市政桥梁设计荷载及其组合研究

宗俊

苏交科集团股份有限公司 江苏 南京 210019

1 市政桥梁设计荷载分析

1.1 汽车荷载

在市政桥梁上行驶着各种车辆、各类人群，在此过程中车辆占据的比重较大，在桥梁所要承担的荷载中汽车荷载也是主要的部分。所以设计人员在了解桥梁的用途后，要对桥梁上通行的各类车辆进行统计，从而对市政桥梁承载的最大荷载量进行准确、有效的判断，并基于此对荷载合理组合及施工材料及设备的选用。可见对汽车荷载的分析对于市政桥梁设计至关重要，所以设计人员在市政桥梁设计中对桥梁结构的整体计算可采用均布荷载、集中荷载的组合方式。根据现阶段我国市政桥梁的设计规范，按照道路等级、车道数、桥梁跨径等实际情况对荷载参数进行相应的调整。对于桥梁结构的局部加载及桥台、挡土墙的计算采用车辆荷载。

1.2 温度荷载

在我国不同的地区气候条件也存在较大的差异，而温度的变化对于市政桥梁的影响可大可小，其也是桥梁的施工质量最为关键的影响因素之一，为此设计人员在市政桥梁荷载设计中，必须要对温度荷载给予高度的重视，对于季节、日照的变化造成的荷载影响进行界定。然后对当地的等温线图进行了解，且要根据地区的实际温度进行适当的调整，如此就需要对城市的季节温差了如指掌。通常会在温度荷载设计时将最低温度值上调2℃，将最高温度值下调2℃。此外，日照对于温度变化有着较大的影响，继而会干扰市政桥梁的梯度变化。在市政桥梁铺装混凝土梁或钢箱梁的过程中，日照温差也会促使其温度值发生相应的变化。所以设计人员要明确市政桥梁设置的所在地，可将桥梁的温区进行合理的划分，从而对市政桥梁形成温度效应进行有效的计算。

1.3 汽车离心力

为了能够适应处于特殊地区的城市，会在桥梁合理的部位上设置一定弯曲度。然而这样就会导致行驶在桥梁上的车辆产生离心力，所以按照市政桥梁设计规范的相关规定，必须要将离心力纳入到桥梁荷载设计中，然而在桥梁上行驶的车辆主要是小型汽车，所以车辆离心力致使桥梁产生的荷载也较为稳定。若市政桥梁的曲线半径在250m以上，就要通过公式：C=v2/127R对离心力荷载进行计算。其中C代表离心力系数，V代表车辆在桥梁上行驶的速度（km/h），R代表市政桥梁的曲线半径（m）。此外，在市政桥梁荷载设计中，还要对汽车的冲击力、制动力、人群荷载进行全面的考量，而对于车辆冲击力的计算主要通过结构基频来实现。对于后者则需要设计人员针对桥梁跨径、桥梁截面等实际情况进行具体的分析[1]。

2 市政桥梁设计荷载组合分析

2.1 荷载组合原则

对于市政桥梁荷载的设计必须要遵循一定的安全性原则，只有将市政桥梁设计荷载进行有效的组合，才能保证桥梁结构更具安全性、稳定性。首先设计人员要对桥梁的交通情况进行深入的了解，由于交通运载量小的市政桥梁及交通运载量大的市政桥梁，在设计荷载及其组合的处理上截然不同。所以设计人员必须要对其进行详细的研究，确保荷载组合设计方案满足桥梁结构的安全性要求。其次，市政桥梁设计荷载组合必须要遵循耐久性的原则，设计人员必须要对市政桥梁质量影响因素进行全面深入的探究，并对桥梁结构实施优化设计，继而确保市政桥梁投运后可以良好的运行下去。最后，市政桥梁设计荷载组合还应遵循适用性原则，将桥梁上行驶的车辆与行人进行划分，或为行人设置专用通道，或只允许车辆通行于桥梁之上，不仅将其控制在设计荷载范围内，还能强化市政桥梁的适用性。

2.2 荷载组合方式

当前荷载组合方式主要以可变荷载与永久荷载相结合为主，按照规定标准将市政桥梁设计安全等级分为三个等级：一级、二级、三级。所以设计人员要按照不同等级要求，并基于市政桥梁的可变荷载和永久性荷载上乘以相应的结构重要性系数。同时还要对地震产生的强大荷载进行分析，从而提升市政桥梁安全性。此外，对于跨水域桥梁还要将浮力纳入到桥梁设计荷载之列，同时还要在设计荷载组合中考虑漂浮物撞击形成的荷载。而且在市政桥梁施工中，对于施工机械及脚手架等工具的应用也会对桥梁产生荷载；桥梁建设过程中采用的钢筋、混凝土具备较大的重力荷载；混凝土热胀冷缩产生的应力荷载等都要加以重视。所以设计人员在市政桥梁设计荷载组合中，按照桥梁建设的具体情况对各类相关因素导致的荷载列入其中，通过对设计荷载合理组合后，促使市政桥梁结构更加的稳固、可靠[2]。

图1 桥梁抗震荷载计算

3 结束语

市政桥梁是我国交通运输中必不可少的一项重要设施，其是保障城市区域资源调配、市民出行提供坚实的保障，但是要想市政桥梁发挥更好的效用，就要确保其设计过程中的规范性、专业性，将市政桥梁的设计荷载极其组合进行详细探究，从而通过科学的计算获取更为准确的数据资料，从而为桥梁的设计提供更具应用价值的参考标准，使得市政桥梁运行过程中发挥更加全面的功效。