桥梁上的作用修改09级教学.ppt

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1、1第三章桥梁上的作用第一节永久作用第二节可变作用第三节偶然作用第四节作用效应组合2第三章桥梁上的作用序言1.作用的定义：是引起桥涵结构反应的各种原因的统称。2.作用的确定与选用(种类、型式、大小)须考虑以下因素作用的种类、型式、大小的确定是否得当，既关系到桥梁的安全，也关系到桥梁建设的投资桥梁设计基准使用期内结构总体的正常使用主要承重结构与局部受力构件强度储备的合理性对长、短桥跨的不同影响3第三章桥梁上的作用序言3.特点荷载标准并不是一成不变的作用于桥梁结构上的荷载（及其组合）可能会越来越复杂对结构行为和材料行为的认识在逐步加深4第三章桥梁上的作用序言4.按其

2、作用的性质不同分类直接作用：是直接施加于结构上的外力，例如车辆、结构自重等间接作用：是以间接的形式作用于结构上，例如地震、混凝土收缩徐变等5.按随时间的变化情况分类永久作用可变作用偶然作用5第三章桥梁上的作用序言6.按照对结构的反应分类静态作用动态作用7.《89规范》一直用“荷载”这一术语来概括引起桥涵结构反应的所有原因；永久作用称为恒载，将可变作用中对桥涵结构影响程度较大的几种称为活载。按新规范，荷载仅表示施加于结构上的直接作用。6第一节永久作用1.定义：在结构使用期内，量值不随时间变化或其变化值与平均值相比可以忽略不计的作用。2.主要类型结构自重（桥面铺装

3、及附属设施）土的重力土侧压力预加应力混凝土收缩徐变影响基础变位影响水的浮力等7第一节永久作用3.计算结构自重（桥面铺装及附属设施）：G=V×g土的重力：G=V×g土侧压力：见规范预加应力：两种典型的计算方法混凝土收缩徐变影响：见规范基础变位影响：手算或者电算，考虑多种不同组合水的浮力：见规范8第一节永久作用作用于桥梁上部结构的恒载－结构的重力和附属设备等外加重力；作用在桥梁下部结构的恒载－由支座传递的上部结构的重力、墩台本身的重力、土压力和水压（浮）力等。结构重力＝结构体积与材料容重（重力密度）的乘积土的重力及土侧压力计算涉及结构型式、填料性质、墩台位移和地基

4、变形，也与气象、水文和外加荷载等因素有关水浮力指由地表水或地下水通过地基土壤的孔隙而传递给建筑物基础底面的（由下而上的）水压力；对位于碎石类土、砂类土、粘砂土等透水性地基上的墩台，需在设计中考虑水浮力。对于预应力混凝土桥梁，在检算结构的使用性能（如混凝土应力）时，预加应力当视为恒载；在检算结构的承载能力（如抗弯强度）时，预加应力不作为恒载，但把预应力钢筋视为结构抗力的一部分，但在连续梁等超静定结构中，仍需考虑其次效应。在外部超静定的混凝土桥梁结构中，混凝土收缩、徐变影响力是长期存在并起作用的。基础变位一旦发生，其对结构的影响也是长期的。9第二节可变作用1.定义

5、：是指在结构使用期间，其量值随时间变化，且其变化值与平均值相比不可忽略的作用。2.主要类型汽车荷载汽车冲击力汽车离心力汽车引起的土侧压力汽车制动力人群荷载风荷载流水压力冰压力温度（均匀温度和梯度温度）作用支座摩阻力10第二节可变作用汽车荷载汽车荷载等级:公路－I级、公路II级汽车荷载由车道荷载和车辆荷载组成，两者的作用不得叠加车道荷载：均布荷载＋集中荷载，用于桥梁结构的整体计算车辆荷载：一辆标准车，用于桥梁结构的局部加载11车道荷载的标准值计算剪力效应时，集中荷载标准值PK应乘以1.2的系数第二节可变作用12车辆荷载：一辆总重550kN的标准车第二节可变作用

6、13加载方式的实例——一个三跨连续梁中跨跨中最大正弯矩布载方式的确定加载方式：均布荷载满布于同号影响线区域，集中荷载只作用在相应影响线中的一个最大峰值处第二节可变作用14各级公路的汽车荷载等级第二节可变作用15桥涵设计车道数第二节可变作用16多车道汽车荷载的横向折减设计车道数（条）横向折减系数21.030.7840.6750.6060.5570.5280.50第二节可变作用17大跨度桥梁上汽车荷载的纵向折减计算跨径L0（m）纵向折减系数150＜L0＜4000.97400≤L0＜6000.96600≤L0＜8000.95800≤L0＜10000.94L0≥100

7、00.93对多跨连续结构，按最大计算跨径进行纵向折减第二节可变作用182.汽车冲击力冲击作用、冲击系数μ的基本概念汽车以较高速度驶过桥梁时，由于桥面不平整、发动机震动等原因，会引起桥梁结构的振动，从而造成内力增大，这种动力效应称为冲击作用。在计算中采用静力学的方法来考虑，即引入一个竖向动力效应的增大系数——冲击系数μ，来计及汽车荷载的冲击作用，汽车荷载的冲击力即为汽车荷载标准值乘以冲击系数μ。第二节可变作用192.汽车冲击力冲击系数μ的计算当f＜1.5Hz时，＝0.05当1.5Hz≤f≤14Hz时，＝0.1767f－0.0157当f＞14Hz时，＝0.4

8、5f为结构基频（Hz），按有限元分析或