设计荷载学习教案

1、会计学1设计设计(shj)荷载荷载第一页，共59页。 公路桥涵设计采用的作用分为永久作用、可变作用和偶然作用三类. 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合，取其最不利效应组合进行设计： 只有在结构上可能同时出现的作用，才进行其效应的组合。当结构或结构构件需做不同受力方向的验算时，则应以不同方向的最不利的作用效应进行组合。 当可变作用的出现对结构或结构构件产生有利影响时，该作用不应参与组合。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。 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

2、工人员和施工机具设备均应作为临时荷载(hzi)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，底梁受荷为第一个阶段，组合梁受荷为第二个阶段。 多个偶然作用不同时参与组合。第2页/共59页第二页，共59页。第3页/共59页第三页，共59页。一、基本可变荷载包括：列车(lich)活载、汽车或平板挂车或履带车、由列车(lich)活载和汽车活载引起的冲击力、曲线上的离心力、由活载引起的土侧压力。公路桥中的人群荷载。铁路桥梁的列车(lich)横向摇摆力等。第4页/共59页第四页，共59页。n中活载160km/h、200km/hnZK活载250km/h、300km/h以上高速第5页

3、/共59页第五页，共59页。“ZK活载活载”分标准分标准(biozhn)活载和活载和特种活载特种活载ZK标准活载ZK特种活载第6页/共59页第六页，共59页。高速暂行规定：加载时，标准活载计算图式可任意截取单线或双线桥跨：各线均应计入ZK活载作用。多于双线桥跨：应按下列最不利情况(qngkung)考虑：1）按双线在最不利位置承受ZK活载，其余线路不承受列车荷载；2）所有线路在最不利位置承受75的ZK活载。空车活载按10kN/m计算。“ZK活载活载”分标准分标准(biozhn)活载和活载和特种活载特种活载第7页/共59页第七页，共59页。桥规规定：加载时，标准活载计算图式(tsh)可任意截取双线

4、桥跨：两线活载之和的90%横向稳定检算：空车+最大横向风力为最不利，空车活载标准值为10kN/m“中中活载活载”分普通分普通(ptng)活载和特种活活载和特种活载载第8页/共59页第八页，共59页。 验算验算(yn sun)荷载荷载 偶然、个别出现的平板挂车或履带车。偶然、个别出现的平板挂车或履带车。挂挂80、挂、挂100、挂、挂120、履带、履带50第9页/共59页第九页，共59页。第10页/共59页第十页，共59页。v每一车队有一重车，主车数量不限。v三、四行车队时可折减20%和30%，但不小于两行车队计算(j sun)的结果。 第11页/共59页第十一页，共59页。第12页/共59页第十

5、二页，共59页。第13页/共59页第十三页，共59页。第14页/共59页第十四页，共59页。KqPK第15页/共59页第十五页，共59页。第16页/共59页第十六页，共59页。第17页/共59页第十七页，共59页。第18页/共59页第十八页，共59页。第19页/共59页第十九页，共59页。第20页/共59页第二十页，共59页。第21页/共59页第二十一页，共59页。 多车道桥梁的汽车荷载应考虑折减。当桥涵设计车多车道桥梁的汽车荷载应考虑折减。当桥涵设计车道数道数22时，汽车荷载产生的效应时，汽车荷载产生的效应 应该按表应该按表6.0.6-26.0.6-2规规定的多车道横向折减系数定的多车道横向

6、折减系数(xsh)(xsh)进行折减，但折减后进行折减，但折减后的效应不得小于两条设计车道的荷载效应。的效应不得小于两条设计车道的荷载效应。第22页/共59页第二十二页，共59页。第23页/共59页第二十三页，共59页。第24页/共59页第二十四页，共59页。根据以往的试验研究成果，构成桥梁动力影响的因素主要有：列车以一定速度(sd)过桥时引起桥跨振动；轮对过钢轨接头时有冲击作用；蒸汽机车动轮上的平衡重在随动轮高速旋转中由于离心力引起的锤击作用；桥上轨道竖向和横向不平顺引起桥梁扭转振动；桥头线路（路面）不平整，车轮不圆等。第25页/共59页第二十五页，共59页。的影响。第26页/共59页第二十

