桥梁工程荷载分类PPT59页

一、荷载分类：一、荷载分类：1 1永久作用永久作用结构重力（包括结构附加重力）结构重力（包括结构附加重力）2 2预加应力预加应力3 3土的重力及土侧压力土的重力及土侧压力4 4混凝土收缩及徐变影响力混凝土收缩及徐变影响力5 5基础变位影响力基础变位影响力6 6水的浮力水的浮力荷载分类荷载分类荷荷 载载 名名 称称编编 号号8 8可可 变变 作作 用用汽车荷载汽车荷载9 9汽车冲击力汽车冲击力1010汽车离心力汽车离心力1111汽车引起的土侧压力汽车引起的土侧压力1212人群荷载人群荷载1313汽车制动力汽车制动力1414风荷载风荷载1515流水压力流水压力1616冰冰 压压 力力1717温度（均匀温度和梯度温度）作用温度（均匀温度和梯度温度）作用1818支座摩阻力支座摩阻力1919偶然荷载偶然荷载地震作用地震作用2020船舶或漂流物的撞击作用船舶或漂流物的撞击作用2121汽车撞击作用汽车撞击作用公路桥涵设计时，对于不同的作用采用不同的代表值。公路桥涵设计时，对于不同的作用采用不同的代表值。（1 1）永久作用是经常作用的其数值不随时间变化或变化微小的）永久作用是经常作用的其数值不随时间变化或变化微小的作用；采用标准值作为代表值。作用；采用标准值作为代表值。（2 2）可变作用是其数值是随时间变化的作用。按其在随机过程）可变作用是其数值是随时间变化的作用。按其在随机过程中出现的持续时间或次数的不同，可取标准值、频遇值、准永久中出现的持续时间或次数的不同，可取标准值、频遇值、准永久值。应根据不同的极限状态分别采用标准值、频遇值或准永久值值。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。作为其代表值。作用的标准值是结构设计的主要参数，关系到结构的安全问作用的标准值是结构设计的主要参数，关系到结构的安全问题。是作用的基本值。题。是作用的基本值。可变作用的频遇值是指结构上频繁出现的且量值较大的的作可变作用的频遇值是指结构上频繁出现的且量值较大的的作用取值，但它比可变作用的标准值小，实际上由标准值乘以小于用取值，但它比可变作用的标准值小，实际上由标准值乘以小于1.01.0的频遇值系数的频遇值系数1 1得到。得到。可变作用的准永久值是指在结构上经常出现的作用取值，但可变作用的准永久值是指在结构上经常出现的作用取值，但它比可变作用的频遇值又要小一些，实际上是由标准值乘以小于它比可变作用的频遇值又要小一些，实际上是由标准值乘以小于频遇值系数频遇值系数1 1的准永久值系数的准永久值系数2 2得到。得到。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作为可变作用的代表值。正常使用极限状态按短期效应标准值作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，应采用频遇值作为可变作用的代表值；按（频遇）组合设计时，应采用频遇值作为可变作用的代表值；按长期效应（准永久）组合设计时，应采用准永久值作为可变作用长期效应（准永久）组合设计时，应采用准永久值作为可变作用的代表值；的代表值；（3 3）偶然作用的作用时间短暂，且发生的机率很小。取其标准）偶然作用的作用时间短暂，且发生的机率很小。取其标准值作为代表值。值作为代表值。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。数。一永久作用：包括：结构重力、预加应力、土的重力、土侧压力、混凝一永久作用：包括：结构重力、预加应力、土的重力、土侧压力、混凝土收缩及徐变影响力、基础变位影响力、水的浮力。土收缩及徐变影响力、基础变位影响力、水的浮力。结构重力：结构自重及桥面铺装、附属设备等附加重力均属结构重力。结构重力：结构自重及桥面铺装、附属设备等附加重力均属结构重力。（1 1）结构重力标准值可按材料的重力密度与结构构件的设计尺寸计算确定。）结构重力标准值可按材料的重力密度与结构构件的设计尺寸计算确定。