公路工程荷載標準解析

程旨輝，許春波

(黑龍江省水利水電勘測設計研究院，哈爾濱150080)

1 關于荷載的規定

汽車荷載在公路工程技術標準中規定為公路－Ⅰ級和公路－Ⅱ級兩個級別。

汽車荷載組成分為車道荷載和車輛荷載。橋梁結構整體計算采用車道荷載，橋梁結構局部加載、涵洞、橋臺和擋土墻土壓力的計算采用車輛荷載。車道荷載與車輛荷載的作用不得疊加。

2 車道荷載

2.1 車道荷載由均布荷載和集中荷載組成

均布荷載公路－Ⅰ級為10.5 kN/m，二級公路作為干線公路且重車較多時，其橋涵設計可采用公路－Ⅰ級標準。一般二級公路車道荷載為Ⅰ級車道荷載的0.75倍即7.875 kN/m。四級公路重型車輛較少時，其橋涵設計可采用Ⅱ級標準的0.8倍即7.875×0.8=6.3 kN/m。

2.2 車道荷載的集中荷載

公路－Ⅰ級集中荷載按以下規定選取:計算跨徑≤5 m時取180 kN。計算跨徑≥50 m時取360 kN。5～50 m按內插求得。公路－Ⅰ級車道荷載見表1。

表1 公路－Ⅰ級車道集中荷載 kN

公路－Ⅱ級集中荷載為公路－Ⅰ級集中荷載的0.75倍，見表2。

表2 公路－Ⅱ級車道集中荷載 kN

四級公路為二級公路集中荷載的0.8倍，見表3。

表3 四級公路車道集中荷載 kN

計算剪應力效應時，上述集中荷載乘以1.5倍的系數。

3 車輛荷載

公路－Ⅰ級和公路－Ⅱ級汽車荷載采用相同的車輛荷載標準值，在原規范中為汽車超20級車輛標準中總重550 kN的加重車，在通用規范(JTG－60－2004)中為表4.3.1－2和公路工程技術標準(JTG B01－2003)中為表6.0.4。車輛荷載主要指標見表4。

4 等外公路荷載標準

等外公路系指4級以外的道路，水利工程中的農橋系指4級以外公路上的橋梁(如鄉村道路)，其荷載標準目前尚無統一標準，我國公路的荷載標準統計見表5。

表4 車輛荷載主要技術指標

表5 公路荷載標準統計表

本次修訂后的規范，將汽車荷載由原規范規定一輛重車和具有規定間距的若干標準車組成的車隊表示改為具有一定壓強的分布力q和集中力p組成的模式作為新規范汽車荷載模式，并命名為車道荷載。

汽車荷載的壓力強度q和集中荷載p的確定是建立在大量的實測統計基礎上的，并通過荷載效應的可靠性分析，求出荷載效應作用下的彎矩和剪力的分布規律，與現行規范接軌使其差異不能過大。用K－S檢驗或小樣本W2檢驗法進行截口分布的擬合檢驗，設計基準期的最大值分布根據截口分布選用兩個分部類型。

汽車荷載標準值是由基準期內汽車荷載效應最大值概率分布的某一分位值確定的，所以車道荷載q和p的求得需要將其施加各種結構的各種跨徑，并使計算效應大致等于這個分位值。

從汽車荷載效應在基準期內的統計參數和概率分布函數(見公路結構可靠度統一標準P63表8汽車荷載效應統計參數和概率統計分布函數表)可以看出，在任何情況下剪力效應均不起控制作用，而彎矩效應則起控制作用，因此汽車荷載標準值以彎矩效應的概率分布為基礎取值。按國際慣例荷載標準保證率為95%的分位值。

一般運行狀態時，正態分布計算得:

由極值Ⅰ型分布計算得:

密集運行狀態時，正態分布計算得:

由極值Ⅰ型分布計算得:

上式中為本規范產生的汽車荷載標準圖的效應值，一般狀態對應汽－20，密集狀態對應汽－超20，由此可知實際調查效應值小于現行汽車車隊荷載標準值產生的效應值S'QK。

由于我國公路橋梁的可靠性研究尚屬首次開展，在汽車荷載研究中又忽略了一些不定性因素，所以在確定車道荷載q和p值時，一般狀態≥0.89S'QK，密集狀態≥0.93S'QK，多數狀態接近S'QK，最大＜1.1S'QK。

[1]交通部公路司，中國工程建設標準化協會公路工程委員會.JTG B01－2003公路工程技術標準[S].北京:人民交通出版社，2004.

[2]中交公路規劃設計院.JTG D60－2004公路橋涵設計通用規范[S].北京:人民交通出版社，2004.