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1、本節(jié)內(nèi)容要點(diǎn):本節(jié)內(nèi)容要點(diǎn):C作用的分類和組合作用的分類和組合C各類作用的計(jì)算各類作用的計(jì)算C概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 第第3 3章章 橋梁設(shè)計(jì)荷載橋梁設(shè)計(jì)荷載一一、作用的含義作用的含義: 直接作用直接作用:直接施加于結(jié)構(gòu)上的外力,如車輛、人群、結(jié)構(gòu)自重等,可用“荷載”這一術(shù)語(yǔ)來(lái)概括。 間接作用間接作用:不是以外力形式施加于結(jié)構(gòu),是間接作用于結(jié)構(gòu)的,它們產(chǎn)生的效應(yīng)與結(jié)構(gòu)本身的特性、結(jié)構(gòu)所處環(huán)境等有關(guān),如地震、基礎(chǔ)變位、混凝土收縮和徐變、溫度變化等。永久作用永久作用結(jié)構(gòu)重力(包括結(jié)構(gòu)附加重力)結(jié)構(gòu)重力(包括結(jié)構(gòu)附加重力)預(yù)加力預(yù)加力土的重力土的重力土側(cè)壓力土側(cè)壓力混凝土收縮及徐變作用
2、混凝土收縮及徐變作用水的浮力水的浮力基礎(chǔ)變位作用基礎(chǔ)變位作用二、作用的分類二、作用的分類 公路橋涵設(shè)計(jì)采用的作用分為永久作用、可變永久作用、可變作用和偶然作用作用和偶然作用三類。(公路橋梁)(公路橋梁) 可變作用可變作用汽車荷載汽車荷載汽車沖擊力汽車沖擊力汽車離心力汽車離心力汽車引起的土側(cè)壓力汽車引起的土側(cè)壓力人群荷載人群荷載風(fēng)荷載風(fēng)荷載汽車制動(dòng)力汽車制動(dòng)力流水壓力流水壓力冰壓力冰壓力溫度(均勻溫度和梯度溫度)作用溫度(均勻溫度和梯度溫度)作用支座摩阻力支座摩阻力 偶然作用偶然作用 船舶或漂流物的撞擊作用船舶或漂流物的撞擊作用地震作用地震作用汽車撞擊作用汽車撞擊作用(鐵路橋梁)(鐵路橋梁)一、
3、永久作用的含義一、永久作用的含義 指在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)其作用的位置、大小和方作用的位置、大小和方向不隨時(shí)間變化向不隨時(shí)間變化,或其變化值與平均值相比可忽略不計(jì)的作用(或荷載)。 包括橋梁結(jié)構(gòu)自重、土側(cè)壓力、靜水壓力及水浮力、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的預(yù)加力,混凝土收縮和徐變的作用等。 3.13.1 永久作用永久作用二、永久作用的計(jì)算二、永久作用的計(jì)算1.1.結(jié)構(gòu)重力結(jié)構(gòu)重力 結(jié)構(gòu)物自身重力(包括橋面鋪裝、附屬設(shè)施等附加重力),可按照結(jié)構(gòu)物的實(shí)際體積乘以材料的容重計(jì)算。 公路橋梁結(jié)構(gòu)的自重往往占全部設(shè)計(jì)荷載的很大部分,采用輕質(zhì)高強(qiáng)材料對(duì)減輕橋梁自重、增大跨越能力有重要意義。2.2.土側(cè)壓力土側(cè)壓力 按其產(chǎn)
4、生的條件,分為靜土壓力、主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓力。 主要在橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)用到靜土壓力、主動(dòng)土壓力。土的側(cè)壓力計(jì)算涉及到結(jié)構(gòu)形式、填料性質(zhì)、墩臺(tái)位移和地基變形,還與水文和外加荷載等因素有關(guān)。目前按庫(kù)侖理論推導(dǎo)的公式計(jì)算土側(cè)壓力。3.3.水的浮力水的浮力 水浮力指由地表水或地下水通過(guò)地基土壤的孔隙傳遞給建筑物基礎(chǔ)底面的水壓力,其值等于建筑物所排開(kāi)的同等體積的水重。 位于巖石地基上的基礎(chǔ)巖石地基上的基礎(chǔ)一般被認(rèn)為是不透水的,可不計(jì)水浮力可不計(jì)水浮力;對(duì)于碎石類土碎石類土、砂類土、粘砂土等透水性地基上的墩臺(tái),要考要考慮水浮力慮水浮力。 對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu),預(yù)加力在結(jié)構(gòu)預(yù)加力在
5、結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)和使用階段構(gòu)件應(yīng)力計(jì)使用階段構(gòu)件應(yīng)力計(jì)算時(shí)算時(shí),應(yīng)應(yīng)作為永久作用作為永久作用計(jì)算其主效應(yīng)和次效應(yīng)計(jì)算其主效應(yīng)和次效應(yīng),計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮相應(yīng)階段的預(yù)應(yīng)力損失,但不計(jì)由于偏心距增大所引起的附加效應(yīng);在在結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)承承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)加應(yīng)力不作為作用時(shí)預(yù)加應(yīng)力不作為作用,而將預(yù)應(yīng)力鋼筋作為結(jié)構(gòu)抗力的一部分而將預(yù)應(yīng)力鋼筋作為結(jié)構(gòu)抗力的一部分,但在連續(xù)梁等超靜定結(jié)構(gòu)中,仍需考慮預(yù)加力的次效應(yīng)。4.4.預(yù)加力預(yù)加力5.5.混凝土收縮及徐變作用混凝土收縮及徐變作用 在外部超靜定的混凝土橋、鋼和混凝土的組合結(jié)構(gòu)等應(yīng)考慮混凝土收縮及徐變的作用?;炷?/p>
6、土收縮及徐變作用是長(zhǎng)期存在并一起作用的?;炷列熳兊挠?jì)算,可假定徐變變形與混凝土應(yīng)力呈線性關(guān)系并確定適當(dāng)?shù)男熳兿禂?shù)來(lái)進(jìn)行?;炷潦湛s可按結(jié)構(gòu)降溫考慮。 基礎(chǔ)變位一旦發(fā)生,對(duì)結(jié)構(gòu)的影響也是長(zhǎng)期的?;A(chǔ)變位的影響可按工程實(shí)際情況加以分析。6.6.基礎(chǔ)變位作用基礎(chǔ)變位作用一、可變作用(活載)的定義一、可變作用(活載)的定義 可變作用是指在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)其作用位置、大小和方向隨時(shí)間變化,且其變化值與平均值相比不可忽略的作用。3.2 3.2 可變作用可變作用1 1、汽車荷載、汽車荷載 汽車荷載分為公路汽車荷載分為公路II級(jí)和公路級(jí)和公路IIII級(jí)。級(jí)。 汽車荷載由車道荷載和車輛荷載組成。汽車荷載由車道荷
7、載和車輛荷載組成。車道荷車道荷載載用于橋梁結(jié)構(gòu)的整體計(jì)算(例如主梁、主拱和主用于橋梁結(jié)構(gòu)的整體計(jì)算(例如主梁、主拱和主桁架等的計(jì)算);桁架等的計(jì)算);車輛荷載車輛荷載用于局部加載、涵洞、用于局部加載、涵洞、橋臺(tái)和擋土墻壓力等計(jì)算橋臺(tái)和擋土墻壓力等計(jì)算。一、公路橋梁基本可變作用一、公路橋梁基本可變作用(活載)(活載)3.2.1 3.2.1 基本可變作用基本可變作用n(1)車道荷載的計(jì)算圖式示于下圖中。n車道荷載Pkqk均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值:均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值:集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值:集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值: 當(dāng)橋梁計(jì)算跨徑小于等于5m時(shí), 計(jì)算跨徑大于等于50m時(shí), 計(jì)算跨徑在5m至50m之間時(shí), 按直線內(nèi)插求得。 計(jì)算
