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1、第三章第三章 桥梁的设计荷载桥梁的设计荷载 Loads on Bridges3.1 桥梁设计荷载的分类桥梁设计荷载的分类3.2 规范中有关设计荷载的规定规范中有关设计荷载的规定3.3 荷载组合荷载组合7/24/202413.1 桥梁设计荷载的分类桥梁设计荷载的分类n n一、永久荷载（恒载）一、永久荷载（恒载） 结构物自重，桥面铺装，附属设施，土重，结构物自重，桥面铺装，附属设施，土重，土侧压力，基础变位影响力，水浮力，预土侧压力，基础变位影响力，水浮力，预加应力，砼收缩徐变影响力。加应力，砼收缩徐变影响力。7/24/20242二、可变荷载二、可变荷载基本可变荷载（活载）：基本可变荷载（活载）：
2、汽车（含冲击汽车（含冲击力、离心力），平板挂车，履带车，人群力、离心力），平板挂车，履带车，人群及其土侧压力。及其土侧压力。其它可变荷载：其它可变荷载：汽车制动力，支座摩阻力，汽车制动力，支座摩阻力，温度影响力，风力，流水压力，冰压力。温度影响力，风力，流水压力，冰压力。 铁路桥：列车横向摇摆力，冻胀力。铁路桥：列车横向摇摆力，冻胀力。7/24/20243n三、偶然荷载三、偶然荷载地震力，船只、漂流物的撞击力，施工荷地震力，船只、漂流物的撞击力，施工荷载等。载等。7/24/202443.2 规范中有关设计荷载的规定规范中有关设计荷载的规定n一、永久荷载（恒载）一、永久荷载（恒载）跨径跨径201
3、50m，自重占全部设计荷载的自重占全部设计荷载的3060%以上。跨径越大，比例越高。以上。跨径越大，比例越高。预应力：正常使用极限状态设计时计入；预应力：正常使用极限状态设计时计入； 承载能力极限状态设计时作为抗力。承载能力极限状态设计时作为抗力。收缩徐变：超静定混凝土桥梁。收缩徐变：超静定混凝土桥梁。7/24/20245二、可变荷载二、可变荷载n车辆荷载车辆荷载n计算荷载：计算荷载：公路桥涵设计的荷载标准中把公路桥涵设计的荷载标准中把大量、经常大量、经常 出现的汽车荷载排列成车队形出现的汽车荷载排列成车队形式。式。n汽车车队：汽车车队：荷载级别的数字表示一辆主车荷载级别的数字表示一辆主车重量
4、（以吨重量（以吨 计），除了辆数不限的主车之计），除了辆数不限的主车之外，每队车队中均规定有一辆重车。外，每队车队中均规定有一辆重车。7/24/20246n计算荷载的汽车车队计算荷载的汽车车队 汽车汽车-10级，汽车级，汽车-15级，级， 汽车汽车-20级，级， 汽车汽车-超超20级级n在设计四车道桥涵时，考虑到四行车队单向在设计四车道桥涵时，考虑到四行车队单向并行通过的机率比较小，计算荷载可以折减并行通过的机率比较小，计算荷载可以折减30%，但不得小于按两行车队计算的结果。，但不得小于按两行车队计算的结果。旧桥梁规范旧桥梁规范(JTJ023(JTJ02385)85) 7/24/202477/
5、24/202487/24/20249n验算荷载：验算荷载：偶然个别出现的平板挂车、履带车偶然个别出现的平板挂车、履带车验算荷载的等级：验算荷载的等级： 履带履带-50，挂车，挂车-80，挂车，挂车-100，挂车，挂车-120履带车顺桥向可多辆行驶，净距不小于履带车顺桥向可多辆行驶，净距不小于50m，平板挂车全桥只通过一辆。同时不考虑冲击力、平板挂车全桥只通过一辆。同时不考虑冲击力、人群和其他外力。人群和其他外力。7/24/2024107/24/202411公路桥涵设计通用规范公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）n汽车荷载分为汽车荷载分为公路公路级级和和公路公路级级两个等级。两个等级
