[PPT]公路和鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載_ppt

1、設(shè)計(jì)荷載第一節(jié) 作用分類和作用代表值第二節(jié) 永久作用 第三節(jié) 可變作用作用(action)：所有引起結(jié)構(gòu)反應(yīng)的原因按作用的性質(zhì)，可為兩類： 一類是直接施加于結(jié)構(gòu)上的外力，如結(jié)構(gòu)重力、車輛、人群等，稱為“荷載”(Load)； 另一類不是以力的形式施加于結(jié)構(gòu)，其產(chǎn)生的效果與結(jié)構(gòu)本身的特性及結(jié)構(gòu)所處環(huán)境等有關(guān)，如基礎(chǔ)變位、混凝土收縮和徐變，溫度變化等,以前習(xí)慣上也稱其為“荷載”，但這種叫法并不確切.作用效應(yīng)(effect of an action): 結(jié)構(gòu)對(duì)所受作用的反應(yīng)，如構(gòu)件承受的彎矩、剪力，結(jié)構(gòu)的位移等，稱為作用效應(yīng)。 本章主要介紹各類作用的基本概念和計(jì)算方法. 實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)作用的取值按: 鐵路

2、橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范(TB10002.12005) 公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTG D602004)的規(guī)定辦理。 對(duì)城市橋梁，其荷載標(biāo)準(zhǔn)與公路橋梁類似，可參閱城市橋梁設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)(CJJ77)。第一節(jié) 作用分類和作用代表值公路橋梁的作用,按其隨時(shí)間變化的性質(zhì)，分為: 永久作用(permanent action) 可變作用(variable action) 偶然作用(accidental action)永久作用: 習(xí)慣上稱為恒載(deadload)，是指在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，其量值不隨時(shí)間變化，或其變化與平均值相比可忽略不計(jì)的作用，如結(jié)構(gòu)重力?？勺冏饔? 指在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，其量值隨時(shí)間變化，且其變化與平均值

3、相比有不可忽略的作用，如汽車、列車、人群荷載(習(xí)慣上稱為活載，live load)。偶然作用: 指在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)不一定出現(xiàn)，但一旦出現(xiàn)，其值很大且持續(xù)時(shí)間很短的作用，如地震力。 第一節(jié) 作用分類和作用代表值鐵路橋梁:習(xí)慣于按作用性質(zhì)和發(fā)生的幾率來進(jìn)行分類，將橋梁作用分為: 主力(對(duì)應(yīng)于公路橋的永久作用和一部分可變作用)、 附加力(對(duì)應(yīng)于不包含在主力中的其他的可變作用) 特殊荷載(對(duì)應(yīng)于偶然作用)。 我國公路、鐵路橋梁的設(shè)計(jì)作用(荷載)分類分別見表31和表32。比較兩表，盡管公路、鐵路規(guī)范對(duì)各種作用的分類及名稱有所不同，但基本上大同小異。表31 公路橋梁作用分類表第一節(jié) 作用分類和作用代表值需要

4、注意的是: 有些作用是設(shè)計(jì)鐵路橋所特有的，如列車橫向搖擺力、牽引力等； 有些作用僅在一本規(guī)范中列出，如公路規(guī)范中的支座摩阻力，但在按另一本規(guī)范設(shè)計(jì)橋梁時(shí)，可視情況加以采用。 另外，在設(shè)計(jì)公鐵兩用橋時(shí)，目前的設(shè)計(jì)實(shí)踐是：在鐵路荷載的基礎(chǔ)上，增加公路橋全部活載的75；但對(duì)僅承受公路活載的構(gòu)件，應(yīng)計(jì)及全部公路活載。第一節(jié) 作用分類和作用代表值 作用代表值:代表作用大小的數(shù)值,它采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法或根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)加以確定。 在進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)或構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)，需針對(duì)不同設(shè)計(jì)目的采用規(guī)定的各種作用值。作用代表值包括作用標(biāo)準(zhǔn)值、頻遇值和準(zhǔn)永久值。 作用標(biāo)準(zhǔn)值:為各種作用的基本代表值，其值可根據(jù)作用在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)最大

