桥梁荷载设计.ppt

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1、桥梁工程东南大学土木工程学院BridgeEngineeringSchoolofCivilEngineeringSEU强士中主编王景全/刘钊主讲第3章设计荷载3.1永久荷载3.2可变荷载3.3偶然荷载3.4荷载组合3.1永久荷载永久荷载：亦称恒载，在设计使用期内其值不随时间变化，或其变化与平均值相比忽略不计。永久荷载包括：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、混凝土收缩和徐变的影响力等。对于预应力结构按正常使用极限状态设计时：预加应力属永久荷载；按承载能力极限状态设计时：预加应力不作为荷

2、载，而将预应力筋作为结构抗力的一部分。但在超静定结构中，由预加力引起的次内力应属永久荷载。《规范》未作明确说明。各种永久荷载的取值与计算，详见《规范》条文。公路桥涵设计采用的作用分为永久作用、可变作用和偶然作用三类.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：①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应进行组合。②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

3、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，不考虑其作用效应的组合。③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，当把底梁作为施工支撑时，作用效应宜分两个阶段组合，底梁受荷为第一个阶段，组合梁受荷为第二个阶段。④多个偶然作用不同时参与组合。3.2可变荷载可变荷载:设计使用期内其值随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略的荷载。(1)基本可变荷载列车活载汽车由列车活载和汽车活载引起的冲击力曲线上的离心力由活载引起的土侧压力公路桥中的人群荷载铁路桥梁的列车横向摇摆力等

4、。1）列车活载列车由机车和车辆组成，机车和车辆类型很多，轴重、轴距各异。为规范设计，我国根据机车车辆轴重、轴距对桥梁不同影响及考虑车辆的发展趋势，制定了中华人民共和国铁路标准活载图式。（简称“中—活载”）中—活载——160km/h、200km/hZK—活载——250km/h、300km/h以上高速“ZK—活载”分标准活载和特种活载《高速暂行规定》：加载时，标准活载计算图式可任意截取单线或双线桥跨：各线均应计入ZK活载作用。多于双线桥跨：应按下列最不利情况考虑：1）按双线在最不利位置承受ZK活载，其余线路不承受列车荷载；2）所有线路在最不利位置承受75

5、％的ZK活载。空车活载按10kN/m计算。“ZK—活载”分标准活载和特种活载《桥规》规定：加载时，标准活载计算图式可任意截取双线桥跨：两线活载之和的90%横向稳定检算：空车+最大横向风力为最不利，空车活载标准值为10kN/m“中—活载”分普通活载和特种活载（A）旧公路标准设计荷载大量、经常出现的汽车荷载，以车队形式排列。汽—10级、汽—15级、汽—20级、汽—超20级验算荷载偶然、个别出现的平板挂车或履带车。挂—80、挂—100、挂—120、履带—502）汽车荷载每一车队有一重车，主车数量不限。三、四行车队时可折减20%和30%，但不小于两行车队计算

6、的结果。履带车纵向可考虑多辆行驶，但两车净距不小于50m平板挂车全桥均以通过一辆计算平板挂车和履带车荷载应靠中以慢速行驶验算时，不考虑冲击力、人群荷载和其它非经常作用在桥上的各种外力。新桥规《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）汽车荷载分为公路Ⅰ级和公路Ⅱ级两个等级。汽车荷载由车道荷载和车辆荷载组成。车道荷载由均布荷载和集中荷载组成。桥梁结构的整体计算采用车道荷载；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。车道荷载与车辆荷载的作用不得叠加。（B）现行公路标准新规范车道荷

7、载的计算图式KqPK多车道桥梁的汽车荷载应考虑折减。当桥涵设计车道数≥2时，汽车荷载产生的效应应该按表6.0.6-2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。3）冲击力车辆以一定速度过桥时，由于动力影响，桥梁实际产生的活载应力和变形大于按活载静重计算所得的结果，这种动力效应常称为冲击作用。构成桥梁动力影响的因素主要有：列车以一定速度过桥时引起桥跨振动；轮对过钢轨接头时有冲击作用；蒸汽机车动轮上的平衡重在随动轮高速旋转中由于离心力引起的锤击作用；桥上轨道竖向和横向不平顺引起桥梁扭转振动；桥头线路（路面）不平整，车轮

8、不圆等。桥梁设计时中以活载静重乘上动力系数来反映这种影响。铁路桥动力系数1+μ公路桥冲击系数μ动力系数（或冲