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第二章荷载分析荷载：包括汽车荷载、飞机荷载和工业区荷载。
一、引言1、导致路面损坏的原因有两个，一是荷载因素，一是环境因素。
2、不同的荷载构型，如不同大小的车辆荷载、飞机荷载和港区荷载，将在路面中造成不同的应力、应变分布，从而造成不同的损伤。
3、车辆交通的渠化程度不一，在道路横断面上的分布不一，因此横断面上的每一点受荷载作用的频率相差很大。
4、车辆的动态影响，与车速有关，与路面的类型有关，与路面的平整度有关。
5、车辆在刹车、启动时，路面的受力与匀速行驶时有很大差别。
6、与规划、几何设计所不同的是，路面设计与管理中所关心的是车辆的轴重，而不仅是交通量的多少。
7、所以，仔细分析荷载的特性，对于路面设计和管理是非常必要的。
二、荷载类型1、汽车荷载汽车分为客车和货车。
客车一般较轻，不做详细分类，仅区分为小客车（<6座）、中客车（6-20座）和大客车（>20座）三类。
货车可粗略地分为轻型、中型和重型货车三类。
对路面设计和管理而言，仅考虑较重的车辆。
轻型货车：<2.5吨中型货车：2.5-7吨重型货车：7-12吨特重型货车：>12吨荷载限：2000年2月23日交通部《超限运输车辆行驶公路管理规定》(中华人民共和国交通部令2000年第2号)的对轴载质量和总质量的限定，若发生如下情况，则认为超限：⏹单车、半挂车、全挂列车车货总质量40000kg以上；集装箱半挂列车车货总质量46000kg以上：⏹车辆轴质量大于：单轴（每侧单轮胎）载质量6000kg；单轴（每侧双轮胎）载质量10000kg；双联轴（每侧单轮胎）载质量10000kg；双联轴（每侧各一单轮胎、双轮胎）载质量14000kg;双联轴（每侧双轮胎）载质量18000kg;三联轴（每侧单轮胎）载质量12000kg;三联轴（每侧双轮胎）载质量22000kg。
其他国家的最大轴载和车辆总重[1]Country Maximum LoadSingle Axle, t Gross Vehicle Weight, tFrance Germany Italy Netherlands UK 121012910.23836405038注：英国，轮胎位于轴的两端时规定为10.2吨，轮胎在轴中间隙布置时可放宽至11.2吨。
第二章行车荷载、环境因素、材料的力学性质§2-1行车荷载汽车是路基路面的服务对象，路基路面的主要功能是长期保证车辆快速、安全、平稳地通行。
汽车荷载又是造成路基路面结构损伤的主要成因。
因此，为了保证设计的路基路面结构达到预计的功能，具有良好的结构性能，首先应对行驶的汽车作分析。
包括汽车轮重与轴重的大小与特性；不同车型车轴的布置；设计期限内，汽车轴型的分布以及车轴通行量逐年增长的规律；汽车静态荷载与动态荷载特性比较等。
一、车辆的种类道路上通行的汽车车辆主要分为客车与货车两大类。
客车又分为小客车，中客车与大客车。
小客车自身重量与满载总重都比较轻，但车速高，一般可达120km/h，有的高档小车可达200km/h以上；中客车一般包括6个坐位至20个坐位的中型客车；大客车一般是指20个坐位以上的大型客车包括铰接车和双层客车，主要用于长途客运与城市公共交通。
货车又分为整车、牵引式拖车和牵引式半拖车。
整车的货厢与汽车发动机为一整体；牵引式拖车的牵引车与拖车是分离的，牵引车提供动力，牵引后挂的拖车、有时可以拖挂两辆以上的拖车；牵引式半拖车的牵引车与拖车也是分离的，但是通过铰接相互联接，牵引车的后轴也担负部分货车的重量，货车厢的后部有轮轴系统，而前部通过铰接悬挂在牵引车上。
货车总的发展趋向是向大吨位发展，特别是集装箱运输水陆联运业务开展之后，货车最大吨位已超过40-50吨。
汽车的总重量通过车轴与车轮传递给路面，所以路面结构的设计主要以轴重作为荷载标准，在道路上行驶的多种车辆的组合中，重型货车与大客车起决定作用，轻型货车与中、小客车影响很小，有时可以不计。
但是在考虑路面表面特性要求时，如平整性，抗滑性等，以小汽车为主要对象，因为小车的行驶速度高，所以要求在高速行车条件下具有良好的平稳性与安全性。
二、汽车的轴型无论是客车还是货车，车身的全部重量都通过车轴上的轮子传给路面，因此，对于路面结构设计而言，更加重视汽车的轴重。
桥梁结构的力学性能与荷载分析桥梁作为一种重要的交通建筑，承载着人们的出行需求。
为了确保桥梁的安全可靠运行，我们需要对桥梁的力学性能和荷载进行分析。
本文将针对桥梁结构的力学性能与荷载进行探讨，以及相关分析方法。
一、桥梁结构的力学性能在分析桥梁的力学性能之前，我们首先了解桥梁结构的基本组成。
桥梁通常由上部结构和下部结构组成。
上部结构主要包括桥面、桥面板、挡梁和支承，而下部结构包括墩台和桥基。
在实际使用中，桥梁需要承受来自于自身重量、行车荷载、风荷载、地震荷载等多种荷载的作用。
因此，桥梁的力学性能是指桥梁在承受外力作用下的变形、应力和稳定性等性能。
具体包括以下几个方面：1. 桥梁的刚度和变形：刚度是指桥梁在受力作用下的抵抗变形的能力。