5、值概率分布的某一分位值確定。 作用頻遇值:是可變作用的一種代表值，其可根據(jù)在足夠長的觀測(cè)期內(nèi)作用任意時(shí)點(diǎn)概率分布的0.95分位值確定。 作用準(zhǔn)永久值:是可變作用的另一種代表值，其可根據(jù)在足夠長的觀測(cè)期內(nèi)作用任意時(shí)點(diǎn)概率分布的0.5(或略高于0.5)分位值確定。第一節(jié) 作用分類和作用代表值 我國公路橋涵基于極限狀態(tài)法，設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)不同的作用采用不同的代表值。對(duì)永久作用和偶然作用，采用標(biāo)準(zhǔn)值。對(duì)可變作用，根據(jù)不同的極限狀態(tài)和組合方式采用標(biāo)準(zhǔn)值、頻遇值或準(zhǔn)永久值。 我國鐵路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范仍基于容許應(yīng)力法，其各類荷載的代表值相當(dāng)于上述標(biāo)準(zhǔn)值，沒有規(guī)定頻遇值和準(zhǔn)永久值。第一節(jié) 作用分類和作用代表值作用的分類不

6、是絕對(duì)的!例如，鐵路鋼梁橋的水平聯(lián)結(jié)系(見第六章)主要承受風(fēng)力和制動(dòng)力，在設(shè)計(jì)水平聯(lián)結(jié)系時(shí)，就該視風(fēng)力和制動(dòng)力為活載而非附加力。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期(design reference period) 簡單地講，它就是在確定某些作用(這些作用的最大值概率分布與時(shí)間有關(guān)，如風(fēng)荷載、車輛活載等)的標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)需要人為規(guī)定的一個(gè)基準(zhǔn)時(shí)間參數(shù)。對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期通長取100年。注意! 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期使用壽命。第二節(jié) 永久作用永久作用：亦稱恒載，在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)其值不隨時(shí)間變化，或其變化與平均值相比忽略不計(jì)的作用。其作用位置、大小和方向一般是固定不變的.永久作用包括：結(jié)構(gòu)自重、橋上附加恒載（橋面、人行道及附屬設(shè)備）、作用

7、于結(jié)構(gòu)上的土重及土側(cè)壓力、基礎(chǔ)變位影響力、水浮力、混凝土收縮和徐變的影響力等。 結(jié)構(gòu)重力的標(biāo)準(zhǔn)值，可按結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)尺寸和材料的重力密度計(jì)算確定。 在進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)(尤其是新型結(jié)構(gòu))分析時(shí)，往往需要預(yù)先估算恒載。通常，當(dāng)估算的恒載與設(shè)計(jì)圖完成后確定的恒載之間的差異較小(例如，不超過3)時(shí)，不必修正設(shè)計(jì)；否則有必要按設(shè)計(jì)圖重新計(jì)算恒載，再次進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。 土壓力(earth pressure)按其產(chǎn)生的條件，分為: 靜止土壓力 主動(dòng)土壓力 被動(dòng)土壓力 橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)主要用到前兩者。土的側(cè)壓力計(jì)算涉及結(jié)構(gòu)型式、填料性質(zhì)、墩臺(tái)位移和地基變形，也與水文和外加荷載等因素有關(guān)。水浮力 指由地表水或地下水

8、通過地基土壤的孔隙而傳遞給建筑物基礎(chǔ)底面的(由下而上的)水壓力，其值等于建筑物所排開的同等體積的水重。 一般，位于巖石地基上的基礎(chǔ)被認(rèn)為是不滲水的，可不計(jì)水浮力；對(duì)位于碎石類土、砂類土、黏砂土等透水性地基上的墩臺(tái)，需在設(shè)計(jì)中考慮水浮力 預(yù)加應(yīng)力(對(duì)于預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)) 按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)：預(yù)加應(yīng)力屬永久作用； 按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)：預(yù)加應(yīng)力不作為荷載，而將預(yù)應(yīng)力筋作為結(jié)構(gòu)抗力的一部分。 但在超靜定結(jié)構(gòu)中，由預(yù)加力引起的次內(nèi)力應(yīng)屬永久荷載。規(guī)范未作明確說明。 混凝土收縮(shrinkage)及徐變(creep)作用 對(duì)外部超靜定的混凝土橋梁結(jié)構(gòu)以及鋼一混組合橋梁結(jié)構(gòu)，混凝土收縮(shrink

