桥梁工程桥梁的设计

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1、第三章设计荷载第一节作用分类和作用代表值第二节永久作用第三节可变作用第四节偶然作用第五节作用效应组合作用(action)：所有引起结构反应的原因按作用的性质，可为两类：一类是直接施加于结构上的外力，如结构重力、车辆、人群等，称为“荷载”(Load)；另一类不是以力的形式施加于结构，其产生的效果与结构本身的特性及结构所处环境等有关，如基础变位、混凝土收缩和徐变，温度变化等,以前习惯上也称其为“荷载”，但这种叫法并不确切.作用效应(effectofanaction):结构对所受作用的反应，如构件承受的弯矩、剪力，结

2、构的位移等，称为作用效应。本章主要介绍各类作用的基本概念和计算方法.实际设计时作用的取值按:《铁路桥涵设计基本规范》(TB10002.1—2005)《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60—2004)的规定办理。对城市桥梁，其荷载标准与公路桥梁类似，可参阅《城市桥梁设计荷载标准》(CJJ77)。第一节作用分类和作用代表值公路桥梁的作用,按其随时间变化的性质，分为:永久作用(permanentaction)可变作用(variableaction)偶然作用(accidentalaction)永久作用:习惯上称为恒载(

3、deadload)，是指在设计基准期内，其量值不随时间变化，或其变化与平均值相比可忽略不计的作用，如结构重力。可变作用:指在设计基准期内，其量值随时间变化，且其变化与平均值相比有不可忽略的作用，如汽车、列车、人群荷载(习惯上称为活载，liveload)。偶然作用:指在设计基准期内不一定出现，但一旦出现，其值很大且持续时间很短的作用，如地震力。第一节作用分类和作用代表值铁路桥梁:习惯于按作用性质和发生的几率来进行分类，将桥梁作用分为:主力(对应于公路桥的永久作用和一部分可变作用)、附加力(对应于不包含在主力中的其

4、他的可变作用)特殊荷载(对应于偶然作用)。我国公路、铁路桥梁的设计作用(荷载)分类分别见表3．1和表3．2。比较两表，尽管公路、铁路规范对各种作用的分类及名称有所不同，但基本上大同小异。表3．1公路桥梁作用分类表第一节作用分类和作用代表值需要注意的是:有些作用是设计铁路桥所特有的，如列车横向摇摆力、牵引力等；有些作用仅在一本规范中列出，如公路规范中的支座摩阻力，但在按另一本规范设计桥梁时，可视情况加以采用。另外，在设计公铁两用桥时，目前的设计实践是：在铁路荷载的基础上，增加公路桥全部活载的75％；但对仅承受公路

5、活载的构件，应计及全部公路活载。第一节作用分类和作用代表值作用代表值:代表作用大小的数值,它采用数理统计的方法或根据工程经验加以确定。在进行桥梁结构或构件设计时，需针对不同设计目的采用规定的各种作用值。作用代表值包括作用标准值、频遇值和准永久值。作用标准值:为各种作用的基本代表值，其值可根据作用在设计基准期内最大值概率分布的某一分位值确定。作用频遇值:是可变作用的一种代表值，其可根据在足够长的观测期内作用任意时点概率分布的0.95分位值确定。作用准永久值:是可变作用的另一种代表值，其可根据在足够长的观测期内作用

6、任意时点概率分布的0.5(或略高于0.5)分位值确定。第一节作用分类和作用代表值我国公路桥涵基于极限状态法，设计时对不同的作用采用不同的代表值。对永久作用和偶然作用，采用标准值。对可变作用，根据不同的极限状态和组合方式采用标准值、频遇值或准永久值。我国铁路桥梁设计规范仍基于容许应力法，其各类荷载的代表值相当于上述标准值，没有规定频遇值和准永久值。第一节作用分类和作用代表值作用的分类不是绝对的!例如，铁路钢梁桥的水平联结系(见第六章)主要承受风力和制动力，在设计水平联结系时，就该视风力和制动力为活载而非附加力。设

7、计基准期(designreferenceperiod)简单地讲，它就是在确定某些作用(这些作用的最大值概率分布与时间有关，如风荷载、车辆活载等)的标准值时需要人为规定的一个基准时间参数。对桥梁结构，设计基准期通长取100年。注意!!设计基准期≠使用寿命。第二节永久作用永久作用：亦称恒载，在设计基准期内其值不随时间变化，或其变化与平均值相比忽略不计的作用。其作用位置、大小和方向一般是固定不变的.永久作用包括：结构自重、桥上附加恒载（桥面、人行道及附属设备）、作用于结构上的土重及土侧压力、基础变位影响力、水浮力、混

8、凝土收缩和徐变的影响力等。结构重力的标准值，可按结构构件的设计尺寸和材料的重力密度计算确定。在进行桥梁结构(尤其是新型结构)分析时，往往需要预先估算恒载。通常，当估算的恒载与设计图完成后确定的恒载之间的差异较小(例如，不超过3％)时，不必修正设计；否则有必要按设计图重新计算恒载，再次进行结构分析。土压力(earthpressure)按其产生的条件，分为:静止土压力主动土压力被动土压力桥