《桥梁工程》讲稿--(1)概论

.,桥梁工程BridgeEngineering,主讲：陈宝春,教授,福州大学土木工程学院福州大学桥梁工程福建省精品课程,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,第一章概,论,1.11.21.31.41.5,桥梁发展概述桥梁的组成与分类桥梁设计概要桥梁所受的作用桥梁的使用管理,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,一、古代桥梁,AncientBridge,1.1桥梁发展概述,HistoricalBackground,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,桥梁的起源,最早的人工桥梁有,可能源自：倾于河上的雷击树木,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,桥,艾青1934年,当土地与土地被水分割的时候，当道路被水截断的时候，,智慧的人类伫立在水边，,于是产生了桥。,苦于跋涉的人类，应该感谢桥。,桥是土地与土地的联系，桥是河流与道路的爱情，,桥是船只与车辆点头的驿站，,桥是乘船者与步行者挥手告别的地方。,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,圬工桥梁,法国尼姆的加尔德桥建于古罗马时代，水道桥建于公元前6313年，道路桥是1747年加建的。水道高出河面47.4米。,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,在中国，公元前250年周朝末年的坟墓中就有了砖拱，至公元282年有了记载的石拱桥。河北赵县安济桥，跨径37.4m，矢高7.23m，宽约9m。建于公元606年，是迄今世界上尚存的跨径最大的古代石拱桥。,.,巴黎塞纳河上的拱桥群,福州大学桥梁工程福建省精品课程,意大利威尼斯的Rialto桥建于1591年，净跨27m，两旁两排店铺中有通道。,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,二、国外近现代桥梁,第一座铁桥，,Severn桥，建于,1779年，跨度100英尺（30m).,钢桥Steelbridge,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,1874年，EadsBridge（St.LouisBrigdge)建成，主跨为为158m，第一座钢拱，首创悬臂施工法。,建桥者为JamesB.Eads.Afterworkingbrieflyinsalvage,he,spent20yearsdesigning,building,andoperatingnumerousvessels,andduringtheCivilWarhe,constructedafleetofironcladgunboatsfortheUnion.,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,18691883年由美国著名的索桥专家约翰.A.罗布林（John.A.Keeblin）设计的Brooklyn悬索桥建成跨486m。塔柱由花岗岩砌筑而成，除主索外还用斜拉索加劲。,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,1932年，位于澳大利亚的悉尼洪大桥建成。它跨度为为503m。,1917年的美国纽约的HellGate（狱门）桥（跨径297m）。,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,In1931，BayonneBridge(培红桥）,establishedanewmarkforarchBridgewithamainspanof1,675feet（504m).,TheNewRiverGorgeBridgeinWestVirginiawasthelongestarchbridgeuntilthe,completionoftheNanpuBridgeinChinain2003.The1700foot(518.3m)steeldeckarchwascompletedin1977.,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,混凝土桥Concretebridge,1904年，罗马的Risorgimento桥建成，该桥跨径超过了,100m,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,克罗地亚克尔克桥,主跨390m，采用三室箱，矢跨比,1/6.5，等截面无铰拱，采用悬臂桁架拼装方法施工。,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,悬索桥(Suspensionbridge)美国旧金山金门大桥,19331937,把桥梁设计引入了现代阶段座落于绵延起伏的山间,地处气候条件特殊的多雾地区桥体直指日落线,不同寻常的高度（海军船只通行）,全金属结构的表面刷有深赭色的红丹底漆成为早期现代桥梁设计的通用样本,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,美国金门大桥,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,TacomaNarrows,However,suspensionbridgeshadanunsolvedproblem,thedecksinstabilitytothewindsdynamiceffects,whichphenomenonhadledmanyofthesebridgestocollapse.,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,塞文桥,SevernBridge,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,1981年，位于英国的恒伯尔桥建成。