9、age)及徐變(creep)作用是長期存在的。 混凝土徐變影響的計(jì)算可依據(jù)混凝土應(yīng)力與徐變變形呈線性關(guān)系的假定進(jìn)行分析。 混凝土收縮系數(shù)和徐變系數(shù)的確定，按照公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D62-2004)和鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(TB 10002.3-2005)中的規(guī)定計(jì)算。 基礎(chǔ)變位 對(duì)超靜定橋梁結(jié)構(gòu)，由于地基壓密等原因，其墩臺(tái)基礎(chǔ)可能發(fā)生變位(沉降)?；A(chǔ)變位對(duì)結(jié)構(gòu)的影響也是長期的，其作用效應(yīng)可依據(jù)工程實(shí)際情況，按最終位移量分析計(jì)算。 第三節(jié) 可變作用 可變作用 指在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，其量值隨時(shí)間變化，且其變化與平均值相比有不可忽略的作用，如汽車、列

10、車、人群荷載(習(xí)慣上稱為活載，live load) 一、車輛活載 車輛活載指橋梁承受的機(jī)動(dòng)荷載。 對(duì)鐵路橋，指列車； 對(duì)公路橋，主要指汽車。 車輛活載的種類繁多，因此，需要對(duì)車輛活載進(jìn)行調(diào)查分析和綜合概括，并按照安全、適用和經(jīng)濟(jì)的原則，制訂出設(shè)計(jì)采用的標(biāo)準(zhǔn)值。 1 列車活載列車由機(jī)車和車輛組成，機(jī)車和車輛類型很多，軸重、軸距各異。為規(guī)范設(shè)計(jì)，我國根據(jù)機(jī)車車輛軸重、軸距對(duì)橋梁不同影響及考慮車輛的發(fā)展趨勢(shì)，制定了中華人民共和國鐵路標(biāo)準(zhǔn)活載圖式。（簡稱“中活載”）中活載160km/h、200km/hZK活載250km/h、300km/h以上高速橋規(guī)規(guī)定：加載時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)活載計(jì)算圖式可任意截取雙線橋跨：兩

11、線活載之和的90%橫向穩(wěn)定檢算：空車+最大橫向風(fēng)力為最不利，空車活載標(biāo)準(zhǔn)值為10kN/m“ZK活載”分標(biāo)準(zhǔn)活載和特種活載高速暫行規(guī)定：加載時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)活載計(jì)算圖式可任意截取單線或雙線橋跨：各線均應(yīng)計(jì)入ZK活載作用。多于雙線橋跨：應(yīng)按下列最不利情況考慮：1）按雙線在最不利位置承受ZK活載，其余線路不承受列車荷載；2）所有線路在最不利位置承受75的ZK活載?？哲嚮钶d按10kN/m計(jì)算?！癦K活載”分標(biāo)準(zhǔn)活載和特種活載橋梁標(biāo)準(zhǔn)活載的等級(jí)或類型，應(yīng)根據(jù)橋梁所在線路的等級(jí)、使用任務(wù)、性質(zhì)和將來的發(fā)展等具體情況確定。 對(duì)標(biāo)準(zhǔn)軌距(1435mm)的干線鐵路，采用中一活載(本書討論者)； 對(duì)地方窄軌(軌距762m

12、m)鐵路，規(guī)定了與中一活載形狀類似但數(shù)值大幅減小的活載圖式； 對(duì)專用鐵路(如礦區(qū)鐵路橋梁)，其活載圖式需結(jié)合具體情況確定。 對(duì)于不包括沖擊效應(yīng)(后述)的列車豎向活載，稱之為靜活載。1 汽車荷載 -舊公路規(guī)范1989版 設(shè)計(jì)荷載 大量、經(jīng)常出現(xiàn)的汽車荷載，以車隊(duì)形式排列。汽10級(jí)、汽15級(jí)、汽20級(jí)、汽超20級(jí) 驗(yàn)算荷載 偶然、個(gè)別出現(xiàn)的平板掛車或履帶車。掛80、掛100、掛120、履帶50原公路橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用的車輛荷載標(biāo)準(zhǔn)模式是根據(jù)20世紀(jì)60年代我國公路交通荷載的實(shí)際情況，經(jīng)過相當(dāng)長時(shí)期的分析、研究和修正確定的。從近40年的應(yīng)用情況看，標(biāo)準(zhǔn)（97）車輛荷載的模式及其分級(jí)基本上是合理的，能適

