桥梁工程3课件

1、桥梁工程第三章 作用及作用效应组合第一节 作用的分类作用的定义：作用在结构上的一组集中力或分布力直接作用引起结构外加变形或约束变形的原因间接作用作用的分类：永久作用：如结构自重、水的浮力等可变作用：如汽车荷载、人群荷载等偶然作用：如地震荷载、汽车撞击力等编 号作 用 分 类作 用 名 称1永久作用结构重力（包括结构附加重力）2预加力3土的重力4土侧压力5混凝土收缩和徐变作用6水的浮力7基础变位作用表3-1 作用分类 第一节 作用的分类作用的分类：第一节 作用的分类编 号作 用 分 类作 用 名 称8可变作用汽车荷载9汽车冲击力10汽车离心力11汽车引起的土侧压力12人群荷载13汽车制动力14风

2、荷载15流水压力16冰压力17温度（均匀温度和梯度温度）作用18支座摩阻力19偶然作用地震作用20船舶或漂浮物的撞击作用21汽车撞击作用第二节 作用的选定和作用效应组合一、作用的代表值标准值频遇值准永久值永久作用的代表值只有一个，即标准值。可变作用的代表值根据不同的极限状态而定，可取标准值、频遇值或准永久值。偶然作用的代表值为标准值。作用代表值的选取：二、作用的设计值作用的设计值为标准值乘以相应的作用分项系数。作用分项系数详见课本26页表3-2编号作用分类作用类别作用分项系数符号对结构的承载力不利时对结构的承载力有利时1永久作用混凝土和圬工结构重力（包括结构附加重力）1.21.0钢结构重力(包

3、括结构附加重力)1.1或1.22预加力1.23土的重力4混凝土收缩和徐变作用1.05土侧压力1.46水的浮力1.07基础变位作用混凝土和圬工结构0.5钢结构1.0表3-2 作用分项系数第二节 作用的选定和作用效应组合第二节 作用的选定和作用效应组合编号作用分类作用类别作用分项系数符号对结构承载力有利和不利1可变作用汽车荷载1.4汽车冲击力汽车离心力2汽车引起的土侧压力3人群荷载4汽车制动力5风荷载1.16流水压力1.47冰压力8温度(均匀温度和梯度温度)作用偶然作用支座摩阻力1.0地震作用船舶或漂浮物的撞击作用表3-2 作用分项系数第二节 作用的选定和作用效应组合承载能力极限状态的基本组合：偶

4、然组合永久作用标准值效应+可变作用某种代表值效应+一种偶然作用标准值效应第二节 作用的选定和作用效应组合三、作用效应组合(1)按承载能力极限状态设计时基本组合第二节 作用的选定和作用效应组合三、作用效应组合(2)按正常使用极限状态设计时1）作用短期效应组合2）作用长期效应组合第三节 作用的规定与计算一、永久作用概念在结构使用期间，其量值不随时间变化，或其变化值与平均值相比可忽略不计的荷载。 结构自重、桥面铺装及附属设施等的重量。 内容结构重力计算方法：结构物的实际体积乘以其材料的重度（标准值）。第三节 作用的规定与计算一、永久作用预加力在结构正常使用极限状态设计和使用阶段构件应力计算时，应作为

5、永久作用计算其主效应和次效应，计算时应考虑相应阶段的预应力损失，但不计由于偏心距增大所引起的附加效应。在结构承载能力极限状态设计时，预加应力不作为作用，而将预应力钢筋作为结构抗力的一部分。第三节 作用的规定与计算一、永久作用土的重力和土侧压力（1）静土压力第三节 作用的规定与计算一、永久作用土的重力和土侧压力（2）主动土压力作用在桥台、挡土墙前后的主动土压力标准值：第三节 作用的规定与计算一、永久作用土的重力和土侧压力（3）承受土侧压力的墩台，作用在每根柱上的土压力计算宽度：时时时时基础底面位于透水性地基上的桥梁墩台，当验算稳定时，应考虑设计水位的浮力；当验算地基应力时，可仅考虑低水位的浮力，

6、或不考虑水的浮力。 基础嵌入不透水性地基的的桥梁墩台不考虑水浮力。 作用在桩基承台底面的浮力，应考虑全部底面积。对桩嵌入不透水地基并灌注混凝土封闭者，不应考虑桩的浮力，在计算承台底面浮力时应扣除桩的截面面积。 第三节 作用的规定与计算一、永久作用水的浮力当不能确定地基是否透水时，应以透水或不透水两种情况与其他作用组合，取其最不利者。 第三节 作用的规定与计算二、可变作用概念：在结构使用期间，其量值随时间而变化或其变化值与平均值相比不可忽略不计的荷载作用。 1、汽车荷载及其影响力 等级：公路-级和公路-级 公路等级高速公路一级公路二级公路三级公路四级公路汽车荷载等级公路一级公路二级表3-8 各级