跨度1410m，是当时最大的跨度的悬索桥。,.,1998年丹麦的大贝尔特桥（东桥）（TheGreatBeltLink(EastBridge)建成通车，主跨为,1624m，名列当时第一，是英式悬索桥中跨径最大的,福州大学桥梁一座福建省精品课程,工程。,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,1999年，日本明石海峡大桥建成。它连通本州岛与四国岛（本四连络桥），主跨度为为1991m，是世界上跨度最大的桥梁。,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,马拉卡波湖大桥的主跨跨径为,160m+5X235m+160m，总长达9km，1962年建成。,斜拉桥Cable-stayedbridge,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,1957年，德国跨越莱菌河的特奥道尔霍伊斯桥建成。它的主跨为为280m，边跨为为108m。,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,1995年，法国诺曼底大桥建成。它是当时世界上跨度最大的斜拉桥，主跨度为为856m。,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,1999年，日本的多多罗大桥建成，该桥主跨达890m，跨径超过诺曼底大桥而位居世界第一。,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,三、我国现代桥梁,梁,桥,为9,我国第一座自行设计、制作、施工，并使用国产高强钢材的现代化大型桥梁,南京长江大桥,建于于1969年。正桥除北岸第一孔为为128m简支钢桁梁外，其余为9孔3联，每联为为3160m的连续钢桁梁。上层为公路桥面，下层为双线铁路。包括引桥在内，铁路桥部分全长长6772m，公路桥部分为为4589m。,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,我国的大跨度预应力混凝土桥是从T型刚构开始的。1971年福建乌龙江大桥主跨达达144m；1980年，重庆长江大桥建成，主跨达达174m，为我国同类桥梁跨径最大的一座。,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,世界上跨径最大的钢筋混凝土拱桥主跨达420m的重庆万州（原万县）长江大桥，采用钢管混凝土劲性骨架施工，建于于1997年。,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,跨径最大的钢管混凝土拱桥-重庆市巫山巫峡长江大桥，主跨为为460m，建成于于2005年。,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,2003年建成的钢拱桥-卢浦大桥跨径达550m，世界第一。,.,斜拉桥,Cable-stayedBridge,九江大桥南浦大桥杨浦大桥铜陵长江大桥徐浦大桥三县洲闽江大桥青州闽江大桥福州大学桥梁工程福建省精品课程,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,南浦大桥NanpuBridge上海，1991年桥型：双塔双索面钢-混凝土叠合梁漂浮体系斜拉桥,主跨：423m,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,杨浦大桥,YanpuBridge,上海，1993年,双塔双索面钢-混凝土叠合梁漂浮体系斜拉桥主跨：602m,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,青州闽江大桥,QingzhouBridgeoverMinjiangRiver,福州，2003年,桥型：双塔双索面叠合梁斜拉桥,主跨：605m,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,南京长江三桥，2005年建成,主跨648m,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,ImageviewofStonecuttersbridgeinHongKongwithamainspanof1018m,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,主跨1088m的苏通大桥，塔高300.4m。2008年建成。