極限荷載作用下簡支梁橋沖擊系數(shù)研究

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1、極限荷載作用下簡支梁橋沖擊系數(shù)研究袁向榮，吳晶55極限荷載作用下簡支梁橋沖擊系數(shù)研究袁向榮。吳晶(1．廣州大學(xué)土木工程學(xué)院，廣東廣州510006；2．廣州市交正交通建設(shè)工程檢測有限公司，廣東廣州510378)摘要：為探索極限荷載作用下，沖擊系數(shù)計算值與規(guī)范規(guī)定值的關(guān)系，為實際工程中橋梁沖擊系數(shù)計算提供參考，參照《89橋規(guī)》選擇車輛，采用二軸、三軸和五軸車輛的半車模型，依據(jù)橋梁檢測規(guī)范中荷載效應(yīng)的概念，將車輛荷載與規(guī)范的極限荷載標準值進行對應(yīng)，按照車橋耦合振動分析方法進行沖擊系數(shù)研究。通過計算某30m跨徑簡支T梁橋在

2、各級汽車荷載作用下的撓度，得到?jīng)_擊系數(shù)，并將結(jié)果與《89橋規(guī)》、《04橋規(guī)》取值進行比較，分析結(jié)果表明：當荷載較小時，計算的沖擊系數(shù)相對于規(guī)范值偏大，當荷載效應(yīng)接近于1時，即車輛荷載在橋梁結(jié)構(gòu)響應(yīng)的意義上與規(guī)范極限荷載接近時，計算所得沖擊系數(shù)滿足《04橋規(guī)》中關(guān)于沖擊系數(shù)的規(guī)定，說明《04橋規(guī)》中關(guān)于沖擊系數(shù)的規(guī)定是合理的。關(guān)鍵詞：車橋耦合振動；沖擊系數(shù)；汽車荷載標準值；荷載效應(yīng)中圖分類號：U441．3文獻標志碼：A文章編號：1671—7767(2014)01—0055—051前言于規(guī)范值。施尚偉口1]收集了4O座

3、跨徑13～50m《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》(JTGD60—2004)簡支梁橋和26座跨徑14~50m連續(xù)梁橋的沖擊系(以下簡稱《04橋規(guī)》)規(guī)定，汽車荷載的沖擊力標準數(shù)實測值，簡支梁實測值均小于規(guī)范值，大于3Om值為汽車荷載標準值乘以沖擊系數(shù)，按照橋梁的的連續(xù)梁實測值接近規(guī)范值或稍大。盛國剛n計固有頻率，沖擊系數(shù)的取值范圍為0．05～0．45l1]。算了3×401TI連續(xù)梁橋的車橋耦合振動，按照其計是重要的設(shè)計參數(shù)，取值范圍較大，因此近年對u算結(jié)果判斷，沖擊系數(shù)計算值大于規(guī)范值。趙劍_】朝取值的研究比較多。卜建清等[

4、2]采用數(shù)值方法分析收集了大量橋梁的沖擊系數(shù)實測值，并對其進行了了路面不平順、橋梁損傷、汽車參數(shù)和速度對沖擊系回歸分析，實測值中除個別值大于規(guī)范值外，絕大多數(shù)的影響。張為民L3“]分別基于試驗和計算對沖擊數(shù)均小于規(guī)范值。田玉梅n通過3座橋梁的動載系數(shù)進行分析，結(jié)果表明大跨徑連續(xù)粱的實測值大試驗，得到的沖擊系數(shù)均大于規(guī)范值。桂水榮口釘對于規(guī)范值，大跨徑斜拉橋計算值大于規(guī)范值。孫偉4×40m先簡支后連續(xù)梁橋進行了計算和動載試驗良L5基于6×20m連續(xù)空心板橋試驗數(shù)據(jù)，得到的分析，計算值和試驗值吻合較好，得到的最大沖擊系

5、最大沖擊系數(shù)略小于規(guī)范值。宋一凡_6通過計算分數(shù)值大于規(guī)范值。析，得到橋梁自振頻率在2～4Hz時，沖擊系數(shù)最以上對沖擊系數(shù)的研究，有基于實測值的也有大。漆景星_7采用車橋耦合振動分析方法計算了基于理論計算的，多數(shù)研究均出現(xiàn)大于規(guī)范取值的30m簡支T梁橋的沖擊系數(shù)，20m／s車速下計算結(jié)果，基于此，部分研究者認為規(guī)范規(guī)定的沖擊系數(shù)值大于規(guī)范值。姜長宇]對30m+45m+3Om連取值偏低。實測沖擊系數(shù)偏小的情況n¨]，由于缺續(xù)梁進行車橋耦合振動計算，得到主、邊跨沖擊系數(shù)少試驗設(shè)置數(shù)據(jù)，無法判斷偏小的原因。偏大的情略大于

6、規(guī)范值，支點截面沖擊系數(shù)明顯大于規(guī)范值，況是由于計算和實測大都采用i或2輛車，且車輛若規(guī)范值按第2階或第3階頻率計算，兩者差距減重量偏小，可以認為采用的車輛荷載與規(guī)范規(guī)定的小。袁向榮l9]認為偶、奇數(shù)跨連續(xù)梁中支點截面應(yīng)標準值差距較大，車輛荷載小，橋梁靜載變形一定分別按第2階或第3階頻率計算。王海城[1叩通過小，但輕車引起的橋梁振動不一定小，因此可能導(dǎo)致7Om跨徑石拱橋動載試驗，得到的沖擊系數(shù)明顯大由動靜響應(yīng)比計算所得沖擊系數(shù)偏大。Kwasniewski收稿日期：2013—07—05基金項目：國家自然科學(xué)基金資助項

7、目(51078093，51278137)；廣州市科技計劃項目(12C42011564)；西南交通大學(xué)牽引動力國家重點實驗室開放課題(TPLIO01)作者簡介：袁向榮(1957一)，男，教授，1989年畢業(yè)于西南交通大學(xué)一般力學(xué)專業(yè)，工學(xué)碩士，1992年畢業(yè)于西南交通大學(xué)橋梁與隧道工程專業(yè)，工學(xué)博士，1994年于南京航空航天大學(xué)機械工程振動與沖擊方向博士后流動站出站(E—mail：rongxyuan@163．corn)。56世界橋梁2014，42(1)等對3x21．7rn的公路橋梁進行計算和試驗研究l1，單車試驗時沖

8、擊系數(shù)值為0．025～1．640，雙車試驗時為0．2～0．5，他們認為試驗中較大的沖擊系數(shù)沒有意義，因為沖擊系數(shù)偏大時對應(yīng)的是輕荷載，而輕荷載作用下的靜變形較小，但輕荷載引起的動變形并沒有相應(yīng)減小，這樣得到的沖擊系數(shù)偏大?；谝陨衔墨I的分析，按照極限狀態(tài)的設(shè)計理念，應(yīng)該采用與規(guī)范規(guī)定的標準值接近的極限車輛荷載對沖擊系數(shù)進行研究?！?4橋規(guī)》的車道荷載為均布荷