新、旧《公路桥涵设计通用规范》中汽车荷载作用的比较分析
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中华人民共和国交通运输部办公厅于2015年9月9发布关于新版《公路桥涵设计通用规范》的通告。
通告指出,新规范《公路桥涵设计规范》(JTG D60-2015)自2015年12月1日起施行。
本次修订的主要内容包括:补充了有关桥涵总体设计的要求;增加了桥涵设计使用年限、交通安全、环境保护、耐久性、桥梁结构检测和风险评估等的相关规定;增加了桥涵养护设施的设计要求;调整了作用组合分类及计算方法、汽车荷载标准的规定;增加了汽车疲劳荷载等标准值的规定;补充了地震设计状况的规定。
本文将按照章节安排——具体细节的层次顺序,依次报告新旧规范的差异。
1 章节安排从目录来看,新旧规范章节安排变化不大。
变化主要有4处:(1)第二章增加了新的一节“符号”,章节名称也由原来的“术语”变更为“术语和符号”,“符号”一节规定了本规范中常见物理量的符号表示(如γ为材料的重度、F pe为预加力的标准值等);(2)第三章“设计要求”新增一节“一般规定”。
此节从总体上阐述了新规范在公路桥涵选线、结构设计内容、景观规划等方面对桥涵设计的原则性的要求;(3)第四章“作用”把地震作用相关内容从偶然作用一节中剥离出来,新增一节“地震作用”。
此节只有一条,其明确指出了公路桥梁地震作用应符合现行《公路工程抗震规范》(JTG B02)和《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01)的规定。
(4)新规范中删去了原有的的“附录A 全国基本风速图及全国各气象台站基本风速和基本风压值”,并把“附录B 全国气温分区图”改为“附录A 全国气候分区图”。
2 具体细节(1)新规范中增加了对公路桥涵主体结构和可更换部件的设计使用年限的具体规定表格(表1.0.4),该表格指出了不同公路等级、不同部件、不同桥型下的桥涵设计使用年限。
(2)新规范中删除了按持久状况承载能力极限状态设计时,公路桥涵设计的安全等级。
(3)新规范的“2.1 术语”一节添加了设计基准期、设计使用年限、极限状态、承载能力极限状态、正常使用极限状态、设计状况、结构耐久性等概念。
重载交通公路桥梁设计中关于车辆荷载的分析2019-06-12摘要:超载运输车辆数量过多,致使公路桥梁出现⼤⾯积较为严重的损坏,甚⾄造成很多的交通事故,威胁着⼈们的⽣命安全,并给国家和社会带来很⼤的经济损失。
车辆荷载作为桥梁设计的重要依据和技术指标之⼀,对桥梁的承载能⼒、造价费⽤有着⾄关重要的影响。
本⽂阐述了公路桥梁设计荷载标准的发展历程,分析了新规范新标准,简述了我国重载交通的现状,简单介绍了⼏种公路桥梁设计荷载的基本研究理论,包括交通流理论、结构设计分项系数基本理论、车辆离⼼⼒基本研究理论并对重载交通公路桥梁设计提出了建议。
关键词:重载交通;路桥设计;车辆荷载;载荷标准中图分类号:U445 ⽂献标识码:A随着我国社会的现代化、经济的快速增长,对交通的需求越来越⾼。
汽车⼯业、运输⾏业的蓬勃发展,交通流量的不断增多,重型汽车的⼤量涌现,车速的明显提⾼,使得公路桥梁的安全性问题越来越受到重视。
越来越明显的结构疲劳问题、桥梁剩余服役期内的承载能⼒评估问题、车桥耦合制动问题需要我们去探讨、分析、研究和解决。
1我国重载交通现状公路桥梁损坏的原因很多,超载问题是其中⼀个重要的因素。
超载的原因有很多,⽐如旧桥超龄超载运营,⽐如桥梁车流量超过原设计,⽐如车辆违规超载等等。
⽆论是车辆超载还是公路桥梁荷载超载都严重威胁着交通安全,给国家、社会、⼈民带来重⼤损失,因此分析重载交通公路桥梁设计中关于车辆荷载的问题具有很重要的意义。
为了⽅便及利益最⼤化,我国多数货车都存在着超载现象,对桥梁道路进⾏掠夺性使⽤,致使交通事故和公路桥梁损坏越来越多。
重载交通中,特⼤货车、⼤货车、牵引车等重型货车在交通流中所占的⽐例较⼤,尤其是能源化⼯地区。
重载车辆⽆论单轴承重还是总重量都远远超出设计荷载。
⼆轴车⾄六轴车的额定标准分别为20t、30t、40t、50t、55t,⽽实际重量分别已达40t、80t、100t、130t、140t甚⾄以上。
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。
新、旧《公路桥涵设计通用规范》中汽车荷载作用的比较分析刘兵;潘芳【摘要】2015年实施的《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2015)将各等级公路的设计荷载及安全等级等进行重新修订.修订后原有部颁空心板通用图在新标准下适用度及已建的各等级公路中小跨度桥梁安全度,一直被设计者和桥梁管养部门所关心.文章以部颁的10m、13m、16m、20 m标准跨径的部分预应力混凝土空心板为研究对象,通过对比空心板跨中承载能力的变化,评价已建成的中、小跨径空心板安全度.研究表明10m、13m跨径空心板的部分中、边板通用图已不能适应新规范的变化;已建成的二、三、四级公路上的中桥及二级公路上的小桥的承载能力已无法满足新规范的要求.【期刊名称】《现代交通技术》【年(卷),期】2017(014)003【总页数】5页(P57-61)【关键词】桥梁工程;设计规范;车道荷载;承载能力【作者】刘兵;潘芳【作者单位】中设设计集团股份有限公司,江苏南京210004;江苏东交工程设计顾问有限公司,江苏南京210002【正文语种】中文【中图分类】U441+.2随着公路桥梁的大规模建设,已使用了11年的《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60—2004)(以下简称《老规范》)进行了修订,新规范(JTG D60—2015)于2015-12正式实施[1-2],《新规范》从以下几个方面对《老规范》进行了补充和修改:(1)增加了桥涵结构的设计使用年限规定,有利于提升公路桥涵耐久性,促进行业可持续发展;(2)明确了各类公路桥涵结构设计安全等级,对除特大桥外的其他公路桥涵设计安全等级的要求加以提高;(3)改进了作用组合分类及计算方法;(4)调整了公路桥梁设计汽车荷载标准。
