桥梁5荷载课件

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1、一、荷载分类:一、荷载分类: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 号号桥梁5-荷载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

2、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桥梁5-荷载公路桥涵设计时,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

3、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。桥梁5-荷载 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

4、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

5、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;桥梁5-荷载(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。桥梁5-荷载一永久作用:包括:结构重力、预加应力、土的重力、土侧压力、混

6、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

7、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

8、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。桥梁5-荷载(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

9、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。桥梁5-荷载(5 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 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

10、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 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(JTGD62JTGD62)附录)附录F F的规定计算。的规定计算。3 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 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0.450.45折减系数。折减系数。(6 6)

11、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。桥梁5-荷载二可变作用: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

12、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。桥梁5-荷载(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

13、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-A级级或城或城-B-B

14、级级城城-A-A级级城城-A-A级级或城或城-B-B级级城城-B-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

15、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5-荷载 桥梁计算跨径等于或大于桥梁计算跨径等于或大于5050mm时,时,P Pk k=360=360kNkN;桥梁跨径在;桥梁跨径在5 5mm5050mm之间时,之间时,P Pk k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P Pk k应乘以应乘以1.21.2的的系数。系数。1.公路公路IIII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q qk k

16、和集中荷载标准值和集中荷载标准值P Pk k按公路按公路II级车道级车道荷载的荷载的0.750.75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II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

17、q qk k=10.5=10.5kN/mkN/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5 5mm时,时,P Pk k=180=180kNkN;q qk kP Pk k桥梁5-荷载(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

18、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;kN;尺寸单位:尺寸单位:mm)图图7676车辆荷载立面、平面及横向布置车辆荷载立面、平面及横向布置( (上为公路荷载、下为城市荷载)上为公路荷载、下为城市荷载)0.50.51.81.81.31.31.81.81.41.47.07.01.41.43.03.01.41.47.07.01.41.43.03.0140140140140120120 12012030301.81.82.52.52.52.52.52.50.60.615.015.015.

19、015.0桥梁5-荷载桥梁5-荷载项项 目目单位单位技术指标技术指标项目项目单单位位技术指标技术指标车辆重力标准值车辆重力标准值kNkN550550轮距轮距mm1.81.8前轴重力标准值前轴重力标准值kNkN3030前轮着地宽度及长度前轮着地宽度及长度mm0.30.200.30.20中轴重力标准值中轴重力标准值kNkN21202120中、后轮着地宽度及长度中、后轮着地宽度及长度mm0.60.20.60.2后轴重力标准值后轴重力标准值kNkN21402140车辆外形尺寸(长车辆外形尺寸(长 宽)宽)mm152.5152.5轴轴 距距mm3+1.4+7+1.43+1.4+7+1.4各级汽车主要技术

20、指标各级汽车主要技术指标表表7676桥梁5-荷载2) 2)城城B B级车辆荷载的立面、平面布置及标准值应采用现行行业标准级车辆荷载的立面、平面布置及标准值应采用现行行业标准公路桥涵设计通公路桥涵设计通用规范用规范JTGD60JTGD60车辆荷载的规定值;车辆荷载的规定值;桥梁5-荷载 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,布置车辆荷的横向布置,布置车辆荷载进行计算。载进行计算。 桥涵设计车道数应符合表桥涵设计车道数应符合表7 77 7的规定,多车道桥梁上的汽车荷载应考虑多的规定,多车道桥梁上的汽车荷载应考虑多车道折减。当桥涵设计车道

21、数等于或大于车道折减。当桥涵设计车道数等于或大于2 2时,由汽车荷载产生的效应应按表时,由汽车荷载产生的效应应按表7 78 8规定的多车道折减系数进行折减。但折减后的效应规定的多车道折减系数进行折减。但折减后的效应, ,不得小于用两设计车道不得小于用两设计车道的荷载效应。的荷载效应。桥面净宽桥面净宽WW(mm)横向布置车队数横向布置车队数车队单向行驶车队单向行驶车队双向行驶车队双向行驶WW7.07.01 17.0W10.57.0W10.57.0W14.07.0W14.02 210.5W14.010.5W14.03 314.0W17.514.0W17.514.0W21.514.0W21.54 4

22、17.5W21.017.5W21.05 521.0W24.521.0W24.521.5W28.021.5W28.06 624.5W28.024.5W28.07 728.0W31.528.0W31.528.0W35.028.0W35.08 8表表7 77 7桥梁横向布置车队数桥梁横向布置车队数桥梁5-荷载表表7 79 9当桥梁的计算跨径当桥梁的计算跨径L L大于大于150150m m时,应按表时,应按表7 79 9规定的纵向折减系数进行规定的纵向折减系数进行折减。当为多跨连续结构时,整个结构应按最大的计算跨径考虑汽车荷载效折减。当为多跨连续结构时,整个结构应按最大的计算跨径考虑汽车荷载效应的纵向

23、折减。应的纵向折减。横向车队数横向车队数3 34 45 56 67 78 8横向折减系数横向折减系数0.780.780.670.670.600.600.550.550.520.520.50.5横横 向向 折折 减减 系系 数数表表7 78 8纵纵 向向 折折 减减 系系 数数计计 算算 跨跨 径径 L L(mm)纵纵 向向 折折 减减 系系 数数150150L L4004000.970.97400400L L6006000.960.96600600L L8008000.950.95800800L L100010000.940.94L L100010000.930.93桥梁5-荷载式中:式中:Y

