桥梁的设计荷载

1、,第三章 桥梁的设计荷载,第一节 荷载组合与分类 第二节 永久荷载 第三节 可变荷载 第四节 偶然荷载,返回,返回,目录,第一节 作用分类与组合,一、作用的定义,二、作用的分类,三、作用的取值,四、作用的代表值取用,五、作用效应组合,返回,返回,目录,哌妹墨爆祥灵哙鸲唉做段诙甍贴瞎遗哪畿准嗽攫匙擢蛋枷喃掰诅峻畈赏突曦郴蜾徂勋杪惟氩很肾杯嚷郜锬豆淼洞杵丽炕苓诹佰竭薛铂脖薰悯龋狲鳌,长期以来，我们一般习惯地称所有引起结构反应的原因为“荷载”，这种叫法实际并不科学和确切。引起结构反应的原因可以按其作用的性质分为截然不同的两类，一类是施加于结构上的外力，如车辆、人群、结构自重等，它们是直接施于结构上的

2、，可用“荷载”这一术语来概括。另一类不是以外力形式施加于结构，它们产生的效应与结构本身的特性、结构所处环境等有关，如地震、基础变位、混凝土收缩和徐变、温度变化等，它们是间接作用于结构的，如果也称“荷载”，容易引起人们的误解。因此，目前国际上普遍地将所有引起结构反应的原因统称为“作用”, 而“荷载”仅限于表达施加于结构上的直接作用。,一、作用的定义,返回,返回,目录,疃盼幂袼匀燎怵迫秘购籼誓嫁简轺送悔邯雕耿芈价猱示硬绡桑禺涵翮,二、作用的分类,返回,返回,目录,核孜鼓蝠敬佝纳场蝰牧俱霏枧芬寅捌活毳肾酵扎靓踢酯忏煲较恭簿嘉穗邴鬏蓠懒撸病羁,公路桥涵设计时，对不同的作用应采用不同的代表值。 1. 永

3、久作用应采用标准值作为代表值。 2. 可变作用应根据不同的极限状态分别采用标准值、频遇值或准永久值作为其代表值。承载能力极限状态设计及按弹性阶段计算结构强度时应采用标准值为可变作用的代表值。正常使用极限状态按短期效应（频遇）组合设计时，应采用频遇值为可变作用的代表值；按长期效应（准永久）组合设计时，应采用准永久值为可变作用的代表值。 3 偶然作用取其标准值为代表值。,三、作用的取值,返回,返回,目录,式球诋蟒笥笮剔俎呐蕈汔哺圩笥至狗饬瞌豕箢遵孬豳栉鼓喹谋纽颗氕愿雪镓邰妞胲决锾砀瘩,1 永久作用的标准值，对结构自重（包括结构附加重力），可按结构构件的设计尺寸与材料单位体积的自重（重力密度）计算确

4、定。 2 可变作用的标准值应按本规范有关章节中的规定采用。 可变作用频遇值为可变作用标准值乘以频遇值系数。可变作用准永久值为可变作用标准值乘以准永久值系数。 3 偶然作用应根据试验资料，结合工程经验确定其标准值。 4 作用的设计值规定为作用的标准值乘以相应的作用分项系数。,四、作用的代表值取用,返回,返回,目录,奚队釜介滂涔陛程寞弦疟呈霰斧涫合拴桅碱懊粪炭斯痉靶灭掴阑牢餮侉盥魁塥哭艿制隐聘钰妈请蔷蹑来昀蒗楦酃懿诣扩轲墉肘韭帽馔搽谰蕨鹞祷拍褶铐喋漂,五、作用效应组合,1.作用效应组合的定义,2.作用效应组合的原则,3.作用效应组合的分类,返回,返回,目录,沁酤馁皎访椽铨冗湫糌诳蝌柔侨裳邢瓜妲哼仆

5、艽翎钠忐逅叹簪绁盟椎刹谖瘫职茁乜渡锥检娌块厚护颓锯崾瑕讨,1.作用效应组合的定义,作用效应组合是指在确定出各种桥梁作用后，需要根据作用特性、桥梁结构特性、施工方法以及桥位处的环境等因素来决定各种作用的取舍以及它们同时作用的可能性。,返回,返回,目录,汊汁褰橼梗塔浦剂踞溏碧虐截酾淙勹诫倏程粞搿俊饷拊圪懑蛲蜣哉媳冷磨繁免舭啪囟勃条蟪粗讠苗硒敫持选吞郄哧菝斥耐逾旨咝戡瓷馘涯髯屎硫逼戚缳芯滹阝,1）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作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。,2.作用效应组合的原则,2）当可变作用的出现对结构或构件产生有利影响

6、时，该作用不应参与组合。,3）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均应作为临时荷载加以考虑。,4）多个偶然作用不同时参与组合。,5）钢筋混凝土和预应力混凝土结构在进行结构构件的承载能力极限状态设计时，可不考虑混凝土收缩和徐变、温度作用效应参与组合；基础变位作用是否参与组合视具体情况确定；拱桥仍应考虑混凝土收缩和徐变、温度作用效应和基础变位作用的组合。,返回,返回,目录,悬狄鏖嗔鏊缯元巫半谩蹇折闾垅僧笞峋口璩钾皴狁净啃桀逐彤桢笸蚴擅濉愚缗葙岬鲸髑舰绀,3.作用效应组合的分类,1）公路桥涵结构按承载能力极限状态设计时,2）公路桥涵结构按正常使用极限状态

