2(第一篇)第三章 桥梁规第四章 桥梁设计荷载

1、第四章第四章 桥梁的设计荷载桥梁的设计荷载l4.1 规范中有关设计荷载的规定l4.2 荷载组合l 作用：作用：所有引起结构反应的因素（荷载、风、地震、温度改变等）。所有引起结构反应的因素（荷载、风、地震、温度改变等）。l 作用效应：作用效应：作用使结构产生的内力、变形、裂缝等。作用使结构产生的内力、变形、裂缝等。l 作用分类：作用分类：永久作用、可变作用、偶然作用。永久作用、可变作用、偶然作用。4.1 规范中有关设计荷载的规定规范中有关设计荷载的规定一、永久作用一、永久作用l 在设计基准期内不变或变化可忽略不计的作用；在设计基准期内不变或变化可忽略不计的作用；l 永久作用永久作用包括包括结构重

2、力结构重力、预加力预加力、土的重力土的重力、混凝土收缩混凝土收缩及徐变作用及徐变作用、水的浮力水的浮力和和基础变位基础变位作用；作用；l 永久作用的标准值永久作用的标准值，对结构自重（包括结构附加重力），对结构自重（包括结构附加重力），可按结构构件的可按结构构件的设计尺寸设计尺寸与材料与材料单位体积的自重单位体积的自重（重力密（重力密度）计算确定。其它力的计算参照桥梁设计通用规范。度）计算确定。其它力的计算参照桥梁设计通用规范。l 预加力预加力在结构进行在结构进行承载能力极限状态承载能力极限状态设计时设计时不考虑不考虑，在，在正正常使用极限状态常使用极限状态设计时设计时考虑考虑，但不计预加力引

3、起的偏心距，但不计预加力引起的偏心距增大。增大。 二、公路桥梁基本可变荷载二、公路桥梁基本可变荷载可变作用：在设计基准期内随时间变化的作用。可变作用：在设计基准期内随时间变化的作用。、汽车荷载：、汽车荷载：（1）等级：）等级：公路公路级级和和公路公路ii级级两个等级；两个等级；各级公路桥涵设计的汽车荷载等级应符合下规定。各级公路桥涵设计的汽车荷载等级应符合下规定。各级公路桥涵的汽车荷载等级各级公路桥涵的汽车荷载等级公路等级公路等级高速公路高速公路一级公路一级公路二级公路二级公路三级公路三级公路四级公路四级公路汽车荷载等级汽车荷载等级公路公路i级级公路公路i级级公路公路ii级级公路公路ii级级公

4、路公路ii级级（2）组成：）组成：汽车荷载由汽车荷载由车道荷载车道荷载和和车辆荷载车辆荷载组成。组成。l 车道荷载由均布荷载和集中荷载组成。桥梁结构的车道荷载由均布荷载和集中荷载组成。桥梁结构的整体计算整体计算采用车道荷载；采用车道荷载；l 桥梁结构的桥梁结构的局部加载局部加载、涵洞、桥台和挡土墙土压力等的计算、涵洞、桥台和挡土墙土压力等的计算采用车辆荷载。采用车辆荷载。l 车辆荷载与车道荷载的作用不车辆荷载与车道荷载的作用不得叠加得叠加。车道荷载车道荷载的计算图式：的计算图式：车道荷载的车道荷载的均布荷载均布荷载标准值应标准值应满布于满布于使结构产生最不利效应使结构产生最不利效应的的同号影响

5、线上同号影响线上；集中荷载集中荷载标准值只作用于相应影响线中一标准值只作用于相应影响线中一个个最大影响线峰值最大影响线峰值处。处。车辆荷载车辆荷载的立面、平面尺寸的立面、平面尺寸l车辆荷载的主要技术指标车辆荷载的主要技术指标公路公路i级和公路级和公路ii级汽车荷载采用相同的车辆荷载标准值。级汽车荷载采用相同的车辆荷载标准值。项项 目目单单 位位技技 术术 指指 标标车辆重力标准值车辆重力标准值kn550前轴重力标准值前轴重力标准值kn30中轴重力标准值中轴重力标准值kn2x120后轴重力标准值后轴重力标准值kn2x140轴距轴距m3+1.4+7+1.4轮距轮距m1.8前轮着地宽度及长度前轮着地