24、 Yjmaxjmax在车辆过桥时测得的效应时间里程曲线上,在车辆过桥时测得的效应时间里程曲线上, 最大静力效应处量取的最大静力效应值。最大静力效应处量取的最大静力效应值。 Y Ydmaxdmax在效应时间历程曲线上最大静力效应处量取在效应时间历程曲线上最大静力效应处量取 的最大动效应值。的最大动效应值。 2 2、汽车荷载冲击力车辆以一定速度在桥上行驶时,由于荷载的动力作用使、汽车荷载冲击力车辆以一定速度在桥上行驶时,由于荷载的动力作用使桥梁发生竖向动力效应增大的现象,称为活载的冲击作用。冲击作用有车体的桥梁发生竖向动力效应增大的现象,称为活载的冲击作用。冲击作用有车体的振动和桥跨结构自身的变形

25、和振动。当车辆的振动频率与桥跨结构的自振频率振动和桥跨结构自身的变形和振动。当车辆的振动频率与桥跨结构的自振频率一致时,即形成共振。一致时,即形成共振。 振幅的大小与桥梁结构的阻尼大小及共振时间长短有关。桥梁的阻尼主要振幅的大小与桥梁结构的阻尼大小及共振时间长短有关。桥梁的阻尼主要与材料和连接方式有关,且随桥梁跨径的增大而减小。同样,冲击影响与结构与材料和连接方式有关,且随桥梁跨径的增大而减小。同样,冲击影响与结构的刚度和结构基频相关。因此汽车荷载冲击系数采用了结构基频来计算桥梁结的刚度和结构基频相关。因此汽车荷载冲击系数采用了结构基频来计算桥梁结构的冲击系数。汽车荷载的冲击系数可表示为:构的

26、冲击系数。汽车荷载的冲击系数可表示为:桥梁5-荷载冲击系数冲击系数可按下式计算:可按下式计算: 当当f f 1.5 Hz 14Hz 14Hz时,时, =0.45=0.45式中式中 ff结构的自振频率(基频)(结构的自振频率(基频)(HzHz)。)。 汽车荷载的局部加载及在汽车荷载的局部加载及在T T梁、箱梁悬臂板上的冲击系数采用梁、箱梁悬臂板上的冲击系数采用=0.3=0.3。 钢桥、钢筋混凝土及预应力混凝土、混凝土桥涵和砖石桥涵的上部结构,钢桥、钢筋混凝土及预应力混凝土、混凝土桥涵和砖石桥涵的上部结构,支座、钢筋混凝土桩柱式墩台,相对来说自重不大,冲击效应显著,应计入冲支座、钢筋混凝土桩柱式墩

27、台,相对来说自重不大,冲击效应显著,应计入冲击力;支座的冲击力,按相应的桥梁取用。重力式墩台,因自重大、整体性好,击力;支座的冲击力,按相应的桥梁取用。重力式墩台,因自重大、整体性好,可不计汽车冲击力;拱桥、涵洞顶上填料厚度(包括路面厚度)大于等于可不计汽车冲击力;拱桥、涵洞顶上填料厚度(包括路面厚度)大于等于0.50.5 m m ,冲击能量可被吸收,亦不计汽车冲击力。,冲击能量可被吸收,亦不计汽车冲击力。 汽车荷载的冲击力标准值为汽车荷载标准值乘以冲击系数汽车荷载的冲击力标准值为汽车荷载标准值乘以冲击系数桥梁5-荷载 桥梁的自振频率(基频)宜采用有限元方法计算。对于常规结构,当无桥梁的自振频

28、率(基频)宜采用有限元方法计算。对于常规结构,当无更精确的方法计算时,也可采用下列公式估算:更精确的方法计算时,也可采用下列公式估算:(1 1)简支梁桥:)简支梁桥: (716716)式中式中 l l结构的计算跨径(结构的计算跨径(mm);); E E结构材料的弹性模量(结构材料的弹性模量(N/mN/m2 2);); IcIc结构跨中截面的截面惯性矩(结构跨中截面的截面惯性矩(mm4 4);); mmc c 结构跨中处的单位长度质量(结构跨中处的单位长度质量(kg/mkg/m), ,当换算为重力计算时,当换算为重力计算时, 其单位应为(其单位应为(NsNs2 2/m/m2 2); ; GG结构

29、跨中处每沿米结构重力(结构跨中处每沿米结构重力(N/mN/m);); gg重力加速度,重力加速度,g g =9.81(=9.81(m/sm/s2 2) );桥梁5-荷载(2 2)连续梁桥:)连续梁桥: 计算连续梁的冲击力引起的正弯矩效应和剪力效应时,采计算连续梁的冲击力引起的正弯矩效应和剪力效应时,采用用f f1 1;计算连续梁的冲击力引起的负弯矩效应效应时,采用;计算连续梁的冲击力引起的负弯矩效应效应时,采用f f2 2; 拱桥、双塔斜拉桥的竖向弯曲基频、单跨简支悬索桥的反拱桥、双塔斜拉桥的竖向弯曲基频、单跨简支悬索桥的反对承竖向基频见对承竖向基频见公路桥涵设计通用规范公路桥涵设计通用规范(

30、JTG D60JTG D60)第)第4.3.24.3.2条条文说明。条条文说明。(717)桥梁5-荷载3 3、汽车离心力、汽车离心力车辆在曲线上行驶时产生离心力,它对桥梁结构施加横向力。当弯道的曲线半车辆在曲线上行驶时产生离心力,它对桥梁结构施加横向力。当弯道的曲线半径径R250 m R250 m 时,不计离心力。车辆荷载(不计冲击力)的离心力标准值为按时,不计离心力。车辆荷载(不计冲击力)的离心力标准值为按公路桥涵设计通用规范公路桥涵设计通用规范(JTG D60JTG D60)第)第4.3.14.3.1条规定的车辆荷载(不计冲击条规定的车辆荷载(不计冲击力)标准值乘以离心力系数力)标准值乘以

