【正文】 調(diào)整橋形。一般來說，美國公路橋梁的設(shè)計必須遵循美國國家公路與運(yùn)輸協(xié)會公路橋梁標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范2002，或者遵循橋梁荷載及阻力因子設(shè)計規(guī)范2007。任何公路橋的設(shè)計及分析都必須考慮車道荷載和車輛荷載。但是，當(dāng)考慮美國國家公路與運(yùn)輸協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范時，車輛荷載適用于短跨橋。規(guī)范中指定一個公路橋荷載的分布寬度以減小存在于梁體中的單向或者雙向彎曲問題。間接地，就證明了一個活荷載彎矩經(jīng)驗(yàn)表達(dá)式。因此，鋼筋混凝土板橋也就被設(shè)計成為一系列帶狀梁體。美國國家公路與運(yùn)輸協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范設(shè)計程序在20世紀(jì)初期到中期基于Westergaard (1926, 1930)，Jensen (1938, 1939)，以及Newmark (1948)的調(diào)查研究工作，得到初步發(fā)展。美國國家公路與運(yùn)輸協(xié)會荷載及阻力因子橋梁設(shè)計規(guī)范的目標(biāo)是發(fā)展全面的規(guī)定，并且為所有橋梁結(jié)構(gòu)制定出更加統(tǒng)一的安全限度。介于不可能在橋梁上部結(jié)構(gòu)所有車道同時加載，美國國家公路與運(yùn)輸協(xié)會允許降低加載到橋面的活荷載強(qiáng)度。這些活荷載減小因素被用于解釋在同一橋梁結(jié)構(gòu)元素下所有車道同時加載并且沿橋面位置產(chǎn)生最大彎矩的可能性。美國國家公路與運(yùn)輸協(xié)會橋梁標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和荷載及阻力因子設(shè)計程序規(guī)定，由全部車道同時加載的三車道以及四車道橋面板分析所得公認(rèn)結(jié)果，須得乘以折減系數(shù)。Sanders (1984)總結(jié)并列舉了近年來美國國家公路與運(yùn)輸協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的一系列變更，同時還提到折減系數(shù)這一概念最初是在1941年第三版中產(chǎn)生。然而，Sanders (1984)也同樣報道：最大的疑惑似乎是確定主梁設(shè)計彎矩時如何適度應(yīng)用規(guī)定的荷載強(qiáng)度折減。有工程師支持活荷載折減的同時，也有工程師在反對。據(jù)Taly (1996)報道：橋梁設(shè)計者不同意美國國家公路與運(yùn)輸協(xié)會關(guān)于為橋梁可承載多于兩車道時縱向梁活載折減提出的合理解釋。Mabsout et al. (2002)研究了鋼梁橋的荷載折減，在這個研究中，為估算三車道、四車道橋梁在多重存在的設(shè)計車輛輪壓分布對其彎矩和撓度的影響而進(jìn)行了一項(xiàng)參數(shù)研究。這一車輛荷載折減的橋梁實(shí)例，由美國國家公路與運(yùn)輸協(xié)會設(shè)計程序計算得到結(jié)果兵與滿載作用下的橋做比較。Mabsout et al. (2004)報道了利用三維有限元分析單跨鋼筋混凝土簡支板直橋變量研究現(xiàn)結(jié)果。這項(xiàng)研究被認(rèn)為是集各種橋跨長度以及橋面板寬度，多種車道數(shù)量和各種加載條件于一橋（有路肩和沒有路肩的）?；炷涟宓目v向彎矩和撓度得到了估算，并且與美國國家公路與運(yùn)輸協(xié)會所規(guī)定的設(shè)計程序進(jìn)行了對比。此外，Awwad et al. (2008)還報道了一項(xiàng)影響輪壓在簡支體系、兩跨體系、單車道和雙車道鋼筋混凝土板直橋上連續(xù)分布的初步變量研究有限元分析結(jié)果。這項(xiàng)研究被認(rèn)為是集各種跨徑長度、車道數(shù)（單車道和雙車道）以及活荷載條件于一橋（沒有路肩的）。本文章介紹用一般計算機(jī)程序SAP2000 (2007)計算的三車道和四車道鋼筋混凝土板橋，在多重汽車荷載（HS20）作用下，對其彎矩以及撓度的影響這一確定性參數(shù)研究。共列舉了60個不同的橋梁實(shí)例，均以靜態(tài)輪壓為條件進(jìn)行三維有限元分析。諸如跨徑長度、單跨體系、兩跨等跨連續(xù)體系以及在三車道、三分之二車道、四車道、四分之三車道、四分之二車道上布置設(shè)計活荷載產(chǎn)生的最大縱向彎矩。為了它們對輪壓分布的影響，這些參數(shù)均被列入實(shí)用范圍。最大彎矩和撓度用三維有限元分析計算得到，對荷載分布的影響從滿載和荷載折減（兩種情況）的三維橋梁實(shí)例對比中得到，且這些結(jié)果會同美國國家公路與運(yùn)輸協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范（二維）及荷載及阻力因子設(shè)計程序進(jìn)行對照。