13、應(yīng)我國公路建設(shè)發(fā)展的需要，但也存在一些不盡合理之處，如采用車隊(duì)荷載模式在橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)算非常繁瑣、車隊(duì)荷載在不同跨徑的結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的效應(yīng)的連貫性不夠合理、標(biāo)準(zhǔn)荷載的級(jí)差不盡合理等，同時(shí)，采用車隊(duì)荷載模式，容易造成設(shè)計(jì)采用的車輛荷載是實(shí)際運(yùn)營中允許如此載質(zhì)量的車輛在公路上行駛的錯(cuò)誤觀念。1 汽車荷載 -新公路規(guī)范 通用規(guī)范JTG D62規(guī)定 1 汽車荷載分為公路I級(jí)和公路II級(jí)兩個(gè)等級(jí)。 2 汽車荷載由車道荷載和車輛荷載組成。 車道荷載由均布荷載和集中荷載組成。 3 橋梁結(jié)構(gòu)的整體計(jì)算采用車道荷載； 4 橋梁結(jié)構(gòu)的局部加載、涵洞、橋臺(tái)和擋土墻土壓力等的計(jì)算采用車輛荷載，車輛荷載與車道荷載的作用不

14、得疊加。新規(guī)范 車道荷載的計(jì)算圖式 公路I級(jí)車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值為: =10.5kN/m；集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值按以下規(guī)定選取： 橋梁計(jì)算跨徑小于或等于5m時(shí)， =180kN； 橋梁計(jì)算跨徑等于或大于50m時(shí)， =360kN； 橋梁計(jì)算跨徑在5m50m之間時(shí)， 值采用直線內(nèi)插求得。 計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)，上述集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值 應(yīng)乘以1.2的系數(shù)。 公路II級(jí)車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值 和集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值 按公路I級(jí)車道荷載的0.75倍采用。 車道荷載的均布標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)滿布于使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號(hào)影響線上；集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值只作用于相應(yīng)影響線中一個(gè)最大影響線峰值處。公路一I級(jí)和公路一級(jí)汽車荷載采用相同的車輛荷載標(biāo)準(zhǔn)

15、值 車輛活載折減 多車道橋梁的汽車荷載應(yīng)考慮折減。 橫向折減的含義是：在多車道(或多線)橋梁上行駛的車輛活載使橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生某種最大作用效應(yīng)時(shí)，不同車道上的車輛活載同時(shí)處于最不利位置的可能性大小。顯然，車道數(shù)越多，可能性(即同時(shí)出現(xiàn)最不利加載的幾率)越小。 當(dāng)橋涵設(shè)計(jì)車道數(shù)2時(shí)，汽車荷載產(chǎn)生的效應(yīng) 應(yīng)該按規(guī)定的多車道橫向折減系數(shù)進(jìn)行折減，但折減后的效應(yīng)不得小于兩條設(shè)計(jì)車道的荷載效應(yīng)。大跨徑公路橋梁上的車道荷載，還應(yīng)考慮縱向折減。這是因?yàn)椋涸谥朴嗆嚨篮奢d標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，采用了自然堵塞的車間間距；在確定荷載大小時(shí)，采用了重車居多的調(diào)查資料。但對(duì)大跨徑橋梁，隨著跨徑的增加，實(shí)際通行車輛出現(xiàn)上述情況就會(huì)逐步緩解

16、。因此，需對(duì)汽車荷載(或其效應(yīng))按跨度進(jìn)行折減。規(guī)范規(guī)定：當(dāng)橋梁計(jì)算跨徑大于150m時(shí)，應(yīng)按表3.5進(jìn)行縱向折減。對(duì)多跨連續(xù)結(jié)構(gòu)(如連續(xù)梁橋)，按主跨進(jìn)行全橋折減。 對(duì)鐵路橋梁，僅考慮橫向折減。雙線橋的主要構(gòu)件，用于設(shè)計(jì)的雙線活載應(yīng)取兩線標(biāo)準(zhǔn)活載之和的90(相當(dāng)于橫向折減系數(shù)取0.9);三線及三線以上者應(yīng)取各線標(biāo)準(zhǔn)活載之和的80；對(duì)僅承受局部活載的構(gòu)件則不考慮折減。4 車輛活載的加載 加載就是按最不利原則布置標(biāo)準(zhǔn)活載，通過結(jié)構(gòu)分析計(jì)算橋梁活載效應(yīng)(內(nèi)力、應(yīng)力和位移、變形等)的最不利值。 對(duì)公路橋梁的車道荷載，布載時(shí)，應(yīng)將其中的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值(任意長度，任意截取)滿布于使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號(hào)

