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摘要：随着我国公路运输业的不断发展，公路桥梁规范不断的被重新修订，汽车荷载也随之发生较大变化。由于汽车荷载是桥梁设计的主要依据之一，也是公路桥梁后期安全鉴定、运营维护的重要依据，急需制定一个合理的限载标准显得尤为重要。因此，通过系统介绍我国桥梁设计荷载的演变及不同桥梁规范中汽车荷载模式，并基于不同时期规范中的汽车荷载模型，对比各规范中设计汽车荷载效应，進而分析出不同规范之间确切的差异，为我国在役桥梁的限载取值、安全鉴定提供理论依据。
关键词：桥梁设计规范;汽车荷载;荷载效应
中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：（2021）-9-055
引言
桥梁作为一个国家的基础设施工程，对国民经济的发展有着不可忽略的影响。近年来为满足发展的需要，修建了大量的桥梁。然而由于我国大部分中、小跨径桥梁都是按照早期规范设计建造的，导致部分桥梁超负荷运营，致使我国桥梁事故频发，给社会带来重大经济损失与人员伤亡。因此，构建一整套完整的公路桥梁限载标准已迫在眉睫。基于此背景，本文通过以国内不同时期规范中汽车荷载模型为基础，分析各规范中设计汽车荷载效应在6～30m跨径下的变化规律。
1桥梁汽车荷载演变
1.1《公路桥涵设计通用规范》[1]（JTJ 021—89）
由于我国目前绝大多数在役桥梁由89规范及之后规范所设计，因此本文只介绍、分析89规范及之后规范。
从建国之初直至本世纪初，国内在桥梁设计领域始终都是基于车队荷载的相关分析模式，桥梁在此期间多数采用汽车-超20级、汽车-20级以及汽车-15级和汽车-10级四个车辆荷载等级，验算荷载为：挂车-80、挂车-100、挂车-120。
1.2《公路桥涵设计通用规范》[2]（JTG D60-2004）
在04规范中，汽车荷载的设计等级包括公路-I级和公路-II级。对于计算整体桥梁结构主要采用车道荷载，而对于计算桥梁局部结构的效应计算采用车辆荷载;汽车荷载包括车辆以及车道两种设计荷载，而且两者不可进行同时使用。车道荷载的计算图式如图3。
对于公路—I级所对应的车道荷载，其均布荷载标准值qk为10.5kN/m;在选取集中荷载标准值时，主要基于此：当桥梁计算跨径小于或等于5m时，则Pk的取值为180kN;若跨径等于或大于50m时，Pk的取值为360 kN;而如果该跨径在5～50m之间时，则可通过直线内插的计算方法来获得Pk值。计算剪力效应时，上述集中荷载标准值乘以1.2的系数。而公路-II级是在公路-I级车道荷载的基础上乘以0.75求得。
1.3《公路桥涵设计通用规范》[3]（JTG D60-2015）
在15规范中汽车荷载方式同样采用了04规范中的车道荷载和车辆荷载方式，并且荷载等级分级同样为也为公路-I级及公路-II级。当选择车道荷载进行计算时不得同时使用车辆荷载计算。
对于公路-I级而言，其均布荷载标准值qk等于10.5kN/m。在进行剪力效应的计算过程中，需以1.2来乘以相应的荷载标准值。同样的，对于公路-II级的情况，与04桥梁规范相同用上一个级别的0.75倍的数值。表1详细地列出了集中荷载标准数据。
2研究方法及计算
为系统分析不同计算跨径桥梁的不同汽车荷载效应，利用影响线计算方法，以6～30m简支梁桥为研究对象，统一不考虑横向分布系数和冲击系数影响，分别计算汽-10级、汽-15级、汽-20级、汽-超20级、04公路-I级、04公路-II级、15公路-I级、15公路-II级汽车荷载作用下的跨中弯矩。
3汽车荷载效应分析