7、六页，共59页。v铁路桥动力铁路桥动力(dngl)系数系数 1+ 混凝土梁混凝土梁 2 . 0146. 0277. 11m8ll时，当2 . 0920. 0014. 11m8ll时，当钢板钢板(gngbn)梁及钢梁及钢桁梁桁梁 2 . 0176. 1000. 11l第27页/共59页第二十七页，共59页。实腹钢筋实腹钢筋(gngjn)混凝土拱和石混凝土拱和石砌拱桥砌拱桥 l30611214h空腹空腹(kngf)钢筋混凝土无铰拱桥和系杆钢筋混凝土无铰拱桥和系杆拱桥拱桥 fll/4 . 0110015111fll/4 . 0110020111空腹空腹(kngf)有铰拱桥有铰拱桥第28页/共59页第

8、二十八页，共59页。v现行铁路规范现行铁路规范(gufn)铁路桥动力系数铁路桥动力系数 1+ 简支或连续钢桥跨结构简支或连续钢桥跨结构(jigu)和钢墩台和钢墩台 L402811钢与钢筋钢与钢筋(gngjn)混凝土板构成的结合梁混凝土板构成的结合梁 L402211第29页/共59页第二十九页，共59页。v现行现行(xinxng)铁路规范铁路桥动力系铁路规范铁路桥动力系数数 1+钢筋混凝土的、混凝土的、石砌的桥跨结构钢筋混凝土的、混凝土的、石砌的桥跨结构(jigu)及涵洞及涵洞、刚架桥，其顶上填土厚度、刚架桥，其顶上填土厚度1.0m（从轨底算起）时不计（从轨底算起）时不计冲击力。当小于冲击力。当

9、小于1.0m时时 L30611空腹式钢筋空腹式钢筋(gngjn)混凝土拱桥的拱圈和拱肋混凝土拱桥的拱圈和拱肋fL4011001511.2h)-(14第30页/共59页第三十页，共59页。v85规范规范(gufn) 公路桥冲击系公路桥冲击系数数 结构种类结构种类冲击系数冲击系数混凝土梁、刚构、拱上构造混凝土梁、刚构、拱上构造(guzo)、柱式墩石柱式墩石m450m53 . 0ll混凝土拱桥混凝土拱桥(gngqio)的的主拱主拱m700m202 . 0ll钢主桁、联合梁、桥面系、钢主桁、联合梁、桥面系、钢墩台等钢墩台等l5 .375 . 1吊桥的主桁、主索或主链、吊桥的主桁、主索或主链、塔架塔架l

10、7050第31页/共59页第三十一页，共59页。1.5f f14f第32页/共59页第三十二页，共59页。rC1272离心力率离心力率对铁路荷载(hzi)C不应大于0.15。离心力作用点：铁路轨顶以上2m，公路(gngl)桥面以上1.2m第33页/共59页第三十三页，共59页。第34页/共59页第三十四页，共59页。二、其他二、其他(qt)可变荷载可变荷载 包括：制动力或牵引力、风力、温度包括：制动力或牵引力、风力、温度力、流水压力、水压力和施工荷载等。力、流水压力、水压力和施工荷载等。对铁路桥梁，人行道荷载(hzi)归为其他可变荷载(hzi)。第35页/共59页第三十五页，共59页。第36页

