桥梁所受的作用ppt课件.ppt

第四节桥梁所受的作用 1 1 4桥梁的设计作用 荷载 Action Loads onBridges 1 4 1桥梁作用分类1 4 2作用计算1 4 3作用效应组合 2 一 桥梁作用分类 3 桥梁所受作用示意图 4 作用的分类 永久作用 permanentaction 量值不随时间变化或变化值可忽略 如 结构重力 预加应力 混凝土收缩和徐变作用等 可变作用 variableaction 量值随时间变化且变化值不可忽略 如 汽车荷载 人群荷载 风荷载 温度作用等 偶然作用 accidentalaction 作用时间短暂 发生的机率小 如 地震作用 船撞力和汽车撞击作用 5 6 二 作用的计算 上 7 永久作用 结构自重 按设计尺寸和材料的重力密度计算确定 常用材料的重力密度 8 1 公路桥梁汽车荷载 依据 公路桥涵设计通用规范 JTGD60 2004 汽车荷载由车道荷载和车辆荷载组成 桥梁结构整体计算采用车道荷载 桥梁结构局部加载 桥台等计算采用车辆荷载 二者作用效应不得叠加 9 汽车荷载 车道荷载 10 公路 I级和公路 II级采用相同的车辆荷载550kN 立面布置 平面布置 汽车荷载 车辆荷载 11 汽车荷载的横向布置 横向分布系数计算时 按图示的方式进行偏心加载 横向布置的最大车辆数不超过设计车道数 12 汽车荷载折减系数 横向折减系数 纵向折减系数 13 城市桥梁汽车荷载 汽车荷载组成 车道荷载和车辆荷载荷载等级划分为城 A级和城 B级荷载折减系数 只考虑横向折减系数 依据 城市桥梁设计荷载标准 CJJ77 98 14 城 级车道荷载城 B级车道荷载 15 2 汽车荷载冲击力 冲击作用 汽车以较高速度过桥时 由于桥面不平整等原因 引起桥梁结构振动 内力增大 冲击力 汽车荷载标准值 冲击系数 填料厚度 0 5m的拱桥和重力式墩台不计冲击力 冲击系数 竖向动力效应的增大系数 以结构基频f为指标 f14HZ 0 45 城市桥梁 与l相关 16 3 汽车荷载的其它影响力 汽车荷载离心力 弯桥半径 250m 车辆荷载标准值 C离心力系数汽车荷载制动力 刹车时在路面与车辆之间发生的滑动摩阻力 制动力标准值 加载长度内车道荷载的10 公路一级荷载 制动力标准值 165kN 公路二级荷载 制动力标准值 90kN 17 4 人群荷载 城市郊区行人密集区 人群荷载取上述规定值的1 15倍 专用人行桥梁 人群荷载标准值为3 5kN m2 18 二 作用的计算 下 19 中华人民共和国铁道标准活载 简称 中 活载 ZK 活载 铁路列车荷载 20 风荷载的研究 Tay桥跨桥事故 1879年 21 TayBridge 22 塔科马桥风毁事件 1940 板式钢梁风速 19m s扭转颤振 23 Tacomabridge 24 风荷载取值 桥梁横桥向 风荷载标准值 横桥向风压 迎风面积桥梁顺桥向 可不计桥面系及上承式梁所受的风荷载桥墩 顺桥向风荷载值 70 横桥向风压 迎风面积桥塔 顺桥向风荷载值 横桥向风压 迎风面积 风洞试验 25 温度作用 均匀温差 年温差 导致桥梁各截面的均匀温升或温降 伸长或缩短 梯度温差 由日照辐射或骤然温降所引起 在结构各截面上分布是不均匀 非线性的 26 桥梁结构损伤形态 落梁 支承连接件破坏 墩台和基础破坏 偶然作用 地震作用 27 桥梁结构的抗震设计 地震动峰值加速度 0 10g地区的桥涵 抗震设计 地震动峰值加速度 0 05g地区的桥涵 简易设防 28 船舶的撞击力 内河船舶撞击作用 29 广东南海九江大桥事故 通航孔桥墩 横桥向撞击力1200t非通航孔桥墩 横桥向撞击力40t 事故鉴定 大桥质量优良 防撞设计具有前瞻性 30 三 作用效应组合 31 桥梁极限状态设计方法 承载能力极限状态 作用效应的组合设计值 承载力设计值正常使用极限状态 裂缝宽度 挠度等验算 桥梁结构的结构重要性系数 32 承载能力极限状态 基本组合 0 结构重要性系数SGik 永久作用效应的标准值SQ1k 汽车荷载效应 含冲击力 离心力 的标准值SQjk 其它可变作用效应的标准值 c 组合系数 0 8 0 7 0 6 0 5 永久作用与可变作用相结合 分项系数 Gi 1 2 Q1 1 4 Qi 1 4 风荷载取1 1 33 例 1 1 1 2结构重力 1 4汽车荷载 0 8 1 4人群荷载 1 0 1 2结构重力 1 4汽车荷载 0 7 1 4人群荷载 1 1风荷载 34 承载能力极限状态 偶然组合 永久作用与可变作用某种代表值效应 一种偶然作用相结合 多个偶然作用不同时参与组合 偶然作用的效应分项系数取1 0 35 正常使用极限状态 作用短期效应组合 永久作用标准值与可变作用频遇值相组合 汽车荷载 不计冲击力 1 0 7人群荷载 1 1 0风荷载 1 0 75温度梯度作用 1 0 8其他作用 1 1 0 1 频遇值系数 36 正常使用极限状态 作用长期效应组合 永久作用标准值与可变作用准永久值相组合 汽车荷载 不计冲击力 2 0 4人群荷载 2 0 4风荷载 2 0 75温度梯度作用 2 0 8其他作用 2 1 0 2 准永久值系数 37 习题1 计算跨径l 15 5m的钢筋混凝土简支梁 其跨中截面的弯矩标准值为 梁自重作用产生的弯矩标准值MG1k 399 806kN m 桥面铺装 栏杆 人行道等自重 二期恒载 作用产生的弯矩标准值MG2k 302 715kN m 汽车荷载作用 计入冲击系数 0 352 产生的弯矩标准值MQ1k 726 507 1 352 982 237kN m 人群荷载作用产生的弯矩标准值MQ2k 21 014kN m 试进行作用效应组合的计算 1 承载能力极限状态基本组合 2 正常使用极限状态的短期效应组合 3 正常使用极限状态的长期效应组合 38 习题2 计算跨径为29 16m的预应力钢筋混凝土简支T形截面梁 其支点截面的剪力标准值VG1k 275 71kN 桥面铺装 栏杆 人行道等自重作用 二期恒载 产生的剪力标准值VG2k 94 92kN 汽车荷载作用 计入冲击系数 0 1188 产生的剪力标准值VQ1k 374 65kN 人群荷载作用产生的剪力标准值VQ2k 16 34kN 试进行作用效应组合计算 39 习题3 主孔净跨径为60m的等截面悬链线空腹式无铰拱桥的拱圈为石板拱 在拱圈的拱顶截面上 由荷载作用在单位拱圈宽度上产生的效应标准值见表1 2 试求其基本组合设计值 40 习题1答案 1 承载