6、宽度及长度m0.3x0.2中、后轮着地宽度及长度中、后轮着地宽度及长度m0.6x0.2车辆外形尺寸（长车辆外形尺寸（长x宽）宽）m15x2.5（3）横桥向设计车道布置及汽车荷载横向分布系数）横桥向设计车道布置及汽车荷载横向分布系数l 设计车道数设计车道数：按获得最大荷载效应，并考虑有足够宽的行：按获得最大荷载效应，并考虑有足够宽的行车道，设计车道数应符合下表规定。车道，设计车道数应符合下表规定。桥桥 面面 宽宽 度度w（m）桥涵设计车道数桥涵设计车道数车辆单向行驶时车辆单向行驶时车辆双向行驶时车辆双向行驶时w7.0.0.0. . . .0.0. . .6.06.0.0.0.0.0.0.0.12

7、345678l 车道荷载横向分布系数应按设计车道数如下图布置车辆荷载车道荷载横向分布系数应按设计车道数如下图布置车辆荷载进行计算。进行计算。（4）汽车荷载折减）汽车荷载折减1-4-41-4-52、汽车冲击力、汽车冲击力汽车荷载冲击力应按下列规定计算：汽车荷载冲击力应按下列规定计算：）钢桥钢桥、钢筋混凝土及预应力、钢筋混凝土及预应力混凝土桥混凝土桥、圬工拱桥圬工拱桥等等上部上部构造构造和和钢支座钢支座、板式橡胶支座板式橡胶支座、盆式橡胶支座盆式橡胶支座及及钢筋混凝钢筋混凝土柱式墩台土柱式墩台，应，应计算计算汽车的汽车的冲击作用冲击作用。）填料厚度填料厚度（包括路面厚度）等于或大于（包括路面厚度）

8、等于或大于.m的的拱桥拱桥、涵洞涵洞以及以及重力式墩台重力式墩台不计冲击力。不计冲击力。）支座的冲击力，按相应的桥梁取用。）支座的冲击力，按相应的桥梁取用。）汽车荷载的冲击力标准值为）汽车荷载的冲击力标准值为汽车荷载标准值汽车荷载标准值乘以乘以冲击系冲击系数数 。）冲击系数）冲击系数可按下式可按下式计计算：算：当当fz时时， .式中式中f结构结构基基频频（z）汽车荷载的）汽车荷载的局部加载局部加载及在及在梁梁、箱梁悬臂板箱梁悬臂板上的冲击系上的冲击系数采用数采用.。f的计算：的计算：f的计算：的计算：3、离心力、离心力4、人群荷载、人群荷载5、汽车制动力、汽车制动力6、支座摩阻力、支座摩阻力三

9、、偶然作用三、偶然作用三、偶然作用三、偶然作用三、偶然作用三、偶然作用荷载组合荷载组合荷载组合荷载组合荷载组合荷载组合 公路桥涵结构设计应考虑结构上可能同时出现的作用公路桥涵结构设计应考虑结构上可能同时出现的作用,按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行作用效应组按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行作用效应组合合,取其最不利效应组合进行设计取其最不利效应组合进行设计:1、只有在结构上、只有在结构上可能同时出现的作用可能同时出现的作用，才进行其，才进行其效应的组合效应的组合。当结构或结构构件需做不同受力方向的验算时，则应以不当结构或结构构件需做不同受力方向的验算时，则应以不同方向的最不利的作