8、剪力效應(yīng)剪力效應(yīng)時(shí),上述集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值 應(yīng)再乘以1.2的系數(shù)。公路公路級(jí)車道荷載取值級(jí)車道荷載取值: :m/kN.qk510kNPk180kNPk360kPkP車道荷載的特點(diǎn)車道荷載的特點(diǎn): :(1 1)車道荷載的形式簡(jiǎn)明車道荷載的形式簡(jiǎn)明。在內(nèi)力影響線上加載只。在內(nèi)力影響線上加載只要已知影響線面積與最大坐標(biāo)值就可以,加載手續(xù)要已知影響線面積與最大坐標(biāo)值就可以,加載手續(xù)簡(jiǎn)單,電算和手算工作量均較少;簡(jiǎn)單,電算和手算工作量均較少;(2 2)通過(guò)車道荷載中的)通過(guò)車道荷載中的均布荷載加集中荷載的模式均布荷載加集中荷載的模式可以解決大、中、小不同跨徑的活載設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)可以解決大、中、小不同跨徑的活載設(shè)計(jì)
9、標(biāo)準(zhǔn),例,例如均布荷載的集度在某跨徑區(qū)段可采用跳躍變化以如均布荷載的集度在某跨徑區(qū)段可采用跳躍變化以滿足不同跨徑的要求;滿足不同跨徑的要求;(3 3)車道荷載中的集中荷載可采用雙值,以滿足彎)車道荷載中的集中荷載可采用雙值,以滿足彎矩和剪力計(jì)算的不同要求;矩和剪力計(jì)算的不同要求; 均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值 和集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值和集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值 按按公路公路級(jí)車道荷載的級(jí)車道荷載的0.750.75倍采用。倍采用。公路公路級(jí)車道荷載:級(jí)車道荷載:kqkP(2)(2)車輛荷載:車輛荷載: 公路公路級(jí)和公路級(jí)和公路級(jí)汽車荷載采用相同的車級(jí)汽車荷載采用相同的車輛荷載標(biāo)準(zhǔn)值輛荷載標(biāo)準(zhǔn)值。標(biāo)準(zhǔn)車輛荷載采用原
10、橋規(guī)汽車。標(biāo)準(zhǔn)車輛荷載采用原橋規(guī)汽車超超2020級(jí)荷載中總重為級(jí)荷載中總重為550kN550kN的加重車。的加重車。 車輛荷載以一輛標(biāo)準(zhǔn)車表示,其縱、平面尺寸車輛荷載以一輛標(biāo)準(zhǔn)車表示,其縱、平面尺寸示于圖示于圖1-3-21-3-2,主要技術(shù)指標(biāo)規(guī)定于表,主要技術(shù)指標(biāo)規(guī)定于表1-3-2 1-3-2 。1.471.4301201201401402.531.471.415(a) 立面布置(b)平面尺寸3圖1-3-2 車輛荷載的縱、平面尺寸車輛荷載在每個(gè)設(shè)計(jì)車道上布置一輛單車。車輛荷載的主要技術(shù)指標(biāo)項(xiàng) 目單位技術(shù)指標(biāo)車輛重力標(biāo)準(zhǔn)值550前軸重力標(biāo)準(zhǔn)值30中軸重力標(biāo)準(zhǔn)值2120后軸重力標(biāo)準(zhǔn)值2140軸
11、距m3+1.4+7+1.4輪 距m1.8前輪著地寬度及長(zhǎng)度m0.30.2中、后輪著地寬度及長(zhǎng)度m0.60.2車輛外形尺寸(長(zhǎng)寬)m152.5kNkNkNkN車輛荷載的作用車輛荷載的作用: : 除了以上談及的用于局部加載局部加載等的作用外,車輛荷載還用于荷載橫向分布荷載橫向分布的計(jì)算。圖1-3-3 車輛荷載橫向布置0.51.81.31.82.50.62.5v車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)滿布于使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)滿布于使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利效應(yīng)的最不利效應(yīng)的同號(hào)同號(hào)影響線影響線上;集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值只作上;集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值只作用于用于相應(yīng)影響線中相應(yīng)影響線中一個(gè)一個(gè)最大影響線峰值處最大影響線峰值
12、處。(3 3)汽車荷載的有關(guān)規(guī)定如下:)汽車荷載的有關(guān)規(guī)定如下:v汽車荷載分為公路汽車荷載分為公路I I級(jí)和公路級(jí)和公路IIII級(jí)兩個(gè)等級(jí)。級(jí)兩個(gè)等級(jí)。各級(jí)公路橋涵設(shè)計(jì)的汽車荷載等級(jí)應(yīng)符合下表規(guī)定:各級(jí)公路橋涵設(shè)計(jì)的汽車荷載等級(jí)應(yīng)符合下表規(guī)定:公路等級(jí)公路等級(jí)高速、一級(jí)公路高速、一級(jí)公路二、三、四級(jí)二、三、四級(jí)公路公路汽車荷載等級(jí)汽車荷載等級(jí) 公路公路級(jí)級(jí)公路公路級(jí)級(jí)注:二級(jí)公路為干線公路且重型車輛多時(shí),其橋涵的設(shè)計(jì)注:二級(jí)公路為干線公路且重型車輛多時(shí),其橋涵的設(shè)計(jì)可采用可采用公路公路級(jí)汽車荷載。級(jí)汽車荷載。 四級(jí)公路上重型車輛少時(shí),其橋涵設(shè)計(jì)所采用的公路四級(jí)公路上重型車輛少時(shí),其橋涵設(shè)計(jì)所采
13、用的公路級(jí)車道荷載的效應(yīng)可乘以級(jí)車道荷載的效應(yīng)可乘以0.80.8的折減系數(shù),車輛荷載的效應(yīng)可的折減系數(shù),車輛荷載的效應(yīng)可乘以乘以0.70.7的折減系數(shù)。的折減系數(shù)。 汽車荷載等級(jí)汽車荷載等級(jí)v車道荷載車道荷載橫向分布系數(shù)橫向分布系數(shù)應(yīng)按應(yīng)按設(shè)計(jì)車道數(shù)設(shè)計(jì)車道數(shù)布置車輛布置車輛荷載進(jìn)行計(jì)算。荷載進(jìn)行計(jì)算。v橋涵設(shè)計(jì)車道數(shù)應(yīng)符合下表規(guī)定。多車道橋梁上橋涵設(shè)計(jì)車道數(shù)應(yīng)符合下表規(guī)定。多車道橋梁上的汽車荷載應(yīng)考慮的汽車荷載應(yīng)考慮多車道折減多車道折減。當(dāng)橋涵設(shè)計(jì)車道數(shù)。當(dāng)橋涵設(shè)計(jì)車道數(shù)等于或大于等于或大于2 2時(shí),由汽車荷載產(chǎn)生的效應(yīng)應(yīng)按表格規(guī)時(shí),由汽車荷載產(chǎn)生的效應(yīng)應(yīng)按表格規(guī)定的多車道折減系數(shù)進(jìn)行折減,
14、但定的多車道折減系數(shù)進(jìn)行折減,但折減后的效應(yīng)不折減后的效應(yīng)不得小于得小于兩設(shè)計(jì)車道兩設(shè)計(jì)車道的荷載效應(yīng)的荷載效應(yīng)。 橋涵設(shè)計(jì)車道數(shù)橋涵設(shè)計(jì)車道數(shù)行行 車車 道道 寬寬 度度 W W(m m)橋涵設(shè)計(jì)橋涵設(shè)計(jì)車道數(shù)車道數(shù)車輛單向行駛時(shí)車輛單向行駛時(shí) 車輛雙向行駛時(shí)車輛雙向行駛時(shí)W W6.06.06.0W6.0W10.510.510.5W10.5W14.014.014.0W14.0W17.517.517.5W17.5W21.021.021.0W21.0W24.524.524.5W24.5W28.028.028.0W28.0W31.531.56.0W6.0W14.014.014.0W14.0W21.