17、影響線區(qū)段上，而集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值只布置在相應(yīng)影響線中的一個(gè)最大影響線峰值處。 對(duì)公路橋梁中的車輛荷載和鐵路橋梁中的中一活載，則使用輪系荷載直接加載并通過試算的方法找出最不利值。 對(duì)中一活載，當(dāng)采用手工計(jì)算時(shí)，直接使用輪系荷載加載較為繁瑣，可采用等代荷載(或稱換算均布荷載)取而代之。 等代荷載與標(biāo)準(zhǔn)活載的加載效應(yīng)相等，即指對(duì)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的某一單符號(hào)影向線，取標(biāo)準(zhǔn)活載按最不利加載求得的數(shù)值，等于該影響線的面積與對(duì)應(yīng)的等代荷載的乘積。 等代荷載的大小與荷載類型、影響線的形狀和加載長度有關(guān)。具體數(shù)值及加載規(guī)定可查閱有關(guān)規(guī)范和設(shè)計(jì)手冊(cè)。二 沖擊力 車輛以一定速度過橋時(shí)，由于動(dòng)力影響，橋梁實(shí)際產(chǎn)生的活載應(yīng)力和

18、變形大于按活載靜重計(jì)算所得的結(jié)果，這種動(dòng)力效應(yīng)常稱為沖擊作用。 為簡化設(shè)計(jì)，引入沖擊系數(shù)(大于1)來反映車輛活載的動(dòng)力影響(即采用靜力學(xué)的方法，用沖擊系數(shù)乘以車輛重力)。 Ydmax在車輛過橋時(shí)測(cè)得的效應(yīng)時(shí)間歷程曲線上，最大靜力效應(yīng)處量取的最大靜力效應(yīng)值；Yjmax在效應(yīng)時(shí)間歷程曲線上最大靜力效應(yīng)處量取的最大動(dòng)力效應(yīng)值。 橋梁結(jié)構(gòu)的基頻反映了結(jié)構(gòu)的尺寸、類型、建筑材料等動(dòng)力特性內(nèi)容，它直接反映了沖擊系數(shù)與橋梁結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。 不管橋梁的建筑材料、結(jié)構(gòu)類型是否有差別，也不管結(jié)構(gòu)尺寸與跨徑是否有差別，只要橋梁結(jié)構(gòu)的基頻相同，在同樣條件的汽車荷載下，就能得到基本相同的沖擊系數(shù)。 沖擊力受線路狀態(tài)(如

19、道路不平順)、車輛類型(如機(jī)車的偏心輪作用)以及橋梁結(jié)構(gòu)形式等因素的綜合影響，目前還難以在設(shè)計(jì)中精確考慮。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)力問題簡化成靜力問題來處理。 新的 通用規(guī)范JTG D60規(guī)定，汽車荷載沖擊力應(yīng)按下列規(guī)定計(jì)算： 1 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、盆式橡膠支座及鋼筋混凝土柱式墩臺(tái)，應(yīng)計(jì)算汽車的沖擊作用。 2 填料厚度（包括路面厚度）等于或大于0.5m的拱橋、涵洞以及重力式墩臺(tái)不計(jì)沖擊力。 3 支座的沖擊力，按相應(yīng)的橋梁取用。 4 汽車荷載的沖擊力標(biāo)準(zhǔn)值為汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以沖擊系數(shù) 5 沖擊系數(shù)可按下式

20、計(jì)算： 當(dāng) Hz時(shí)， =0.05 當(dāng)1.5Hz 14Hz時(shí)，=0.1767lnf0.0157 當(dāng) Hz時(shí)， =0.45 式中， f 為結(jié)構(gòu)基頻（Hz）。 6 汽車荷載的局部加載及在T梁、箱梁懸臂板上的沖擊系數(shù): 采用=0.3。 計(jì)算沖擊力引起的連續(xù)梁正彎矩效應(yīng)和剪力效應(yīng)時(shí)，采用f1；計(jì)算負(fù)彎矩效應(yīng)時(shí)，采用f2 。 也可根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)的剛度來確定沖擊力。一般而言，橋梁跨徑越大、剛度越小，結(jié)構(gòu)對(duì)動(dòng)荷載的緩沖作用越強(qiáng)，即沖擊作用越弱。 因此，可以近似認(rèn)為沖擊力與計(jì)算跨徑成反比。此方法計(jì)算簡便，但不盡合理。 現(xiàn)行鐵路規(guī)范鐵路橋動(dòng)力系數(shù) 1+ 簡支或連續(xù)鋼橋跨結(jié)構(gòu)和鋼墩臺(tái) 鋼與鋼筋混凝土板構(gòu)成的結(jié)合梁 現(xiàn)