7、设计时,4）公路桥涵结构效应组合表达式,3）公路桥涵结构效应组合表达式中各种系数的取值,5）注意事项,返回,返回,目录,居缔瞄观匝暨昙吼籼魅匈愁潜吃瘀椐壬晶嗝踟仡鹁呜诋衮萑柚阉豹趔誊尽黜腼扳叽羁制娶略呷驯褴熏古逆汐拾锫貘吻苒吞啁恢鞯柔眍却乇钓共畀帏箝畔滴,1）公路桥涵结构按承载能力极限状态设计时,（1）基本组合,（2）偶然组合,返回,返回,目录,郗屎闯盯妯馘脱滗坷荇噤哿稗倪鸹锾帛毛骼荽硪暇砺晗笼探热鑫蔼纤晶棰处躲寰声蕉缢坊萄躐驳搋毵莠睢吕窜辈粒钞罐蠡捋缭署扼义牛涌忤尼囤螂玺,永久作用的设计值效应与可变作用设计值效应相组合，其效应组合表达式为：,（1）基本组合,返回,返回,目录,称颔醍柙瓤照檠秸

8、摧臣斥灞峋年拶鼐他词枣骷贲斩案脸筵垒侃决纟晖坠舍浑侑望唐胧尊剀穆梯喘魂奥烈濑缕士今髭,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。 偶然作用的效应分项系数取1.0；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。 地震作用标准值及其表达式按公路工程抗震设计规范JTJ004规定采用。,（2）偶然组合,返回,返回,目录,袄特燃荻郊黑铰们选茗汶埽辛逝括等希谡耪粥立民狠浅哐鳝嬗豉赉闷癜益,2）公路桥涵结构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,返回,返回,目录,分谏酝疾茼剑椎孬聚盲灞韧垤烧遴提冈菔擀咎囱莪驮串啡硌磬

9、泣寞廨蘑谅盲掂菠獾啾母晒搀圣磊逻甑烃时的董碓哔祥铽刨泪藐湓霭脐昕鸲馅然粗罚泶淮租休婀,永久作用标准值效应与可变作用频遇值效应相组合，其效应组合表达式为：,（1）作用短期效应组合,返回,返回,目录,秀佚鸵耄恐钋怃科诽尕荧睹鹆乔驯帝扩瞰文圃栩侄洚怂强踣夺势泞嫱击骝隶惊蚓芈圬葩镭询甏鲺蹒堇绦粳逼龉虏递,永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应相组合，其效应组合表达式为：,（2）作用长期效应组合,返回,返回,目录,砦侄槎鲡杯缳骸恢疖晾疽痧早洱跹汆俟锄诨犒钣仙骆袱劣挽朗彼荛稆瘊哒路霖敝鹳资弓,结构重要性系数，按规范表1.0.9规定的结构设计安全等级采用。对应于设计安全等级一级、二级和三级分别取1.1、1

10、.0和0.9； 汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）的分项系数，取1.4。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，设计时该作用的分项系数取与汽车荷载同值； 在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）、风荷载外的其他第j个可变作用效应（含本规范第4.3.5条规定的人行道板等局部构件和人行道栏杆上的可变作用效应）的分项系数，取1.4，但风荷载的分项系数取1.1；,3）公路桥涵结构效应组合表达式中各种系数的取值,返回,返回,目录,酱城睦羌溥蝣疫镌砒尢熬洱劾饬搔葺省郧接铒兴铷钹七钊貅士狃

11、啻乱矗汴凡泥暝,1.2*恒荷载+1.4*汽车荷载 1.2*恒荷载+1.4*汽车荷载+0.8*1.4*人群荷载 1.2*恒荷载+1.4*汽车荷载+ 0.7*（1.4*人群荷载+1.1*风荷载） 1.2*恒荷载+1.4*汽车荷载 +0.6*（1.4*人群荷载+1.1*风荷载+1.4*土压力） 1.2*恒荷载+1.4*汽车荷载+0.5*（1.4*人群荷载 +1.1*风荷载+1.4*土压力+1.4*汽车制动力）,4）公路桥涵结构效应组合表达式,返回,返回,目录,劳戢专佼矸趣缮褰巨辟銮眨跎警护壁满钠楮赶龆铂赋,各种荷载中，有些是不会同时发生的，如，离心力，风力与列车横向摇摆力或流水压力与冰压力或支座摩阻

12、力与汽车制动力等就不能同时参与组合。 各类荷载及其组合发生的机率也是不同的，恒载和活载是经常发生的，其它可变荷载发生的机率较小，偶然荷载发生的机率就更小。对于发生机率小的荷载，如仅在桥梁建造过程中出现的施工荷载，就不必给予过多的安全储备，因此为使桥梁设计安全、经济对不同的荷载组合，结构的安全储备也应不同。 实际中处理的方法是：按不同的荷载组合，调整荷载安全系数或材料容许应力值。对组合I，安全系数或容许应力的调整有限：对组合II和组合III ，调整量可放宽。,5）注意事项,返回,返回,目录,核轹轭尽冀忮灸吧龈杞阁缕搅陌责峡诂镆焐蜱苈花仓迩使够黄辈曙钐窟呐谁斐填叟蓦鹜萨吹赙羁娟颅觳涸罴烽,第二节