10、用效应进行组合。同方向的最不利的作用效应进行组合。、当、当可变作用可变作用的出现对结构或结构构件的出现对结构或结构构件产生有利影响时产生有利影响时，该，该作用作用不应参与组合不应参与组合。实际不可能同时出现的作用或同时参。实际不可能同时出现的作用或同时参与组合概率很小的作用，不考虑其作用效应的组合。与组合概率很小的作用，不考虑其作用效应的组合。举例：举例：汽车荷载制动力汽车荷载制动力与与支座摩阻力支座摩阻力不同时参与组合。不同时参与组合。计算下部墩台基础时：汽车荷载制动力与温度作用力相组合，计算下部墩台基础时：汽车荷载制动力与温度作用力相组合，组合结果与支座摩阻力相比较取组合结果与支座摩阻力相

11、比较取小小值。值。（思考为什么？）（思考为什么？）4.2 作用效应组合作用效应组合荷载组合荷载组合、施工阶段作用效应的组合，应按计算需要及结构所处条、施工阶段作用效应的组合，应按计算需要及结构所处条件而定，结构上的施工人员和施工机具设备均应作为件而定，结构上的施工人员和施工机具设备均应作为临时临时荷载荷载加以考虑。组合式桥梁，当把底梁作为施工支撑时，加以考虑。组合式桥梁，当把底梁作为施工支撑时，作用效应宜分两个阶段组合，底梁受荷作为第一阶段，组作用效应宜分两个阶段组合，底梁受荷作为第一阶段，组合梁受荷为第二阶段。合梁受荷为第二阶段。、多个偶然作用不同时参与组合。、多个偶然作用不同时参与组合。荷

12、载组合荷载组合、公路桥涵结构、公路桥涵结构承载能力极限状态设计承载能力极限状态设计时，应采用以下两时，应采用以下两种作用效应组合：种作用效应组合：（）基本组合。（）基本组合。永久作用的设计值效应永久作用的设计值效应与与可变作用设计值可变作用设计值效应效应相组合，其效应组合表达式为：相组合，其效应组合表达式为：osud o ( gisgik+ q1sq1k+ c qjsqjk) 或或 osud o (sgid+ sq1d+ csqjd)式中：式中：sud承载能力极限状态下作用承载能力极限状态下作用基本组合的效应组合基本组合的效应组合设计值设计值；荷载组合荷载组合设计安全等级设计安全等级桥涵结构桥

13、涵结构一级一级特大桥、重要大桥特大桥、重要大桥二级二级大桥、中桥、重要小桥大桥、中桥、重要小桥三级三级小桥、涵洞小桥、涵洞 o结构重要性系数，对于设计安全等级一级、二级和三级结构重要性系数，对于设计安全等级一级、二级和三级分别取分别取1.1、1.0和和0.9； 公路桥涵结构的设计安全等级公路桥涵结构的设计安全等级荷载组合荷载组合 gi第第i个永久作用效应的分项系数；个永久作用效应的分项系数；永久作用效应的分项系数永久作用效应的分项系数编编号号作用类别作用类别永久作用效应的分项系数永久作用效应的分项系数对结构的承载对结构的承载能力不利时能力不利时对结构的承载对结构的承载能力有利时能力有利时1砼和

14、圬工结构重力（包括附加重力）砼和圬工结构重力（包括附加重力）1.21.0钢结构重力（包括结构附加重力）钢结构重力（包括结构附加重力）1.1或或1.21.02预加力预加力1.21.0荷载组合荷载组合编编号号作用类别作用类别永久作用效应的分项系数永久作用效应的分项系数对结构的承对结构的承载能力不利载能力不利时时对结构的承载对结构的承载能力有利时能力有利时3土的重力土的重力1.21.04砼的收缩及徐变作用砼的收缩及徐变作用1.01.05土侧压力土侧压力1.41.06水的浮力水的浮力1.01.07基础变位作用基础变位作用砼和圬工结构砼和圬工结构0.50.5钢结构钢结构1.01.0s sgikgik、s