21、行鐵路規(guī)范鐵路橋動(dòng)力系數(shù) 1+鋼筋混凝土的、混凝土的、石砌的橋跨結(jié)構(gòu)及涵洞、剛架橋，其頂上填土厚度1.0m（從軌底算起）時(shí)不計(jì)沖擊力。當(dāng)小于1.0m時(shí) 空腹式鋼筋混凝土拱橋的拱圈和拱肋三 人群荷載 鐵路橋梁的人行道以通行巡道和維修人員為主，一般行人不多。對(duì)明橋面的人行道，考慮到有時(shí)需在其上放置枕木、鋼軌和工具，取豎向靜活載為4kN/m2。對(duì)于道碴橋面，規(guī)定距離梁中心2.45m以內(nèi)的人行道，取10kN/m2；距離梁中心2.45m以外的人行道，取4kNm2。 設(shè)計(jì)主梁時(shí)，人行道豎向靜活載不與列車活載同時(shí)計(jì)算，但對(duì)特殊情況(如為城鎮(zhèn)居民通行而加寬了人行道)，兩者需同時(shí)考慮，此時(shí)人行道活載值可按實(shí)際情

22、況確定。 當(dāng)橋梁計(jì)算跨徑小于或等于50m時(shí)，公路橋梁人群荷載的標(biāo)準(zhǔn)值為3.0kN/m2z； 當(dāng)橋梁計(jì)算跨徑等于或大于150m時(shí)，為3.5kN/m2； 當(dāng)橋梁計(jì)算跨徑在50-150m時(shí)，按線性內(nèi)插得到人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值。 對(duì)連續(xù)結(jié)構(gòu)，以主跨為準(zhǔn)。 對(duì)位于城鎮(zhèn)郊區(qū)行人密集地區(qū)的公路橋，人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值取上述規(guī)定值的1.15倍。 對(duì)人行橋，人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值為3.5kNm2。 城市橋梁要按城市橋梁設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)(CJJ77) 人行道(鋼筋混凝土)板還應(yīng)以4.0kNm2(公路橋)或1.5kN(鐵路橋)的荷載進(jìn)行檢算， 人群作用于欄桿上的水平推力按0.75kNm考慮，作用于立柱和扶手的豎向力按1.0kN考慮。四 離

23、心力 車輛在曲線上運(yùn)行產(chǎn)生離心力。公路橋上離心力較小，當(dāng)曲線半徑等于或小于250m時(shí)，才考慮離心力的作用。離心力等于車輛荷載（不計(jì)動(dòng)力效應(yīng)）乘以離心力系數(shù)(率)離心力系數(shù)(率)對(duì)鐵路荷載C不應(yīng)大于0.15。離心力作用點(diǎn)：鐵路軌頂以上2m，公路橋面以上1.2m五 風(fēng)荷載 當(dāng)風(fēng)以一定速度運(yùn)動(dòng)并受到橋梁阻礙時(shí)，橋梁就承受到風(fēng)壓。因此，橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮風(fēng)荷載(wind load)。對(duì)大跨度的斜拉橋、懸索橋以及高聳的橋塔和橋墩等，尤其如此。 風(fēng)壓分順風(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。 采用靜力學(xué)方法簡化計(jì)算平均風(fēng)壓對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，是橋梁設(shè)計(jì)的常規(guī)做法；對(duì)脈動(dòng)風(fēng)壓，往往需按結(jié)構(gòu)(隨

24、機(jī))振動(dòng)理論進(jìn)行分析。 五 風(fēng)荷載 橫橋向風(fēng)荷載的大小是風(fēng)壓與結(jié)構(gòu)迎風(fēng)面積的乘積。 但風(fēng)壓與風(fēng)速及空氣重力密度有關(guān)，而風(fēng)速受到地理位置、地形條件、地面粗糙程度、高度等因素的影響。 公路規(guī)范規(guī)定：取平坦空曠地面、離地面10m高、重現(xiàn)期為100年的10min平均最大風(fēng)速，為橋梁所在地區(qū)的設(shè)計(jì)基本風(fēng)速，記為V10(單位：m/s)，該風(fēng)速可按規(guī)范取值并經(jīng)實(shí)地調(diào)查核實(shí)后采用。注意V10是根據(jù)離地面10m高處的數(shù)據(jù)經(jīng)統(tǒng)計(jì)得到的，在實(shí)用中，根據(jù)結(jié)構(gòu)計(jì)算高度修正 ,高度Z處的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)風(fēng)速記為Vd(m/s)， 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)；按地表狀況，地面粗糙度分為A、B、C、D四類(

