负载损耗
如前所述，这是这个由两部分组成的博客系列的第二部分。在第一部分中，我讨论了标准活载设计车辆，并介绍了这些车辆的设计方法。在本系列的第二部分中，我将讨论如何活载耗散，以及如何确定标准公路荷载和施工车辆在不同覆盖深度下的活载压力。
你可能会问自己，在不同的覆盖深度下，活载荷压力是如何确定的?答案可能比你想象的要简单。压力由表面活荷载除以x深度处的分布轮胎荷载确定。然而，有多种方法来确定活荷载如何消散到土壤中，下面将对此进行解释。
如果您还记得第一个系列，我已经包括了NCSPA书中的表7.7，其中包含了不同覆盖深度下的特定活载压力。这个表格再次附在下面，可以用传统的方法来描述。对于这个表，压力是基于荷载通过面积为10平方英尺的12英寸厚路面施加的压力，压力通过土壤根据弹性理论(Boussinesq方法)分布。
此外，根据不同的荷载分布斜率，有不同的活载压力消散方法。NCSPA设计手册使用荷载分布斜率为1 / 2到1(水平到垂直)，而nspa设计手册的6.4节AASHTO公路桥梁标准规范引用使用0.875到1的负载分布。考虑这个问题的一种更简单的方法是假设负载分布在一个截形棱镜的底部，其侧面斜率为1垂直和0.5-0.875(取决于方法)水平。使用1 / 2到1的荷载分布坡度是最保守的，建议用于较重的施工装载车辆。对于3英尺以下的盖层高度，应包括额外的影响因素，如AASHTO详细说明。
对于非标准车辆，需要知道几个因素来确定活载压力:车辆的重量、车轮/轴的数量、轴距和轮胎的接触面积。这些都可以在汽车制造商的规格中找到。对于标准公路车辆，每个变量都在AASHTO中列出。根据AASHTO，假定轮胎接触面积为宽20 "、长10 "的矩形。需要注意的是，标准车辆和非标准车辆都假定轮胎压力在接触区域内均匀分布。
我将通过一个快速的例子来说明HS-20卡车使用0.875到1的负载分布，以及建筑装载车辆(CAT777D铰接式卡车)在5 '盖处使用½到1的负载分布。
总而言之，HS-20车辆有32,000磅的轴(两个- 16,000磅的车轮组)和10“x 20”(0.83 ' x 1.67 ')的轮胎接触面积。使用0.875到1的负载分布将导致长度等于0.83 ' + 0.875 h + 0.875 h(可以简化为0.83 ' + 1.75H)。同样，宽度可以简化为1.67 ' + 1.75H。下面是一张等距图来进一步说明这种耗散。
在5 '的覆盖处使用上述公式将得到分布长度为9.58 '和宽度为10.42 '。要确定5 '的活负载压力，您将采用16,000磅车轮组并将其除以您的分布式负载区域(9.58 '长x 10.42 '宽)，以获得160 psf的活负载压力。通过将其与上表进行比较，您可以看到这种方法在5 '的覆盖处产生的数字略小于传统方法。
现在，让我们对CAT777D非公路卡车进行相同的练习。这辆车由两个轴组成，后轴包含串联车轮。从它们的规格来看，总工作重量为360,143磅，其中67%的重量在后轴上(241,300磅，或每个后轮组120,650磅)。标准轮胎为27.00-R49 (E4)轮胎。这种轮胎的总接触面积为707平方英寸，宽度为29.8英寸(2.48 ')，长度为23.7英寸(1.97 ')——串联轮胎的总接触面积为4.96 '，长度为1.97 '。轴距为15 '。
如前所述，对于建筑加载应用，我们建议使用1 / 2英寸到1英寸的负载分布。由此，长度方程为1.97′+0.5H +0.5H(简化为1.97′+ H)，宽度方程为4.96′+ H。在覆盖层5′处，分布长度为6.97′，分布宽度为9.96′。将120,650磅的车轮组除以这个分布面积将等于在5英尺的覆盖处约1,740每平方英尺的活载压力。
对于轴距较小的车辆，分布载荷轮胎区域可能重叠。对于这些情况，您可以考虑所有相互作用车轮的重量，并将其除以每个相互作用车轮的分布面积，以确定适当的活载压力。
希望这能提供一些关于活载荷是如何分解的见解。当然，如果你有进一步的问题，请随时联系我!