,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,悬索桥SuspensionBridge,汕头海湾大桥虎门珠江大桥青马大桥,江阴长江大桥,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,汕头海湾大桥ShantouBayBridge,广东汕头，1995年，三跨预应力混凝土箱梁悬索桥，主跨：452m,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,虎门珠江大桥,HumenBridgeoverZhujiangRiver,广东东莞，1997年，单跨钢箱梁悬索桥，主跨：888m,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,青马大桥TsingmaBridge,香港，1997年，双跨钢桁梁悬索桥，主跨：1377m,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,江阴长江大桥,JiangyinBridgeoverYangtzeRiver,江苏，江阴，1999年,桥型：单跨钢箱梁悬索桥主跨：1385m,.,RunyangYangtzeRiverBridge(2005,1490m),扬州福州大学桥梁工程福建省精品课程,镇江,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,TheXihoumenBridge,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,四、桥梁发展展望,1、意大利本土与西西里岛的MessinaStrait（墨西那海峡）桥。,2、美洲与亚洲、总长长75km的白令海峡,3、欧洲与非洲、总长长15km的直布罗陀海峡4、德国与丹麦、总长长25km的费曼带海峡,5、中国的琼洲海峡工程（约29.5km）、渤海海峡工程（约75km）、伶仃洋跨海工程约（49.3km）、台湾海峡工程（约120km）。,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,意大利墨西那海峡大桥,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,1.2桥梁的组成与分类,1.2.1桥梁的组成1.2.2桥梁的分类,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,支座bearing，桥台,洪水位,路堤,通航水位低水位,桥跨结构,支座桥墩,基础,锥体护坡,附属设施accessory1,1.2.1桥梁的组成1.2.1.2桥梁组成上部结构superstructure，下部结构substructure,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,桥跨结构（上部结构）superstructure路线中断时跨越障碍的主要承载结构,桥墩、桥台（下部结构）substructure,支承桥跨结构并将恒载和车辆荷载传至地基的建筑物,.,基础foundation桥墩（台）中使全部荷载传至地基的底部奠基部分支座bearingorsupport在桥跨结构和桥墩（台）的支承处设置的传力装置福州大学桥梁工程福建省精品课程,桥台,洪水位,路堤,通航水位低水位,桥跨结构,支座桥墩,锥体护坡基础,1,.,桥面系bridgedecking伸缩缝expansionjoint桥头搭板transitionslabatbridgehead护坡conicalslope路堤与桥台衔接处，在桥台两侧设置的石砌锥形体，保证边坡稳定福州大学桥梁工程福建省精品课程,桥台,洪水位,路堤桥梁的基本附属设施包括,通航水位低水位,桥跨结构,支座桥墩,锥体护坡基础,1,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,桥台,洪水位,路堤,通航水位低水位,桥跨结构,支座桥墩,基础,锥体护坡,1.2.1.2名称术语1,.,河流中的水位低水位lowwaterlevel高水位（洪水位）highwaterlevel设计水位：designedwaterlevel按规定的设计洪水频率计算所得的高水位通航水位navigablewaterlevel福州大学桥梁工程福建省精品课程,桥台,洪水位,路堤,通航水位低水位,桥跨结构,支座桥墩,锥体护坡基础,1,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,.,净跨径clearspan设计洪水位上相邻两个桥墩（或桥台）之间的净距（梁桥），拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离（拱桥）计算跨径computedspan桥跨结构相邻两个支座中心距离（梁桥）,两相邻拱脚截面形心点之间的水平距离（拱桥）福州大学桥梁工程福建省精品课程,桥台,洪水位,路堤,通航水位低水位,桥跨结构,支座桥墩,锥体护坡基础,1a),.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,总跨径桥梁全长,totalspan各孔净跨径之和,L1totallengthofbridge两个桥台的侧墙,或八字墙后端点之间的距离,L,桥下净空（高）,clearanceofspan,设计洪水位或,计算通航至桥跨结构最下缘的距离,标准跨径,相邻桥墩中线之间的距离（梁桥）,桥台,洪水位,路堤,通航水位低水位,桥跨结构,支座桥墩,锥体护坡基础,1,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,桥涵的跨径小于或等于50m时，宜采用标准化跨径。,桥涵标准化跨径规定如下：,0.75m、1.0m、1.25m、1.5m、2.0m、2.5m、3.0m、4.0m、5.0m、6.0m、8.0m、10m、13m、16m、20m、25m、30m、35m、40m、45m、50m。,.,高速公路、一级公路(分离式)福州大学桥梁工程福建省精品课程,二、三、四级公路,桥面净空clearanceabovebridgefloor桥梁行车道、人行道上方应保持的空间界限，公路、铁路、城市桥梁有相应的规定高速公路、一级公路(整体式),.