间常数，即电路参数。在10kV 及以上高压电网中，电阻仅占总阻抗的6～7%，因此，时间常数T仅约为0.045s，所以有K im=1.8。但在低压电网中，电阻所占的比例较大，沿用高压电网中短路计算使用的冲击系数，计算结果偏于保守。若选取工厂配电设计中使用的冲击系数K im=1.3，当计及主高压回路时，得到的结论则可能造成安全裕度不足。下面以示例说明冲击系数选取范围：设110kV 变电站10kV母线三相短路电流为16kA，变电站出线电缆型号是YJV22—240、长度为0.2km，到用户的架空线路是LGJ—240、长度为1km，用户配电变压器型号是S9—500kVA、变比桥梁工程第1次
关于调整公路交通情况调查车型分类及车辆折算系数的通知
论低压配电系统设计短路冲击系数的取值问题
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