6汽車及人群荷載6.0.1《原則》（97）中的車輛荷載在形式上為四個等級，即汽車—超20級、掛車—120；汽車—20級、掛車—100；汽車—15級、掛車—80；汽車—10級、履帶—50。同時規定，新建公路橋涵的設計不采用汽車—15級、掛車—80荷載，只是為便于國家統計工作的持續性而保存這一級荷載。國別車輛軸載限值（kN）設計荷載原則值（kN）單軸雙聯軸單軸雙聯軸美國聯邦82各州109145181144218日本100160英國100203均布荷載中加入120德國100160200400法國130160200400前蘇聯100200120240意大利120190180280地區國家單軸（kN）雙軸（kN）地區國家單軸（kN）雙軸（kN）美洲阿根廷玻利維亞巴西加拿大智利哥倫比亞墨西哥秘魯美國委內瑞拉1068010080，10060．120829055，11082．10985180120170145，191210145145180145，200145亞洲印度印度尼西亞伊朗伊拉克日本韓國馬來西亞巴基斯坦菲律賓沙特阿拉伯新加坡泰國澳大利亞新西蘭臺灣省香港12550，701301101001008180801301009182，9082806114780，12020017012214514518020016492，164155145102歐洲奧地利比利時保加利亞捷克丹麥芬蘭法國德國英國希臘匈牙利愛爾蘭意大利荷蘭挪威波蘭羅馬尼亞西班牙瑞典瑞士土耳其南斯拉夫前蘇聯8013010010080100130100100100，13010010212010060，10080100，7513010010080100100160200115-16014516016020018016016319018090，160145160，120147160140145160180非洲阿爾及利亞埃及利比亞馬里摩洛哥尼日利亞索馬里南非坦桑尼亞扎伊爾130100100110130100100828080160160160160160162145120有關組織推薦泛美公路大會美國各洲公路工作者協會AASHTO原經互會歐洲共同體亞太經社會8091100110110145155180180180現行公路橋涵構造設計用車輛荷載原則模式是根據我國建國后來公路上交通荷載的實際狀況，通過相稱長時期的分析、研究和修對的定的。通過幾十年的修訂、完善，其分級逐步完善、科學、合理，基本適應了我國公路橋涵構造發展的需求。1972年，在修訂《原則》時，對原車輛荷載原則進行了一次檢查，首先向用車單位作調查，另首先對按原則設計的橋梁通過某些重型卡車的能力作了計算比較。調查及計算分析的成果是：公路上最常行駛的車輛，解放牌一級總重不超出100kN，改裝后的黃河牌和某些越野車總重不超出300kN，這些都不超出或略超出原則車加重車，對較重的車要加以驗算。鑒于車輛總重和軸重日趨增大，軸數也日漸增多，特別是發展大型集裝箱運輸后，通往集裝箱港口碼頭的公路橋涵需考慮集裝箱半掛車能否正常通行，而從某些計算資料能夠看出，有些較重的卡車、自卸車、吊車和半掛、全掛車，在按汽車—20級、掛車—100設計的橋梁上還不能自由通行，因此，有必要在原有的車輛荷載原則中，增加一種較高的等級。《原則》（81）擬定，增加荷載等級汽車—超20級時，考慮了1978年京塘高速公路初步設計提出的兩重車列形式，一是200kN車隊或300kN車隊插入一輛550kN半掛車；二是原汽車—20級乘1.5倍，間距不變。后者即使便于記憶和計算使用，但事實上并無300kN雙軸車和450kN三軸車的車型，因此選定用200kN車隊插入一輛550kN半掛車，車輛間距仍取15m，加重車前后的間距取10m。在缺少更多資料和科研成果的狀況下，原則推薦暫用550kN半掛車插入200kN車隊的形式作為新增加的車輛荷載等級原則即汽車—超20級。