市政橋梁設計荷載及其組合研究

宗俊

蘇交科集團股份有限公司 江蘇 南京 210019

1 市政橋梁設計荷載分析

1.1 汽車荷載

在市政橋梁上行駛著各種車輛、各類人群，在此過程中車輛占據的比重較大，在橋梁所要承擔的荷載中汽車荷載也是主要的部分。所以設計人員在了解橋梁的用途后，要對橋梁上通行的各類車輛進行統計，從而對市政橋梁承載的最大荷載量進行準確、有效的判斷，并基于此對荷載合理組合及施工材料及設備的選用。可見對汽車荷載的分析對于市政橋梁設計至關重要，所以設計人員在市政橋梁設計中對橋梁結構的整體計算可采用均布荷載、集中荷載的組合方式。根據現階段我國市政橋梁的設計規范，按照道路等級、車道數、橋梁跨徑等實際情況對荷載參數進行相應的調整。對于橋梁結構的局部加載及橋臺、擋土墻的計算采用車輛荷載。

1.2 溫度荷載

在我國不同的地區氣候條件也存在較大的差異，而溫度的變化對于市政橋梁的影響可大可小，其也是橋梁的施工質量最為關鍵的影響因素之一，為此設計人員在市政橋梁荷載設計中，必須要對溫度荷載給予高度的重視，對于季節、日照的變化造成的荷載影響進行界定。然后對當地的等溫線圖進行了解，且要根據地區的實際溫度進行適當的調整，如此就需要對城市的季節溫差了如指掌。通常會在溫度荷載設計時將最低溫度值上調2℃，將最高溫度值下調2℃。此外，日照對于溫度變化有著較大的影響，繼而會干擾市政橋梁的梯度變化。在市政橋梁鋪裝混凝土梁或鋼箱梁的過程中，日照溫差也會促使其溫度值發生相應的變化。所以設計人員要明確市政橋梁設置的所在地，可將橋梁的溫區進行合理的劃分，從而對市政橋梁形成溫度效應進行有效的計算。

1.3 汽車離心力

為了能夠適應處于特殊地區的城市，會在橋梁合理的部位上設置一定彎曲度。然而這樣就會導致行駛在橋梁上的車輛產生離心力，所以按照市政橋梁設計規范的相關規定，必須要將離心力納入到橋梁荷載設計中，然而在橋梁上行駛的車輛主要是小型汽車，所以車輛離心力致使橋梁產生的荷載也較為穩定。若市政橋梁的曲線半徑在250m以上，就要通過公式：C=v2/127R對離心力荷載進行計算。其中C代表離心力系數，V代表車輛在橋梁上行駛的速度（km/h），R代表市政橋梁的曲線半徑（m）。此外，在市政橋梁荷載設計中，還要對汽車的沖擊力、制動力、人群荷載進行全面的考量，而對于車輛沖擊力的計算主要通過結構基頻來實現。對于后者則需要設計人員針對橋梁跨徑、橋梁截面等實際情況進行具體的分析[1]。

2 市政橋梁設計荷載組合分析

2.1 荷載組合原則

對于市政橋梁荷載的設計必須要遵循一定的安全性原則，只有將市政橋梁設計荷載進行有效的組合，才能保證橋梁結構更具安全性、穩定性。首先設計人員要對橋梁的交通情況進行深入的了解，由于交通運載量小的市政橋梁及交通運載量大的市政橋梁，在設計荷載及其組合的處理上截然不同。所以設計人員必須要對其進行詳細的研究，確保荷載組合設計方案滿足橋梁結構的安全性要求。其次，市政橋梁設計荷載組合必須要遵循耐久性的原則，設計人員必須要對市政橋梁質量影響因素進行全面深入的探究，并對橋梁結構實施優化設計，繼而確保市政橋梁投運后可以良好的運行下去。最后，市政橋梁設計荷載組合還應遵循適用性原則，將橋梁上行駛的車輛與行人進行劃分，或為行人設置專用通道，或只允許車輛通行于橋梁之上，不僅將其控制在設計荷載范圍內，還能強化市政橋梁的適用性。

2.2 荷載組合方式

當前荷載組合方式主要以可變荷載與永久荷載相結合為主，按照規定標準將市政橋梁設計安全等級分為三個等級：一級、二級、三級。所以設計人員要按照不同等級要求，并基于市政橋梁的可變荷載和永久性荷載上乘以相應的結構重要性系數。同時還要對地震產生的強大荷載進行分析，從而提升市政橋梁安全性。此外，對于跨水域橋梁還要將浮力納入到橋梁設計荷載之列，同時還要在設計荷載組合中考慮漂浮物撞擊形成的荷載。而且在市政橋梁施工中，對于施工機械及腳手架等工具的應用也會對橋梁產生荷載；橋梁建設過程中采用的鋼筋、混凝土具備較大的重力荷載；混凝土熱脹冷縮產生的應力荷載等都要加以重視。所以設計人員在市政橋梁設計荷載組合中，按照橋梁建設的具體情況對各類相關因素導致的荷載列入其中，通過對設計荷載合理組合后，促使市政橋梁結構更加的穩固、可靠[2]。

圖1 橋梁抗震荷載計算

3 結束語

市政橋梁是我國交通運輸中必不可少的一項重要設施，其是保障城市區域資源調配、市民出行提供堅實的保障，但是要想市政橋梁發揮更好的效用，就要確保其設計過程中的規范性、專業性，將市政橋梁的設計荷載極其組合進行詳細探究，從而通過科學的計算獲取更為準確的數據資料，從而為橋梁的設計提供更具應用價值的參考標準，使得市政橋梁運行過程中發揮更加全面的功效。