31、离心力系数C C计算。离心力系数为:计算。离心力系数为:式中式中 C C 离心力系数;离心力系数;VV 计算行车速度(计算行车速度(km/hkm/h),按桥梁所在线路设计速度采用;),按桥梁所在线路设计速度采用; R R 曲线半径曲线半径 (mm);); 在计算多车道的汽车荷载离心力时,车辆荷载标准值应乘以在计算多车道的汽车荷载离心力时,车辆荷载标准值应乘以公路桥涵设公路桥涵设计通用规范计通用规范(JTGD60JTGD60)表)表4.3.144.3.14规定的横向折减系数。离心力的着力点,规定的横向折减系数。离心力的着力点,在桥面以上在桥面以上1.2m1.2m 处(为简化计算可移至桥面上,不计

32、由此引起的力矩)。处(为简化计算可移至桥面上,不计由此引起的力矩)。桥梁5-荷载4 4、人群荷载、人群荷载当桥梁计算跨径小于或等于当桥梁计算跨径小于或等于5050mm时,人群荷载标准值为时,人群荷载标准值为3.0kN/m3.0kN/m2 2;当桥梁;当桥梁跨径大于等于跨径大于等于150m150m时,人群荷载标准值为时,人群荷载标准值为2.5kN/m2.5kN/m2 2;当桥梁跨度在;当桥梁跨度在50m50m150m150m之间时,可由线性内插得到人群荷载标准值。对于跨度不等的连续结构,之间时,可由线性内插得到人群荷载标准值。对于跨度不等的连续结构,以最大计算跨径为准。以最大计算跨径为准。城镇郊

33、区行人密集地区的公路桥梁,人群荷载标准值取上述规定值的城镇郊区行人密集地区的公路桥梁,人群荷载标准值取上述规定值的1.151.15倍。专用人行天桥,人群荷载标准值为倍。专用人行天桥,人群荷载标准值为3.5kN/m3.5kN/m2 2;人行道板(局部构件)可以一块板为单元,按标准值人行道板(局部构件)可以一块板为单元,按标准值4.0kN/m4.0kN/m2 2的均布荷载计的均布荷载计算。算。计算人行道栏杆时,作用在栏杆立柱顶上的水平推力标准值取计算人行道栏杆时,作用在栏杆立柱顶上的水平推力标准值取0.75kN/m0.75kN/m;作用在栏杆扶手上的竖向力标准值取作用在栏杆扶手上的竖向力标准值取1

34、.0kN/m1.0kN/m;城区设置人行道的桥梁,采用城市专用人行桥的人群荷载,城区设置人行道的桥梁,采用城市专用人行桥的人群荷载,专用人行桥和专用人行桥和人行地道的人群荷载应按现行行业标准城市人行天桥与人行地道技术规范人行地道的人群荷载应按现行行业标准城市人行天桥与人行地道技术规范CJJ69CJJ69的有关规定执行。的有关规定执行。桥梁5-荷载车辆荷载引起的土压力车辆荷载引起的土压力车车辆辆荷荷载载作作用用在在桥桥台台或或挡挡土土墙墙后后填填土土的的破破坏坏棱棱体体上上引引起起的的土土侧侧压压力力,可可换换算算成等代均布土层计算。等代土层厚度成等代均布土层计算。等代土层厚度h h 为:为:(

35、715)(715)式中式中 填料土的容重;填料土的容重;BB桥台或挡土墙的计算长度桥台或挡土墙的计算长度(m)(m),按规范取值;,按规范取值;l l0 0桥台或挡土墙后填土破坏棱体的长度桥台或挡土墙后填土破坏棱体的长度(m)(m);GG在在BlBl0 0面积内的车辆车轮的重力(面积内的车辆车轮的重力(kNkN) 计算挡土墙的土压力时,车辆荷载应按计算挡土墙的土压力时,车辆荷载应按桥规桥规(JTGD60JTGD60)规定作横)规定作横向布置,车辆外侧车轮中线距路面边缘向布置,车辆外侧车轮中线距路面边缘0.5m0.5m,计算中涉及多车道加载时,车,计算中涉及多车道加载时,车轮总重力应按轮总重力应

36、按桥规桥规(JTGD60JTGD60)第)第4.3.14.3.1条规定进行折减。条规定进行折减。桥梁5-荷载挡土墙的计算长度可按下列公式计算,但不应超过挡土墙分段长度:挡土墙的计算长度可按下列公式计算,但不应超过挡土墙分段长度: 当挡土墙分段长度小于当挡土墙分段长度小于1313mm时,时,B B取分段长度,并在该长度内按不利情取分段长度,并在该长度内按不利情况布置轮重。况布置轮重。式中式中 H H挡土墙高度(挡土墙高度(mm),对于墙顶以上有填土的挡土墙,为两倍墙),对于墙顶以上有填土的挡土墙,为两倍墙 顶填土厚度加墙高顶填土厚度加墙高 车辆荷载经填料传至结构上的竖向压力时,取车辆荷载按车轮着

37、地面车辆荷载经填料传至结构上的竖向压力时,取车辆荷载按车轮着地面积的边缘向下积的边缘向下3030o o角分布。当几个车轮的压力扩散线相重叠时,扩散面积以角分布。当几个车轮的压力扩散线相重叠时,扩散面积以最外边的扩散线为准,至计算结构顶面而得的分布荷载。最外边的扩散线为准,至计算结构顶面而得的分布荷载。 桥梁5-荷载6 6、汽车荷载制动力、汽车荷载制动力汽车荷载制动力按同向行驶的汽车荷载(不计冲击力)计算,并应按汽车荷载制动力按同向行驶的汽车荷载(不计冲击力)计算,并应按桥规桥规(JTGD60JTGD60)表)表4.3.1.54.3.1.5的规定,以使桥梁墩台产生最不利纵向力的的规定,以使桥梁墩