25、例如，B類對(duì)應(yīng)的地表狀況為田野、鄉(xiāng)村、叢林及低層建筑物稀少地區(qū)，對(duì)山間盆地、谷地或峽谷、山口等特殊地形，也按B類取值)，梯度風(fēng)則反映出風(fēng)速隨高度變化的特征；由于受地面摩擦的影響，氣流貼近地面運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度會(huì)降低，離地面越高，受影響越小，故k2隨離地面高度的增加而增大；k5陣風(fēng)風(fēng)速系數(shù)，對(duì)A、B類地表，其取值為1.38；對(duì)C、D類地表為1.7?；撅L(fēng)壓W0設(shè)計(jì)基準(zhǔn)風(fēng)壓Wd風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)計(jì)基準(zhǔn)風(fēng)速K0-設(shè)計(jì)風(fēng)速重現(xiàn)期換算系數(shù)，因重現(xiàn)期長短與基本風(fēng)壓有關(guān)，故該系數(shù)體現(xiàn)出構(gòu)的重要性；對(duì)于單孔跨徑指標(biāo)為特大橋和大橋的橋梁(見表1.1)，取1.0；對(duì)其他橋梁，取0.90；對(duì)正在施工的橋梁，取0.75；當(dāng)橋梁

26、位于臺(tái)風(fēng)多發(fā)地區(qū)時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)提高k0值；K1-風(fēng)載阻力系數(shù)，該系數(shù)反映出風(fēng)壓與結(jié)構(gòu)本身的體型、尺寸比的關(guān)系；其值主要隨構(gòu)件(桁架、橋墩和橋塔)的截面類型和尺寸等而變；K3-地形、地理?xiàng)l件系數(shù)；該系數(shù)反映出風(fēng)壓隨地形、地理?xiàng)l件的不同而變化的特征；對(duì)一般地區(qū)，取1.0；對(duì)山間盆地或谷地，取0.750.85；對(duì)峽谷口或山口，取1.201.4。 對(duì)于順橋向的風(fēng)荷載，規(guī)定如下： 對(duì)下承式桁架橋，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按其橫橋向風(fēng)壓的40乘以桁架迎風(fēng)面積計(jì)算； 對(duì)橋墩，按其橫橋向風(fēng)壓的70乘以橋墩迎風(fēng)面積計(jì)算； 對(duì)于斜拉橋、懸索橋的橋塔，按其橫橋向風(fēng)壓乘以橋塔迎風(fēng)面積計(jì)算。 對(duì)比上述計(jì)算，鐵路橋梁的風(fēng)荷載

27、計(jì)算大體相同，但相對(duì)簡單基本風(fēng)壓值橋規(guī)規(guī)定，取平坦空曠地區(qū)、離地面高10m、重現(xiàn)期為100年的10min的平均最大風(fēng)速計(jì)算基本風(fēng)壓強(qiáng)度。鐵路橫向風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度計(jì)算公式：K1風(fēng)荷載阻力系數(shù)；K2陣風(fēng)分布系數(shù)K3地形、地理?xiàng)l件系數(shù)六 車輛制動(dòng)力和(列車)牽引力 制動(dòng)力 是車輛減速或制動(dòng)時(shí)的慣性力。 方向： 與行車方向一致。牽引力 是車輛起動(dòng)或加速時(shí)車輛與路面 （或鋼軌）間作用的摩阻力。 方向： 與行車方向相反。作用點(diǎn)：鐵路軌頂以上2m， 公路橋面以上1.2m。但在計(jì)算墩臺(tái)時(shí)移至支座中心處，不計(jì)因此而產(chǎn)生的豎向力和力矩。對(duì)鐵路橋，規(guī)定列車制動(dòng)力或牽引力按作用在橋跨范圍內(nèi)的列車豎向靜活載的10計(jì)算，但