7、公路桥涵的汽车荷载等级荷载等级的选用：(1)汽车荷载第三节 作用的规定与计算二、可变作用1汽车荷载及其影响力 组成：车道荷载、车辆荷载 第三节 作用的规定与计算二、可变作用1汽车荷载及其影响力 车道荷载标准值：一级车道荷载：计算剪力效应时，Pk的标准值要乘以1.2的系数。二级车道荷载标准值为一级车道荷载相应数据乘以0.75的系数。第三节 作用的规定与计算二、可变作用1汽车荷载及其影响力 车辆荷载标准值：第三节 作用的规定与计算二、可变作用1汽车荷载及其影响力 汽车荷载的使用：整体计算采用车道荷载；局部加载、涵洞、桥台和挡土墙土压力等的计算采用车辆荷载。车道荷载与汽车荷载效应不得叠加。第三节 作

8、用的规定与计算二、可变作用1汽车荷载及其影响力 汽车荷载的加载规定：车道荷载的纵向加载为均布荷载标准值满布于使结构产生最不利效应的同号影响线上。 集中荷载标准值只用于相应影响线中一个最大影响线峰值处。 横向分布系数按设计车道车辆荷载计算。 第三节 作用的规定与计算二、可变作用1汽车荷载及其影响力 汽车荷载的折减：横向折减：当桥涵设计车道数大于2时，由汽车荷载产生的效应应进行横向折减，但折减后的效应不得小于两设计车道的荷载效应。 横向布置设计车道数横向折减系数横向布置设计车道数横向折减系数3450.780.670.606780.550.520.50表3-10 横向折减系数第三节 作用的规定与计算

9、二、可变作用1汽车荷载及其影响力 (2)汽车荷载冲击力：计算方法：汽车荷载标准值冲击系数表3-12 钢筋混凝土、圬工桥涵的冲击系数结构基频冲击系数结构基频冲击系数 0.050.45汽车荷载的局部加载及在T梁、箱梁悬臂板上的冲击系数采用1.3。当填料厚度（包括路面厚度）50cm拱桥、涵洞以及重力式墩台，不计冲击作用。第三节 作用的规定与计算二、可变作用1汽车荷载及其影响力 (3)汽车荷载离心力：V 设计速度 （km/h） R曲线半径(m) 离心力的着力点在桥面以上1.2m处（公路桥）或轨顶面2m处（铁路桥）；多车道时应考虑横向折减。离心力系数：汽车荷载离心力=车辆荷载（不计冲击力）离心力系数第三

10、节 作用的规定与计算二、可变作用1汽车荷载及其影响力 (4)汽车引起的土压力：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计算；计算涵洞顶上车辆荷载引起的土压力，车轮按其着地面积的边缘向下作30角分布。第三节 作用的规定与计算二、可变作用1汽车荷载及其影响力 (5)汽车制动力：桥规规定，一个设计车道上由汽车荷载产生的制动力标准值按车道荷载标准值在加载长度上计算的总重力的10%，但公路-级汽车荷载的制动力标准值不得小于165kN；公路-级汽车荷载的制动力标准值不得小于90kN。同向行驶双车道的汽车荷载制动力标准值为一个设计车道制动力标准值的两倍；同向行驶三车道

11、为一个设计车道的2.34倍；同向行驶四车道为一个设计车道的2.68倍。 第三节 作用的规定与计算二、可变作用2人群荷载 当桥梁计算跨径L050m时，人群荷载标准值为3.0kN/m2；当L0150m时，人群荷载标准值为2.5kN/m2；当50mL0150m时，可由线性内插得到人群荷载标准值。不等跨的连续结构，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3.5 kN/m2。第三节 作用的规定与计算二、可变作用2人群荷载 人群荷载在横向应布置在人行道的净宽度内，在纵向施加应使结构产生最不利荷载效应的区段内。 人行道板（局部

12、构件）可以一块板为单元，按标准值4.0 kN/m2的均布荷载计算。 计算人行道栏杆荷载时，作用在栏杆立柱顶上的水平推力标准值取0.75 kN/m；作用在栏杆扶手上的竖向力标准值取1.0 kN/m。 第三节 作用的规定与计算二、可变作用3风荷载 4流水压力5温度作用6支座摩阻力第三节 作用的规定与计算三、偶然作用定义：在结构使用期间，出现的概率很小，一旦出现，其值很大且持续时间很短的作用称为偶然作用。 1 地震作用地震区建造桥梁，必须考虑地震作用。公路桥梁地震作用的计算及结构的设计，应符合现行公路工程抗震设计规范（JTJ004-89）。 对于地震动峰值加速度等于0.10g、0.15g、0.20g、0.30g地区的公路桥涵，应进行抗震设计；地震动峰值加速度大于或等于0.40g地区的公路桥涵，应进行专门设计。第三节 作用的规定与计算三、偶然作用2 船舶或漂流物的撞击作用（1）内河上船舶撞击作用的标准值第三节 作用的规定与计算三、偶然作用2 船舶或漂流物的撞击作用（2）海轮撞击作用的标准值第三节 作用的规定与计算三、偶然作用2 船舶或漂流物的撞击作用（3）可能遭受大型船舶撞击作用的桥墩，应进行桥墩防撞设施设计。当设有与桥墩分开的防