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,车道宽度,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,1.2.2桥梁的分类Classification按跨越障碍的性质分类,跨河桥,riverbridge,跨谷桥gorge-crossingbridge,跨线桥(立交桥),overpassbridge,高架桥,viaduct,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,按桥面的位置分类,positionofdeck,上承式中承式下承式,deckbridgehalf-throughbridgethroughbridge,车行道,立柱,吊杆,车行道主拱车行道,桥台(墩)桥台(墩),桥台(墩)主拱主拱吊杆,立柱,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,按平面形状分正桥（正交桥）rightbridge斜桥skewbridge,曲线桥,curvebridge,.,按用途分类,usage,公路桥城市桥铁路桥,highwaybridgemunicipalbridgerailwaybridge,公铁两用桥highwayandrailwaybrdige,人行桥,footbridge,其它：水渠桥、管道桥、机场跑道桥福州大学桥梁工程福建省精品课程,.,按结构体系分类,structureform,梁式桥,beambridge,（桁式桥）trussbridge,拱桥,archbridge,悬索桥（吊桥）suspensionbridge,刚架桥斜拉桥,rigidbridgecablestayedbridge,(组合桥)compositebridge福州大学桥梁工程福建省精品课程,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,梁式桥,beambridge,桥台,洪水位,路堤,通航水位低水位,桥跨结构,支座桥墩,锥体护坡基础,1,.,h,福州大学桥梁工程福建省精品课程,拱桥,archbridge,a),b),.,刚架桥,rigidbridge,路面标高图1-2-3刚架桥福州大学桥梁工程福建省精品课程,a),b),.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,斜拉桥cablestayedbridge塔柱,斜索,主梁,.,悬索桥,suspensionbridge缆索,锚碇福州大学桥梁工程福建省精品课程,吊杆,塔架锚碇,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,按承重结构材料分类materialofstructure,混凝土桥Concretebridge金属（钢）桥steelbridge,组合桥与复合桥compositebridgeandhybridbridge,圬工（砖、石）桥,masonrybridge,其它,木桥，铝桥，不锈钢桥，玻璃钢桥等,铝桥（Aluminumbridge）,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,按跨径分类,SpanLengths,特大桥大桥中桥小桥涵洞,supermajorbridgemajorbridgemediumbridgesmallbridgeculvert,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,桥涵分类,.,1.3桥梁设计概要,1.3.1,桥梁的设计程序（大型桥梁）,前期工作（可行性研究：预可与工可）初步设计技术设计施工设计福州大学桥梁工程福建省精品课程,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,前期,工,作,预可行性研究报告,可行性研究报告,初步设计,技术设计,施工设计,三,阶段设计,招标文件,开工报告,项目建议书,主管省（市）计划部门审批,投资在限额以上时由国家发展计划委员会审批,建设单位审批,建设单位审批,工程立项,设计任务书,招投标及施工准备,施工阶段,建设程序设计阶段,时由国家发展计划委员会审批,主管省（市）计划部门审批投资在限额以上,.,1.3.1,桥梁的设计程序（大型桥梁）,一、前期工作预可行性研究：在规划可行的基础上，着重研究建设上的必要性和经济上的合理性。可行性研究：在预可行性研究报告审批后，在必要性和合理性得到确认的基础上，着重研究工程上和投资上的可行性。福州大学桥梁工程福建省精品课程,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,预可行性研究报告与可行性研究报告的主要内容,工程必要性论证：评估桥梁建设在国民经济中的作用工程可行性论证：制定桥梁标准问题,自然条件及周围环境问题桥位问题,(桥式方案问题),.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,经济可行性论证造价估算资金来源,直接经济效益与投资回报间接经济效益社会效益,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,二、设计资料调查,调查桥梁的使用任务。,测量桥位附近的地形，绘制地形图。