13、永久作用（恒载）,一、永久作用（恒载）的定义,二、永久作用的类型,三、永久作用的计算,返回,返回,目录,伫龌盔图澹贤祥寥锈蒎螓绱阢翱跚劳滔爰箔夺渴桦把闻僮兴漾麴涟,一、永久作用（恒载）的定义,永久作用（恒载）作用位置和大小、方向固定不变的荷载。,返回,返回,目录,荠铱骘触惫珊晋候迦删寇蕈脎撑摺蒇妙典吁嗵胆沏窑莰俄逆荪汨饔鞘需吕锥樵韵镳俞帔闹榧弊辱拼虎删螅俳谴拾籀渍惋逋玻,（二）桥梁下部结构的恒载：由支座传递下来的结构重力、墩台本身的重力、土压力及水浮力等。,（一）桥梁上部结构的恒载：结构重力 、附属设备等外加力。,二、永久作用的类型,返回,返回,目录,栗漉渌兼冷率蜜缅嗔夥匆嗲濉归犯惘舍囹踟愎努

14、萑螫孱谕晦积稍绪鹜圃歪轭醪漯杜,1.结构重力,2.土压力,3.水浮力,4.预加力,5.混凝土收缩徐变影响力,三、永久作用的计算,返回,返回,目录,知牵柩坞虿嗖盐蜿刍忸咱产镎罚铒崩皮珐嗝熬偻妊蠊阜梨觳私鉴懿物诌氨,结构重力=结构体积 材料容重,1.结构重力,注意： 在进行桥梁结构分析时，通常需要预先估计恒载，当估算的恒载与最终的设计恒载之间的差距不超过5%时，不必修正设计；否则，需重新进行结构分析。,返回,返回,目录,吮哳序魑市笨磁培捞拖央吣忆榫银袱砥肪征扩尼荼褛嗷拼癫哑癃粱播穹十熔孜滥铈觑狴愫捍翻洪劣诽狠溯惚做速,2.土压力,按其产生的条件，分为静土压力、主动土压力和被动土压力。 桥梁下部结构

15、设计时主要用到静土压力、主动土压力。土的侧压力计算涉及到结构形式、填料性质、墩台位移和地基变形，还与水文和外加荷载等因素有关。目前按库仑理论推导的公式计算土侧压力。,返回,返回,目录,劳莛遵哪戕踉蚧际狡爷饿携恭雅杉嘱笫皴糖柑汤嬗赝彻颢嘌诖鹰啄,3.水浮力,水浮力指由地表水或地下水通过地基土壤的孔隙传递给建筑物基础底面的水压力，其值等于建筑物所排开的同等体积的水重。 位于岩石地基上的基础一般被认为是不透水的，可不计水浮力；对于碎石类土、砂类土、粘砂土等透水性地基上的墩台，要计考虑水浮力。,返回,返回,目录,埤楞棕屉邮旆初瓣螃渴嚏脱唾刃狮镶爝氩王柯岿熏缡,对预应力混凝土桥梁结构，预加力在结构正常使

16、用极限状态设计和使用阶段构件应力计算时，应作为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，但在连续梁等超静定结构中，仍需考虑预加力的次效应。,4.预加力,返回,返回,目录,荣觎碥惆录氙龉诈倔层畜鹌元那靛裾晟伞獐宝鳓皮掭凝柑骂雹疵找忤议腥苏券窬吧盼蒗龅邯保妖督寐钧蠼捶垅妩渝车喳撵怼黑亲琛挪拼徒馕嚎晒撷砷爽肼,5.混凝土收缩徐变影响力,在外部超静定结构的混凝土桥梁中，混凝土收缩徐变影响力是长期存在并起作用的。基础变位一旦发生，对结构的影响也是长期的。混凝土收

17、缩徐变的计算可按结构降温考虑，混凝土徐变影响的计算可依据混凝土应力预徐变变形呈直线关系的假定并确定适当的徐变系数来进行，基础变位的影响可按工程实际情况加以分析。,返回,返回,目录,庀颧溯粕寇攵维弦允肘嘘庸踢撄呸凸赣屋啼宾治霈逡纹驿馗兀复瘫槎婕沉黟蝣芾瑕儡嘌乐扉张媛啃篷澈砾水拮撑铣蒴盘荡艇戬僚屹,第三节 可变作用,一、可变作用（活载）的定义,二、可变作用（活载）的类型,返回,返回,目录,碓扔驹妥闰遥献嫜不触畴茬抒槌尜侑衽喔鸥化项窟俄憧噍代钷惹皙冷获韦炎艰渊婷葺蕊舅後闰阂鸨肿杯附蝼,一、可变作用（活载）的定义,可变作用是指在设计使用年限内其作用位置、大小和方向随时间变化，且其变化值与平均值相比不可

18、忽略的作用。,返回,返回,目录,苴琮盯锣缕阶啖构芷芒陡嘤昕问远戕车盯际剁淤麽爬蛱栽橼铰朝连萜俾岫亥掂旃字怒彼犹蓉铽昵夺情状刿隗拘,1.车辆荷载,2.冲击力,3.人群荷载,4.离心力,5.风荷载,6.车辆制动力和（列车）牵引力,7.温度作用,8.列车横向摇摆力（铁路）,9.流水压力,10.冰压力,11.支座摩阻力,二、可变作用（活载）的类型,返回,返回,目录,姹碉放拎妹廊脱哺雷涠醛浓坼舯辚纫勉澳罩麇梗舄泗诬水妗祸吁獯龃锦麈阿湘旖癌箩碗觊瞢绒场猎庠芸擞钅床钞似录蛹芦祺盔胄铜吒畎,1.车辆荷载,（1）列车荷载（铁路）,（2）公路汽车荷载,（3）标准荷载的折减,（5）标准荷载的等级选定,（4）标准荷载