为便于比较不同规范中设计汽车荷载效应的差异，利用影响线法分别对6～30m简支梁桥进行不同规范荷载效应求值，通过绝对数值和相对比值的方法分析其规律，计算结果如图3.1，3.2所示
依据图3.1和图3.2表明：两规范中不同等级荷载作用下产生的荷载效应均随着桥梁跨径的增大而增大。在跨径为6～19m时，汽-20级荷载与04公路-II级荷载作用效应值基本一致，在跨径19～30m时，汽-20级荷载作用效应值小于04公路-II级，效应比最小为0.81;在跨径6～30m时，汽-超20级荷载作用效应值均小于04公路-I级，效应比最小为0.77;在跨径6～30m时，04公路-II级、I级荷载作用效应值均小于15公路-II级、I级，效应比最小为0.77。
整体来看，对于中小跨径梁桥，89规范车队荷载可近似认为与04规范汽车荷载等效[4]，而15规范远远高于04规范和89规范荷载，因此，15规范相对04规范和89规范取值更为保守。
4结语
（1）89规范、04规范、15规范设计汽车荷载下的跨中弯矩值与跨径呈正相关。
（2）汽车-超20级、汽-20级分别与04规范中公路-I级、公路-II级汽车荷载产生的效应相近;15规范总体荷载效应值比04规范荷载效应值偏大，但荷载效应的变化规律基本相同。
（3）计算跨径越小，新老规范效应差值越小，可考虑用老规范设计桥梁采用新规范设计要求加固。
（4）本文研究成果在实际应用中还需考虑以下因素：横向分布系数、冲击系数、纵向折减和多车道横向折减系数、分项系数和组合系数等因素。
参考文献
[1] 交通部公路规划设计院.公路桥涵设计通用规范;JTJ 021-1989[S]. 北京：人民交通出版社，1989.
[2] 中交公路规划设计院.公路桥涵设计通用规范：JTG D60-2004[S]. 北京：人民交通出版社，2004.
[3]中交公路规划设计院有限公司.公路桥涵设计通用规范：JTG D60-2015[S]. 北京：人民交通出版社，2015.
[4]王瑞琦. 城市桥梁与公路桥梁汽车荷载的比较和分析[J].城市道桥与防洪，2006，（5）：154-157.
山东华鉴工程检测有限公司 山东 济南 250100
关键词：桥梁设计规范;汽车荷载;荷载效应
中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：（2021）-9-055
引言
桥梁作为一个国家的基础设施工程，对国民经济的发展有着不可忽略的影响。近年来为满足发展的需要，修建了大量的桥梁。然而由于我国大部分中、小跨径桥梁都是按照早期规范设计建造的，导致部分桥梁超负荷运营，致使我国桥梁事故频发，给社会带来重大经济损失与人员伤亡。因此，构建一整套完整的公路桥梁限载标准已迫在眉睫。基于此背景，本文通过以国内不同时期规范中汽车荷载模型为基础，分析各规范中设计汽车荷载效应在6～30m跨径下的变化规律。
1桥梁汽车荷载演变
1.1《公路桥涵设计通用规范》[1]（JTJ 021—89）
由于我国目前绝大多数在役桥梁由89规范及之后规范所设计，因此本文只介绍、分析89规范及之后规范。
从建国之初直至本世纪初，国内在桥梁设计领域始终都是基于车队荷载的相关分析模式，桥梁在此期间多数采用汽车-超20级、汽车-20级以及汽车-15级和汽车-10级四个车辆荷载等级，验算荷载为：挂车-80、挂车-100、挂车-120。
1.2《公路桥涵设计通用规范》[2]（JTG D60-2004）
在04规范中，汽车荷载的设计等级包括公路-I级和公路-II级。对于计算整体桥梁结构主要采用车道荷载，而对于计算桥梁局部结构的效应计算采用车辆荷载;汽车荷载包括车辆以及车道两种设计荷载，而且两者不可进行同时使用。车道荷载的计算图式如图3。
