指南橋梁工程設(shè)計(jì)荷載

1、2021年6月13日星期日1 3.1 橋梁設(shè)計(jì)荷載的分類橋梁設(shè)計(jì)荷載的分類 2021年6月13日星期日2 二、可變荷載二、可變荷載 2021年6月13日星期日3 n三、偶然荷載三、偶然荷載 2021年6月13日星期日4 3.2 3.2 規(guī)范中有關(guān)設(shè)計(jì)荷載的規(guī)定規(guī)范中有關(guān)設(shè)計(jì)荷載的規(guī)定 n一、永久荷載（恒載）一、永久荷載（恒載） 2021年6月13日星期日5 n一、永久荷載（恒載） n跨徑20150m，自重占全部設(shè)計(jì)荷載的 3060%以上?？鐝皆酱?，比例越高。 n預(yù)應(yīng)力：正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)入； n 承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)作為抗力。 n收縮徐變：超靜定混凝土橋梁。 2021年6月13日星期日

2、6 n一、永久荷載（恒載） n水的浮力： 2021年6月13日星期日7 二、可變荷載二、可變荷載 n車輛荷載車輛荷載 n計(jì)算荷載：計(jì)算荷載：公路橋涵設(shè)計(jì)的荷載標(biāo)準(zhǔn)中把公路橋涵設(shè)計(jì)的荷載標(biāo)準(zhǔn)中把 大量、經(jīng)常大量、經(jīng)常 出現(xiàn)的汽車荷載排列成車隊(duì)形出現(xiàn)的汽車荷載排列成車隊(duì)形 式。式。 n汽車車隊(duì)：汽車車隊(duì)：荷載級(jí)別的數(shù)字表示一輛主車荷載級(jí)別的數(shù)字表示一輛主車 重量（以噸重量（以噸 計(jì)），除了輛數(shù)不限的主車之計(jì)），除了輛數(shù)不限的主車之 外，每隊(duì)車隊(duì)中均規(guī)定有一輛重車。外，每隊(duì)車隊(duì)中均規(guī)定有一輛重車。 2021年6月13日星期日8 n計(jì)算荷載的汽車車隊(duì)計(jì)算荷載的汽車車隊(duì) 汽車汽車-10-10級(jí)，汽車級(jí)，

3、汽車-15-15級(jí)，級(jí)， 汽車汽車-20-20級(jí)，級(jí)， 汽車汽車- -超超2020級(jí)級(jí) n在設(shè)計(jì)四車道橋涵時(shí)，考慮到四行車隊(duì)單向在設(shè)計(jì)四車道橋涵時(shí)，考慮到四行車隊(duì)單向 并行通過的機(jī)率比較小，計(jì)算荷載可以折減并行通過的機(jī)率比較小，計(jì)算荷載可以折減 30%30%，但不得小于按兩行車隊(duì)計(jì)算的結(jié)果。，但不得小于按兩行車隊(duì)計(jì)算的結(jié)果。 舊橋梁規(guī)范(JTJ02385) 2021年6月13日星期日9 4154107104154 1515 1515 15 15 15 15 70 130 13070140 140 415454154 415454154 4151041544 3 1.41.4 1.4 汽車10級(jí)

4、 汽車15級(jí) 汽車20級(jí) 汽車超20級(jí) 圖1-4-1 各級(jí)汽車車隊(duì)的縱向排列（軸重力單位：KN；尺寸單位：m） 30 7050 100 703030 70 10050130701005050 100 1307070 1301307060120 120 13070 13012030 120 70 2021年6月13日星期日10 1.8 1.8 1.8 4.04.0 3.07.0 7.0 8.0 15.0 2.5 2.5 2.5 2.52.5 1.4 1.41.4 0.6 1.8 1.3 1.80.5 100KN、150KN、200KN汽車的平面尺寸300KN汽車的平面尺寸 550KN汽車的平面尺