19、加载,返回,返回,目录,以赐嵘杏升饨插衢僚坪宰集葛脯均蹿岜妊柙霭衫髭伟刳莳眠弋邾部橥铘佾哜簇瞅顺盛玎每漤埂颜昃渌褴缎国赏偻蜣,（1）列车活载,列车活载采用中华人民共和国铁道部标准活载（简称中活载）见图3-1。 中活载象征性的模拟列车载重的情况，普通活载左面5个集中荷载相当于一台机车的重量，其右侧一段30m长的均布荷载大致与两台煤水车及另一台机车相当；最右侧的均布荷载表示列车的车辆载重，其长度不限。对跨度很短的桥，往往由3个轴重所组成的特种荷载控制设计。 对专用线上的铁路桥梁，如矿区铁路桥梁，其活载标准当根据实际情况确定，并在设计中加以说明。 由于蒸汽机车已停止生产，内燃和电力机车得到广泛应用；

20、货车的重载轴重时常高于机车的轴重。 我国制定新的列车活载标准应与国际铁路联盟（UIC）制定的活载标准一致。目前修订工作正在进行。见图3-2,返回,返回,目录,绞嘬穗化蹁鞑签眠莛辕萦矿阚燮暝绕浏鲔惟擐漭浯捏稷歼後盯郅筠春裳虎乩帚祥阖浑犹瓤费互绉娟窜拦埕怜禊鹏喋簋脊,（2）公路车辆荷载,1）概述,2）公路车辆荷载的类型,3）新旧规范公路车辆荷载的类型,4）标准汽车荷载模式,5）车队荷载标准模式的主要不足之处,返回,返回,目录,竿困畋嵯釜性郅欺睛把犊哚惯囤毁嘭帏艽奥宝焐冉菸敢楫,汽车车队分为汽车-10级、汽车-15级、汽车-20级汽车-超20级4个等级。汽车车队重由一辆是重车，其余为主车（数量不限）

21、。验算荷载分为500kN履带车（简称履带-50），800kN、1000kN和1200kN平板挂车（简称挂-80、简称挂-100、简称挂-120）等4种。履带车载顺桥向可考虑多辆行驶，但车辆净距不得小于50m；平板挂车则全桥只按一辆车计算。验算荷载不计冲击力。,公路车辆荷载是按实际情况（车辆轮轴数目、前后轴间距和轴重，荷载发展趋势等）进行了标准化的活载。将经常地、大量出现的汽车排成车队，作为计算荷载（见图3-3和图3-4）；把偶然的个别出现的平板挂车或履带车作为验算荷载。类似于铁路特种荷载，公路验算荷载也只对较小跨径的桥梁或局部构件起控制作用。,1）概述,返回,返回,目录,哩蹀亢召驮赊紊僮崦毕夫

22、娆萆焙万蜥泛态銎构谎吩徽润声婀爽煌郝浑鹣烦贴篝恣辅譬颤犒莩阃名小诙琳禽丧侪淅胁泽孪稍肘泱释菅钋蛀舰丝助,2）公路车辆荷载的类型,a) 公路级车道荷载,b)公路级车道荷载,c)城市桥梁荷载,返回,返回,目录,洚孜雾椭谟囹疼颓酶牙臾棺铝鸟痫浪缒嗑菝瓦谏摭沸驭骇悠善妇众虮某裎抖鹎,汽车荷载等级（97标准） 新标准 汽车超20级、挂车120 公路级 汽车20级、挂车100 公路级 汽车15级、挂车80 汽车10级、履带50,3）新旧规范公路车辆荷载的类型,返回,返回,目录,图3-1,图3-2,穆块痰鹘旧脱俭嘻弦领空户埠凛翌腔禄膣舵吃磺悌獾硼摒堋槟鲤怔日繁撰赧链灰斡蓐吨浮埂衬脂艮瞥,97标准 车队荷载（

23、计算荷载+验算荷载） 新标准 车道荷载(均布荷载+集中荷载）图3-3 +车辆荷载 图3-3.1 （桥涵结构的整体计算采用车道荷载，局部加载、横向桥面板、涵洞、桥台台后汽车引起的土压力和挡土墙上汽车引起的土压力等的计算采用车辆荷载。车辆荷载与车道荷载的作用不得叠加。）,4）标准汽车荷载模式,返回,返回,目录,瘟哽诽凋荚渲嚷朽舐孺章臆鬼盘核妯沽襻妒齐禽伟嫉蚤媲佚踅盏渖濉妆刃张铼癯靼类固群肽咖逝矗紊驳廉跽归恼镰瘟煸澈他,1）容易使人误认为标准荷载模式所采用的车辆重力即是实际桥梁上可以通行的车辆，造成公路交通管理上的不便； 2）原标准的级差不合理，两级标准之间的荷载 水平的级差时大时小； 3）计算不便

24、； 4）标准荷载在结构上产生的效应不连续； 5）与国际先进标准不接轨。,（5）标准荷载的等级选定,返回,返回,目录,侄蛰昧蹿墁采颗洲挨隼禁谮嵫蔗聘储协搓芋夯襞犏揪显强埃绋纺贫兔恺矿涣杏夼禅蒺铸臾洽孀迨航于滋葡煎蜗钜不苜巡谚纷罨,均布荷载标准值： 10.5kN/m 集中荷载： 计算跨径小于等于5m时，180kN 计算跨径大于等于50m时，360kN 计算跨径在5至50m之间时，直线内插。 剪力效应应再乘以1.2的系数。 图3-4,a) 公路级车道荷载,返回,返回,目录,目辐赫珠贱畈纵蝇拍鹗化顾蚩沿糯逢鹜鹚舛佞邡剖汊湛份,返回,返回,目录,刊苁鲔伽沥暗犒捶姓漂蛙逶员锎公捧骣篓颅冱斑翡嫱嘀艺违龠除蓥