15、021.021.0W21.0W28.028.028.0W28.0W35.035.01 12 23 34 45 56 67 78 8橫向折減系數(shù)橫向折減系數(shù)橫向布置橫向布置設(shè)計(jì)車道數(shù)設(shè)計(jì)車道數(shù)3 34 45 56 67 78 8橫向折減系橫向折減系數(shù)數(shù)0.780.78 0.670.67 0.600.60 0.550.55 0.520.52 0.500.50注:兩車道不作折減注:兩車道不作折減。v大跨徑橋梁上的汽車荷載應(yīng)考慮縱向折減。大跨徑橋梁上的汽車荷載應(yīng)考慮縱向折減。當(dāng)橋梁計(jì)算跨徑當(dāng)橋梁計(jì)算跨徑L150mL150m時(shí),應(yīng)按表格規(guī)定的縱向折時(shí),應(yīng)按表格規(guī)定的縱向折減系數(shù)進(jìn)行折減。當(dāng)為多跨連續(xù)結(jié)構(gòu)
16、時(shí),整個(gè)結(jié)構(gòu)均減系數(shù)進(jìn)行折減。當(dāng)為多跨連續(xù)結(jié)構(gòu)時(shí),整個(gè)結(jié)構(gòu)均應(yīng)按應(yīng)按最大計(jì)算跨徑最大計(jì)算跨徑考慮汽車荷載效應(yīng)的縱向折減。考慮汽車荷載效應(yīng)的縱向折減。計(jì)算跨徑計(jì)算跨徑L L(m m)縱向折減縱向折減系數(shù)系數(shù)計(jì)算跨徑計(jì)算跨徑L L(m m)縱向折減縱向折減系數(shù)系數(shù)150L150L400400400L400L600600600L600L8008000.970.970.960.960.950.95800L800L10001000L1000L10000.940.940.930.93 縱向折減系數(shù)縱向折減系數(shù)(1 1)沖擊力的產(chǎn)生)沖擊力的產(chǎn)生 活載以一定的速度在橋上行駛時(shí),會(huì)使橋梁發(fā)生振動(dòng),產(chǎn)生動(dòng)力作用
17、。這種動(dòng)力作用會(huì)使橋梁的內(nèi)力和變形較靜活載作用時(shí)大。這種現(xiàn)象就統(tǒng)稱為沖擊作用。2. 2. 沖擊力沖擊力(2 2)荷載沖擊力的計(jì)算)荷載沖擊力的計(jì)算 通常的做法是:在橋梁動(dòng)載試驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出近似計(jì)算公式,把動(dòng)力問(wèn)題簡(jiǎn)化為靜力問(wèn)題來(lái)處理。公路橋規(guī)稱為沖擊系數(shù)為沖擊系數(shù)(3) (3) 汽車沖擊力計(jì)算規(guī)定汽車沖擊力計(jì)算規(guī)定(新版本(新版本0404橋規(guī)橋規(guī)) 1 1)鋼橋、鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋、圬工拱)鋼橋、鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋、圬工拱橋等上部構(gòu)造和鋼支座、板式橡膠支座、盆式橡橋等上部構(gòu)造和鋼支座、板式橡膠支座、盆式橡膠支座及鋼筋混凝土柱式墩臺(tái),應(yīng)計(jì)算汽車的沖膠支座及鋼筋混凝土柱式墩臺(tái),應(yīng)計(jì)
18、算汽車的沖擊作用。擊作用。 2 2)填料厚度(包括路面厚度)等于大于)填料厚度(包括路面厚度)等于大于0.5m0.5m的拱的拱涵以及重力式墩臺(tái)不計(jì)沖擊力。涵以及重力式墩臺(tái)不計(jì)沖擊力。 3 3)支座的沖擊力,按)支座的沖擊力,按相應(yīng)的橋梁相應(yīng)的橋梁取用。取用。 4 4)汽車荷載的沖擊力標(biāo)準(zhǔn)值為汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘)汽車荷載的沖擊力標(biāo)準(zhǔn)值為汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以沖擊系數(shù)。以沖擊系數(shù)。 沖擊系數(shù)可按下式計(jì)算:沖擊系數(shù)可按下式計(jì)算:式中式中 結(jié)構(gòu)基頻(結(jié)構(gòu)基頻( )。)。 汽車局部加載及在汽車局部加載及在T T梁、箱梁懸臂板上的沖梁、箱梁懸臂板上的沖擊系數(shù)采用擊系數(shù)采用1.31.3。1.50.051.5140
19、.1767 ln0.0157140.45fHzHzfHzffHz 當(dāng)當(dāng) 時(shí)時(shí),當(dāng)當(dāng)時(shí)時(shí),當(dāng)當(dāng) 時(shí)時(shí),Hzf 簡(jiǎn)支梁橋結(jié)構(gòu)的基頻可按下列公式計(jì)算:n式中 結(jié)構(gòu)的計(jì)算跨徑 ; 結(jié)構(gòu)材料的彈性模量 ; 結(jié)構(gòu)跨中截面的截面慣性矩 ; 結(jié)構(gòu)跨中處的單位長(zhǎng)度量 ; 結(jié)構(gòu)跨中處延米結(jié)構(gòu)重力 ; 重力加速度 。(4)(4)結(jié)構(gòu)的基頻計(jì)算結(jié)構(gòu)的基頻計(jì)算: :gGmmEIlfccc212lEcIcmGg( )m2(/)N m4()m(/)kg m(/)N m2(/)m s連續(xù)梁橋結(jié)構(gòu)的基頻可按下列公式計(jì)算:ccccmEIlfmEIlf22212651.232616.13 計(jì)算連續(xù)梁的沖擊力引起的正彎矩效應(yīng)和剪力效
20、應(yīng)時(shí),采用 ;計(jì)算連續(xù)梁的沖擊力引起的負(fù)彎矩效應(yīng)時(shí)采用 。1f2f3.3.汽車離心力汽車離心力 (1 1)離心力的產(chǎn)生)離心力的產(chǎn)生 當(dāng)車輛行駛在曲線線路上時(shí),因方向變化而引起當(dāng)車輛行駛在曲線線路上時(shí),因方向變化而引起的徑向水平力。的徑向水平力。(2 2)汽車離心力的計(jì)算)汽車離心力的計(jì)算 當(dāng)彎道橋的曲線半徑等于或小于當(dāng)彎道橋的曲線半徑等于或小于250m250m時(shí),應(yīng)計(jì)時(shí),應(yīng)計(jì)算汽車荷載引起的離心力。算汽車荷載引起的離心力。 汽車荷載離心力標(biāo)準(zhǔn)值汽車荷載離心力標(biāo)準(zhǔn)值為車輛荷載為車輛荷載( (不計(jì)沖擊力不計(jì)沖擊力) )標(biāo)準(zhǔn)值乘以離心力系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值乘以離心力系數(shù)C C計(jì)算。計(jì)算。 C C值按下式計(jì)算
21、:值按下式計(jì)算:Rvc1272式中: V設(shè)計(jì)行車速度(km/h);R曲線半徑(m); 離心力的著力點(diǎn)在橋面以上離心力的著力點(diǎn)在橋面以上1.21.2m m處,為計(jì)算處,為計(jì)算方便也可移至橋面上,不計(jì)由此引起的作用效應(yīng)。方便也可移至橋面上,不計(jì)由此引起的作用效應(yīng)。 計(jì)算多車道橋梁的汽車荷載離心力時(shí),車輛荷計(jì)算多車道橋梁的汽車荷載離心力時(shí),車輛荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)乘以橫向折減系數(shù)乘以橫向折減系數(shù)。4. 4. 人群荷載人群荷載(新規(guī)范)(新規(guī)范) (1)公路橋公路橋人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值按下列規(guī)定采用:人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值按下列規(guī)定采用: 1 1)當(dāng)橋梁計(jì)算跨徑)當(dāng)橋梁計(jì)算跨徑L50mL50m時(shí),人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值為