15、 sgidgid第第i i个永久个永久作用效应的标准值作用效应的标准值和和设计值设计值； q1q1汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）的的分项系数分项系数，取取 q1q1=1.4=1.4。当某个可变作用在效应组合中其值超过汽车荷。当某个可变作用在效应组合中其值超过汽车荷载效应时，则该作用取代汽车荷载，其分项系数应采用汽载效应时，则该作用取代汽车荷载，其分项系数应采用汽车荷载的分项系数；对专为承受某作用而设置的结构或装车荷载的分项系数；对专为承受某作用而设置的结构或装置，设计时应作用的分项系数取与汽车荷载同值；计算人置，设计时应作用的分项系数取与汽车荷载同值；

16、计算人行道板和人行道栏杆的局部荷载，其分项系数也与汽车荷行道板和人行道栏杆的局部荷载，其分项系数也与汽车荷载取同值。载取同值。s sq1kq1k、 s sq1dq1d汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）的的标准标准值值和和设计值设计值；荷载组合荷载组合 qjqj在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）、风荷载外的其他离心力）、风荷载外的其他第第j j个可变作用效应个可变作用效应的的分项系分项系数数，取，取 qjqj=1.4=1.4，但风荷载的分项系数取，但风荷载的分项系数取 qjqj=1.=1.；s

17、 sqjkqjk、 s sqjdqjd在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）外的其他击力、离心力）外的其他第第j j个可变作用效应的标准值个可变作用效应的标准值和和设计值设计值；荷载组合荷载组合 c c在作用效应组合中在作用效应组合中除汽车荷载效应除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心（含汽车冲击力、离心力）力）外外的其他第的其他第j j个可变作用个可变作用效应的组合系数效应的组合系数，当永久作用，当永久作用与汽车荷载和人群荷载（或其他与汽车荷载和人群荷载（或其他一种可变作用一种可变作用）组合时，人）组合时，人群荷载（或其他一种可变作用）的组

18、合系数取群荷载（或其他一种可变作用）的组合系数取 c c= =0.800.80，当，当除汽车荷载（含汽车冲击力、离心力）外尚有除汽车荷载（含汽车冲击力、离心力）外尚有两种其他可变两种其他可变作用作用参与组合时，其组合系数取参与组合时，其组合系数取 c c= =0.700.70；尚有；尚有三种可变作三种可变作用用参与组合时，其组合系数取参与组合时，其组合系数取 c c= =0.600.60；尚有；尚有四种四种及及多于四多于四种种可变作用参与组合时，其组合系数取可变作用参与组合时，其组合系数取 c c= =0.500.50； 设计弯道时，当离心力与制动力同时参与组合时，制动设计弯道时，当离心力与制

19、动力同时参与组合时，制动力标准值或设计值按力标准值或设计值按70%70%取用。取用。荷载组合荷载组合l （2 2）偶然组合。永久作用标准值效应与可变作用某种代）偶然组合。永久作用标准值效应与可变作用某种代表值效应、一种偶然作用标准值效应相组合。偶然作用的表值效应、一种偶然作用标准值效应相组合。偶然作用的效应分项系数取效应分项系数取1.01.0；与偶然作用同时出现的可变作用，；与偶然作用同时出现的可变作用，可根据观测资料和工程经验取用适当的代表值。地震作用可根据观测资料和工程经验取用适当的代表值。地震作用标准值及其表达式按现行标准值及其表达式按现行公路工程抗震设计规范公路工程抗震设计规范规定规定采用。采用。荷载组合荷载组合6 6、公路桥涵结构按、公路桥涵结构按正常使用极限状态正常使用极限状态设计时，应根据不同设计时，应根据不同的设计要求，采用以下两种效应组合：的设计要求，采用以下两种效应组合：（1 1）作用短期效应组合。）作用短期效应组合。永久作用标准值效应永久作用标准值效应与与可变作用可变作用频遇值效应频遇值效应相组合，其效应组合表达式为：相组合，其效应组合