设计使用年限是体现桥涵结构耐久性的重要指标,美国、英国、新西兰和日本等多国的桥梁设计规范对桥梁设计使用年限均有明确的规定[3]。
日本提出桥梁的设计使用年限大约为100年;英国规定桥梁的设计年限为120年;美国要求对桥梁的设计使用年限不少于75~100年;欧洲共同体在桥梁设计规范中规定桥梁的设计使用年限为100年。
新老规范设计汽车荷载效应对比
王彦伟;鲁亚斌;潘腾飞;李松辉;闫保民
【期刊名称】《上海公路》
【年(卷),期】2015(000)004
【摘要】鉴于新老桥梁设计汽车荷载模型的不同和对桥梁限载取值的研究,系统对比了不同时期、不同荷载等级桥梁设计汽车荷载效应的差异程度.根据不同的设计汽车荷载模型,以跨径为6~30 m的简支梁桥为计算对象,分别计算汽车-10级、汽车15级、汽车-20级、汽车—超20级以及公路-Ⅰ级和公路—Ⅱ级汽车荷载作用下的跨中弯矩和支点剪力.研究结果表明:对于跨径L在6~30 m内的简支梁桥,新老规范设计汽车荷载作用下的跨中弯矩随跨径的变化趋势是相同的,然而两者支点剪力的变化趋势差异很大.计算跨径越小,新老规范设计汽车荷载作用下的内力效应差值越小,利用新规范对老规范设计的桥梁进行升级加固越有利.
【总页数】5页(P53-57)
【作者】王彦伟;鲁亚斌;潘腾飞;李松辉;闫保民
【作者单位】山东科技大学,山东青岛266590;山东科技大学,山东青岛266590;山东科技大学,山东青岛266590;山东科技大学,山东青岛266590;山东科技大学,山东青岛266590
【正文语种】中文
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3.城市桥梁规范中汽车荷载效应对比分析 [J], 仇天天;刘亚运;王永红
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5.中美公路桥梁设计规范的汽车荷载效应对比分析 [J], 李清富; 赵姝彬; 李承昌因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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:汽车荷载效应计算结果见下表:(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。
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: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。
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,桥面净空为净一7m+2X1.75m。
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:汽车荷载效应计算结果见下表:(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。
midas做得新旧规范比较!公路桥涵设计通用规范JTGD60公路桥涵设计通用规范JTG D60-20041. 进行两个极限状态设计,考虑三个设计状况(1.0.7条,1.0.8条)两个极限状态---承载能力(弯矩、轴力、剪力、稳定、倾覆等)正常使用(变形、裂缝、耐久性)三个设计状况---持久状况(自重、汽车荷载作用状况等)短暂状况(施工荷载作用状况等)偶然状况(地震作用状况等)状况---主要针对荷载作用情况而言状态---主要针对设计而言(荷载组合等)2. 增加了安全等级及重要性系数(1.0.9条)三个设计安全等级: 1.1, 1.0, 0.9注意:1. 桥梁抗震设计不考虑结构的重要性系数(钢筋混凝土预应力规范5.1.5条)2. 预应力钢筋混凝土超静定结构中预加力引起的次效应不考虑结构的重要性系数(钢筋混凝土预应力规范5.1.5条)3. 荷载(4.1.1条)荷载编号仍为21个永久荷载(7,原来为6个):将原规范中土的重力和土侧压力分开为了两个荷载(荷载组合系数不同)可变荷载(11,原来为13个):删除了平板挂车或履带车荷载及其引起的土侧压力,取消了基本和其他可变荷载的区分。
偶然荷载(3个,原来为2个)---增加了汽车撞击作用4. 荷载组合(4.1.6条、4.1.7条)承载能力极限状态: 基本组合(分项系数,组合系数)偶然组合正常使用极限状态: 短期效应组合(频遇值系数)长期效应组合(准永久值系数) 问题:1. 偶然组合中永久荷载和可变荷载的分项系数不是很清楚,目前考虑地震时均采用1.0。
2. 短期和长期效应组合中对整体温升温降和非线性温度的系数不是很清楚,采用了1.0。
3. 表4.1.6种编号为4和5的编号是否应对调?与表4.1.1不同。
5. 活荷载(4.3.1条)取消了原来的汽车荷载等级,采用公路-I级和公路-II级标准汽车荷载公路I级: 相当于旧规范的汽车-超20公路II级: 相当于旧规范的汽车-20特点: 均布荷载不变,集中力---计算剪力时将集中力放大1.2。