22、時(shí),人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值為3.0 3.0 ;當(dāng)橋梁計(jì)算跨徑;當(dāng)橋梁計(jì)算跨徑L150mL150m時(shí),人群荷載標(biāo)時(shí),人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值為準(zhǔn)值為2.5 2.5 ;當(dāng)橋梁計(jì)算跨徑在;當(dāng)橋梁計(jì)算跨徑在50m50m和和150m150m之之間時(shí),可由線性內(nèi)插得到人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值。對(duì)跨徑不間時(shí),可由線性內(nèi)插得到人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值。對(duì)跨徑不等的連續(xù)結(jié)構(gòu),以最大計(jì)算跨徑為準(zhǔn)。等的連續(xù)結(jié)構(gòu),以最大計(jì)算跨徑為準(zhǔn)。 城市郊區(qū)行人密集地區(qū)的公路橋梁,人群荷載標(biāo)城市郊區(qū)行人密集地區(qū)的公路橋梁,人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值取上述規(guī)定值的準(zhǔn)值取上述規(guī)定值的1.151.15倍。倍。 專用人行橋梁,人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值專用人行橋梁,人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值3.53.5 。2/
23、KN m2/KN m2/KN m 2 2)人群荷載在橫向應(yīng)布置在人行道的凈寬)人群荷載在橫向應(yīng)布置在人行道的凈寬度內(nèi),在縱向施加于使主梁產(chǎn)生最不利荷度內(nèi),在縱向施加于使主梁產(chǎn)生最不利荷載效應(yīng)的區(qū)段內(nèi)。載效應(yīng)的區(qū)段內(nèi)。 3 3)人行道板(局部構(gòu)件)可以一塊板為)人行道板(局部構(gòu)件)可以一塊板為單元,按標(biāo)準(zhǔn)值為單元,按標(biāo)準(zhǔn)值為4.0 4.0 的均布荷載。的均布荷載。 4 4)計(jì)算人行道欄桿時(shí),作用在欄桿立柱)計(jì)算人行道欄桿時(shí),作用在欄桿立柱頂上的水平推力標(biāo)準(zhǔn)值取頂上的水平推力標(biāo)準(zhǔn)值取0.75kN/m0.75kN/m;作用;作用在欄桿扶手上的豎向力標(biāo)準(zhǔn)值取在欄桿扶手上的豎向力標(biāo)準(zhǔn)值取1.0kN/m1
24、.0kN/m。2/KN m二、城市橋梁基本可變作用二、城市橋梁基本可變作用1.1.汽車荷載汽車荷載汽車荷載汽車荷載車輛荷載車輛荷載車道荷載車道荷載(1 1)車道荷載)車道荷載城城-A-A級(jí)汽車荷載級(jí)汽車荷載城城-B-B級(jí)汽車荷載級(jí)汽車荷載PkqkP P、q qk k 依據(jù)計(jì)算跨徑確定依據(jù)計(jì)算跨徑確定計(jì)算彎矩計(jì)算彎矩q q采用標(biāo)準(zhǔn)值采用標(biāo)準(zhǔn)值q qM M,計(jì)算剪力,計(jì)算剪力q q采采用用q qQ Q. .車道荷載計(jì)算取值表車道荷載計(jì)算取值表跨徑跨徑/m城-A級(jí)城-B級(jí)qMqQPqMqQP2L2022.537.514019.025.013020L15010.015.03009.511160(2 2
25、)車輛荷載)車輛荷載60KN60KN140KN140KN 140KN140KN200KN200KN160KN160KN城城-A-A車輛車輛荷載荷載城城-B-B車車輛荷載輛荷載(3 3)車道折減系數(shù))車道折減系數(shù)橫向布置橫向布置設(shè)計(jì)車道數(shù)設(shè)計(jì)車道數(shù)1 12 23 34 45 56 6橫向折減系數(shù)橫向折減系數(shù)1.001.001.001.000.0.80800.0.67670.0.60600.50.55 52.2.沖擊系數(shù)沖擊系數(shù)車道荷載車道荷載2080l車輛荷載車輛荷載0.66860.3032lgl3.3.人群荷載人群荷載人行道板(局部構(gòu)件)按人群荷載集度人行道板(局部構(gòu)件)按人群荷載集度5KN/
26、m5KN/m2 2或或1.5KN1.5KN的豎向集中力分別計(jì)算的豎向集中力分別計(jì)算加載長(zhǎng)度加載長(zhǎng)度L20mL20m城市橋梁城市橋梁204.520p專用人行橋?qū)S萌诵袠?0520p 加載長(zhǎng)度加載長(zhǎng)度L20mL20m城市橋梁城市橋梁專用人行橋?qū)S萌诵袠?020(4.52)8020pl 2020(52)8020pl 1 1、列車活載、列車活載 列車活載采用中華人民共和國(guó)鐵道部標(biāo)準(zhǔn)活載(簡(jiǎn)稱列車活載采用中華人民共和國(guó)鐵道部標(biāo)準(zhǔn)活載(簡(jiǎn)稱中中活載)?;钶d)。 中中活載象征性的模擬列車載重的情況,普通活載左邊活載象征性的模擬列車載重的情況,普通活載左邊5 5個(gè)集中荷載相當(dāng)于一臺(tái)機(jī)車的重量,其后一段個(gè)集中荷
27、載相當(dāng)于一臺(tái)機(jī)車的重量,其后一段3030m m長(zhǎng)的均布荷長(zhǎng)的均布荷載大致與兩臺(tái)煤水車及另一臺(tái)機(jī)車相當(dāng);最右側(cè)的均布荷載載大致與兩臺(tái)煤水車及另一臺(tái)機(jī)車相當(dāng);最右側(cè)的均布荷載表示列車的車輛載重,其長(zhǎng)度不限。表示列車的車輛載重,其長(zhǎng)度不限。 對(duì)跨度很短的橋,往往由對(duì)跨度很短的橋,往往由3 3個(gè)軸重所組成的特種荷載控制個(gè)軸重所組成的特種荷載控制設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)。 我國(guó)制定新的列車活載標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)與國(guó)際鐵路聯(lián)盟(我國(guó)制定新的列車活載標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)與國(guó)際鐵路聯(lián)盟(UICUIC)制制定的活載標(biāo)準(zhǔn)一致。定的活載標(biāo)準(zhǔn)一致。三、鐵路橋梁基本可變荷載三、鐵路橋梁基本可變荷載中一活載圖式中一活載圖式雙線橋跨結(jié)構(gòu)中主要桿件及墩臺(tái)的列車豎向
28、活載雙線橋跨結(jié)構(gòu)中主要桿件及墩臺(tái)的列車豎向活載設(shè)計(jì)值為兩線之和的設(shè)計(jì)值為兩線之和的90%90%檢算橋梁橫向穩(wěn)定時(shí),空車時(shí)最大橫向風(fēng)力為不檢算橋梁橫向穩(wěn)定時(shí),空車時(shí)最大橫向風(fēng)力為不利,標(biāo)準(zhǔn)值采用利,標(biāo)準(zhǔn)值采用10KN/m10KN/m2 2 列車動(dòng)力效應(yīng)列車動(dòng)力效應(yīng)列車豎向活載包括列車豎向動(dòng)力作用,該列車豎向活列車豎向活載包括列車豎向動(dòng)力作用,該列車豎向活載等于列車豎向靜活載乘以動(dòng)力系數(shù)(載等于列車豎向靜活載乘以動(dòng)力系數(shù)(1+1+),其動(dòng)),其動(dòng)力系數(shù)應(yīng)按系列公式計(jì)算力系數(shù)應(yīng)按系列公式計(jì)算簡(jiǎn)支或連續(xù)的鋼橋跨結(jié)構(gòu)和鋼墩臺(tái):簡(jiǎn)支或連續(xù)的鋼橋跨結(jié)構(gòu)和鋼墩臺(tái):鋼與砼板的結(jié)合梁鋼與砼板的結(jié)合梁 鐵路橋規(guī)用(