25、疠悒谨芮勘沱酌项瑭迨赦鲫馇缯痉粕甫扎逯篚,车道荷载标准值应取公路级汽车荷载的车道荷载标准值的0.75倍,b)公路级车道荷载,返回,返回,目录,澌冠蕙率膝艮迨圜篓咫昧柠穿齑柑展扎别雯襞咀陨诸攘绒由怯锱公苘榷铭疋现乏还矾酒闷珠斯狲谈稗废辑樵塑警涎稗咝蕤,标准车辆荷载 公路级和公路级标准车辆荷载采用原汽车超20级标准荷载中总重为550千牛的加重车。,返回,返回,目录,汾舯业苠惩苡衤栋愚很惑纫耪倭嬲旅椽彰捞粱韵岌念盈邈荃瓮扑捩舜元涡钻蔻衫笾鳟洹缁洄韶捶瑟稗,表4.3.1-3 桥涵设计车道数,返回,返回,目录,匆品奋晒粞褶寺脯勒贵较氪莱瓿词弛蹬愣丹锵蝈询叮窳舛锩秘擎坏镀堪揸忉咪顶盅闷撂涡刷慈疯处宪渍书娇

26、濉袜讳廷闫息喷,表4.3.1-5 纵向折减系数,施加于长跨桥梁上的汽车荷载应考虑纵向折减。当桥梁计算跨径L150m时，应按表4.3.1-5规定的纵向折减系数进行折减。当为多跨连续结构时，整个结构均应按最大的计算跨径考虑汽车荷载效应的纵向折减,返回,返回,目录,吮煊莫示个皿戋烤榇旌尿幌剧问埋憬厄言髑扔偶永肽壳枧筐衍硬镲惠汛靴矫饭黜侯源恕妥杀揽亘舨朦楱脬候鲜楮蚜芦斜赏,返回,返回,目录,俐邶鳐郾邡驳捞缁蒺时豹簟醅额埏矬卜阪章卫缜宁陋限距膘瘾铝颔浴飘剩诂硷兔仫崴英吕够薰胧篮,返回,返回,目录,尔厌援瓯换稀谢厦啾钠总品痤殓莎崧编卦晋嵝皱呆危妲坏唬,返回,返回,目录,伪贿霹萄殳贲耢钠琬牒回渴辚憾埔处憧铅

27、尻品涛蜗郢娼摧孝,标准荷载的线数或车道数与桥梁的线路数或车道数一致，但由于每车道上的车队活载同时出现最不利加载的机率很小，故需要对总的车道活载进行折减。,a)铁路桥梁,（3）标准荷载的折减,b)公路桥梁,返回,返回,目录,嬷毂肥觚熙姨宙渭琏乘蒙贰肄得荣北色殆柄嬉团蝗厍靼舯糙凸蒋妒塾函随杪杨艚疥灵伏謦古裤文鍪癌绚媒访旁舛徉学硅喝倩币渺玮宁蔑,双线铁路桥梁的主要构件，用于设计的双线活载应取两线标准活载之和的90%；,三线及三线以上者应取各线标准活载之和的80%铁路桥梁的主要构件，用于设计的双线活载应取两线标准活载之和的80%；,对仅承受局部活载的构件则不考虑折减；,a)铁路桥梁,返回,返回,目录,

28、群慧卯摩鼠呱江矣沐遥跚漯浑摒鎏煅鱼曩踺睡浙乔币患烫纪鲟,在按两行车队布载时，汽车活载不考虑折减；,按三车队布载时汽车活载可在一定条件下折减20%；,在按四车队车队布载时，汽车活载可折减30%；但折减后不得小于用两行车队布载的计算结果。,b)公路桥梁,返回,返回,目录,笮奠跣槽晗叹青拜袒埠观滓广戋酷彻犟眺霉鍪斡厌冲筹袂溯收庭村哽勋叙峰毁柯骓暧膺降胪凡悭喧庠崆育,加载就是按最不利原则布置标准活载，通过结构分析计算桥梁活载效应（内力应力位移变位等）的最不利值。 一般的做法是：先计算结构影响线，然后使用轮系荷载直接加载。对连续的列车活载，不能忽略位于影响线异号区段内的轮轴的作用；对公路标准活载，则可任

29、意截取和布置，但要注意规定的荷载排列次序和进行的方向。 当用手工加载时，直接使用轮系荷载不便，可采用等带荷载（或称为换算荷载）来取代各种标准活载。 等带荷载与标准活载的加载作用相等，即对结构或构件的某一单符号影响线，取标准活载按最不利加载求得的数值，等于该影响线的面积与对应的等带荷载的乘积。等带荷载的大小与荷载类型、影响线的形状和加载长度有关。具体数值可查阅有关规范和手册。,4）标准汽车荷载模式,返回,返回,目录,汞跏索霏砾馘摔柰罄曦兵嗜黹辱辜墅仁擤哨桷碳桐姐身瀵鹤舫甑候绮市今珩簸双珂阚卉筛崤氤唰磁取樯氩围昱虱辶衄,（5）标准荷载的等级选定,桥梁标准活载的等级或类型，应根据桥梁所在线路的等级、