（2 2）预加应力：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，）预加应力：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效应和次效应，并计入相应阶段的预应力损失，但不应作为永久作用计算其效应和次效应，并计入相应阶段的预应力损失，但不计入由于预加力偏心距增大引起的附加效应。在结构进行承载能力极限状态计入由于预加力偏心距增大引起的附加效应。在结构进行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，仍需考虑预加力引起的次效应。在连续梁等超静定结构中，仍需考虑预加力引起的次效应。（3 3）土的重力和侧土压力。桥台、挡土墙等要考虑的主动土压力、静土压）土的重力和侧土压力。桥台、挡土墙等要考虑的主动土压力、静土压力、土抗力。按力、土抗力。按桥规桥规（JTG D60JTG D6020042004）4.2.34.2.3规定计算。规定计算。（4 4）水的浮力可按下列规定采用：）水的浮力可按下列规定采用：1 1、基础底面位于透水性地基上的桥梁墩台，当验算稳定时、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，或不考虑水浮力。浮力，或不考虑水浮力。2 2、基础嵌入不透水性地基的桥梁墩台不考虑水的浮力。、基础嵌入不透水性地基的桥梁墩台不考虑水的浮力。3 3、作用在桩基承台底面的浮力，应考虑全部底面积。对桩嵌入、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，应不考虑桩的浮力，在计算不透水地基并灌注混凝土封闭者，应不考虑桩的浮力，在计算承台底面浮力时应扣除桩的截面面积。承台底面浮力时应扣除桩的截面面积。4 4、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、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。其他作用组合，取其最不利者。（5）混凝土收缩及徐变作用可按下述规定取用：）混凝土收缩及徐变作用可按下述规定取用：1、外部超静定的混凝土结构、钢和混凝土的组合结构等，应考虑、外部超静定的混凝土结构、钢和混凝土的组合结构等，应考虑混凝土收缩及徐变的作用。混凝土收缩及徐变的作用。2、混凝土的收缩应变和徐变系数可按、混凝土的收缩应变和徐变系数可按公路钢筋混凝土及预应力公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范混凝土桥涵设计规范（JTG D62）附录）附录F的规定计算。的规定计算。3、混凝土徐变的计算，可假定徐变与混凝土应力呈线性关系。、混凝土徐变的计算，可假定徐变与混凝土应力呈线性关系。4、计算圬工拱圈的收缩作用效应时，如考虑徐变影响，作用效应、计算圬工拱圈的收缩作用效应时，如考虑徐变影响，作用效应系数可乘以系数可乘以0.45折减系数。折减系数。（6）基础变位影响力：超静定结构当考虑由于地基压密等引起的）基础变位影响力：超静定结构当考虑由于地基压密等引起的长期变形影响时，应根据最终位移量计算构件的效应。长期变形影响时，应根据最终位移量计算构件的效应。二可变作用：包括汽车荷载及其影响力、风荷载、流水压二可变作用：包括汽车荷载及其影响力、风荷载、流水压力、冰压力、温度作用、支座摩阻力。其数值是随时间变化的力、冰压力、温度作用、支座摩阻力。其数值是随时间变化的作用。作用。1 1、汽车荷载、汽车荷载公路桥涵设计时，汽车荷载分为公路公路桥涵设计时，汽车荷载分为公路I I级和公路级和公路IIII级两个级两个等级。等级。汽车荷载由车道荷载和车辆荷载组成。桥梁结构在进行整汽车荷载由车道荷载和车辆荷载组成。桥梁结构在进行整体计算时采用车道荷载；桥梁结构的局部加载、涵洞、桥台和体计算时采用车道荷载；桥梁结构的局部加载、涵洞、桥台和挡土墙土压力等的计算采用车辆荷载。