29、1+)表示動(dòng)力系數(shù)鋼筋砼、砼、石砌的橋跨結(jié)構(gòu)及涵洞、剛架橋其鋼筋砼、砼、石砌的橋跨結(jié)構(gòu)及涵洞、剛架橋其頂上填土厚度頂上填土厚度h1mh1m時(shí),不計(jì)列車豎向動(dòng)力作用時(shí),不計(jì)列車豎向動(dòng)力作用空腹式鋼筋砼拱橋的拱圈和拱肋空腹式鋼筋砼拱橋的拱圈和拱肋鐵路離心力著力點(diǎn)作用于鐵路離心力著力點(diǎn)作用于軌頂軌頂2m2m,C C不應(yīng)大于不應(yīng)大于0.150.153 3 列車離心力計(jì)算列車離心力計(jì)算4 4 人群荷載人群荷載老規(guī)范:設(shè)計(jì)人行道板時(shí),考慮維修時(shí)堆放老規(guī)范:設(shè)計(jì)人行道板時(shí),考慮維修時(shí)堆放道碴,離梁中心線道碴,離梁中心線2.45m2.45m按按10KPa10KPa,2.45m2.45m以外以外按按4KPa4K
30、Pa。新規(guī)范:道碴橋面和明橋面的人行道新規(guī)范:道碴橋面和明橋面的人行道4.0KPa4.0KPa 人行道板按人行道板按1.5KN1.5KN檢算,欄桿水平推力檢算,欄桿水平推力按按0.75KN/m,0.75KN/m,立柱和扶手按立柱和扶手按1.0KN1.0KN集中檢算集中檢算 1 1、列車活載、列車活載四、高速鐵路橋梁基本可變荷載四、高速鐵路橋梁基本可變荷載列車豎向活載采用列車豎向活載采用ZKZK活載,并符合下列規(guī)定:活載,并符合下列規(guī)定:對(duì)于單線或雙線的橋涵結(jié)構(gòu),各線均應(yīng)對(duì)于單線或雙線的橋涵結(jié)構(gòu),各線均應(yīng)計(jì)入計(jì)入ZKZK活載作用;活載作用;對(duì)于多于兩線的橋涵結(jié)構(gòu),按下列最不對(duì)于多于兩線的橋涵結(jié)構(gòu)
31、,按下列最不利情況考慮;利情況考慮;a.a.按兩條線路在最不利位置承受按兩條線路在最不利位置承受ZKZK活載,其活載,其余線路不承受列車活載;余線路不承受列車活載;b.b.所有線路在最不利位置承受所有線路在最不利位置承受75%75%的的ZKZK活載?;钶d。ZKZK標(biāo)準(zhǔn)活載圖式標(biāo)準(zhǔn)活載圖式ZKZK特種活載圖式特種活載圖式設(shè)計(jì)加載,活載圖式可以任意截取。對(duì)多符號(hào)設(shè)計(jì)加載,活載圖式可以任意截取。對(duì)多符號(hào)影響線,在同符號(hào)影響線各區(qū)段進(jìn)行加載,異符影響線,在同符號(hào)影響線各區(qū)段進(jìn)行加載,異符號(hào)影響線分下列兩種情況考慮:號(hào)影響線分下列兩種情況考慮:a.a.異號(hào)影響線區(qū)段長(zhǎng)度不大于異號(hào)影響線區(qū)段長(zhǎng)度不大于15
32、m15m可不加活載可不加活載b.b.大于大于15m15m,按空車靜活載,按空車靜活載10kN/m10kN/m加載;加載; 空車檢算各部分構(gòu)件時(shí),按空車檢算各部分構(gòu)件時(shí),按10kN/M10kN/M計(jì)算;計(jì)算;橋墩結(jié)構(gòu)或橋臺(tái)應(yīng)按實(shí)際施工及養(yǎng)護(hù)可能進(jìn)行橋墩結(jié)構(gòu)或橋臺(tái)應(yīng)按實(shí)際施工及養(yǎng)護(hù)可能進(jìn)行檢算。檢算。2 2、沖擊力、沖擊力列車豎向靜活載乘以動(dòng)力系數(shù)列車豎向靜活載乘以動(dòng)力系數(shù)1+1+系數(shù)取值系數(shù)取值橋跨結(jié)構(gòu)橋跨結(jié)構(gòu)18. 0)5 . 0/(44. 1 115 . 0L為加載長(zhǎng)度為加載長(zhǎng)度L3.61m5 1.50N=4 1.40 N5 1.50涵洞及結(jié)構(gòu)頂面有填土的承重結(jié)構(gòu),當(dāng)頂面填涵洞及結(jié)構(gòu)頂面有填
33、土的承重結(jié)構(gòu),當(dāng)頂面填土厚土厚He3mHe3m,不計(jì)列車動(dòng)力作用,當(dāng),不計(jì)列車動(dòng)力作用,當(dāng)He3mHe3m按下式按下式計(jì)算計(jì)算計(jì)算實(shí)體墩臺(tái)、基礎(chǔ)和土壓力,不計(jì)動(dòng)力系數(shù)計(jì)算實(shí)體墩臺(tái)、基礎(chǔ)和土壓力,不計(jì)動(dòng)力系數(shù)支座動(dòng)力系數(shù)的計(jì)算公式,應(yīng)采用相應(yīng)的橋跨支座動(dòng)力系數(shù)的計(jì)算公式,應(yīng)采用相應(yīng)的橋跨結(jié)構(gòu)動(dòng)力系數(shù)結(jié)構(gòu)動(dòng)力系數(shù)1+1+)0 . 1( 1 . 018. 0)2 . 0/(44. 1 115 . 0eHL 車輛制動(dòng)力或車輛制動(dòng)力或(列車牽引力)是指車輛在剎車或列車牽引力)是指車輛在剎車或啟動(dòng)時(shí)為克服車輛的慣性力或阻力而在路面或軌道啟動(dòng)時(shí)為克服車輛的慣性力或阻力而在路面或軌道與車輪之間發(fā)生的滑動(dòng)摩擦力
34、。與車輪之間發(fā)生的滑動(dòng)摩擦力。 制動(dòng)力或牽引力時(shí)墩臺(tái)設(shè)計(jì)計(jì)算的重要荷載,是制動(dòng)力或牽引力時(shí)墩臺(tái)設(shè)計(jì)計(jì)算的重要荷載,是作用在橋上的縱向水平力,但兩者的方向相反。作用在橋上的縱向水平力,但兩者的方向相反。 1. 1. 制動(dòng)力制動(dòng)力汽車制動(dòng)力作用點(diǎn)一般在橋面以上汽車制動(dòng)力作用點(diǎn)一般在橋面以上1.21.2m m處。處。列車制動(dòng)力作用點(diǎn)一般在軌頂以上列車制動(dòng)力作用點(diǎn)一般在軌頂以上2m2m處處3.2.2 3.2.2 其他可變作用其他可變作用 (1 1)汽車荷載制動(dòng)力)汽車荷載制動(dòng)力可按下列規(guī)定計(jì)算和分配:可按下列規(guī)定計(jì)算和分配: 汽車荷載制動(dòng)力按同向行駛的汽車荷載(不計(jì)沖擊力汽車荷載制動(dòng)力按同向行駛的汽車
35、荷載(不計(jì)沖擊力)計(jì)算,并應(yīng)按本規(guī)范表)計(jì)算,并應(yīng)按本規(guī)范表4.3.1-54.3.1-5的規(guī)定,以使橋梁墩臺(tái)產(chǎn)生的規(guī)定,以使橋梁墩臺(tái)產(chǎn)生最不利縱向力的加載長(zhǎng)度進(jìn)行縱向折減。最不利縱向力的加載長(zhǎng)度進(jìn)行縱向折減。 一個(gè)設(shè)計(jì)車道上由汽車荷載產(chǎn)生的制動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)值按本規(guī)一個(gè)設(shè)計(jì)車道上由汽車荷載產(chǎn)生的制動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)值按本規(guī)范第范第4.3.14.3.1條規(guī)定的車道荷載標(biāo)準(zhǔn)值在加載長(zhǎng)度上計(jì)算的總重條規(guī)定的車道荷載標(biāo)準(zhǔn)值在加載長(zhǎng)度上計(jì)算的總重力的力的10%10%計(jì)算,但公路計(jì)算,但公路級(jí)汽車荷載不得小于級(jí)汽車荷載不得小于165165kNkN;公路公路級(jí)汽車荷載不得小于級(jí)汽車荷載不得小于9090kNkN。同向行駛雙車道
