桥桥 梁梁 工工 程程主讲 李勇 第 四 讲 铁路桥梁设计荷载荷载的种类荷载的计算荷载的组合 铁路桥梁荷载的种类荷载分类荷 载 名 称主力恒载结构构件及附属设备自重，土压力，预加力，基础变位影响力，混凝土收缩和徐变的影响力，静水压力及水浮力活载列车竖向静活载，离心力，列车竖向动力作用，活载土压力，公路活载（需要时考虑），人行荷载，横向摇摆力，长钢轨纵向水平力（伸缩力和翘曲力）附加力制动力或牵引力，风力，流水压力，冰压力，冻胀力，温度变化的作用特殊荷载船只或排筏的撞击力，地震力，施工临时荷载，列车脱轨荷载，汽车撞击力，长钢轨断轨力 荷载的计算n恒载n活载n附加力n特殊荷载 恒 载由支座传递来的梁及桥面的重量梁的重量查有关标准图桥面的重量按均布荷载计算n单线直线包括双侧人行道 木枕：38KN/m， 预应力混凝土枕：n曲线：和n单线明桥面：无人行道：6KN/m 人行道木板：8KN/m 人行道砼或钢板：10KN/m 恒 载n圬工等重量：体积乘容重（KN/m3），容重可查《铁路桥涵设计基本规范》（–2005）《桥规-1》n基础襟边上土壤重量 体积乘容重，桥台不考虑椎体横向变坡影响n土压力 墩台上土的侧压力，主动土压力（库仑理论） 实体墩台水浮力10kN/m3，（位于透水地基） 列车竖向静活载 列车竖向静活载应采用中华人民共和国铁路标准活载（中-活载），计算时截取，下图“中-活载”制定于1975年，计算桥梁抗倾覆稳定性时采用空车竖向活载10KN/m活 载 活 载离心力 桥梁在曲线上，应考虑离心力，离心力水平向外作用于轨定以上2m处 集中活载N： 分布活载q： 活 载离心力F—离心力（kN）N—“中-活载”图式中的集中荷载（kN）q—“中-活载”图式中的分布荷载（kN/m）v—设计行车速度（km/h）R—曲线半径（m）f—竖向活载折减系数， L—桥上曲线部分荷载长度（m）当或v ≤120km/h时取，当L>150m时取计算值 活 载 列车竖向动力作用为列车静活载乘以动力系数（1+μ），但钢筋混凝土、混凝土、石砌的桥跨结构及涵洞、钢架桥，其填土厚度h≥1m时（从轨底计算）及实体墩台不及列车冲击力 活载土压力为因活载引起的侧向土压力，按列车静活载换算为当量均布土层压力计算，具体算法参照《桥规-1》 附 加 力制动力或牵引力 制动力或牵引力大小接近相等，大小为竖向活载的10%，作用点在轨顶以上2m处；与离心力或冲击力不同时发生，同时计算时只按竖向静荷载的7%计算；墩台计算时移到支座中心处，计算台顶时移至轨底且不计算因移动计算点产生的力矩；双线桥在计算时采用单线的制动力或牵引力；采用特种荷载时，不计算制动力或牵引力。
附 加 力制动力或牵引力 制动力或牵引力是经过支座传递至墩台的，但支座种类不同，传递力的大小也不同，《桥规-1》规定简支梁传递至墩台上的纵向水平力按下列规定计算：固定支座为全孔的100%、滑动支座为全孔的50%、滚动支座为全孔的25% 同一桥墩安设固定支座及活动支座时，按上述值相加，不等跨时不大于较大跨的固定支座的纵向水平力，等跨时不大于其中一跨的固定支座的纵向水平力；对于桥台应分别计算梁跨和台上部分，计算方法同上；对桥头填方破坏棱体范围内的制动力或牵引力不予计算，大部分被轨道带走 附 加 力风 力n风力是水平力，有纵向和横向，其值为受风面积乘风荷载强度W,详见《桥规-1》n列车的受风面积按3m高的长方带计算，作用点子啊轨顶以上2m高出，仅算横行不算纵向n梁及桥面系的受风面积，对于整片结构为侧轮廓面积，对于桁式结构按轮廓面积适当折减n桥墩的纵横向风力分别按两个方向的受风面积计算，验算桥台时时，桥台本身所受风力不予计算n桥上有车时，风荷载强度采用W的80%计算，并不大于1250pa，桥上无车时按原值W计算，详见《桥规-1》 附 加 力流水压力作用于桥墩的流水压力P（kN）： K—桥墩形状系数，数值如下： 方形桥墩 矩形桥墩（长边与水流平行） 圆形桥墩 尖端形桥墩 圆端形桥墩 A—桥墩阻水面积m2，计算至一般冲刷线； γ—水的重度，一般取10kN/m； ν—计算时采用的水的流速m/s； gn—标准自由落体加速度m/s2 流水压力的分布为倒三角形，其着力点在水位线以下1/3水深处 特殊荷载地震力 地震力不与其他附加力同时计算，计算方法详见《铁路工程抗震规范》震级与裂度其他荷载 一般情况下吧控制验算 荷载组合 铁路桥梁在运营过程中，以上四类荷载同时发生的可能性很小，设计时若上述荷载同时考虑，桥梁设计会很保守，且不能充分发挥材料的力学性能很浪费；设计时有一个荷载组合的问题，经常发生是恒载和活载必须考虑、个别发生可能性较大的附加力需要考虑、特殊荷载一般用于结构验算，详见《桥规-1》 。