38、台产生最不利纵向力的加载长度进行纵向折减。加载长度进行纵向折减。一个设计车道上由汽车荷载产生的制动力标准值按一个设计车道上由汽车荷载产生的制动力标准值按桥规桥规(JTGJTGD60D60)第)第4.3.14.3.1条规定的车道荷载标准值在加载长度上计算的总重力的条规定的车道荷载标准值在加载长度上计算的总重力的10%10%计算,计算,但公路但公路II级汽车荷载的制动力标准值不得小于级汽车荷载的制动力标准值不得小于165kN165kN;公路;公路IIII级汽车荷载级汽车荷载的制动力标准值不得小于的制动力标准值不得小于90kN90kN。同向行驶双车道的汽车荷载制动力标准值为一个设计车道制动力标准同向

39、行驶双车道的汽车荷载制动力标准值为一个设计车道制动力标准值的两倍;同向行驶三车道的汽车荷载制动力标准值为一个设计车道的值的两倍;同向行驶三车道的汽车荷载制动力标准值为一个设计车道的2.342.34倍;同向行驶四车道的汽车荷载制动力标准值为一个设计车道的倍;同向行驶四车道的汽车荷载制动力标准值为一个设计车道的2.682.68倍;倍;桥梁5-荷载 制动力的着力点在桥面以上制动力的着力点在桥面以上1.2m1.2m处,计算墩台时,可移至支座铰中心处,计算墩台时,可移至支座铰中心处或支座底座面上。计算刚构桥、拱桥时,制动力着力点可移至桥面上,处或支座底座面上。计算刚构桥、拱桥时,制动力着力点可移至桥面上

40、,但不计因此而产生的竖向力和力矩。但不计因此而产生的竖向力和力矩。设有板式橡胶支座的简支梁、连续桥面简支梁或连续梁排架式柔性墩设有板式橡胶支座的简支梁、连续桥面简支梁或连续梁排架式柔性墩台,应根据支座与墩台的抗推刚度的刚度集成情况分配和传递制动力。台,应根据支座与墩台的抗推刚度的刚度集成情况分配和传递制动力。设有固定支座、活动支座(滚动或摆动支座、聚四氟乙烯板支座)的设有固定支座、活动支座(滚动或摆动支座、聚四氟乙烯板支座)的刚性墩台传递的制动力,按表刚性墩台传递的制动力,按表710710的规定采用。每个活动支座传递的制动的规定采用。每个活动支座传递的制动力,其值不应大于其摩阻力,当大于摩阻力

41、时,按摩阻力计算。力,其值不应大于其摩阻力,当大于摩阻力时,按摩阻力计算。桥梁5-荷载 刚性墩台各种支座传递的制动力刚性墩台各种支座传递的制动力 表表710710桥梁墩台及支座类型桥梁墩台及支座类型应计入的制动力应计入的制动力符符 号号 说说 明明简支梁桥台简支梁桥台固定支座固定支座聚四氟乙烯板支座聚四氟乙烯板支座滚动(或摆动)支座滚动(或摆动)支座T T1 10.300.30T T1 10.250.25T T1 1T T1 1加载长加载长度为计算跨径度为计算跨径时的制动力;时的制动力;T T2 2加载长加载长度为相邻两跨度为相邻两跨计算跨径之和计算跨径之和时的制动力;时的制动力;T T3 3

42、加载长加载长度为一联长度度为一联长度的制动力;的制动力;简支梁桥墩简支梁桥墩两个固定支座两个固定支座一个固定支座,一个活动支座一个固定支座,一个活动支座两个聚四氟乙烯板支座两个聚四氟乙烯板支座两个滚动(或摆动)支座两个滚动(或摆动)支座T T2 2注注0.300.30T T2 20.250.25T T2 2连续梁桥墩连续梁桥墩固定支座固定支座聚四氟乙烯板支座聚四氟乙烯板支座滚动(或摆动)支座滚动(或摆动)支座T T3 30.30.3T T3 30.250.25T T3 3注:注: 固定支座固定支座T T4 4计算,活动支座按计算,活动支座按0.3T0.3T5 5( (聚四氟乙烯板支座聚四氟乙烯

43、板支座) )计算或计算或0.25T0.25T5 5(滚动或摆(滚动或摆动支座)计算。动支座)计算。T T4 4和和T T5 5分别为与固定支座或活动支座相应的单跨跨径的制动力,桥墩分别为与固定支座或活动支座相应的单跨跨径的制动力,桥墩承受的制动力为上述固定支座与活动支座传递的制动力之和。承受的制动力为上述固定支座与活动支座传递的制动力之和。桥梁5-荷载7 7、风荷载、风荷载 受风的自然特性,结构的动力性能、风与结构的相互作用等方面的制约,受风的自然特性,结构的动力性能、风与结构的相互作用等方面的制约,任何的近地风的风速时程曲线,都可分解为周期任何的近地风的风速时程曲线,都可分解为周期T T 1

44、0 min 10 min 以上的长周期成分,以上的长周期成分,和周期和周期T T仅为几秒的脉动。即可分解为平均风速(仅为几秒的脉动。即可分解为平均风速(V V)和脉动风速()和脉动风速(V Vf f)。)。 由于自然风中的紊流成分的不同特征,以及桥梁结构型式和断面形状的不由于自然风中的紊流成分的不同特征,以及桥梁结构型式和断面形状的不同,风对桥梁结构的作用也表现出多种不同的形式。概括起来,风对桥梁的作用同,风对桥梁结构的作用也表现出多种不同的形式。概括起来,风对桥梁的作用可分为静力的和动力的两大类(见表可分为静力的和动力的两大类(见表7 71111)。)。表表 7 71111风对桥梁结构的作用