,对跨河桥：进一步的水文、勘测（地质初勘）工作对跨线桥：调查被交叉道路等级、宽度、净空要求和规划路网等情况,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,三、桥梁规划与设计的一般原则,实用经济安全,美观与环保,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,四、桥梁纵、横断面设计和平面布置,桥梁纵断面设计确定总跨径,一般桥梁：水文计算,要求：排洪面积足够，冲刷小，缩短总长度浅基础：总跨大，路堤不压河床深基础：允许较大冲刷，总跨小,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,桥梁分孔,跨径越大，孔数越少，上部结构造价高，墩台造价低。最经济的分孔，使上下部结构的总造价最低。通航河流：满足通航要求,平原区：主槽布置跨径大的通航孔,山区深谷：加大跨径，可采用特大单孔跨越，减少中间桥墩,不利地质段：移桥基，加跨径,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,多孔跨径的比例：,钢筋砼三跨连续梁：,中跨/边跨=1.00/0.80,五跨连续梁:1.00/0.90/0.65多孔桥梁：奇数跨（结构对称）,基础工程：在大桥施工中起控制作用，应减少基础数量，加大跨径。,美观要求：整体规划桥梁分孔时应考虑,.,梁桥,梁底高出设计洪水位（包括壅水和浪高）不小,于50cm，支座底面高出设计洪水位不小于25cm,无铰拱桥,拱脚淹没深度不超过拱圈矢高的2/3，拱,顶底面高出设计洪水位1.0m,通航孔,通航净空：在桥跨中垂直于流水方向所规定,的空间界限（多边形图）立体交叉车辆净空高度（桥梁横断面设计）福州大学桥梁工程福建省精品课程,桥下净空根据设计洪水位、桥下通航（通车）净空等需要，结合桥型、跨径等确定。,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,小桥通常做成平坡桥。大、中桥梁为了利于桥面排水和降低引道路堤高度，往往设置从中间向两端倾斜的双向纵坡。,桥上纵断面线型,线形、桥头引道平顺,曲线桥梁应符合路线规定,尽量避免斜交，斜交角度不大于450,平面布置,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,桥梁横断面设计,桥面行车道净宽标准：,2*净-7.5，2*净-7.0，净-7.0，净-6.0,人行道宽度,0.75m，1m，大于1m按0.5m的倍数增加人行道、安全带：应高出行车道至少2025cm弯道桥梁：按路线要求加宽、设超高桥面排水：设横坡1.5%3%,.,2004,桥规规定：,桥梁及其引道的平、纵、横技术指标应与路线总体布设相协调。桥上纵坡不宜大于4，桥头引道纵坡不宜大于5。位于市镇混合交通繁忙处，桥上纵坡和桥头引道纵坡均不得大于3。桥头两端引道线形应与桥上线形相配合。福州大学桥梁工程福建省精品课程,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,五、桥梁全寿命设计,桥梁生命周期（Lifecycle）可分为规划建设期和使用与回收期两大阶段。,规划建设期：1）规划、2）设计、3）施工；,使用与回收期：4）使用养护期、5）拆除回收期。,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,桥梁生命周期（Lifecycle）,国外一般规划阶段约占23%，设计阶段约占23%，施工阶段约占46%，使用阶段所占时间最长，约占8892%。,桥梁的设计年限，我国公路桥梁为100年,桥梁基于全寿命的投资估算（lifecyclecost，简称LCC）,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,耐久性研究。,主要构件和次要构件；,可修复构件和不可修复构件；可更换和不可更换构件。,根据结构中各构件的重要性和可更换性，确定各构件的设计年限。,对于可更换构件进行更换施工方案的设计。,提出桥梁使用期间的管理与养护要求、实施大纲或手册。,考虑养护维修的需要，设置必要的检测与检修通道。,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,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,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,桥梁自重,人群荷载汽车荷载,风力,温度变化影响力力,桥梁所受作用示意图,1.4.1桥梁作用分类,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,公桥通规中将桥梁作用（action）分为三大类：,永久作用（permanentaction）可变作用（variableaction）偶然作用（accidentalaction）,城桥荷载）的荷载分类基本同公桥通规。,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,桥梁所受作用一览表,.,1.4.2,作用计算,1、永久作用在结构使用期间，其作用位置和大小、方向不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计的作用。永久作用也叫恒载（deadload）。主要包括五个部分：结构自重、桥面铺装及附属设备的重力；结构的预加力；土的重力及土的侧压力；水的浮力；混凝土收缩及徐变作用。2、可变作用可变作用是指在结构使用期间，其作用位置和大小、方向随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略的作用。按其对桥涵结构的影响程度，又分为基本可变作用（又称活载，liveload）和其他可变作用。福州大学桥梁工程福建省精品课程,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,各级公路桥涵设计的汽车荷载等级应符合规定。