美國國家公路與運(yùn)輸協(xié)會公路橋梁標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對于簡支混凝土板橋，美國國家公路與運(yùn)輸協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范（2002）中建議了確定活荷載（HS20設(shè)計車輛荷載）彎矩時的三種方法。AASHTO規(guī)范（）中用到的一種簡便方法為即將安裝的梁板提供了如下所述計算設(shè)計彎矩的經(jīng)驗(yàn)公式：國際制單位：M=13500S，其中S ≤ 15 米(1a) M=1000（S90），其中S 15 米(1b)用美國通用單位時，上式等效于： M=900 S，其中S ≤ 50 英尺 (2a) M=1000（ S20），其中S 50 英尺 (2b)式中S=跨徑長度（單位為米用式1a，單位為英尺用式2a）；M=單位寬度的縱向彎矩（單位為Nm/m用式1b，單位為bft/ft用式2b）此外，邊梁的活荷載彎矩利用如下表達(dá)式確定：（對于HS20車輛荷載，P= 72 千牛 或者 16 千磅），規(guī)范并未指定邊梁的寬度。然而，一些交通部門（如在俄亥俄州）卻建議使用邊梁寬度450毫米（18英寸）。對于連續(xù)多跨的梁橋，根據(jù)美國國家公路與運(yùn)輸協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范（），邊梁彎矩的計算應(yīng)在簡單跨徑基礎(chǔ)上減小20%，否則除非從更好詳細(xì)的分析中得到更好的簡化結(jié)果。根據(jù)美國國家公路與運(yùn)輸協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范（）計算混凝土板的厚度，從而控制活荷載撓度。隨交通量（變化）增大的最小板厚h（單位毫米）(跨徑+3,000)/30計算，(跨徑+10)/30，且將有限元分析活荷載最大撓度值與美國國家公路與運(yùn)輸協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范（）S/800的撓度準(zhǔn)則相對比。最后，規(guī)范（）明確指出，從分析全部車道同時加載的三車道、四車道橋面板得到的結(jié)果，可分別減少10% and 25%（）。美國國家公路與運(yùn)輸協(xié)會橋梁荷載及阻力因子設(shè)計規(guī)范美國國家公路與運(yùn)輸協(xié)會橋梁荷載及阻力因子設(shè)計規(guī)范（2007）。這種簡便方法是將總的力矩（彎矩）變量劃分成等效寬度，以得到每單位寬度上的力矩（彎矩）。這個力矩（彎矩）值通過建立每個設(shè)計車道結(jié)構(gòu)寬度確定，針對于剪力和彎矩，每條車道縱向板條的等效寬度E有以下公式來確定：單車道加載等效寬度是：E = 250 + (L1 x W 1) 1 /2 (3a) E = 10 + 5(L1 x W 1) 1 /2 (3b) 多車道加載等效寬度是：E = 2,100 + (L1 x W 1) 1 /2 (4a) E = 84 + (L1 x W1)1 / 2 (4b)式中：E在公示(3a) 和 (4a)中單位為毫米，在公示(3b) 和 (4b)中單位為英寸；L1=橋跨長度（單位毫米或英尺），實(shí)際跨徑小于或等于18,000 毫米 (60 英尺)；W1=多車道加載時實(shí)際跨徑小于等于18,000 毫米 (60 英尺)，或者單車道加載時實(shí)際跨徑小于等于9,000 毫米(30 英尺)橋梁的橋面凈空，單位毫米（或英尺）。設(shè)計車道荷載是由橫向分布3m (10 英尺)， KN/m ( Kip/ft)的均布荷載組成。為設(shè)計車道而確定的彎矩，之后被等效寬度分解，以確定每單位寬度上的設(shè)計彎矩。美國國家公路與運(yùn)輸協(xié)會橋梁荷載及阻力因子設(shè)計規(guī)范（），邊梁彎矩將被假設(shè)承受一列輪壓和部分設(shè)計車道荷載。有效寬度被認(rèn)為是橋面板邊緣到護(hù)欄內(nèi)側(cè)距離（假設(shè)等于30厘米或者1英尺），加上30厘米（1英尺），再加上上面已經(jīng)計算出的橋面板帶寬度的四分之一得總和。(S +3,000)/30，而提供了板厚最小值h，這里的“h”和“S”(S+10)/30 (ft)中的相類似，S/800同樣的標(biāo)準(zhǔn)將被用于對活荷載撓度的評估。，將三車道和四車道的所有車道都布置活荷載，這將確定用于解釋車道同時加載概率的極限活荷載作用力效應(yīng)。英文原文Investigation of AASHTO Live Load Reduction inReinforced Concrete Slab BridgesF. El Me sk i 1。 M. Mabsout 2 。 and K. Tarhini3Journal of Bridge July 30,2010。accepted Februray 24,2011。posted ahead of print March 2,2011。doi:(ASCE)1PhD Candidate, Dept. of Civil and Environmental Engineering, American Univ. of Beirut。 