45、形式及破坏特点风对桥梁结构的作用形式及破坏特点分分 类类现现 象象破破 坏坏 特特 点点静力作用静力作用静力风载产生的内力和变形静力风载产生的内力和变形强度破坏和过大变形强度破坏和过大变形静力失稳静力失稳扭转发散扭转发散扭转变形破坏扭转变形破坏横向屈曲横向屈曲横向失稳破坏横向失稳破坏动力作用动力作用抖振(紊流风影响)抖振(紊流风影响)有限振幅振动有限振幅振动结构或构件疲劳结构或构件疲劳人感不适、行车不安全人感不适、行车不安全自激自激振动振动涡激共振涡激共振驰驰 振振单自由度振动单自由度振动发发散散振振动动结构毁灭性破坏结构毁灭性破坏扭转振颤扭转振颤弯扭偶合颤振弯扭偶合颤振二自由度振动二自由度振

46、动桥梁5-荷载风雨对斜拉桥索的振动影响风雨对斜拉桥索的振动影响桥梁5-荷载 塔科马海峡大桥(塔科马海峡大桥(Tacoma Narrows BridgeTacoma Narrows Bridge)位于美国华)位于美国华盛顿州,盛顿州,19401940年建成。同年年建成。同年1111月,在月,在19m/s19m/s的低风速下颤振破的低风速下颤振破坏。坏。桥梁5-荷载桥梁5-荷载作用在桥梁结构上的风力,可能来自各个方向,目前作用在桥梁结构上的风力,可能来自各个方向,目前桥规桥规中所规定的风力中所规定的风力作用,仅仅指风的静力作用。桥向风力计算。而以横桥向最为危险,只有在桁架作用,仅仅指风的静力作用。

47、桥向风力计算。而以横桥向最为危险,只有在桁架式上部结构和桥墩应考虑纵向风力。同时还应考虑风对桥面向上的掀起力。在计式上部结构和桥墩应考虑纵向风力。同时还应考虑风对桥面向上的掀起力。在计算桥梁结构的强度和稳定性时,应考虑静风力。算桥梁结构的强度和稳定性时,应考虑静风力。横向风压可按下式计算横向风压可按下式计算式中各项系数及符号含义见式中各项系数及符号含义见桥规桥规(JTGD62JTGD62)第)第4.3.74.3.7条。条。桥梁5-荷载 桥梁顺桥向可不计桥面系及上承式粱所受的风荷载,下承式桁架顺桥梁顺桥向可不计桥面系及上承式粱所受的风荷载,下承式桁架顺桥向风荷载标准值按其横向风压的桥向风荷载标准

48、值按其横向风压的40%40%承以桁架迎风面积计算。承以桁架迎风面积计算。桥墩上的顺桥向风荷载标准值可按横桥向风压的桥墩上的顺桥向风荷载标准值可按横桥向风压的70%70%乘以桥墩迎风面积乘以桥墩迎风面积计算。计算。桥台可不计算纵、横向风荷载。桥台可不计算纵、横向风荷载。上部结构传至墩台的顺桥向风荷载,在其支座的着力点及墩台上的分配,上部结构传至墩台的顺桥向风荷载,在其支座的着力点及墩台上的分配,可根据上部构造的支承条件,按可根据上部构造的支承条件,按桥规桥规(JTGD60JTGD60)表)表4.3.64.3.6条汽车制动力条汽车制动力的规定处理。的规定处理。对于风敏感且可能以风荷载控制设计的桥梁

49、,应考虑桥梁在风荷载作用对于风敏感且可能以风荷载控制设计的桥梁,应考虑桥梁在风荷载作用下的静力和动力失稳,必要时应通过风洞试验验证,同时可采取适当的风致下的静力和动力失稳,必要时应通过风洞试验验证,同时可采取适当的风致震动控制措施。震动控制措施。桥梁5-荷载8 8、流水压力、流水压力作用在桥墩上的流水压力标准值为:作用在桥墩上的流水压力标准值为: 式中式中Fw流水压力标准值(流水压力标准值(kN););水的重力密度(水的重力密度(kN/m3););V设计流速(设计流速(m/s);A桥墩阻水面积(桥墩阻水面积(m2),计算至一般冲刷线处;),计算至一般冲刷线处;g重力加速度,重力加速度,g=9.

50、81m/s2;K桥墩形状系数,见表桥墩形状系数,见表712;(723)桥梁5-荷载桥桥墩墩形形状状系系数数表表712712桥桥 墩墩 形形 状状K桥桥 墩墩 形形 状状K方形桥墩方形桥墩1.51.5尖端形桥墩尖端形桥墩0.70.7矩形桥墩(长边与水流平行)矩形桥墩(长边与水流平行)1.31.3圆端形桥墩圆端形桥墩0.60.6圆形桥墩圆形桥墩0.80.8流水压力合力作用点,假定在设计水位线以下流水压力合力作用点,假定在设计水位线以下0.30.3倍水深处。倍水深处。桥梁5-荷载9 9、冰压力、冰压力对具有竖向前棱的桥墩,冰压力标准值可按下式确定:对具有竖向前棱的桥墩,冰压力标准值可按下式确定:式中

51、式中:F Fi i冰压力标准值(冰压力标准值(kNkN););mm桩或墩迎冰面形状系数,按桩或墩迎冰面形状系数,按桥规桥规(JTGD60JTGD60)表)表4.3.94.3.91 1取用。取用。C Ct t冰温系数,可按冰温系数,可按桥规桥规(JTGD60JTGD60)表)表4.3.94.3.92 2取用。取用。bb桩或墩迎冰面投影宽度(桩或墩迎冰面投影宽度(mm););tt计算冰厚(计算冰厚(mm)可取实际调查的最大冰厚;)可取实际调查的最大冰厚;R Rik ik冰的抗压强度标准值(冰的抗压强度标准值(kN/mkN/m2 2),可取当地冰温),可取当地冰温00,时的冰抗压强,时的冰抗压强度;