11、/共59页第三十六页，共59页。公路公路(gngl)桥规规桥规规定：定：鉴于车辆鉴于车辆(chling)不可能全部同时刹车不可能全部同时刹车v1或2车道桥，制动力按一行汽车车队总重量的10%，但不得(bude)小于一辆重车重量的30%。v4车道桥为上述数值的两倍。第37页/共59页第三十七页，共59页。铁路铁路(til)桥规规定桥规规定：第38页/共59页第三十八页，共59页。基本基本(jbn)风风压值压值202gW v桥规规定，取平坦空旷地区、离地面(dmin)高10m、重现期为100年的10min的平均最大风速计算基本风压强度。v铁路横向风荷载标准强度计算公式：0321WKKKWt第39页

12、/共59页第三十九页，共59页。（三）温度（三）温度(wnd)力力第40页/共59页第四十页，共59页。第41页/共59页第四十一页，共59页。第42页/共59页第四十二页，共59页。21sinCCGvF（一）（一） 船只或漂流物撞冲力船只或漂流物撞冲力 撞击力按静力法计算，假定船筏作用于墩的撞击力按静力法计算，假定船筏作用于墩的有效动能有效动能(dngnng)(dngnng)转化为撞击力转化为撞击力F F所做所做的功。其计算公式为：的功。其计算公式为：第43页/共59页第四十三页，共59页。第44页/共59页第四十四页，共59页。iHiiiiiiWkCXgWCXmCP2max02max02

13、静力法主要(zhyo)使用于刚度较大结构。规范规定：挡土墙、桥台用静力法计算地震力。第45页/共59页第四十五页，共59页。对于高墩或特大跨度的桥梁(qioling)，应同时采用时程分析法，取最不利结果。第46页/共59页第四十六页，共59页。（1 1）单质点）单质点(zhdin)(zhdin)地震地震力力 max*maxXXmXmPg WkXXXgXmgPHgggmaxmax*max 第47页/共59页第四十七页，共59页。第48页/共59页第四十八页，共59页。jijjHiijxkWP*njjjjHiziixkWCCP1*第49页/共59页第四十九页，共59页。 总原则：凡存在的永久荷载任

14、一项，均应进行(jnxng)组合；凡可能出现的基本可变荷载项，除个别情况外应进行(jnxng)组合；纵向力与横向力不同时组合；对其他可变荷载的组合，根据同时作用的可能性，规范具体规定了某种荷载组合时，哪些荷载不同时参与组合。第50页/共59页第五十页，共59页。 根据(gnj)桥规，对承载能力极限状态和正常使用极限状态，可以归纳出以下四类荷载效应组合：第51页/共59页第五十一页，共59页。mjjkQjQjniikQQikGiGisddQCQCGGS211101（1 1）一般）一般(ybn)(ybn)组合算式组合算式（2 2）桥跨结构荷载分项系数或组合安全系数）桥跨结构荷载分项系数或组合安全系

15、数可在相应的表格中查出。可在相应的表格中查出。第52页/共59页第五十二页，共59页。 公路桥涵结构设计应考虑(kol)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合，取其最不利效应组合进行设计： 只有在结构上可能同时出现的作用，才进行其效应的组合。当结构或结构构件需做不同受力方向的验算时，则应以不同方向的最不利的作用效应进行组合。 当可变作用的出现对结构或结构构件产生有利影响时，该作用不应参与组合。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,考虑(kol)其作用效应的组合。 施工阶段作用效应的组合，应按计算需要及结构所处条件而定，结构上的施工人员和施工机具设备均应作为临时荷载加以考虑(kol)。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，底梁受荷为第一个阶段，组合梁受荷为第二个阶段。 多个偶然作用不同时参与组合。第53页/共59页第五十三页，共59页。第54页/共59页第五十四页，共59页。0ud0GiGikQ1Q1KQjQjk12mncijSSSS0ud0GidQ1dcQjd12mnijSSSS第55页/共59页第五十五页，共59页。公路桥涵结构公路桥涵结构(jigu)(jigu)的设计安全等级的设计安全等级 注：本表所列特大、大、中桥等系按通用规范JT