為了確保橋涵的安全，對按荷載原則設計的橋梁的極限通過能力進行了計算。在制方《原則》（72）時曾對三個等級的荷載原則作過驗算；制訂《原則》（81）時，又檢查了各級橋梁的極限通過能力，所用車輛除我國自己生產的車型外，也考慮了進口的車型。各國生產的普通載重卡車較重的是三軸車，而各國法定的車輛總重及軸重的限制，最大車重300kN左右，極個別超出300kN。載重更大的車輛則向半掛車發展。普通卡車有四軸的，其作用不比三軸大。同噸位卡車大多有長短車身之分，其軸距亦不同。驗算通過能力時，選用了總重超出300kN或軸重超出120kN或重噸位軸距較短的車型。另外還選用了日漸增多的吊車，其重型四軸車可代表我國生產的雙軸轉向的四軸卡車。自卸車選用了載重120kN到320kN的多個車型。半掛車和全掛車取用載重150kN到500kN的多個車型。從驗算成果看，上述車型通過汽車—15級橋梁的狀況大致上比通過汽車—20級橋梁減少一級，即能夠與原則車同時以單輛車慢行通過的只能單獨通過、能夠單獨通過的只能單車慢車通過。同時，又將在按汽車—20級荷載設計的橋梁上不易通過的重型車如Coles（柯爾斯）100t吊車、上海380（320kN自卸車）、漢陽960（500kN半掛車）及漢陽881全掛車等，與550kN半掛插入200kN車隊作了比較，如以彎矩控制，跨徑30m下列可與550kN半掛車隊混行通過，跨徑30m以上可單車通過，且都比汽車—20級通過狀況為好。但是它與汽車—20集相比，級差不大，如跨徑50m下列單向寬11.7m的簡支梁橋、汽車—超20級的彎矩只比汽車—20級增大12%，剪力平均增大17%；對凈-7（m）的雙車道橋，則分別增大3.4%和5.9%，似乎局限性以形成一級，整個車輛荷載原則如何分級有待于進一步的研究。通過數年的使用發現，有些原則圖對汽車—15級與汽車—20級這兩種荷載原則采用同一截面尺寸，只是鋼筋稍有增加；尚有某些則兩者是完全同樣的。通過選用已有定型設計的鋼筋混凝土裝配式板橋和梁橋，分別計算在汽車—15級和汽車—20級兩種不同荷載下所需鋼筋雖比汽車—20級省1.8%~1.85%，但全橋造價只節省1.1%~5%，平均節省2.3%。并且許多在按汽車—20級設計的橋梁上能通過的車輛，在按汽車—15級設計的橋梁上就不能安全通過。也就是說汽車—15級的通行能力比汽車—20級必定要差，因此，在1997年修訂原則時，取消了汽車—15級、掛車—80這一級原則荷載。但為了國家統計工作的持續性，原則中仍保存了這一級荷載原則。但在此后的設計中不再采用。通過幾十年的發展事實證明，我國現行的公路橋涵設計用原則車輛荷載模式及其分級基本上是合理的，適應和體現了我國公路建設發展的需求。但隨著我國經濟實力的增加和公路交通事業的發展，特別是高速公路、一級公路的快速發展，交通運輸物流的快速發展，對公路橋涵設計用原則車輛荷載的應用提出了更高的規定。同時，我國現行的原則車輛荷載模式在總體上存在著某些不盡合理之處，如采用車隊荷載模式在橋涵構造設計時計算非常繁瑣、車隊荷載在不同跨徑的構造上產生的效應的連貫性不夠合理、荷載的級差不容易識別等，同時，采用原則車輛荷載模式容易造成一部分人員認為設計采用的虛擬的原則車輛荷載闡明在實際運行中允許如此載質量的車輛隨旨在對應的公路上行駛等錯誤的觀念。為此，本次修訂時，對公路橋涵構造設計的原則車輛荷載模式及其分級作了調節。一是變化了現在如汽車—20級之類的稱呼，改為公路—Ⅰ級、公路—Ⅱ級；二是明確取消了汽車—15級原則荷載，即在原則中不再保存該級荷載原則；三是在本原則中取消了原汽車—10級原則荷載，盡管我國四級公路的里程有30多萬公路，但考慮在設計四級公路的橋涵構造時，應適宜提高橋涵構造物的承載能力，為此后道路的改造和提高等級、提高道路的通行能力發明條件，從投資方面來看，在一定范疇內適度提高部分四級公路上的橋涵構造物的承載能力，對現階段及此后公路交通事業的發展是有利的，也是能夠接受的，也滿足了國防道路的建設需求。