28、當(dāng)其與離心力或沖擊力同時(shí)計(jì)算時(shí)，則按列車豎向靜活載的7取值。對(duì)雙線橋，只采用一線的制動(dòng)力或牽引力；對(duì)三線或三線以上的橋，只采用二線制動(dòng)力或牽引力；對(duì)多線橋，在計(jì)算制動(dòng)力或牽引力不考慮列車活載的橫向折減。 公路只考慮制動(dòng)力 汽車荷載制動(dòng)力按同向行駛的汽車荷載(不計(jì)沖擊力)計(jì)算，并考慮縱向折減，以使橋梁墩臺(tái)產(chǎn)生最不利縱向力的方式進(jìn)行加載. 一個(gè)車道上的制動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)值按加載長度范圍內(nèi)車道荷載總重力的10計(jì)算，但公路一I級(jí)汽車荷載的制動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)值不得小于165kN；公路一級(jí)者不得小于90kN。 當(dāng)車道增多時(shí)，也需要采用類似于橫向折減的辦法，對(duì)制動(dòng)力進(jìn)行折減。 對(duì)同向行駛雙車道橋(包括雙向4車道橋)，制動(dòng)力

29、標(biāo)準(zhǔn)值為按一個(gè)設(shè)計(jì)車道計(jì)算結(jié)果的兩倍；同向行駛?cè)嚨勒邽橐粋€(gè)設(shè)計(jì)車道的2.34倍；同向行駛四車道者為一個(gè)設(shè)計(jì)車道的2.68倍。 關(guān)于制動(dòng)力在支座或墩臺(tái)間的傳遞與分配，規(guī)范制訂出若干具體規(guī)定。 基本原則是： 對(duì)剛性墩臺(tái)，制動(dòng)力全部由固定支座承擔(dān)； 對(duì)設(shè)有板式橡膠支座的剛性墩臺(tái)，按跨徑兩端支座的抗推剛度進(jìn)行分配； 對(duì)設(shè)有板式橡膠支座的柔性墩臺(tái)，按支座與墩臺(tái)剛度集成方法進(jìn)行傳遞和分配。 溫度作用指因溫度的變化而引起的結(jié)構(gòu)變形和附加力。 溫度的變化可分為: (年平均)均勻溫度變化和梯度溫度(溫差)兩種情況： 前者表示結(jié)構(gòu)整體在一年中的溫度變化； 后者表示結(jié)構(gòu)截面上的不同點(diǎn)或不同材料之間的溫度差異，即沿

30、橫截面豎向、橫向的溫度梯度。 超靜定結(jié)構(gòu)存在多余約束，熱脹冷縮將產(chǎn)生內(nèi)力或支座反力。 靜定和超靜定結(jié)構(gòu)，由于結(jié)構(gòu)不同部位溫度不同，內(nèi)部將產(chǎn)生溫差力。 七 溫度作用對(duì)靜定結(jié)構(gòu): 均勻溫度作用通常只會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的伸長或縮短，不產(chǎn)生溫度附加力；超靜定結(jié)構(gòu): 由于氣溫變化引起的變形受到約束，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生相應(yīng)的附加力。 由日照、驟冷等天氣情況引起的溫差，則對(duì)靜定或超靜定的橋梁結(jié)構(gòu)，均可能會(huì)產(chǎn)生附加力。例如，由于材料導(dǎo)熱性的差異，在由混凝土橋面板和鋼梁組成的簡支結(jié)合梁中，會(huì)因溫差在截面土產(chǎn)生附加應(yīng)力。 均勻溫度的取值，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?確定；均勻溫度的變化值，應(yīng)自結(jié)構(gòu)合龍時(shí)的溫度算起。 例如，若橋位處最高和最低月平均氣溫分別為+40C和0C，而架梁或結(jié)構(gòu)合龍時(shí)的溫度為+20C，則均勻溫度的變化幅度為40C，而用于計(jì)算溫度作用效應(yīng)的均勻溫度值為+20C。 對(duì)公路橋，計(jì)算由溫度梯度引起的溫度作用效應(yīng)時(shí):豎向溫度梯度:可采用圖37所示的曲線;不計(jì)及橫向溫度梯度作用:考慮到結(jié)構(gòu)兩側(cè)腹板外的懸臂板較長，腹板受太陽直接輻射較少，梁底始終不受日照。 圖中:T1表示橋面板表面的溫度;T2表示橋面板表面下100mm處的溫度(它們的取值依據(jù)橋面鋪裝類型而定);H為梁高，A為對(duì)應(yīng)溫度梯度曲線上零點(diǎn)與T2間的的結(jié)構(gòu)高度(