6、。n汽车荷载由汽车荷载由车道荷载车道荷载和和车辆荷载车辆荷载组成。车组成。车道荷载由道荷载由均布荷载均布荷载和和集中荷载集中荷载组成。组成。n桥梁结构的整体计算采用车道荷载；桥梁结构的整体计算采用车道荷载；n桥梁结构的局部加载、涵洞、桥台和挡土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。墙土压力等的计算采用车辆荷载。n车道荷载与车辆荷载的作用不得叠加。车道荷载与车辆荷载的作用不得叠加。7/24/202412新规范新规范 车道荷载的计算图式车道荷载的计算图式Kq P K7/24/2024137/24/2024147/24/2024157/24/2024167/24/2024
7、177/24/2024187/24/202419 多车道桥梁的汽车荷载应考虑折减。当桥涵设计多车道桥梁的汽车荷载应考虑折减。当桥涵设计车道数车道数2 2时，汽车荷载产生的效应时，汽车荷载产生的效应 应该按表应该按表6.0.6-26.0.6-2规定的多车道横向折减系数进行折减，但折规定的多车道横向折减系数进行折减，但折减后的效应不得小于两条设计车道的荷载效应。减后的效应不得小于两条设计车道的荷载效应。7/24/2024207/24/2024217/24/202422v城市道路车辆荷载城市道路车辆荷载 n城市汽车荷载等级城市汽车荷载等级城级汽车荷载城级汽车荷载城级汽车荷载城级汽车荷载n汽车荷载：汽
8、车荷载：车辆荷载车辆荷载车道荷载车道荷载7/24/202423n横隔梁、行车道板、桥台或挡土墙后土压力横隔梁、行车道板、桥台或挡土墙后土压力的计算应采用车辆荷载。的计算应采用车辆荷载。n主梁、主拱和主桁架等的计算应采用车道荷主梁、主拱和主桁架等的计算应采用车道荷载。载。n进行桥梁结构计算时不得将车辆荷载和车道进行桥梁结构计算时不得将车辆荷载和车道荷载的作用叠加。荷载的作用叠加。 7/24/202424城级车辆荷载：城级车辆荷载： 标准载重汽车采用五轴式货车加载，总重标准载重汽车采用五轴式货车加载，总重700kN 7/24/202425城级车辆荷载：城级车辆荷载：城级车辆荷载：城级车辆荷载： 标
9、准载重汽车应采用三轴式货车加载，总重标准载重汽车应采用三轴式货车加载，总重标准载重汽车应采用三轴式货车加载，总重标准载重汽车应采用三轴式货车加载，总重300kN300kN 7/24/202426n城级车道荷载和城级车道荷载应按城级车道荷载和城级车道荷载应按均布荷载加一个集中荷载计算。均布荷载加一个集中荷载计算。n均布荷载和集中荷载的标准值应按桥梁的跨均布荷载和集中荷载的标准值应按桥梁的跨径确定。径确定。n跨径跨径2-m 城级城级计算弯矩，车道荷载的均布荷载标准值计算弯矩，车道荷载的均布荷载标准值qM=22.5kN/m；计算剪力，均布荷载标准值计算剪力，均布荷载标准值qQ=37.5kN/m集中荷
10、载集中荷载P=140kN 7/24/202427 城城B级级计算弯矩，车道荷载的均布荷载标准值计算弯矩，车道荷载的均布荷载标准值qM=19.0kN/m；计算剪力，均布荷载标准值计算剪力，均布荷载标准值qQ=25.0kN/m集中荷载集中荷载P=130kN7/24/202428n n城级车道荷载城级车道荷载n n城城B B级车道荷载级车道荷载7/24/202429n跨径跨径m-150m城级城级计算弯矩，计算弯矩，qM=10.0kN/m计算剪力，计算剪力，qQ=15.0kN/m集中荷载集中荷载P=300kN车道数等于或大于车道数等于或大于4条时，计算弯矩不乘增条时，计算弯矩不乘增长系数。计算剪力乘增
11、长系数长系数。计算剪力乘增长系数1.25。 7/24/202430城城B级级计算弯矩，计算弯矩，qM=9.5kN/m计算剪力，计算剪力，qQ=11.0kN/m集中荷载集中荷载P=160kN车道数等于或大于车道数等于或大于4条时，计算弯矩不乘增条时，计算弯矩不乘增长系数。计算剪力乘增长系数长系数。计算剪力乘增长系数1.30。 7/24/202431n n城级车道荷载城级车道荷载n n城城B B级车道荷载级车道荷载7/24/202432车道荷载的横向布置：车道荷载的横向布置：每车道为每车道为3m宽均布宽均布或等效荷载车轮集中力形式布置或等效荷载车轮集中力形式布置横向轮距同公路桥梁横向轮距同公路桥梁