,各级公路桥涵的汽车荷载等级,二级公路为干线公路且重型车辆多时，其桥涵的设计可采用公路一I级汽车荷载。,四级公路上重型车辆少时。其桥涵设计所采用的公路一级车道荷载的效应可乘以08的折减系数，车辆荷载的效应可乘以07的折减系数。相当于原来的汽车-10级。,一、汽车荷载,1）、公路汽车荷载,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,车道荷载形式,1）公路一I级车道荷载的均布荷载标准值为qx=105kN,m；,集中荷载标准值按以下规定选取：,桥梁计算跨径小于或等于5m时，PK=180kN；桥梁计算跨径等于或大于50m时，PK=360kN；,桥梁计算跨径在5m一50m之间时，PK值采用直线内插,求得。,计算剪力效应时，上述集中荷载标准值PK应乘以l2的系,数。,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,2）公路一级车道荷载的均布荷载标准值qx和集中荷载标,准值PK按公路一I级车道荷载的075倍采用。,3)车道荷载的均布荷载标准值应满布于使结构产生最不利效应的同号影响线上；集中荷载标准值只作用于相应影响线中一个最大影响线峰值处。,.,1.8,2.5,公路一I级和公路一级汽车荷载采用相同的车辆荷载标准值。,30,120,120,140,140,3.0,1.4,7.0,1.4,3.0,1.4,7.0,1.4,7（a）立面,15.0（b）平面福州大学桥梁工程福建省精品课程,.,2.5,0.6,2.5,1.8,1.3,1.8,0.5,车辆荷载横向布置福州大学桥梁工程福建省精品课程,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,车道荷载横向分布系数应按设计车道数布置车辆,荷载进行计算。,桥涵设计车道数应符合规定。多车道桥梁上的汽车荷载应考虑多车道折减。当桥涵设计车道数等于或大于2时，由汽车荷载产生的效应应按规定的多车道折减系数折减，但折减后的效应不得小于两设计车道的荷载效应。,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,大跨径桥梁上的汽车荷载应考虑纵向折减。,当桥梁计算跨径大于150m时，应按规定的纵向折减系数进行折减。当为多跨连续结构时，整个结构应按最大的计算跨径考虑汽车荷载效应的纵向折减。,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,2）、城市桥梁汽车荷载,城市桥梁荷载等级城级汽车荷载城级汽车荷载,汽车荷载：,车辆荷载（标准载重汽车）车道荷载（标准荷载）,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,横隔梁、行车道板、桥台或挡土墙后土压力的计算应采用车辆荷载。,主梁、主拱和主桁架等的计算应采用车道荷载。进行桥梁结构计算时不得将车辆荷载和车道荷载的作用叠加。,.,1.2m,0.6m,0.25m,0.6m,1.8m,0.25m,0.6m,0.6m,3.0m,城级车辆荷载：标准载重汽车采用五轴式货车加载，总重700kN,3.6m,6.0m,7.2m,18.0m福州大学桥梁工程福建省精品课程,车轴编号,1,2,3,4,5,轴重（KN）,轮重（KN）,总重（700KN）,60,30,70,200,100,160,80,140140,70,.,0.6m,0.25m,0.25m,0.6m,1.8m,0.6m,城级车辆荷载：标准载重汽车应采用三轴式货车加载，总重300kN,2,车轴轮,轴重重,编（,号KN）KN）,总,重,（,300KN）,16030,12060,312060,1.2m,3.6m,4.8m0.25m,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,城级车道荷载和城级车道荷载应按均布荷载加一个集中荷载计算。,均布荷载和集中荷载的标准值应按桥梁的跨径确定。,.,城级车道荷载,城B级车道荷载福州大学桥梁工程福建省精品课程,=140KN=130KN,=22.5KN/m=37.5KN/m=19.0KN/m=25.0KN/m,MQMQ,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,城级,跨径2-m,计算弯矩，车道荷载的均布荷载标准值qM=22.5kN/m；计算剪力，均布荷载标准值qQ=37.5kN/m集中荷载P=140kN跨径m-150m,计算弯矩，qM=10.0kN/m计算剪力，qQ=15.0kN/m集中荷载P=300kN,车道数等于或大于4条时，计算弯矩不乘增长系数。计算剪力乘增长系数1.25。,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,城B级,跨径2-m,计算弯矩，车道荷载的均布荷载标准值qM=19.0kN/m；,计算剪力，均布荷载标准值qQ=25.0kN/m集中荷载P=130kN,跨径m-150m,计算弯矩，qM=9.5kN/m计算剪力，qQ=11.0kN/m集中荷载P=160kN,车道数等于或大于4条时，计算弯矩不乘增长系数。计算剪力乘增长系数1.30。,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,车道荷载的横向布置：每车道为3m宽均布,或等效荷载车轮集中力形式布置横向轮距同公路桥梁,设计车道数目与行车道总宽度，车道数的横向折减：按城市桥梁设计荷载标准（CJJ7798）的有关规定执行。,.,当f1.5Hz时，,=0.05,当1.5Hzf14Hz时，=0.17671nf0.0157(4.3.2),当f14Hz时，,=0.45,式中f结构基频(Hz)。