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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,1 永久作用的标准值，对结构自重（包括结构附加重力），可按
3、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
4、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
5、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
6、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
7、为：,（1）基本组合,返回,返回,目录,称颔醍柙瓤照檠秸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
8、,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
9、采用。对应于设计安全等级一级、二级和三级分别取1.1、1.0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,
10、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，
11、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
12、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 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
13、,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
14、件，分为静土压力、主动土压力和被动土压力。 桥梁下部结构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
15、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
16、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