12、设设计计车车道道数数目目与与行行车车道道总总宽宽度度，车车道道数数的的横横向向折折减减：按按城城市市桥桥梁梁设设计计荷荷载载标标准准（CJJ 7798）的有关规定执行。的有关规定执行。 7/24/202433 车辆荷载的影响力车辆荷载的影响力 n冲击力冲击力 冲击作用：冲击作用：车辆以较高速度驶过桥梁时，车辆以较高速度驶过桥梁时，由于桥面不平整、车轮不圆、发动机抖动由于桥面不平整、车轮不圆、发动机抖动等原因，等原因， 使桥梁结构引起振动。使桥梁结构引起振动。冲击系数：冲击系数：1+7/24/202434n制动力制动力制动力：制动力：汽车在桥上刹车时，为克服其惯性力而汽车在桥上刹车时，为克服其惯
13、性力而在车轮与路面之间发生的滑动摩擦力。在车轮与路面之间发生的滑动摩擦力。 12车道，按荷载长度内一行汽车车队总重的车道，按荷载长度内一行汽车车队总重的10%计算。但不小于一辆重车的计算。但不小于一辆重车的30%。四车道增。四车道增加一倍。加一倍。履带车、平板挂车不计制动力。履带车、平板挂车不计制动力。7/24/202435n离心力离心力曲线桥梁，曲线桥梁， 时，须考虑。时，须考虑。土侧压力土侧压力 按换算的等代均布土层厚度计算按换算的等代均布土层厚度计算7/24/202436铁路列车荷载铁路列车荷载 n铁路列车荷载铁路列车荷载:中华人民共和国铁道标准活载中华人民共和国铁道标准活载（简称（简称
14、“中中-活载活载”）n蒸汽机车蒸汽机车7/24/202437n中中-活载象征性地模拟列车载重的情况活载象征性地模拟列车载重的情况左面的左面的5个集中荷载相当于一台机车的重量个集中荷载相当于一台机车的重量右侧一段右侧一段30m长的均布荷载大致与两台煤水长的均布荷载大致与两台煤水车及另一台机车相当车及另一台机车相当最右侧的均布载重表示列车的（货车）车辆最右侧的均布载重表示列车的（货车）车辆载重，其长不限。载重，其长不限。对于跨度很短的桥，往往由对于跨度很短的桥，往往由3个轴重所组成个轴重所组成的特种荷载控制设计。的特种荷载控制设计。7/24/202438修订的新荷载标准修订的新荷载标准:与国际铁路
15、联盟与国际铁路联盟（UIC）制订的活载标准相一致制订的活载标准相一致 7/24/202439人群荷载人群荷载设设有有人人行行道道的的桥桥梁梁，在在以以汽汽车车荷荷载载计计算算内内力力时时，应应同同时时考考虑虑人人行行道道上上人人群群荷荷载载所所产产生生的的内力。内力。一般公路桥梁的人群荷载规定为一般公路桥梁的人群荷载规定为 ，城，城市郊区行人密集地区一般为市郊区行人密集地区一般为 。 可根据实际情况或参照所在地城市桥梁设计可根据实际情况或参照所在地城市桥梁设计的规定予以确定。的规定予以确定。 7/24/202440偶然荷载偶然荷载偶偶然然荷荷载载在在设设计计使使用用期期内内不不一一定定出出现现
16、，但但一一旦出现，其持续时间较短而数值很大。旦出现，其持续时间较短而数值很大。公公路路桥桥梁梁的的抗抗震震设设防防一一般般为为设设计计地地震震烈烈度度8度度，连续梁桥、连续梁桥、T形刚构桥等为形刚构桥等为7度。度。公路工程抗震设计规范公路工程抗震设计规范通航河流、有漂流物的河流：通航河流、有漂流物的河流： 桥梁墩台，应考虑船只或漂流物的撞击力。桥梁墩台，应考虑船只或漂流物的撞击力。7/24/2024413.3 荷载组合荷载组合n组合一（主要设计组合）：组合一（主要设计组合）：基本可变荷载基本可变荷载+永久荷载永久荷载n组合二（附加设计组合）：组合二（附加设计组合）：基本可变荷载基本可变荷载+永
17、久荷载永久荷载+其它可变荷载其它可变荷载 n组合三（验算组合）：组合三（验算组合）：平板挂车、履带车平板挂车、履带车+自重、预应力、土重、土侧压力自重、预应力、土重、土侧压力 7/24/202442n组合四（撞击力组合）：组合四（撞击力组合）：基本可变荷载基本可变荷载+永永久荷载久荷载+撞击力撞击力n组合五（施工组合）：组合五（施工组合）： 施工荷载（自重、施工荷载（自重、脚手架、材料机具、人群、风力、拱的单向脚手架、材料机具、人群、风力、拱的单向推力等）推力等）n组合六（地震力组合）：组合六（地震力组合）： （自重、预应力、（自重、预应力、土重、土侧压力）土重、土侧压力）+地震力地震力7/24/202443