52、当缺乏实测资料时,对海水可取度;当缺乏实测资料时,对海水可取R Rik ik=750=750kN/mkN/m2 2;对于河冰,流;对于河冰,流水开水开始时始时R Rik ik=750=750kN/mkN/m2 2;最高流冰水位时可取;最高流冰水位时可取R Rik ik=450=450kN/mkN/m2 2,当冰,当冰块流向桥轴线的角度块流向桥轴线的角度 8080o o时,桥墩竖向边缘的冰荷载应乘以时,桥墩竖向边缘的冰荷载应乘以sinsin 予以折予以折减。冰压力合力作用点在计算结冰水位以下减。冰压力合力作用点在计算结冰水位以下0.30.3倍冰厚处倍冰厚处。(724724)桥梁5-荷载当流冰范围

53、内桥墩有倾斜表面时,冰压力应分解为水平分力和竖向分力。当流冰范围内桥墩有倾斜表面时,冰压力应分解为水平分力和竖向分力。水平分力水平分力竖向分力竖向分力式中式中Fxi冰压力的水平分力冰压力的水平分力(kN);Fzi冰压力的垂直分力冰压力的垂直分力(kN);桥墩倾斜的棱边与水平线的夹角桥墩倾斜的棱边与水平线的夹角(o o);Rbk冰的抗弯强度标准值冰的抗弯强度标准值(kN/m2),取取Rbk=0.7Rik;m0系数系数,m0=0.2b/t,但不小于但不小于1.0。建筑物受冰作用的部位宜采用实体结构。对于具有强烈流冰的河流中的桥墩、建筑物受冰作用的部位宜采用实体结构。对于具有强烈流冰的河流中的桥墩、

54、柱,其迎冰面宜做成圆弧形、多边形或尖角,并做成柱,其迎冰面宜做成圆弧形、多边形或尖角,并做成3:13:110:110:1(竖(竖: :横)的斜度,横)的斜度,在受冰作用的部位宜缩小其迎冰面投影宽度。在受冰作用的部位宜缩小其迎冰面投影宽度。对流冰期的设计高水位以上对流冰期的设计高水位以上0.5m0.5m到设计低水位以下到设计低水位以下1.0m1.0m的部位宜采取抗冻性的部位宜采取抗冻性混凝土或花岗岩镶面或包钢板等防护措施。同时,对建筑物附近的冰体采取适宜混凝土或花岗岩镶面或包钢板等防护措施。同时,对建筑物附近的冰体采取适宜的使冰体减小对结构物作用力的措施。的使冰体减小对结构物作用力的措施。(72

55、5)桥梁5-荷载10、温度作用标准值温度作用标准值 用各种不同材料建造的桥梁,在温度变化时都要产生变形。对于简支用各种不同材料建造的桥梁,在温度变化时都要产生变形。对于简支梁、连续梁,当采用活动支座和伸缩缝时,允许其自由伸缩时,不计上部梁、连续梁,当采用活动支座和伸缩缝时,允许其自由伸缩时,不计上部结构及墩台的温度影响力。当活动支座的摩阻力不可忽视时,则应计算作结构及墩台的温度影响力。当活动支座的摩阻力不可忽视时,则应计算作用于活动支座上的温度影响力,但其值的不应大于活动支座的支座摩阻力。用于活动支座上的温度影响力,但其值的不应大于活动支座的支座摩阻力。 对于拱桥、刚构等超静定结构,温度变化产

56、生的变形受到约束,结构对于拱桥、刚构等超静定结构,温度变化产生的变形受到约束,结构内部将产生附加内力。结构温度变化范围,应自结构物合拢时的温度起算。内部将产生附加内力。结构温度变化范围,应自结构物合拢时的温度起算。 桥梁结构当要考虑温度作用时,应根据当地具体情况、结构物使用的桥梁结构当要考虑温度作用时,应根据当地具体情况、结构物使用的材料和施工条件等因素计算由温度引起的结构效应。各种结构的线膨胀系材料和施工条件等因素计算由温度引起的结构效应。各种结构的线膨胀系数规定见表数规定见表7 71313。结结 构构 种种 类类线膨胀系数(以摄氏度计)线膨胀系数(以摄氏度计)钢结构钢结构0.0000120

57、.000012混凝土和钢筋混凝土及预应力混凝土结构混凝土和钢筋混凝土及预应力混凝土结构0.0000100.000010混凝土预制块砌体混凝土预制块砌体0.0000090.000009石砌体石砌体0.0000080.000008表713713桥梁5-荷载 计算桥梁结构因均匀温度作用引起的外加变形或约束变形时,应从受到约束计算桥梁结构因均匀温度作用引起的外加变形或约束变形时,应从受到约束时的结构温度开始,考虑最高和最低有效温度的作用效应。如缺乏实际调查资时的结构温度开始,考虑最高和最低有效温度的作用效应。如缺乏实际调查资料,公路混凝土结构和钢结构的最高和最低有效温度标准值按表料,公路混凝土结构和钢

58、结构的最高和最低有效温度标准值按表7 71414取用取用气温分区气温分区钢桥面板钢桥钢桥面板钢桥混凝土桥面板钢桥混凝土桥面板钢桥混凝土、石桥混凝土、石桥最高最高最低最低最高最高最低最低最高最高最低最低严寒地区严寒地区4646-43-433939-32-323434-23-23寒冷地区寒冷地区4646-21-213939-15-153434-10-10温热地区温热地区4646-9-9(-3-3)3939-6-6(-1-1)3434-3-3(0 0)公路桥梁结构的有效温度标准值公路桥梁结构的有效温度标准值 表714 注:(注:(1 1)全国气温分布见)全国气温分布见桥规桥规(JTGD60JTGD6