通過如此調節，汽車荷載分為公路—Ⅰ級、公路—Ⅱ級兩級，從荷載水平看，公路—Ⅰ級基本相稱于原原則的汽車—超20級原則荷載，公路—Ⅱ級基本相稱于原原則的汽車—20級原則荷載。同時，從形式上取消了驗算荷載，而將驗算荷載的影響通過多個途徑間接地反映到汽車荷載模式中。汽車荷載由車道荷載和車輛荷載構成。車道荷載由均布荷載和集中荷載構成。橋梁構造整體計算應采用車道荷載；橋梁局部加載及涵洞、橋臺臺后汽車引發的土壓力和擋土墻上汽車引發的土壓力等的計算應采用車輛荷載。車輛荷載與車道荷載的作用不得疊加。公路—Ⅰ級、公路—Ⅱ級汽車荷載的原則值是通過“公路橋梁可靠度研究”并通過與原原則的綜合比較分析擬定的，特別是兼顧了新舊原則間的銜接。6.0.2《原則》（97）規定，高速公路應采用汽車—超20級原則荷載，一級公路能夠根據公路的使用任務、功效和將來發展的需求等狀況選用汽車—超20級或汽車—20級原則荷載，二級公路和三級公路原則上應采用汽車—20級原則荷載，四級公路應采用汽車—10級原則荷載。本次修訂時，根據一級公路在公路網中的地位和作用，將一級公路擬采用的汽車荷載原則統一規定為公路—Ⅰ級，而將二、三、四級公路上的橋涵構造的汽車荷載原則統一調節為公路—Ⅱ級，考慮到原則使用的延續性、及某些邊遠地區交通的實際狀況及與原原則汽車—10級原則荷載應用的實際銜接，補充規定了重型車輛少的四級公路的橋梁設計所采用的汽車荷載原則值可為公路—Ⅰ級汽車荷載原則值的0.60倍。這樣，在汽車荷載等級上只有兩級，但在四級公路橋梁的解決上做出了局部的微調。6.0.3表6.3原則車隊荷載效應與掛車荷載效應的關系1．簡支板（凈-7+2*1.0m）跨徑（m）位置汽車—超20級汽車—20級備注恒+汽+人恒+掛恒+汽+人恒+掛10跨中M614.19550.88574.76(0.9)480.0支點Q378.9369.53296.03(0.71)322.64322.64/296.03=1.0913跨中M931.78933.85903.11(0.945)818.34支點Q393.19435.01340.34(0.8)383.03435.01/393.19=1.1383.03/340.34=1.12516跨中M1461.91426.71374.4(0.93)1286.6支點Q490.5537.56418.3(0.75)481.020跨中M2038.71927.01885.7(0.83)1744.5支點Q536.4567.9463.7(0.71)504.7567.9/536.4=1.06504.7/463.7=1.09注：括號內數值為汽車—超20級荷載的效應與汽車—20級荷載的效應比值，下同。

2．簡支梁（凈-7+2*1.0m）跨徑（m）位置汽車—超20級汽車—20級備注恒+汽+人恒+掛恒+汽+人恒+掛25跨中M4857.64747.34339.6(0.76)4371.5支點Q855.6753.8720.3(0.65)685.830跨中M6953.96665.96179.2(0.73)6058.3支點Q1008.1847.6861.8(0.65)793.935跨中M8922.38246.167929.1(0.73)7664.4支點Q1101.4905.8963.5(0.65)852.340跨中M115951059910556(0.71)9921支點Q124210291104(0.65)97645跨中M146481334513489(0.73)12567支點Q139311561267(0.67)110350跨中M180681623916756(0.73)15359支點Q157612731424(0.68)12223．