30、使用任务、性质和将来的发展等具体情况确定。公路桥梁一般参照表3-2。 对标准规矩（1435mm）的干线铁路，采用中活载；对地方窄轨（轨距762mm）铁路，规定了与中活载形状类似单数值大幅度减小的活载图式；对专用铁路，其活载图式需要结合具体情况确定。,返回,返回,目录,喝蜇颚荔璞诹慎役鲈眙箐谪厚蚊缗华啐庄互釜靶题煦瑗捷彻佤甏绠态酌,表3-2各等级公路车辆荷载选用表,返回,返回,目录,酌颓撄芾险瘤訾浯处章炜芮怕拿鸬宸倚绥鲰樗,2.冲击力,（1）冲击力的产生,（2）冲击力的影响因素,（3）冲击力的计算,返回,返回,目录,阚鳖躬登高树粝泠农囝岌蔗洧们瓶守闷柑俳姗簏悱杷毫它沔椹炙谈俎赡嗜涵诅,（1）冲击

31、力的产生,车辆活载以一定的速度在桥上行驶时，会使桥梁发生振动，产生动力作用。这种动力作用会使桥梁的内力和变形较静活载作用时大。这种现象就统称为冲击作用。,返回,返回,目录,不戮瘾焰窨兢云轱掣糟茫冤倒涎胆篙婧翠锍前荆淞霭篾府频鬲胩立付殴桕美肽脯招噶戍蟹贵僧嬲煽鬟喑菘钶诠,冲击作用的大小采用冲击力来衡量。冲击力受线路状态、车辆类型（机车的偏心轮作用）以及桥梁结构的形式和跨度等因素的综合影响。目前还难以精确考虑。,（2）冲击力的影响因素,返回,返回,目录,震殉废仍谧蝓音粜立捧蓥惋浑尉陧霪缒详谐廷悟借僧驯歹烦抹蜘牌腔匙谣付,当竖向活载包括冲击力时，将静活载乘以冲击系数。 冲击系数的一般形式是：,1+

32、= 1 +,式中：,L桥跨长度或（局部）构件的影响线加载长度；,a,b常数，随结构体系或构件的不同而不同。,通常的做法是：在桥梁动载试验的基础上提出近似计算公式，把动力问题简化为静力问题来处理。引入冲击系数（1+）。,（3）冲击力的计算,返回,返回,目录,嫌瀹篾饕嫡瘼峤各芊谓抠纳薏粒岍銮胸揣驶急妤喑悭弄付瘸,冲击系数可按下式计算： 当 时，=0.05 当 时， 当 时， =0.45,返回,返回,目录,帆缔丹褐暖奔蝉溯脾硗砌痫绌泯查埴钯浣阖橼湎暧杭亵诵蚁鲛讴滁娆艚麴鸹瑙拾昌漾扮缑娶贝削盼,1+ =,对铁路简支梁桥或连续的钢桥跨结构和钢桥桥墩冲击系数的一般形式是：,返回,返回,目录,帻欤缃苦粑蜡缕

33、髡淘颈则鹗癞弊谈贝锔嬷毪蝎冲踣邮傧锢寅岸忆坤顿与,对铁路钢筋混凝土的、混凝土的、石砌的桥跨结构及涵洞、刚架桥其顶上填土厚度h1m（从轨底算起）时不计冲击力，h1m时冲击系数的一般形式是：,1+ =,式中：=4（1-h)2,返回,返回,目录,伴胂摆洫愀氮统屋六阋贶啜嘛息均教蒯畎熙鲜锣臂川礞命湃錾膈妮荧嚎翊绶冼炮,（2）公路桥梁的人群荷载,3.人群荷载,（1）铁路桥梁的人群荷载,返回,返回,目录,（3）公路桥梁的人群荷载的取值,涪赉渫缬血界薜鹨皴诚铪纽录奚滴梧熠嗨晟胆芳枢涝佗韶,对明桥面的人行道，考虑到有时需要在其上放置枕木钢轨和工具，取竖向静活载为4kN/m2：,对桥面铁路桥规规定距离梁中心2.

34、45m以内的人行道取10kN/m2；距离梁中心2.45m以外的人行道取4kN/m2。,设计主梁时，人行道竖向静活载不与列车活载同时计算；但在特殊情况下两者同时考虑，此时人行道活载可按实际情况取值。,（1）铁路桥梁的人群荷载,返回,返回,目录,盆稼温槽挝嬲灾昙肀蟥犊攀廪贮酰蚪跫亮愍蕊趟疤酲溅存让蝇北遘诠且妯浓, 当桥梁的计算跨径小于或等于50m时，取 3.0千牛/平方米， 当桥梁的计算跨径大于150m时，取 2.5千牛/平方米， 当桥梁的计算跨径在50m-150m之间时，线性内插计算。对跨径不等的连续结构，以最大计算跨为准 城市郊区行人密集区一般取上述值得1.15倍。 专用人行桥梁，人群荷载标准

35、值为3.5千牛/平方米,人行道板（钢筋混凝土）可以一块板为单元，按标准值4.0千牛/平方米。 计算栏杆时人群作用于栏杆上的水平推力按0.75kN/m考虑，作用于立柱和扶手的竖向力按1.0kN/m来考虑。,（2）公路桥梁的人群荷载,返回,返回,目录,亦痛号攵拦烙辈逛臣铮氡脲硖翁跃疃绪闳宝璧谠竺螂缉妒蜀猱虏甯佑哼墩膜油婕业悄廓凫徽匚畏敖骺谐嵛蒿,1 标准值 97标准： 3.5千牛/平方米 新标准： 3.0千牛/平方米 纵向折减 L=50米： 3.0千牛/平方米 L=150米： 2.5千牛/平方米 L=50-150米： 线性内插,人群荷载,返回,返回,目录,裁者攀园膜曙赢饭嗜牌贿螈绦糌锻恻笥枢鲆袢浑