59、0)附录)附录B B。 (2 2)表中括号内数值适用于昆明、南宁、广州、福州地区。)表中括号内数值适用于昆明、南宁、广州、福州地区。桥梁5-荷载温度变化引起的变形值温度变化引起的变形值ll可按下式计算:可按下式计算: l l= =l l0 0tt(727727)式中:式中:l l0 0构件的计算长度;构件的计算长度;t t温度变化值;温度变化值;材料的线膨胀系数材料的线膨胀系数计算桥梁结构由于梯度温度引起的效计算桥梁结构由于梯度温度引起的效应时,可采用图应时,可采用图7777所式的竖向温度梯度曲所式的竖向温度梯度曲线,其桥面板表面的最高温度线,其桥面板表面的最高温度T1T1规定见表规定见表71

60、5715。对混凝土结构,当梁高。对混凝土结构,当梁高H H小于小于400400mmmm时,图中时,图中A A= =H H100100(mmmm);梁高);梁高H H等于或大等于或大于于400400mmmm时,图中时,图中A A=300=300(mmmm);对带混凝);对带混凝土桥面板的钢结构,土桥面板的钢结构,A A=300=300(mmmm);图);图7777中的中的t t为混凝土桥面板的厚度(为混凝土桥面板的厚度(mmmm)。)。混凝土上部结构和带混凝土桥面板的钢结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构的竖向日照反温差为正温差乘以0.50.5。 计算圬工拱桥拱

61、圈考虑徐变影响引起的温差作用效应时,计算温差效计算圬工拱桥拱圈考虑徐变影响引起的温差作用效应时,计算温差效应应乘以应应乘以0.70.7的折减系数。的折减系数。图图7777竖向梯度温度竖向梯度温度(mmmm)T T1 1T T2 2t t100100A A上部结构高度上部结构高度H H只用于钢梁只用于钢梁桥梁5-荷载结结 构构 类类 别别T1( )T2( )混凝土铺装混凝土铺装256.750mm沥青混凝土铺装层沥青混凝土铺装层206.7100mm沥青混凝土铺装层沥青混凝土铺装层145.5竖向日照正温差计算的温度基数竖向日照正温差计算的温度基数表表715715 桥梁5-荷载1111、支座摩阻力标准

62、值、支座摩阻力标准值支座摩阻力标准值可按下式计算支座摩阻力标准值可按下式计算:(728)支支 座座 种种 类类支支 座座 摩摩 擦擦 系系 数数 滚动支座或摆动支座滚动支座或摆动支座0.050.05板式橡胶支座:板式橡胶支座:支座与混凝土面接触支座与混凝土面接触0.300.30支座与钢板接触支座与钢板接触0.200.20聚四氟乙烯板与不锈钢板接触聚四氟乙烯板与不锈钢板接触0.06(0.06(加硅脂;温度低于加硅脂;温度低于-25-25时为时为0.078)0.078)0.06(0.06(不加硅脂;温度低于不加硅脂;温度低于-25-25时为时为0.156)0.156)式中:式中:支座的摩擦系数,按

63、表支座的摩擦系数,按表7 71616取值。取值。W作用在活动支座上由结构重力产生的效应。作用在活动支座上由结构重力产生的效应。支支 座座 摩摩 擦擦 系系 数数 表表716桥梁5-荷载三偶然荷载:在设计使用期内不一定出现,但一旦出现,其值很大且持续偶然荷载:在设计使用期内不一定出现,但一旦出现,其值很大且持续时间很短的荷载。包括:地震力、船只或漂浮物撞击作用,汽车的撞击作用。时间很短的荷载。包括:地震力、船只或漂浮物撞击作用,汽车的撞击作用。1 1地震作用地震作用 公路桥梁地震作用的计算及结构设计,应符合现行公路桥梁地震作用的计算及结构设计,应符合现行公路工程抗震设公路工程抗震设计细则计细则(

64、JTG/TB02012008)的规定。)的规定。桥梁5-荷载地震动峰值加速度系数地震动峰值加速度系数(g g)0.050.050.100.150.200.300.40地震基本烈度地震基本烈度VIVIVIIVIIVIIIVIIIIX地震基本烈度与地震动峰值加速度系数的对应关系地震基本烈度与地震动峰值加速度系数的对应关系 表表717717 根据根据中国地震动参数区划图中国地震动参数区划图GB18306GB18306,地震基本烈度与地震动峰值,地震基本烈度与地震动峰值加速度系数之间的关系如表加速度系数之间的关系如表7 71717。桥梁5-荷载1 1地震力作用地震力作用 根据公路桥梁的重要性和在抗震救

65、灾的作用,将不同等级的桥梁给予不根据公路桥梁的重要性和在抗震救灾的作用,将不同等级的桥梁给予不同的抗震安全度。分为同的抗震安全度。分为A A、B B、C C、D D四个抗震设防类别,以此确定不同的设防四个抗震设防类别,以此确定不同的设防标准、设防目标、使用范围。标准、设防目标、使用范围。 设计方法采用设计方法采用E1E1(频遇地震)、(频遇地震)、E2E2地震作用(罕遇地震),两水平设地震作用(罕遇地震),两水平设防、两阶段设计,并引入能力保护设计原则,反应谱周期为防、两阶段设计,并引入能力保护设计原则,反应谱周期为10s10s,由强度和变,由强度和变形双重指标控制。形双重指标控制。 E1 E

66、1 地震作用,对应第一阶段的抗震设计,采用弹性抗震设计。不允许地震作用,对应第一阶段的抗震设计,采用弹性抗震设计。不允许桥梁结构发生塑性变形,用构件的强度作为衡量结构性能的指标,只需校核桥梁结构发生塑性变形,用构件的强度作为衡量结构性能的指标,只需校核构件的强度是否满足要求。构件的强度是否满足要求。 E2E2地震作用,对应第二阶段的抗震设计,采用延性抗震设计。允许桥地震作用,对应第二阶段的抗震设计,采用延性抗震设计。允许桥梁结构发生塑性变形,不仅用构件的强度作为衡量结构性能的指标,同时校梁结构发生塑性变形,不仅用构件的强度作为衡量结构性能的指标,同时校核构件的延性能力是否满足要求。核构件的延性