中美公路桥梁规范设计汽车荷载对比闫保民;李松辉【摘要】为对我国汽车荷载标准值在目前所处世界水平有较为客观的定位,同时,为我国将来公路桥梁新规范的修订建立基础.首先阐述中国新旧规范以及美国HL-93规范对设计汽车荷载的规定;其次以6、8、10、13、16、20、25、30 m不同跨径T型截面简支梁桥为基准,系统推算不同跨径T型简支梁桥在中美规范规定汽车荷载作用下的跨中弯矩和支点剪力;最后,系统对比分析荷载效应的绝对值与相对值.研究结果表明:与美国规范相比,中国规范相对来说较为保守,且不够直观,我国现行汽车荷载标准规范在国际上大致处于中等位置,在考虑与原规范联系性的基础上适当借鉴美国规范.【期刊名称】《河北工程大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2016(033)001【总页数】4页(P53-56)【关键词】汽车荷载标准;跨中弯矩;支点剪力;荷载效应对比;中美【作者】闫保民;李松辉【作者单位】山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室,山东青岛266590;山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室,山东青岛266590【正文语种】中文【中图分类】U447汽车荷载标准是公路桥梁设计重要依据之一,是设定安全可靠的鉴定荷载标准的首要前提。
桥梁的安全性、经济性、耐久性与汽车荷载标准的合理性有着密不可分的关系,通过与国外汽车荷载标准的对比,找出自身的不足,从而予以改善。
专家在研究不同国家之间荷载规范的基础上,得知我国现行规范的汽车荷载代表值中的标准值相当于美国规范中的汽车荷载值,均是依靠不同的分项系数来满足不同极限状态要求[1],且美国桥梁设计规范内容全面,在总体上运用了结构可靠度理论[2],故比较我国与美国AASHTO FRLD中的汽车荷载代表值之间的区别,比较具有实在意义。
本文将我国规范与美国HL-93规范规定的汽车荷载分别作用到不同跨径简支梁桥上,计算最不利布载下的跨中弯矩值、支点剪力值,经过对比分析,研究二者的区别与联系。
中美公路桥梁设计规范的汽车荷载效应对比分析作者:李清富赵姝彬李承昌来源:《河南科技》2019年第19期摘要:本文以不同标准跨径的单梁单车道简支T型梁为样本桥梁,将我国《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2015)和美国AASHTO规范规定的汽车荷载分别作用在不同跨径的简支梁桥上,计算了汽车荷载标准值作用下以及分别考虑汽车荷载冲击作用、多车道横向折减和汽车荷载分项系数影响的样本桥梁的跨中弯矩值和支点剪力值,并进行对比分析。
结果表明,对于样本桥梁,我国规范的汽车荷载标准值效应以及考虑汽车荷载冲击作用、多车道横向折减影响时的汽车荷载效应计算值均高于美国规范,考虑汽车荷载分项系数影响的汽车荷载效应计算值总体上小于美国规范。
本研究可为我国今后修订汽车荷载标准提供一定的参考。
关键词:桥梁设计规范;汽车荷载效应;冲击系数;横向折减系数;荷载分项系数中图分类号:U441.2 文献标识码:A 文章编号:1003-5168(2019)19-0111-06Abstract: In this paper, single-beam single-lane simply supported T-beams with different standard spans were used as sample bridges, and the vehicle loads specified in the General Code for Design of Highway Bridges and Culverts (JTG D60—2015) and the American AASHTO Code were applied to different spans. On the simply supported beam bridge of the diameter, the mid-span moment value and the fulcrum shear force of the sample bridge under the influence of the vehicle load standard value and the influence of the vehicle load impact, the multi-lane lateral reduction and the vehicle load component coefficient were calculated respectively. Values were compared and analyzed. The results show that for the sample bridge, China's standard vehicle load standard value effect and the calculation of the vehicle load effect when considering the impact of the vehicle load and the multi-lane lateral reduction are higher than the US standard, and the car considering the car load component coefficient is considered. The calculated load effect is generally smaller than the US specification. This study can provide a certain reference for China's revision of vehicle load standards in the future.Keywords: bridge design specification;vehicle load effect;impact coefficient;transverse reduction factor;load partial coefficient汽车荷载是桥梁设计最基本也是最重要的设计参数。