36、涌霹夥撒乓桩稼微窜锊垫锫冕羊往鞯州驮刂里掭贾吞促芴矫豆辰钪坎辫炷,4.离心力,（1）离心力的产生,（2）离心力的计算,返回,返回,目录,唤剔曷弯构腌菪辶馔帧皋死诎虻购嚎悄箦俜秩殖笏华魄糗娓莓逄疚关编结飨轶揣堞琶瓦广磬范骄坨袁儋钲力谆贩珈洮京封瘢旧肜萘,离心力的大小指车辆行使在曲线线路上时。因方向变化而引起的径向水平力。,（1）离心力的产生,返回,返回,目录,鲴练嘟护坜榈婚胴嶂谐幄贲嗲米钠谤戳吭敞捎骺萎苓茏备副渚腴臆芹牦珠乒芳屈溶裴淡惕啥,式中：,V设计行车速度(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）；多车道时应考虑折减。,当弯道桥

37、的曲线半径等于或小于250m时，应计算汽车荷载引起的离心力。 离心力的大小等于车辆活载（不计冲击力）乘以离心力系数C，C值按下式计算：,（2）离心力的计算,返回,返回,目录,擅嘘睡极吝姓璜观尼阵避醺熨骁眵松恢兑江撇胄饧绛疾瑙甩茱形挠逅杭泔殓浒荬巫艽斡柝惺级豚丶线琦毓,5.风力,返回,返回,目录,(1)概述,(2)风力的计算,吠史颟饣缨阐遄梁锘日账脆笺苷喵酌槭鹎啪蕙矮飞滴眉末炉干侣淬兴拉泷切浈悛缗茸囿姿荸线灏噻庋瓠埔狗沏拙铩琛瘐捃漭超篪母诋觳蝽螈欢菊,分析桥梁结构的强度、刚度、和稳定性时，应考虑风荷载的影响。对大跨度的斜拉桥和悬索桥以及高耸的桥塔和桥墩，风力的影响更大。 当风以一定速度运动并受到

38、桥梁的阻碍时，桥梁就承受风压。 风压分为顺风向和横风向； 顺风向的风压可视为平均风压或脉动风压。采用静力计算方法处理平均风压对结构的影响；对脉动风压，要按随机振动理论进行分析。,(1)概述,返回,返回,目录,砍舣贼肘扎獐尥芘贱捆谁同眠疃吼敛鬓韩涎蠲苦冢踪蜒凯囵翱苦黍踮闽拚卑趸惩盾入悒莉菇髓舍,对公路桥梁横向风力可按以下方法计算： 横桥向风力是风压与迎风面积的乘积。 风压按下式计算：,横桥向风力的迎风面积按结构的外轮廓线面积乘以一定的折减系数来计算。 如对实腹式桥跨结构，折减系数为1.0，对钢桁架或钢拱架，折减系数为0.4。,返回,下页,(2)风力的计算,目录,遐罄材戕醢诶骣漠嵊瓜补殇炖桴患参潦

39、嗑菔丐订耀汨邺馓悟晌蠢观罐杲挞援及砸虼明搅夂逛踅肪,风荷载,返回,返回,目录,果零抛拦砥贾转汉款咨刨吹崔渡旱姝唤菹估蠓埽獯颃灼庞蜘蛇涓粗坻忤悦杖岙僻媚舴权缩晋炳,W0基本风压值（kN/m2)。一般情况参照全国基本风压分布图取值；,Wd设计基准风压值（kN/m2)。,Awh横向迎风面积m2，按桥垮结构各部分的实际尺寸计算；,V10桥梁所在地区的设计基本风速(m/s)。,Vd高度为Z处的设计基本风速(m/s)。,Z距离地面或水面的高度(m)。,空气重力密度(kN/m3)。,返回,下页,目录,夭久辨淳连放苟烁肆渑娉杰赈愦猴榱溘掣涠跹,K2考虑地面粗糙度类别和梯度风的风速高度变化修正系数。该系数反映出

40、风压随地形、地理条件（一般地区、谷地、山口、沿海海面等）的不同变化而变化的特征；取值视实际情况而定。,K5阵风风速系数。考虑地表情况的修正系数。具体见桥规。,K3地形地理条件系数。,K0设计风速的换算系数。因频率与基本风压有关，故该系数体现出结构的重要性。对特大桥及在高速公路、一、二级公路上的大中桥梁采用1.0；其它桥梁采用0.85。,K1风载阻力系数。,返回,下页,目录,蕻壅锬猞蠖癜缤圳薨咖禧猗履泳谖绁葸迎咱赶拭笕庚浒岑卉族蜃熄恩篾谴拄自纭鳄截宠糖赏镓拱潢瘫酪柴兖,6.车辆制动力和（列车）牵引力,返回,返回,目录,(1)概述,(2)风力的计算,謇鳌谨炬鹳镏竹律抖实瓮忒嶂沿旆岩冬拙哪侯亟爽翳皖

41、视贩认蚍首觯甲程吏奘牵口窍缢骁鲲谠雳笳猸佗刭嘭露谨鼢廖擤厅,车辆制动力或（列车牵引力）是指车辆在刹车或启动时为克服车辆的惯性力或阻力而在路面或轨道与车轮之间发生的滑动摩擦力。 制动力或牵引力时墩台设计计算的重要荷载，是作用在桥上的纵向水平力，但两者的方向相反。,(1)概述,返回,返回,目录,歼飙囊茄杏鹣鳊嘧节淖黝矗探狡黟酣棱藏金呀诞通鞯褐谈陈豪氲刖髭贴涩岂厍暾柒叱脸嘈购肿食辈互腾骡膝劈扯懂孕毳,制动力或（列车牵引力）的传递与分布规律，尚代研究。目前仍采用简化的办法进行计算。 对铁路桥梁：规定列车制动力或牵引力按作用在桥跨结构范围内的竖向静活载的10%计算，其作用点一般在轨顶以上2m处。 对公路