簡支板（汽車—超20級，雙向四車道高速公路，橋寬度變化）跨徑（m）位置邊板中板備注恒+汽恒+掛恒+汽恒+掛16跨中M1509.51530.71416.21444.7成南線支點Q460.9433.6437.5413.620跨中M2264.12201.52223.72151.1支點Q529.5484.1521.6473.910跨中M531.5495.7486.2461.9錫宜路支點Q243.3253.9223.8240.413跨中M625.2817.2754.1757.9支點Q304.9294.2273.1275.616跨中M1276.21271.21172.61182.3支點Q378.2359.5350.4336.320跨中M.01928.41845.71785.4支點Q445.0413.3411.6384.0在修訂本原則前，結合國標《公路工程構造可靠度設計統一原則》（GB/T50283—99）的編制，在開展“公路橋梁可靠度研究”時，對汽車荷載及其荷載效應都作了統計分析。由于構造設計只需荷載效應,而行駛于橋上的汽車車隊荷載以多個參數(車重或軸重、車間距、軸距)影響產生于構造中的效應,它不能被直接引入可靠度分析之中。因此必須在汽車荷載調查分析基礎上,通過對不同橋型、多個跨徑的大量計算,求得含有控制作用的各類效應。汽車車隊荷載的調查是通過“公路車輛動態測試儀”進行的。根據全國交通量調查長久觀察的資料,選擇了207、328、305、101四條國道干線上對應的山西晉城、江蘇揚州、遼寧大洼、河北承德設立了測點。晉城測點運煤車多,車重大；楊州測點車流多,密度大；大洼測點車型變化多,集裝箱和拖掛車占較大比例；承德測點則是車重不大,行車密度也較稀。這些測點的車輛交通狀況各含有特點,在一定程度上反映了我國各級公路的車流狀況。通過各個測點持續五天的測錄,獲得了6萬多輛汽車的有關數據。另外,還用人工辦法測得了300多輛汽車自然堵塞狀況。這些調查數據構成了汽車荷載分析,進而進行汽車荷載效應分析的基礎。汽車的行駛密度對構造設計有著重要的影響。而公路上實際行車密度隨時間(一天內)和季節的變化其差別是很大的。在汽車荷載統計分析時,不能把全部樣本籠統地集合在一起,而應根據實測資料大致地劃分汽車的運行狀態。按照現行原則的規定以及現在設計所采用的汽車荷載原則,統計時將汽車荷載分為密集運行和普通運行兩種狀態。前者的兩輛相隨汽車的時間間隔在三秒下列，也涉及堵車狀態，比擬于現行規范汽車—超20級；后者的兩輛相隨汽車的時間間隔在三秒及三秒以上,比擬于現行規范的汽車—20級。從統計學的角度出發,要獲得汽車荷載效應的統計資料,理應從實際構造上直接測得。但是,現在在測試技術上尚存在困難,無法做到。汽車荷載效應只能根據汽車荷載的實測數據及統計成果通過大量計算擬定。這樣,就無視了構造(空間或平面)、材料(彈性或非彈性)、計算(精確或近似假定)等因素的不定性對荷載效應統計規律的影響。既然汽車荷載效應要通過計算加以擬定,如何選擇汽車荷載樣本也是一種重要問題。根據現有調查統計資料有下列三個方案可供選擇：①從汽車荷載統計規律中隨機抽取車重和車間距構成各式車隊；②在時段內尋找使構造產生最大效應的車隊；③經剔除異常值后持續測錄的自然車隊。經分析比較后認為,第三方案為最佳方案。由于它不僅更靠近于實際車流狀況,并且從統計分析成果看,無論是普通運行狀態還是密集運行狀態均但是多地脫離現行規范規定的汽車荷載原則產生的效應值,這樣就可避免在材料用量上與以往設計成果比較波動過大。汽車荷載效應的可靠性分析采用無量綱參數KSQ=SQ/SQk,其中SQ為根據實測的汽車荷載計算的效應值,分為普通運行狀態和密集運行狀態；SQk為根據現行規范規定的汽車荷載原則計算的對應于SQ的效應值,普通運行狀態時汽車荷載原則采用汽車—20級,密集運行狀態時汽車荷載原則采用汽車—超20級。用K－S檢查法或小樣本W2檢查法進行截口分布的擬合檢查，設計基如期1內的最大值分布根據截口分布選用了兩個分布類型：正態分布和極值Ⅰ型分布。