36、的汽車荷載同向行駛雙車道的汽車荷載制動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)值為一個(gè)設(shè)計(jì)車道制動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)值的兩倍;同向行制動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)值為一個(gè)設(shè)計(jì)車道制動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)值的兩倍;同向行駛?cè)嚨罏橐粋€(gè)設(shè)計(jì)車道的駛?cè)嚨罏橐粋€(gè)設(shè)計(jì)車道的2.342.34倍;同向行駛四車道為一個(gè)倍;同向行駛四車道為一個(gè)設(shè)計(jì)車道的設(shè)計(jì)車道的2.682.68倍。倍。(2 2)列車制動(dòng)力的計(jì)算:)列車制動(dòng)力的計(jì)算: 制動(dòng)力或牽引力按列車豎向靜活載的制動(dòng)力或牽引力按列車豎向靜活載的10%10%計(jì)算。但當(dāng)計(jì)算。但當(dāng)與離心力或列車豎向動(dòng)力作用同時(shí)計(jì)算時(shí),制動(dòng)力或牽引與離心力或列車豎向動(dòng)力作用同時(shí)計(jì)算時(shí),制動(dòng)力或牽引力按列車豎向靜活載的力按列車豎向靜活載的7%7%計(jì)算。計(jì)算。
37、 雙線橋應(yīng)采用雙線橋應(yīng)采用一線的制動(dòng)力或牽引力一線的制動(dòng)力或牽引力;三線及以上的;三線及以上的橋梁,應(yīng)采用橋梁,應(yīng)采用兩線的制動(dòng)力兩線的制動(dòng)力或牽引力。或牽引力。 橋頭破壞棱體范圍內(nèi)的列車活載所產(chǎn)生的制動(dòng)力或牽橋頭破壞棱體范圍內(nèi)的列車活載所產(chǎn)生的制動(dòng)力或牽引力不予計(jì)算。引力不予計(jì)算。 制動(dòng)力或牽引力作用在軌頂以上制動(dòng)力或牽引力作用在軌頂以上2m2m處,但計(jì)算橋墩處,但計(jì)算橋墩臺(tái)時(shí)移至支座中心處,計(jì)算臺(tái)頂活載的制動(dòng)力或牽引力臺(tái)時(shí)移至支座中心處,計(jì)算臺(tái)頂活載的制動(dòng)力或牽引力時(shí)移至軌底,計(jì)算剛架結(jié)構(gòu)時(shí)移至橫桿中線處,均不計(jì)時(shí)移至軌底,計(jì)算剛架結(jié)構(gòu)時(shí)移至橫桿中線處,均不計(jì)移動(dòng)作用點(diǎn)所產(chǎn)生的豎向力或力矩
38、。移動(dòng)作用點(diǎn)所產(chǎn)生的豎向力或力矩。 采用特種活載時(shí),不計(jì)算制動(dòng)力或牽引力。采用特種活載時(shí),不計(jì)算制動(dòng)力或牽引力。2.2.風(fēng)荷載風(fēng)荷載( (1)概述(2)風(fēng)力的計(jì)算 分析橋梁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性時(shí),應(yīng)考慮風(fēng)荷載的影響。對(duì)大跨度的斜拉橋和懸索橋以及高聳的橋塔和橋墩,風(fēng)力的影響更大。 當(dāng)風(fēng)以一定速度運(yùn)動(dòng)并受到橋梁的阻礙時(shí),橋梁就承受風(fēng)壓。風(fēng)壓分為順風(fēng)向和橫風(fēng)向; 順風(fēng)向的風(fēng)壓可視為平均風(fēng)壓或脈動(dòng)風(fēng)壓。采用靜力計(jì)算方法處理平均風(fēng)壓對(duì)結(jié)構(gòu)的影響;對(duì)脈動(dòng)風(fēng)壓,要按隨機(jī)振動(dòng)理論進(jìn)行分析。(1)(1)概述概述風(fēng)力可按以下方法計(jì)算: 風(fēng)力是風(fēng)壓與迎風(fēng)面積的乘積。(2)(2)風(fēng)力的計(jì)算風(fēng)力的計(jì)算: : 風(fēng)力指
39、大風(fēng)吹到橋跨結(jié)構(gòu)、橋墩臺(tái)和列車時(shí)所產(chǎn)生的風(fēng)壓力。方向與橋梁軸線垂直的風(fēng)力稱橫向風(fēng)力;方向與橋梁軸線一致的風(fēng)力稱縱向風(fēng)力。其計(jì)算與橋跨結(jié)構(gòu)所處地區(qū)的風(fēng)壓強(qiáng)度與受風(fēng)面積有關(guān)。風(fēng)荷載計(jì)算公式風(fēng)荷載計(jì)算公式: :WhWhAWkkkF0310K1風(fēng)載阻力系數(shù)。K2考慮地面粗糙度類別和梯度風(fēng)的風(fēng)速高度變化修正系數(shù)。該系數(shù)反映出風(fēng)壓隨地形、地理?xiàng)l件(一般地區(qū)、谷地、山口、沿海海面等)的不同變化而變化的特征;取值視實(shí)際情況而定。K3地形地理?xiàng)l件系數(shù)。W W0 0基本風(fēng)壓值(kN/m2)。一般參照全國(guó)基本風(fēng)壓分布圖取值;Awh橫向迎風(fēng)面積m2,按橋跨結(jié)構(gòu)各部分的實(shí)際尺寸計(jì)算;3. 3. 溫度影響力溫度影響力 對(duì)
40、靜定結(jié)構(gòu),氣溫的變化通常只會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的伸長(zhǎng)或縮短;在超靜定結(jié)構(gòu)中,由于氣溫的變化引起的變形受到約束,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生相應(yīng)的附加力。 由于日照、驟冷等天氣情況引起的溫差對(duì)靜定結(jié)構(gòu)或超靜定結(jié)構(gòu)均可能產(chǎn)生附加力。 氣溫變化的幅度,可按橋梁所在地區(qū)的氣溫條件(一般取當(dāng)?shù)刈罡吆妥畹驮缕骄鶜鉁兀┐_定。氣溫變化值,應(yīng)自結(jié)構(gòu)合龍時(shí)的溫度算起。4.4.支座摩阻力支座摩阻力 支座摩阻力是上部結(jié)構(gòu)由溫度等引起的變位而產(chǎn)生的,其作用方向與上部結(jié)構(gòu)的變位方向相反作用點(diǎn)在支座處。支座摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值按下式計(jì)算支座摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值按下式計(jì)算: F =W W作用于活動(dòng)支座處由上部結(jié)構(gòu)重力產(chǎn)生的效應(yīng);支座的摩擦系數(shù),按支座種類取值。二、船
41、只或飄流物的撞擊二、船只或飄流物的撞擊力力一、地震力一、地震力三、汽車的撞擊力三、汽車的撞擊力 3.3 3.3 偶然作用偶然作用 地震力是指強(qiáng)烈的地面運(yùn)動(dòng)引起結(jié)構(gòu)自身的慣性力(加速度與質(zhì)量的乘積)。它不僅與地面運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)烈程度有關(guān),也與結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性有關(guān),還與橋梁所在處的地質(zhì)情況有關(guān)。一、地震力一、地震力豎直方向豎直方向水平方向水平方向(導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞的主要原因)(導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞的主要原因)地震作用地震作用 地震時(shí)地面最大水平加速度統(tǒng)計(jì)值地震時(shí)地面最大水平加速度統(tǒng)計(jì)值 (地震動(dòng)峰值加速度)(地震動(dòng)峰值加速度)1.0g 1.0g 進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)4.0g 4.0g 專門(mén)的抗震設(shè)專門(mén)的抗震設(shè)計(jì)和