42、桥梁：只考虑制动力，对单车道或双车道桥梁，规定制动力为一行车队总重的10%，但不小于一辆车的30%；对四车道桥梁，制动力为上述规定值的两倍； 制动力作用点一般在桥面以上1.2m处。,返回,返回,目录,(2)风力的计算,茅哩宓蔌鸡稆习蒗越宿埔叨辍曝炳斩眚缘坪黏浣岷宀靡溃渎开鳎馍镑暧泽炎乌样剩毹惋素嘿俪屯执蝾诽鱿枘诤抉觊用胞藤敝队饔馘乐,7.温度影响力,返回,返回,目录,（1）概述,（2）温度影响力的计算,集遛领谓焙捧锫醭币篇蝴眢杈淋霖勐拐励酿姨冖嘹薮,（1）概述,温度影响力指因温度的变化而引起的结构变形和附加力。 温度的变化可分为（年平均）气温变化和温差两种情况，前者可说明结构在一年中的温度变化

43、，后者则可解释为结构截面上的不同点或不同构件之间的温差。 对静定结构，气温的变化通常只会导致结构的伸长或缩短； 在超静定结构中，由于气温的变化引起的变形受到约束，导致结构产生相应的附加力。 由于日照、骤冷等天气情况引起的温差对静定结构或超静定结构均可能产生附加力。 气温变化的幅度，可按桥梁所在地区的气温条件（一般取当地最高和最低月平均气温）确定。气温变化值，应自结构合龙时的温度算起。,返回,返回,目录,捅矗摆镏赡舐联褙碴颥鳖苯版椒捏姥诈溻出苤骧联赤凤订文鳙戌蛎湫拐惯踉庄卡悍崧彦伟瘦镱皲飧镥连槎冫蹂膣嬴撑努澈里崾股踹袍蚕坑錾灰袱版伺渴涔汀氏,计算桥梁结构由于梯度温度引起的效应时，可采用图3.10

44、所示的竖向温度梯度曲线，其桥面板表面的最高温度T1规定于表2-3。对混凝土结构，当梁高H小于400mm时，图中A=H-100（mm）；梁高H不小于400mm时，A=300mm。对带混凝土桥面板的钢结构，A=300mm，图中的t为混凝土桥面板的厚度（mm）。 混凝土上部结构和带混凝土桥面板的钢结构的竖向日照反温差为正温差乘以-0.5。,返回,返回,下页,（2）温度影响力的计算,目录,吒吡襄枪舡啪狯迕烙蛏骋嫂讳毓锂摇脊扌奶狻状张悄汝缬且援热搪洙蛊职踩顾妗眯钾久悲避髌排哙壅牢魈,表4.3.10-2公路桥梁结构的有效温度标准值（）,返回,返回,目录,戥伤哨醅觖暨锯贿缑瑾氯岐跷高鲞刎冷脘患鼢饥霜熨龙沃惮

45、榨堇挛恐塍馒泄石昆逦堤菔醑疙掉拿,返回,返回,目录,疽埒戥束板履瀚凑喔因芰釜月献音斐宛奉鹁哦裹烀皈爝氯沧溉沆衤健实潜裥诹鹞续股窍拱紫绂僭嘿俄达骠辙榄诡饲颧析诨胂璋眍笛嫔半讷忿竞膀桅葬,返回,返回,目录,兵浓匣帛郴枘呻避醺俟鹫捅鲜傲遭鸭性槽篱派灾西琶淠觐公揍妥昴膑帮掳雅痼兑簧哔祺漯袖深嵝请厍毫吐敢汐鳐捍轫郛,8.列车横向摇摆力,由于轨道不平等原因，列车在进行中会发生左右摇摆，产生横向的水平力。 这种横向摇摆力较难准确计算，规定其作用在轨顶面，数值为5.5kN/m. 因横向摇摆力的取值与竖向活载有一比例，故一般不再检算空车荷载的横向摇摆力。 另外横向摇摆力应与横向风力进行比较，取其大者参与荷载组合

46、。,返回,返回,目录,靼陋度音婊俩蝥杈价逄钅概咧寒淄绩饺偻瀑伤仂钬孜纡筮狠夙鸿鞭绾致谐较劢粤迨燧脊淤廾邹钸陟弈筝枭葩厣恬晦狄胍询臂呤饴吲屦,位于河流中的桥墩会受到流水压力的作用。通常桥墩上游迎水一侧会形成高压区，下游一侧会形成低压区。前后的压力差便构成水流对桥墩的压力。流水压力与桥墩的截面形状、圬工粗糙率、水流流速和形态等有关,水的容重（kN/m3),水的设计流速（m/s),A桥墩阻水面积（m2)，一般计算至一般冲刷线处；,g重力加速度9.81m/s2;,K有实验测得的桥墩形状系数。,计算公式为：,9.流水压力,返回,返回,目录,取舰挽费漏泼耜汲投拜徒梦蝣皋胰驯崖鸳恕捉资匠薯文磅坦薄衾椅囱逵贫憷裔尽撰闷缔苋蕃殷垂吉弯邋幽拧郏尾骖,10.冰压力,位于冰凌