由汽車荷載效應在設計基如期內的統計參數和概率分布函數能夠看出,在任何狀況下剪力效應均不起控制作用,汽車荷載原則值應以彎矩效應的概率分布為基礎取值。按照國際慣例,荷載原則值取確保率為95%的分位值。則普通運行狀態時：由正態分布計算得由極值Ⅰ型分布計算得密集運行狀態時：由正態分布計算得由極值Ⅰ型分布計算得以上各式中,為由現行規范的汽車荷載原則圖式產生的效應值。普通運行狀態時對應于汽車—20級荷載；密集運行狀態時對應于汽車—超20級荷載。顯而易見,實際調查統計得到的效應原則值均不大于現行規范汽車車隊荷載原則值產生的效應值：普通運行狀態時約小11%；密集運行狀態時約小7%。上述研究成果從一種方面表明，我國原來采用的車輛荷載原則是恰當、合理的，總體上是應了我國公路交通事業發展的需求。但在擬定新汽車荷載原則值時還是根據有關規定總體上對汽車荷載的原則值的規定作了少量的提高。上述取值原則承當了5%的風險率,若將風險率降到1%,則所得調查統計原則值,普通運行狀態和密集運行狀態均達成了現行規范的原則值。在《公路工程構造可靠度設計統一原則》（GB/T50283—99）工作的基礎上，本原則將車輛荷載原則模式由車隊荷載計算模式調節為車道荷載模式。車道荷載模式由含有一定壓力強度的分布力q和集中力P構成。由于汽車荷載原則值是由設計基如期內汽車荷載效應最大值概率分布的某一分位值擬定的。因此車道荷載q和P值的求得,需要將其施加于多個構造的多個跨徑,并使計算效應大致等于這個分位值。通過重復的計算比較，提出了本《原則》規定的車道荷載的均布荷載q和集中荷載P之值。由于原車隊原則的因素，本《原則》在總體上與原汽車—超20級和汽車—20級原則荷載協調的基礎上在局部或細部有些不同程度的差別，總體上，公路—Ⅱ級荷載與汽車—20級荷載產生的荷載效應相稱，而公路—Ⅰ級荷載較原汽車—超20級原則荷載產生的荷載效應微有不同程度的提高，平均提高約6~8%。公路—Ⅱ級車道荷載原則值統一取公路—Ⅰ級原則值的0.75倍。如此，事實上，通過本次原則修訂后，公路橋涵設計用汽車荷載原則值較原原則有不同程度的提高，這也與我國公路上交通量和交通荷載的快速增加在一定程度上是適應的。同時，如果結合具體的橋涵構造設計規范，如《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》（JTJ023--85），總體上對構造承載能力規定的提高幅度還要高某些，這對確保作為生命線工程的橋涵工程構造的安全、耐久是必要的。6.0.4～6.0.5本《原則》規定：橋梁局部加載及涵洞、橋臺和擋土墻等的計算應采用車輛荷載。為便于管理并與原原則合理銜接，原則車輛荷載統一采用原汽車—超20級荷載原則中總重為550kN的重車。如此，對原汽車—20級原則荷載作用的橋臺和擋土墻的承載能力規定約提高140/120=1.167倍，實際工作中需增加的投資極有限但其對提高整個公路工程的通行能力的作用是極為明顯的。車輛荷載的變化對涵洞的設計影響極少，但對橋梁的局部構件的規定提高了。從近幾年橋梁構造的損壞狀況看，諸多為構造的局部構件的損壞造成整個構造使用出現問題，同時，有關的橋梁構造構件的局部承載能力應逐步趨向于一致，這對此后公路及其橋梁的改造是極為必要的。為適宜兼顧與《原則》（97）汽車—10級原則汽車荷載的合理銜接，原則對重型車輛少的四級公路上的有關構造物設計所采用的汽車荷載規定在公路—Ⅰ級原則汽車荷載的基礎上乘以0.60的系數。6.0.6本《原則》規定，橋面凈寬除行車道寬度外，還涉及硬路肩、安全帶等寬度。車輛實際行駛時，可能在行車道上，也可能在橋面的其它部位上，因此，要考慮橋面凈寬內如何布載的問題。在以往的橋梁設計中，常碰到這樣的狀況：單純按原則橫向布載的規定在橋面上布置車隊數，而不考慮能使車輛正常行駛并使之保持一定行車速度所必需的行車道寬度。