福州大学桥梁工程福建省精品课程,二、汽车荷载的冲击力冲击作用：车辆以较高速度驶过桥梁时，由于桥面不平整、车轮不圆、发动机抖动等原因，使桥梁结构引起振动。冲击系数：1+公桥通规规定：1、钢桥、钢筋混凝土及预应力混凝土桥、圬工拱桥等上部构造和钢支座、板式橡胶支座、盆式橡胶支座及钢筋混凝土柱式墩台，应计算汽车的冲击作用。2、冲击系数可按下式计算：,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,城桥荷载对车辆荷载的冲击系数规定如下：,1）车道荷载冲击系数：,式中：l跨径（m）,当l20m时，0.2；当l150m时，,0.1。,2）车辆荷载的冲击系数：,但是的最大值不能超过0.4。,=20(80+l),=0.66860.3032logl,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,公桥通规规定：位于曲线上的桥梁，当曲线半径等于或小于250m时，须考虑车辆离心力的作用。离心力为车辆荷载（不计冲击力）乘以离心系数C，离心力系数按下式计算：,在计算多车道的离心力时，应按规定进行横向折减。离心力的着力点在桥面以上1.2m。城桥荷载的规定同上。,三、汽车荷载离心力,C=V2127R,.,四、汽车荷载引起的土侧压力公桥通规规定：车辆荷载在桥台或挡土墙后填土的破坏棱体上引起的土侧压力，可换算成等代均布土层厚度h（m）计算：,GBl0,h=福州大学桥梁工程福建省精品课程,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,制动力是汽车在桥上刹车时为克服其惯性力而在车轮与路面之间发生的滑动摩擦力（摩擦系数可达0.5以上）。,路-,路-,公桥通规规定：一个设计车道上，汽车荷载产生的制动力为加载长度上汽车荷载总重的的10%，公路-级汽车荷载的制动力标准值不得小于于165kN；公路-级车荷载的制动力标准值不得小于于90kN。同向行驶双车道的汽车荷载制动力标准为一个设计车道制动力标准的2.0倍；同向行驶三车道为一个设计车道的2.34倍；同向行四车道为一个设计车道的的2.68倍。制动力的方向为汽车行车方向，其着力点在桥面以上1.2m。,五、汽车荷载的土制动力,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,为2,城桥荷载对汽车荷载制动力的规定为：一个设计车道的制动力城-A级采用160kN或10%车道荷载两者中的较大值；城-B级采用90kN或10%车道荷载两者中的较大值，车道荷载不包括冲击作用。当计算的加载车道为2条或2条以上时，应以2条车道为准，其制动力不折减。制动力作用点的规定同公桥通规。,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,六、人群荷载,当桥梁计算跨径小于或等于50m时，人群荷载标准值为30kN；当桥梁计算跨径等于或大于150m时，人群荷载标准值为2.5kN；当桥梁计算跨径在50m150m之间时，可由线性内插得到人群荷载标准值。对跨径不等的连续结构，以最大计算跨径为准。,城镇郊区行人密集地区的公路桥梁，人群荷载标准值取,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。,.,w=52,l2020wp,福州大学桥梁工程福建省精品课程,城桥荷载规定：1）人行道板的人行荷载为5kPa的均布荷载或1.5kN竖向集中力分别计算，并作用在一块构件上，取其不利者。2）梁、桁、拱及其他大跨结构的人群荷载，可按照下式计算，且值在任何情况下不得小于2.4kPa。当加载长度时：,当加载长度时：,20wp20,w=5,8020,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,七、其它作用力,风荷载,流水压力冰压力,温度作用,支座摩阻力,详见公桥通规和城桥荷载,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,80KN/m,250250250220220220220220,1.51.5,30,1.51.51.51.51.5轴重力单位：KN,长度单位：m,92KN/m,八、铁路列车荷载铁路列车荷载:中华人民共和国铁道标准活载（简称“中-活载”）蒸汽机车,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,中-活载象征性地模拟列车载重的情况,左面的5个集中荷载相当于一台机车的重量,右侧一段30m长的均布荷载大致与两台煤水车及另一台机车相当,最右侧的均布载重表示列车的（货车）车辆载重，其长不限。,对于跨度很短的桥，往往由3个轴重所组成的特种荷载控制设计。,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,偶然作用在设计使用期内不一定出现，但一旦出现，其持续时间较短而数值很大。,公路桥梁的抗震设防一般为设计地震烈度8度，连续梁桥、T形刚构桥等为7度。,公路工程抗震设计规范通航河流、有漂流物的河流：,桥梁墩台，应考虑船只或漂流物的撞击力。,3、偶然作用,与桥梁在动荷载作用下的振动,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,地震动峰值加速度等0.10g、0.15g、0.20g、0.30g地区的公路桥梁，应进行抗震设计。地震动峰值加速度大于或等于于0.40g地区的公路桥梁，应进行专门的抗震研究和设计。地圧动峰值加速度小于或等于于0.05g地区的公路桥梁，除有特殊要求者外，可采用简易设防。,做到地震小区划的地区，应按主管部门审批后的地震动参数进行抗震设计。公路桥梁的地震作用的计算和结构设计，应符合桥梁抗震设计细则的规定。,.,福州大学桥梁工程福建省精品课程,一