刚度越大，桥梁的变形越小。
变形包括水平变位、纵向变形和结构倾斜等。
2. 桥梁的应力和应变：应力和应变是描述桥梁材料受力程度的物理量。
通过对桥梁结构进行受力分析，可以计算出桥梁中各个构件的应力和应变情况，确保各个构件处于安全稳定的状态。
3. 桥梁的稳定性：稳定性是指桥梁在承受外力作用下的平衡性。
桥梁的稳定性分析主要包括对反力、倾覆、滑移和锚固等方面的考虑。
二、桥梁荷载分析桥梁工程设计中，荷载分析是至关重要的一步。
合理分析桥梁所承受的荷载，是确保桥梁结构安全的基础。
1. 桥梁自重：桥梁自身的重量需要考虑在荷载分析中。
根据桥梁的具体形式和材料，可以计算出桥梁各个构件的自重情况。
2. 行车荷载：行车荷载是指车辆通过桥梁时施加在桥梁上的荷载。
根据车辆种类、数量和行驶速度等因素，可以计算出行车荷载的大小。
3. 风荷载：风荷载是指风对桥梁产生的压力和力矩。
风荷载的大小与风速、风向、桥梁的几何形状和曝露程度等因素有关。
4. 地震荷载：地震荷载是指地震对桥梁结构的作用。
地震荷载的大小与地震力、桥梁的自振周期和地震动特征等密切相关。
三、桥梁力学性能与荷载分析方法为了准确分析桥梁的力学性能和荷载，工程师们通常使用各种计算方法和工具。
铺面工程作业1
9.路面结构设计中，要考虑车辆的哪些因素？
车辆荷载类型，轴型，轮型，轴重、轮重的作用次数；
静力作用模式：接触压力，接触面积；
车辆动态影响：荷载的动态变化，荷载作用的瞬时性，水平作用力；
10.如何确定行车荷载与路面的接触应力？该接触应力和所假设的接触面积之间关系如何？ 平均接地压力可以采用最简单的方法测定：量测轮胎与地面接触面上的轮迹面积，由轮重除以轮迹面积后得到。
路面设计时，都采用圆形接触面假设，其当量圆半径δ可按下式确定：
P p
δπ= 式中，P ——作用在轮上的荷载，kN ；
p ——轮胎接触压力，kPa 。
当车轴的一侧为双轮时，单圆图式的当量半径为：
2P p
δπ=
11.试列出表2-1中，JN-150，CA-10B ，SH-361三个车型的前轴重，后轴重，轮压，并分别计算其各自的当量圆直径。
（包括单圆图式和双圆图式）
车型 前轴重(kN) 后轴重(kN) 轮压(MPa) 当量圆直径(m)
空车 满载 空车 满载 单圆图式 双圆图式 空车 满载
空车 满载 前轮 后轮 前轮 后轮 前轮 后轮 前轮 后
轮
JN-150
38.4 49 31.6 101.6 0.7 93.4 84.8 105.6 152.0 66.1 59.9 74.6 107.5 CA-10B 19.3
19.4 21 60.9 0.5 78.4 81.8 78.6 139.2 55.4 57.8 55.6 98.5 SH-361 40.4
80 69.6 200 0.7 95.8 89.0 134.9 150.8 67.8 62.9 95.4 106.6
12.反应轮载动态变化程度的变差系数和冲击系数是什么意思？影响冲击系数大小因素有哪些？
轮载的动态变动，可近似看作为呈正态分布，其变异系数表示标准差同静轮载的比值，主要随以下三方面因素变化：行车速率，路面的平整度，车辆的振动特性；冲击系数是指动轮载和静轮载的比值。
影响冲击系数大小因素：车速、路面平整度等
13.轴载的等效换算原则是什么？请说明AASHTO 提出的轴载等效换算式。
轴载的等效换算原则：同一路面结构在不同轴载作用下达到相同的疲劳损坏程度时，不同轴载的相应作用次数被认为是等效的。
轴载等效换算式:
ηα⎛⎫== ⎪⎝⎭n
s i i i s N P N P
i η：i 级轴载换算为标准轴载的换算系数
s p 和s N ：标准轴载及其作用次数
i p 和i N ：i 级轴载及其作用次数
α：反映轴轮构型的影响系数
n ：和路面结构特性有关的系数
14.何谓横向分布系数？为何要考虑轮迹的横向分布系数？
轮迹宽度范围内（通常为50cm ，即双轮组，每只轮胎宽20cm ，轮隙宽10cm ）的频率称为轮迹横向分布系数。
通过调查和分析所得各级轴载或标准轴载的作用次数，为整个车道宽度上所通过的总量，而路面横断面上各点实际收到的轴载作用次数都不相同，并没有那么多。
15.如何计算使用年限内的累计作用次数（辆数）？
设计年限内一个车道上标准轴载累计作用次数可按下述几何级数公式确定：
()11-1365t e N N f γγ⎡⎤+⨯⎣⎦=
式中：e N ——设计年限内一个车道上的累计当量轴次，次
1N ——初始年标准轴载的平均日作用次数，次
t ——设计年限，年
γ——设计年限内交通量年平均增长率，%
f ——车道系数，按规范取
16.道路上的交通量和轴载谱在概念上、应用上、调查方法上有何异同？
概念 应用 调查方法
交通量 一定时间间隔内通过道路某一断面的车辆总数 路面设计时用于表征路面承受的交通负荷 观测站连续式和间断式观测
轴载谱 不同大小的轴载（包括前后轴）在整个车辆组成中所占的比例
用于路面结构设计 实测行驶车辆的轴重得到。