例如：9.75m的橋面凈寬，按原則規定，橫向布載可布置三個車隊，但本《原則》有關行車道寬度3.50～3.75m的規定，要設立三個布載車道最少需要有10.5m橋面凈寬才干確保車輛正常行駛。顯然，盡管按布載寬度3.10m（車廂寬2.50m加相鄰車廂凈距0.6m）在9.75m橋面凈寬上可布置三行車隊，但按行車條件的規定是不合理的。布載寬度是為使橋梁獲得最大荷載效應所作的規定，車輛實際行駛仍需要足夠的行車道寬度。在擬定橫向布置車隊時，兩者均應考慮。橋梁橫向布置車隊數N的新規定，是以最小原則行車道寬度3.5m為控制參數的。當為單向行車道時，把3.5N的橋面凈寬作為其下限，3.5（N+1）作為上限，如采用三個布置車隊數，則橋面凈寬必須不不大于3.5*3=10.5m，而不大于3.5*4=14.0m；當為雙車道時，由于橫向布置車隊數必然為偶數，因此其下限仍然為3.5N，而上限則為3.5（N+2），如采用二個布置車隊，其橋面凈寬的下限為3.5*2=7.0m，而上限為3.5*4=14.0m。6.0.7運用新近在四條國道干線公路上持續測得的汽車荷載參數（車重、軸重、軸距及車間距等），考慮特大跨徑橋梁的受荷特點及我國現行原則車輛荷載的現狀，將經整頓得到的車隊荷載作為樣本，通過計算機程序計算其在多個跨徑（側重于大跨徑）的各類橋梁（重要是持續梁和簡支梁）上的效應，對這些效應進行統計分析。根據可靠度理論，將通過橋梁的汽車荷載作為隨機過程來解決，設計基如期取1，以隨機過程的截口分布為基礎，求得設計基如期內得最大值分布。取最大值概率分布的0.95分位值，得到隨跨徑變化的效應曲線，經線形回歸得到汽車荷載縱向折減系數的計算公式：該曲線隨L增大的遞減率較平緩，為方便使用，提出簡化規定值。6.0.8表6.0.8各國原則多行車隊布載時的橫向系數比較12345678《原則》（JTJ001-88）1.02.02.42.83.54.24.95.6英國BS54001.02.02.332.673.03.333.674.0加拿大OHBDC1.01.82.42.83.03.33.854.3美國ASCE1.01.72.12.52.93.33.74.1《原則》（JTJ001-97）1.02.02.342.683.03.33.644.06.0.9人群荷載是公路橋梁構造設計的基本可變荷載之一，在設計或驗算承載能力極限狀態和正常使用極限狀態下的構造或構造構件的強度和穩定時，必須考慮公路橋梁上人群荷載的作用。在1951年的《公路工程設計準則（草案）》中，規定跨徑20m下列時，人群荷載為400kgf（3.922），30m以上為300kgf（2.941），在兩者之間則按跨徑大小內插。1954年和1956年的準則中，規定普通為300kgf（2.941），都市范疇內行人稠密地區為400kgf（3.922）。1967年公布的《公路橋涵車輛荷載及凈空原則暫行規定》中，考慮到全橋同時滿布車輛和行人的機會較少，因而改前者為200kgf（1.961），后者為300kgf（2.941）。1972年頒布的原則規定普通為250kgf（2.451），都市郊區行人稠密地區為350kgf（3.431）。修訂1972年原則時，根據各應用單位應用狀況的反饋并參考城建部門所采用的人群荷載原則，規定普通為300kgf（2.941），都市郊區行人密集地區為350kgf（3.431），但亦可根據實際狀況或參考所在地區都市橋梁設計的規定予以擬定。1981年、1989年和1997年的《原則》維持了原規定。各國規范的規定基本上均真實地反映了人群荷載在橋梁上的變化規律，即在小跨徑時，人群荷載值取為定值；在中檔跨徑時，人群荷載值隨跨徑的增加而遞減；并當跨徑較大時，人群荷載值趨向穩定。從現行《公路橋涵設計通用規范》（JTJ021－89）中有關人群荷載的規定與各國規范規定的比較來看，在小跨