对于公路—I级所对应的车道荷载，其均布荷载标准值qk为10.5kN/m;在选取集中荷载标准值时，主要基于此：当桥梁计算跨径小于或等于5m时，则Pk的取值为180kN;若跨径等于或大于50m时，Pk的取值为360 kN;而如果该跨径在5～50m之间时，则可通过直线内插的计算方法来获得Pk值。计算剪力效应时，上述集中荷载标准值乘以1.2的系数。而公路-II级是在公路-I级车道荷载的基础上乘以0.75求得。
1.3《公路桥涵设计通用规范》[3]（JTG D60-2015）
在15规范中汽车荷载方式同样采用了04规范中的车道荷载和车辆荷载方式，并且荷载等级分级同样为也为公路-I级及公路-II级。当选择车道荷载进行计算时不得同时使用车辆荷载计算。
对于公路-I级而言，其均布荷载标准值qk等于10.5kN/m。在进行剪力效应的计算过程中，需以1.2来乘以相应的荷载标准值。同样的，对于公路-II级的情况，与04桥梁规范相同用上一个级别的0.75倍的数值。表1详细地列出了集中荷载标准数据。
2研究方法及计算
为系统分析不同计算跨径桥梁的不同汽车荷载效应，利用影响线计算方法，以6～30m简支梁桥为研究对象，统一不考虑横向分布系数和冲击系数影响，分别计算汽-10级、汽-15级、汽-20级、汽-超20级、04公路-I级、04公路-II级、15公路-I级、15公路-II级汽车荷载作用下的跨中弯矩。
3汽车荷载效应分析
为便于比较不同规范中设计汽车荷载效应的差异，利用影响线法分别对6～30m简支梁桥进行不同规范荷载效应求值，通过绝对数值和相对比值的方法分析其规律，计算结果如图3.1，3.2所示
依据图3.1和图3.2表明：两规范中不同等级荷载作用下产生的荷载效应均随着桥梁跨径的增大而增大。在跨径为6～19m时，汽-20级荷载与04公路-II级荷载作用效应值基本一致，在跨径19～30m时，汽-20级荷载作用效应值小于04公路-II级，效应比最小为0.81;在跨径6～30m时，汽-超20级荷载作用效应值均小于04公路-I级，效应比最小为0.77;在跨径6～30m时，04公路-II级、I级荷载作用效应值均小于15公路-II级、I级，效应比最小为0.77。
整体来看，对于中小跨径梁桥，89规范车队荷载可近似认为与04规范汽车荷载等效[4]，而15规范远远高于04规范和89规范荷载，因此，15规范相对04规范和89规范取值更为保守。
4结语
（1）89规范、04规范、15规范设计汽车荷载下的跨中弯矩值与跨径呈正相关。
（2）汽车-超20级、汽-20级分别与04规范中公路-I级、公路-II级汽车荷载产生的效应相近;15规范总体荷载效应值比04规范荷载效应值偏大，但荷载效应的变化规律基本相同。
（3）计算跨径越小，新老规范效应差值越小，可考虑用老规范设计桥梁采用新规范设计要求加固。
（4）本文研究成果在实际应用中还需考虑以下因素：横向分布系数、冲击系数、纵向折减和多车道横向折减系数、分项系数和组合系数等因素。
参考文献
[1] 交通部公路规划设计院.公路桥涵设计通用规范;JTJ 021-1989[S]. 北京：人民交通出版社，1989.
[2] 中交公路规划设计院.公路桥涵设计通用规范：JTG D60-2004[S]. 北京：人民交通出版社，2004.
[3]中交公路规划设计院有限公司.公路桥涵设计通用规范：JTG D60-2015[S]. 北京：人民交通出版社，2015.
[4]王瑞琦. 城市桥梁与公路桥梁汽车荷载的比较和分析[J].城市道桥与防洪，2006，（5）：154-157.
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