42、研究計(jì)和研究0.05g 0.05g 除特殊要求除特殊要求外,采用簡(jiǎn)易設(shè)防外,采用簡(jiǎn)易設(shè)防二、船舶或漂流物的撞擊力二、船舶或漂流物的撞擊力 海輪撞擊作用的標(biāo)準(zhǔn)值規(guī)定海輪撞擊作用的標(biāo)準(zhǔn)值規(guī)定船舶裝載量船舶裝載量DWT(t)DWT(t)300050007500100002000030000橫橋向撞擊橫橋向撞擊作用作用( (kNkN)196002540031000358005070062100順橋向撞擊順橋向撞擊作用作用( (kNkN)98001270015500179002535031050二橋梁結(jié)構(gòu)必要時(shí)需考慮二橋梁結(jié)構(gòu)必要時(shí)需考慮汽車的撞擊汽車的撞擊作用:作用: 汽車撞擊荷載在規(guī)定車輛行駛方向取
43、汽車撞擊荷載在規(guī)定車輛行駛方向取1000kN;在在車輛行駛垂直方向取車輛行駛垂直方向取500kN,兩個(gè)方向的撞擊荷載不兩個(gè)方向的撞擊荷載不同時(shí)考慮,撞擊荷載作用于行車道以上同時(shí)考慮,撞擊荷載作用于行車道以上1.21.2m m處,直接處,直接分布于撞擊涉及的構(gòu)件上。分布于撞擊涉及的構(gòu)件上。一一. . 作用效應(yīng)分類作用效應(yīng)分類 3.4 3.4 作用效應(yīng)組合作用效應(yīng)組合 各種荷載并非同時(shí)作用于橋梁上,應(yīng)當(dāng)根據(jù)各種荷載重各種荷載并非同時(shí)作用于橋梁上,應(yīng)當(dāng)根據(jù)各種荷載重要性的不同和同時(shí)作用的可能性進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合,按分項(xiàng)系要性的不同和同時(shí)作用的可能性進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合,按分項(xiàng)系數(shù)的設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計(jì)。數(shù)的設(shè)計(jì)
44、表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計(jì)。 承載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)公路、公路、鐵路鐵路jMM計(jì)M M計(jì)計(jì)按不利的荷載組合,某截面將出現(xiàn)最大彎矩值按不利的荷載組合,某截面將出現(xiàn)最大彎矩值M Mj j截面所能承受的最大彎矩截面所能承受的最大彎矩d ffd限制應(yīng)力限制應(yīng)力短期荷載下的變形短期荷載下的變形各種荷載組合下的裂縫寬度各種荷載組合下的裂縫寬度d1 1 作用效應(yīng)組合的分類作用效應(yīng)組合的分類(1)(1)公路橋涵結(jié)構(gòu)按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)公路橋涵結(jié)構(gòu)按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)體現(xiàn)結(jié)構(gòu)的安全性,以體現(xiàn)結(jié)構(gòu)的安全性,以塑性理論塑性理論為基礎(chǔ)。為基礎(chǔ)?;窘M合:永久作用的標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)與可變作
45、用設(shè)計(jì)值效應(yīng)基本組合:永久作用的標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)與可變作用設(shè)計(jì)值效應(yīng) (結(jié)構(gòu)的常規(guī)設(shè)計(jì)(結(jié)構(gòu)的常規(guī)設(shè)計(jì)) )偶然組合偶然組合: :永久作用的標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)與可變作用某種代表值永久作用的標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)與可變作用某種代表值效應(yīng)效應(yīng) (結(jié)構(gòu)特殊情況下的設(shè)計(jì))(結(jié)構(gòu)特殊情況下的設(shè)計(jì))二、公路荷載效應(yīng)組合二、公路荷載效應(yīng)組合 應(yīng)采用以下兩種作用效應(yīng)組合:應(yīng)采用以下兩種作用效應(yīng)組合: (1) (1) 基本組合。永久作用的設(shè)計(jì)值效應(yīng)與可變作用基本組合。永久作用的設(shè)計(jì)值效應(yīng)與可變作用設(shè)計(jì)值效應(yīng)相組合,其效應(yīng)組合表達(dá)式應(yīng)滿足為:設(shè)計(jì)值效應(yīng)相組合,其效應(yīng)組合表達(dá)式應(yīng)滿足為: 12()mnoudoGiGiKQlQlKcQjQjkijS
46、SSSR 式中: 承載能力極限狀態(tài)下作用基本組合的效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值; 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù),按表1-3-10規(guī)定的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全等級(jí)采用。對(duì)應(yīng)于設(shè)計(jì)安全等級(jí)一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)分別取不小于1.1、1.0和0.9;udSo 公路橋涵結(jié)構(gòu)的安全等級(jí) 表1-3-10安全等級(jí)橋涵類型結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)一級(jí)特大橋、重要大橋1.1二級(jí)大橋、中橋、重要小橋1.0三級(jí)小橋、涵洞0.9第第i i個(gè)永久作用效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù),按下表采用個(gè)永久作用效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù),按下表采用;Gi 永久作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù) 表1-3-11編編號(hào)號(hào)作用類別作用類別永久作用效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)永久作用效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)的承載能力對(duì)結(jié)構(gòu)的承載能力不利時(shí)不利時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)的承載能對(duì)
47、結(jié)構(gòu)的承載能力有利時(shí)力有利時(shí)1 1混凝土和圬工結(jié)構(gòu)重力混凝土和圬工結(jié)構(gòu)重力(包括結(jié)構(gòu)附加重力)(包括結(jié)構(gòu)附加重力)1.21.21.01.0鋼結(jié)構(gòu)重力(包括結(jié)構(gòu)附加重力)鋼結(jié)構(gòu)重力(包括結(jié)構(gòu)附加重力)1.11.11.21.22 2預(yù)加力預(yù)加力1.21.21.01.03 3土的重力土的重力1.21.20.90.94 4土側(cè)壓力土側(cè)壓力1.41.41.01.05 5混凝土收縮及徐變作用混凝土收縮及徐變作用1.01.01.01.06 6水的浮力水的浮力1.01.01.01.07 7基礎(chǔ)變基礎(chǔ)變位作用位作用混凝土和圬工結(jié)構(gòu)混凝土和圬工結(jié)構(gòu)0.50.50.50.5鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)1.01.01.01.0注:本