67、能力是否满足要求。 地震力作用响应按照规则桥梁和非规则桥梁,采用不同的分析方法。地震力作用响应按照规则桥梁和非规则桥梁,采用不同的分析方法。对于规则桥梁可采用水平设计加速度反应谱,按照桥墩不同的结构类型进行对于规则桥梁可采用水平设计加速度反应谱,按照桥墩不同的结构类型进行地震力作用的计算。详见地震力作用的计算。详见第十节,桥梁抗震设计要点和对策。第十节,桥梁抗震设计要点和对策。第十节第十节桥梁5-荷载 位于通航河流或有漂流物的河流中的桥梁墩台,设计时应考虑船舶或漂位于通航河流或有漂流物的河流中的桥梁墩台,设计时应考虑船舶或漂流物的撞击作用,当缺乏实际调查资料时,内河上船舶撞击作用的标准值可流物

68、的撞击作用,当缺乏实际调查资料时,内河上船舶撞击作用的标准值可按按桥规桥规(JTGD60JTGD60)表)表4.4.2-14.4.2-1采用。海轮撞击作用的标准值可按采用。海轮撞击作用的标准值可按桥规桥规(JTGD60JTGD60)表)表4.4.2-24.4.2-2采用。采用。可能遭受大型船舶撞击作用的桥墩,应根据桥墩自身抗撞击能力、桥墩可能遭受大型船舶撞击作用的桥墩,应根据桥墩自身抗撞击能力、桥墩的位置和外形、水流流速、水位变化、通航船舶类型和碰撞速度等因素作为的位置和外形、水流流速、水位变化、通航船舶类型和碰撞速度等因素作为桥墩防撞设施的设计。当设有与墩台分开的防撞击的防护结构时,桥墩可不

69、桥墩防撞设施的设计。当设有与墩台分开的防撞击的防护结构时,桥墩可不计船舶的撞击作用。计船舶的撞击作用。2 2船只或飘浮物撞击作用船只或飘浮物撞击作用漂流物横桥向撞击力标准值可按下式计算:漂流物横桥向撞击力标准值可按下式计算:(737)式中:式中:WW漂流物重力(漂流物重力(kNkN),应根据河流中漂流物情况,按实际调查确定;),应根据河流中漂流物情况,按实际调查确定;V V水流速度水流速度(m/sm/s);T T撞击时间撞击时间(s s),应根据实际资料估计,在无实际资料时,可用应根据实际资料估计,在无实际资料时,可用1 1s s。g g重力加速度重力加速度9.81(9.81(m/sm/s2

70、2); );桥梁5-荷载 内河船舶的撞击力作用点,假定为计算通航水位线以上内河船舶的撞击力作用点,假定为计算通航水位线以上2.0m的桥墩宽度的桥墩宽度或长度的中点。海轮船舶撞击作用点需视实际情况而定。漂流物的撞击作用或长度的中点。海轮船舶撞击作用点需视实际情况而定。漂流物的撞击作用点假定在计算通航水位线上桥墩宽度的中点。点假定在计算通航水位线上桥墩宽度的中点。3 3、汽车撞击作用、汽车撞击作用 桥梁结构必要时可考虑汽车的撞击作用。汽车撞击力标准值在车辆行桥梁结构必要时可考虑汽车的撞击作用。汽车撞击力标准值在车辆行驶方向取驶方向取10001000kNkN,在车辆行驶垂直方向取,在车辆行驶垂直方向

71、取500500kNkN,两个方向的撞击力不同时,两个方向的撞击力不同时考虑,撞击力作用于车行道以上考虑,撞击力作用于车行道以上1.21.2mm处,直接分布于撞击涉及的构件上。处,直接分布于撞击涉及的构件上。 对于设有防撞设施的结构构件,可视防撞设施的防撞能力,对汽车撞对于设有防撞设施的结构构件,可视防撞设施的防撞能力,对汽车撞击力标准值予以折减,但折减后的汽车撞击力标准值不应低于上述规定值的击力标准值予以折减,但折减后的汽车撞击力标准值不应低于上述规定值的1/61/6。桥梁5-荷载四荷载组合四荷载组合 公路桥涵结构设计应考虑结构上可能同时出现的作用,按承载能力公路桥涵结构设计应考虑结构上可能同

72、时出现的作用,按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行作用效应组合,取其最不利效应组合进行极限状态和正常使用极限状态进行作用效应组合,取其最不利效应组合进行设计:设计: 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做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或结构构件需做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。应进行组合。 当可变作用的出现对结构或结构构件产生有利影响时,该作用不应当可变作用的出现对结构或结构构件产生有利影响时,该作用不应参与组合。实际不可能同时出现的作用或同时

73、参与组合概率很小的作用,按参与组合。实际不可能同时出现的作用或同时参与组合概率很小的作用,按表表7 71818规定不考虑其作用效应的组合。规定不考虑其作用效应的组合。编编 号号作作 用用 名名 称称不与该作用同时参与组合的作用编号不与该作用同时参与组合的作用编号1313汽车制动力汽车制动力1515、1616、18181515流水压力流水压力1313、16161616冰压力冰压力1313、15151818支座摩阻力支座摩阻力1313可变作用不同时组合表可变作用不同时组合表 表718桥梁5-荷载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设备均应作为临时荷载加以考虑。组合式桥梁,当上的施工人员和施工机具设备均应作为临时荷载加以考虑。组合式桥梁,当把底梁作为施工支撑时,作用效应宜分为两个阶段组合,梁底受荷作为第一把底梁作为施工支撑时,作用效应宜分为两个阶段组合,梁底受荷作为第一阶段,组合梁受荷为第二阶段。阶段,组合梁受荷为第二阶段。多个偶然作用不同时组合。多个偶然作用不同时组合。桥梁5-荷载

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