formerly, Project Engineer at Khatib and Alami, Beirut, Lebanon. Email: fme09@ 2Dept. of Civil and Environmental Engineering, American Univ. of Beirut, Lebanon. Email: mounir@ 3Dept. of Civil Engineering, US Coast Guard Academy, New London, CT 06320 Email: @ Abstract: This paper presents the results of a 3D finite element study that investigated the effect of multipresence factor of load reduction factors used in the AASHTO Bridge Design Specifications. Typical onespan, twoequalspan continuous, simply supported, three and fourlane reinforced concrete slab highway bridges were selected for this study. AASHTO HS20 design truck loads are first placed transversally in all lanes, positioned sidebyside and close to one edge of the bridge slab。 this fully loaded condition served as a reference case. Reduced loading patterns are then investigated using 3D FEA, with design loads in two out of three lanes (Reduced 2/3), three out of four lanes (Reduced 3/4), and two out of four lanes (Reduced 2/4). The longitudinal bending moments and deflection results obtained for the FEA reduced and fully loaded bridges are directly pared. Furthermore, a correlation between the reduced load cases and AASHTO reduction factors or multiple presence factors is made for concrete slab bridges. For the three and fourlane bridge cases, AASHTO Standard Specifications generally correlate well with or overestimate the FEA reduced maximum moments and edge beam moments by up to 15% and 30%, respectively. This overestimation is more pronounced in shortspan bridges. It is remended that a reduction factor of 25% be applied only for reinforced concrete slabs with span lengths greater than 12 m (40 ft) and a reduction factor of 10% be applied for spans less than 12 m (40 ft). The AASHTO LRFD overestimated the maximum longitudinal moments and edge beam moments by up to 15% and 40%, respectively. This overestimation by AASHTO LRFD, which is larger for longer spans, is increased to 40% and 55% when pared to the FEA results due to reduced moments. This research supports the current AASHTO LRFD multiplepresence factors of for three lanes and for four lanes in estimating longitudinal bending moments in concrete slab bridges. The FEA results highlight the importance of considering span length in determining the multipresence factors when designing threelane or more concrete slab bridges. Thispaper will assist bridge engineers in quantifying the adjustment factors used in analyzi