张勇
西安长安大学工程设计研究院有限公司 陕西 西安 710000
摘要：公路桥梁作为我国交通事业的重要组成部分，桥梁建设质量直接决定了车辆和人们的通行，但从设计的角度分析，为了能够提升和优化公路桥梁的设计质量，荷载基本组合分项系数及其效应的对比分析极为关键，针对公路桥梁的荷载组合设计也是十分有必要的。我国在桥梁建筑建设和设计等领域中具有很大的优势，尤其是在缺乏建筑材料的基础上，在古代造桥的过程中就考虑了桥梁的荷载组合，从而建设处了设计和施工质量都较高的桥梁结构。基于此，为了优化公路桥梁荷载组合分项系数的实际取值范围，以美国、英国及欧洲等国家为例，对公路桥梁中荷载分项组合系数的取值进行了对比分析，并且举例了各种桥梁结构，如T梁、组合梁和整体箱梁等为基础的桥梁样本，并结合公路桥梁的相关参数使用规范，重点实现了荷载的优化、并在汽车荷载的作用下，实现了简支梁跨中弯矩、支点结构体系处的弯矩值。并以此为系数取值原则，结合取值的相关原理，进行了对比分析，最终得出：我国公路桥梁荷载恒载分布系数取值处于中等水准，而汽车荷载，即活载处于偏低水平。
关键词：公路桥梁；荷载组合；分项系数；设计规范
0引言
近几年我国公路桥梁建设事业快速发展，建设成就越来越显著，从理论上看，公路桥梁建设首先要保证使用的安全性，然后再关注桥梁结构自身的耐久性和稳定性等，因此在具体设计环节中，应重点考虑到桥梁综合荷载设计的影响，尤其是大型公路桥梁在设计和建设的过程中，要重视桥梁自身结构的稳定性，对所取值的桥梁荷载效应值进行科学区分，从而优化恒载、活载分项系数标准，提高总荷载作用体系，其次要对所取值的桥梁荷载效应值进行优化，明确恒载、活载分项系数的设计和计算标准，并对其中的主要占比内容进行分析，以此保障和促进我国公路桥梁设计过程中满足交通事业的发展，对比现在状态下桥梁荷载分布系数，并探究不同国家桥梁规范化组合体系，优化汽车荷载分项标准，提升理论研究具有重要意义。
1对比国内外公路桥梁规范荷载分项系数
以目前的调查研究现状为主，结合不同国家荷载组合模式，从应用的过程、结果和理论上看，组合效应值中主要包含了恒载、活载两部分，其中，活载主要指的是汽车荷载，而恒载则主要指的是桥梁的结构自重，要从荷载分布和对比系数上进行考虑，优化两者之间的组合效应，针对性的开展后效应值的优化和分析。
2桥梁样本的选择
本研究中涉及到的研究主体中主要包含有常见的T梁、板梁及组合式箱梁结构体系，从而结合以上梁体结构的截面体系未样本桥梁的截面形式，同时从标准桥梁体系中，主要的纵向标准跨径桥梁分别设计为6m、8m、10m、13m、16m、20m、25m、30m、35m、40m及50m，横向道路标准路宽为26m，半幅桥梁的宽度设计为12.65m。
从标准化计算理论上分析，主要可基于全国的规范，对所选取的样本桥梁中的恒载、活载等进行综合分析和应用，为达到和满足承载能力极限状态下的简单组合荷载模式，即进行分析，并将此类荷载组合效应值进行优化计算，其中恒载自重比重值选取为25kN/m3。在汽车荷载的标准值取值范围中，可参照相关规范的要求，得出该效应值不应考虑汽车的冲击荷载系数的影响。
3各国家规范荷载基本组合效应值的对比分析
3.1弯矩组合效应值的对比
3.1.1板梁弯矩组合效应值的对比
结合现有板梁弯矩效应组合的实际值，得出下图1中的相关统计数据，从获取的数据结果上看，每个国家的桥梁荷载中，恒载和活载在同一桥梁结构体系上的组合效应值的变化存在一定的近似性，如在英国和其他欧美国家中，所生成的荷载效应组合值最大，而在我国则相对较小。仅仅从数值上看，针对板梁结构体系来说，所生成的弯矩组合值效应是最小的。从数值的最终结果上看，结合板梁结构来说，英国相关规范中，规定的弯矩组合效应值大于我国，比例可控制在12%~20%之间。
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图2T梁弯矩组合效应值比较
结合以上统计图中的数据可知，英国和美国T梁弯矩组合效应值较大，并且呈现出正比例增长的发展趋势，最大值可达到14000kN·m，而在弯矩组合效应体系中，最大的跨径可达到40m，其比例主要控制在20%~30%之间，随着桥梁跨径的不断增加，英国与我国规范中的数值体系中，所具备的差距正逐步的缩小，并且与加拿大等国家相比，我国规范中的所形成的弯矩值减小，一般处于25%~30%之间，加拿大与我国的相关设计规范差值也在不断的缩小过程中。
3.1.3组合箱梁弯矩组合效应值的对比
针对图3中的相关数据信息，可总结出不同国家在桥梁荷载设计的过程中，所形成的不同荷载组合比例，结合实际的组合效应应用趋势，就不同国家所形成的规范，生成弯矩效应组合值，其中按照我国的现行规范可知，在各个组合箱梁结构中能够生成的弯矩组合效应值处于最小。
从对应的数值体系和结果上看，以组合箱梁为主要的研究样本，其中，加拿大的规范中，弯矩组合效应值应＞我国规范中的20%左右，并且如果桥梁的跨径呈现出不断增加的状况，则加拿大与我国的现行规范体系中所生成的差值处于稳定状态。与欧洲的相关规范为例，我国规范体系中，生成的弯矩组合效应值应＜10%，且与欧洲等国家的相关规范相比，我国所生成的弯矩组合值＜10%，并且与欧洲的国家相关规范相比，差值处于不断减小的状态。
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图3组合箱梁弯矩组合效应值比较
3.2剪力组合效应值的对比
3.2.1板梁结构剪力组合效应值对比分析
对本文中所选取的板梁剪力组合效应值进行对比分析，数据比选的结果如下图4所示。
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图4板梁剪力组合效应值比较
结合上图4中的相关数据信息可知，在欧洲规范体系下，所生成的剪力效应组合值中，美国和加拿大对应公路桥梁的跨径相对较小，能够产生的效应组合也是最小的，而从数值上分析，板梁结构中的样本为例，欧美规范体系中所生成的效应组合式最大的，比我国的规范大15%~30%，且随着跨径参数的不断在僧伽，欧美与我国规范中的相关差值小10%，并且与英国中的相关规范相比较，我国规范的差值在逐步的缩小，在日后的计算和分析过程中具有较大的发展空间。
3.2.2T梁剪力组合效应值的对比
基于基础数据信息，对所选取的T型桥梁结构来说，英国规范中所生成的剪力组合效应值要大于我国规范中的效应值，数值大约在10%~50%，并且随着桥梁结构跨径的不断增加，剪力效应组合值处于不断的减小状态中。
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图5T剪力组合效应值比较
4结束语
结合本文的相关研究结果，我国应重视对荷载分项组合分布系数的规范，优化计算过程，提高公路桥梁的设计质量。
参考文献
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作者简介：姓名：张勇（1987.11.04）；性别：男，民族：汉，籍贯：青海，学历：本科；现有职称：中级工程师；研究方向：桥梁工程。