48、表編號(hào)注:本表編號(hào)1中,當(dāng)鋼橋采用鋼橋面板時(shí),永久作用效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)取中,當(dāng)鋼橋采用鋼橋面板時(shí),永久作用效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)取1.1;當(dāng);當(dāng)采用混凝土橋面板時(shí),取采用混凝土橋面板時(shí),取1.2。 12()mnoudoGiGiKQlQlKcQjQjkijSSSSR 第第i i個(gè)永久作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值;個(gè)永久作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值; 汽車荷載效應(yīng)(含汽車沖擊力、離心力)的分項(xiàng)汽車荷載效應(yīng)(含汽車沖擊力、離心力)的分項(xiàng)系數(shù),取系數(shù),取 =1.4=1.4。當(dāng)某個(gè)可變作用在效應(yīng)組合中超過(guò)汽車。當(dāng)某個(gè)可變作用在效應(yīng)組合中超過(guò)汽車荷載效應(yīng)時(shí),則該作用取代汽車荷載,其分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)采用荷載效應(yīng)時(shí),則該作用取代汽車荷載,其分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)采
49、用汽車荷載的分項(xiàng)系數(shù);對(duì)專為承受某作用而設(shè)置的結(jié)構(gòu)或汽車荷載的分項(xiàng)系數(shù);對(duì)專為承受某作用而設(shè)置的結(jié)構(gòu)或裝置,設(shè)計(jì)時(shí)該作用的分項(xiàng)系數(shù)取與汽車荷載同值;裝置,設(shè)計(jì)時(shí)該作用的分項(xiàng)系數(shù)取與汽車荷載同值; 汽車荷載效應(yīng)(含汽車沖擊力、離心力)的標(biāo)準(zhǔn)汽車荷載效應(yīng)(含汽車沖擊力、離心力)的標(biāo)準(zhǔn)值;值; 在作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng)(含汽車沖擊在作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng)(含汽車沖擊力、離心力)、風(fēng)荷載外的其他第力、離心力)、風(fēng)荷載外的其他第j j個(gè)可變作用效應(yīng)的分項(xiàng)個(gè)可變作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù),取系數(shù),取 =1.4=1.4,但風(fēng)荷載的分項(xiàng)系數(shù)取,但風(fēng)荷載的分項(xiàng)系數(shù)取 =1=1;QlGiKSlQkQSlQjQ
50、jQj 12()mnoudoGiGiKQlQlKcQjQjkijSSSSR 在作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng)(含汽車沖擊力、在作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng)(含汽車沖擊力、離心力)外的其他第離心力)外的其他第j j個(gè)可變作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值;個(gè)可變作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值; 在作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng)(含汽車沖擊力、在作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng)(含汽車沖擊力、離心力)外的其他可變作用效應(yīng)的組合系數(shù)。當(dāng)永久作用離心力)外的其他可變作用效應(yīng)的組合系數(shù)。當(dāng)永久作用與汽車荷載和人群荷載(或其他一種可變作用)組合時(shí),與汽車荷載和人群荷載(或其他一種可變作用)組合時(shí),人群荷載(或其他一種可變作用)的組合系數(shù)人群荷載
51、(或其他一種可變作用)的組合系數(shù)0.800.80; 當(dāng)除汽車荷載(含汽車沖擊力、離心力)外尚有兩種其當(dāng)除汽車荷載(含汽車沖擊力、離心力)外尚有兩種其他可變作用參與組合時(shí),其組合系數(shù)取他可變作用參與組合時(shí),其組合系數(shù)取 =0.70=0.70,有三種,有三種可變作用參與組合時(shí),其組合系數(shù)取可變作用參與組合時(shí),其組合系數(shù)取 =0.60=0.60,有四種及,有四種及多于四種的可變作用參與組合時(shí),取多于四種的可變作用參與組合時(shí),取 =0.50=0.50。設(shè)計(jì)彎橋時(shí),當(dāng)離心力與制動(dòng)力同時(shí)參與組合時(shí),制動(dòng)力設(shè)計(jì)彎橋時(shí),當(dāng)離心力與制動(dòng)力同時(shí)參與組合時(shí),制動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)值或設(shè)計(jì)值按標(biāo)準(zhǔn)值或設(shè)計(jì)值按70%70%取用。取
52、用。QjkScccc(2)偶然組合: 永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用某種代表值效應(yīng)、一種偶然作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)相組合。偶然作用的效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)取1.0;與偶然作用同時(shí)出現(xiàn)的可變作用,可根據(jù)觀測(cè)資料和工程經(jīng)驗(yàn)取用適當(dāng)?shù)拇碇怠? (二二) )公路橋涵結(jié)構(gòu)按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)公路橋涵結(jié)構(gòu)按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)以以彈性理論或彈塑性理論彈性理論或彈塑性理論為基礎(chǔ),涉及構(gòu)件的為基礎(chǔ),涉及構(gòu)件的應(yīng)力、抗裂、裂縫寬度和撓度四個(gè)方面驗(yàn)算。應(yīng)力、抗裂、裂縫寬度和撓度四個(gè)方面驗(yàn)算。短期效應(yīng):永久作用標(biāo)準(zhǔn)值與可變作用頻遇值短期效應(yīng):永久作用標(biāo)準(zhǔn)值與可變作用頻遇值長(zhǎng)期效應(yīng):永久作用標(biāo)準(zhǔn)值與可變作用準(zhǔn)永久值長(zhǎng)期效應(yīng):永久作用標(biāo)準(zhǔn)值與可變作用準(zhǔn)永久值d ffd限制應(yīng)力限制應(yīng)力短期荷載下的變形短期荷載下的變形各種荷載組合下的裂縫寬度各種荷載組合下的裂縫寬度d1 1) 作用短期效應(yīng)組合:
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