车辆荷载与车道荷载的挡土墙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。作用不得叠加。（1 1）汽车荷载等级）汽车荷载等级 车辆荷载计算等级选择见（表车辆荷载计算等级选择见（表 7 75 5）。）。表表7 75 5各级公路桥涵的汽车荷载等级各级公路桥涵的汽车荷载等级公路等级公路等级高速公路高速公路一一二二三三四四汽车荷载等级汽车荷载等级公路公路I I级级公路公路I I级级公路公路IIII级级公路公路IIII级级公路公路IIII级级当二级公路为干线公路时，其桥涵设计可采用公路当二级公路为干线公路时，其桥涵设计可采用公路I I级汽车荷载。级汽车荷载。当四级公路上重型车辆少时，其桥涵设计所采用的公路当四级公路上重型车辆少时，其桥涵设计所采用的公路IIII级车道荷载的效应可级车道荷载的效应可乘以乘以0.80.8的折减系数，车辆荷载的效应可乘以的折减系数，车辆荷载的效应可乘以0.70.7的折减系数。的折减系数。城市道路等级城市道路等级快速路快速路主干路主干路次干路次干路支支 路路设计汽车设计汽车荷载等级荷载等级 城城-A级级或城或城-B级级城城-A级级 城城-A级级或城或城-B级级城城-B级级城市桥涵的汽车荷载等级城市桥涵的汽车荷载等级1 1 快速路、次干路上如重型车辆行驶频繁时，设计汽车荷载应选用城快速路、次干路上如重型车辆行驶频繁时，设计汽车荷载应选用城A A级汽车荷载；级汽车荷载；2 2 小城市中的支路上如重型车辆较少时，设计汽车荷载采用城小城市中的支路上如重型车辆较少时，设计汽车荷载采用城B B级车道荷载的效应乘以级车道荷载的效应乘以0.80.8的折减系数，车辆荷载的效应乘以的折减系数，车辆荷载的效应乘以0.70.7的折减系数；的折减系数；3 3 小型车专用道路，设计汽车荷载采用城小型车专用道路，设计汽车荷载采用城B B级车道荷载的效应乘以级车道荷载的效应乘以0.60.6的折减系数，车辆荷的折减系数，车辆荷载的效应乘以载的效应乘以0.50.5的折减系数。的折减系数。桥梁计算跨径等于或大于桥梁计算跨径等于或大于50m时，时，Pk=360kN；桥梁跨径在；桥梁跨径在5m50m之间时，之间时，Pk值采用直线内查求得。计算剪力效应时，上述集中荷载标准值值采用直线内查求得。计算剪力效应时，上述集中荷载标准值Pk应乘以应乘以1.2的的系数。系数。1.公路公路II级车道荷载的均布荷载标准值级车道荷载的均布荷载标准值qk和集中荷载标准值和集中荷载标准值Pk按公路按公路I级车道级车道荷载的荷载的0.75倍采用。倍采用。2.车道荷载均布荷载标准值应满布于使结构产生最不利效应的同号影响线上；集车道荷载均布荷载标准值应满布于使结构产生最不利效应的同号影响线上；集中荷载标准值只作用于相应影响线中一个最大影响线峰值中荷载标准值只作用于相应影响线中一个最大影响线峰值。图图7-5 7-5 车道荷载车道荷载（2 2）车道荷载）车道荷载车道荷载由均布荷载和集中荷载组成，其计算图式见图车道荷载由均布荷载和集中荷载组成，其计算图式见图7 75 5。公路公路I级车道荷载的均布荷载标准级车道荷载的均布荷载标准值为值为qk=10.5kN/m；集中荷载标准值；集中荷载标准值按以下规定选取：桥梁计算跨径小按以下规定选取：桥梁计算跨径小于或等于于或等于5m时，时，Pk=180kN；qkPk（3 3）车辆荷载）车辆荷载车辆荷载的立面、平面尺寸见图车辆荷载的立面、平面尺寸见图7 76 6，其主要技术指标见表，其主要技术指标见表7 76 6。图中示。图中示出了它们的轴重、轴距、轮距及外形尺寸。出了它们的轴重、轴距、轮距及外形尺寸。各级汽车的主要技术指标见（表各级汽车的主要技术指标见（表7 76 6）.车道荷载横向分布系数应按设计车道数如图车道荷载横向分布系数应按设计车道数如图7 76 6的横向布置，布置车辆荷载进行的横向布置，布置车辆荷载进行计算。计算。（重力单位：（重力单位：kN;尺寸单位：尺寸单位：m）图图76车辆荷载立面、平面及横向布置车辆荷载立