5、寸 橫向布置 圖1-4-2 各級(jí)汽車的平面尺寸和平面布置（尺寸單位：m） 2021年6月13日星期日11 n驗(yàn)算荷載：驗(yàn)算荷載：偶然個(gè)別出現(xiàn)的平板掛車、履帶車偶然個(gè)別出現(xiàn)的平板掛車、履帶車 驗(yàn)算荷載的等級(jí)：驗(yàn)算荷載的等級(jí)： 履帶履帶-50-50，掛車，掛車-80-80，掛車，掛車-100-100，掛車，掛車-120-120 履帶車順橋向可多輛行駛，凈距不小于履帶車順橋向可多輛行駛，凈距不小于50m50m， 平板掛車全橋只通過一輛。同時(shí)不考慮沖擊力、平板掛車全橋只通過一輛。同時(shí)不考慮沖擊力、 人群和其他外力。人群和其他外力。 2021年6月13日星期日12 1.21.24.0 250250 25

6、0 300 300300 300 橫向布置 圖1-4-3 各級(jí)驗(yàn)算荷載圖式和橫向布置（重力單位：KN；尺寸單位：m） 4.5 1.24.01.2 3.2 2.5 0.7 1.0 0.7 0.9 0.5 1.0 3.5 0.9 0.9 3.2 每條履帶單位壓力56KN/m 履帶50 總重力500KN 掛車80 掛車100 掛車120 橫向布置 200 250 200200 200 1.24.01.2 2021年6月13日星期日13 公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范 （JTG D60-2004） n汽車荷載分為汽車荷載分為公路公路級(jí)級(jí)和和公路公路級(jí)級(jí)兩個(gè)等兩個(gè)等 級(jí)。級(jí)。 n汽車荷載由汽車

7、荷載由車道荷載車道荷載和和車輛荷載車輛荷載組成。車組成。車 道荷載由道荷載由均布荷載均布荷載和和集中荷載集中荷載組成。組成。 n橋梁結(jié)構(gòu)的整體計(jì)算采用車道荷載；橋梁結(jié)構(gòu)的整體計(jì)算采用車道荷載； n橋梁結(jié)構(gòu)的局部加載、涵洞、橋臺(tái)和擋土橋梁結(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。墻土壓力等的計(jì)算采用車輛荷載。 n車道荷載與車輛荷載的作用不得疊加。車道荷載與車輛荷載的作用不得疊加。 2021年6月13日星期日14 2021年6月13日星期日15 2021年6月13日星期日16 新規(guī)范新規(guī)范 車道荷載的計(jì)算圖式車道荷載的計(jì)算圖式 K q P K 2021年6月13日星期日17

8、2021年6月13日星期日18 2021年6月13日星期日19 2021年6月13日星期日20 2021年6月13日星期日21 2021年6月13日星期日22 2021年6月13日星期日23 多車道橋梁的汽車荷載應(yīng)考慮折減。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)。 2021年6月13日星期日24 縱向折減系數(shù)： 2021年6月13日星期日25 v城市道路車輛荷載城市道路車輛荷載 n城市汽車荷載等級(jí)城市汽車荷載等級(jí) 城級(jí)汽車荷載城級(jí)汽車荷載 城級(jí)汽車荷載城級(jí)汽車荷載 n汽車荷載：汽車荷載： 車輛荷載車輛荷

9、載 車道荷載車道荷載 2021年6月13日星期日26 n橫隔梁、行車道板、橋臺(tái)或擋土墻后土壓力橫隔梁、行車道板、橋臺(tái)或擋土墻后土壓力 的計(jì)算應(yīng)采用車輛荷載。的計(jì)算應(yīng)采用車輛荷載。 n主梁、主拱和主桁架等的計(jì)算應(yīng)采用車道荷主梁、主拱和主桁架等的計(jì)算應(yīng)采用車道荷 載。載。 n進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)不得將車輛荷載和車道進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)不得將車輛荷載和車道 荷載的作用疊加。荷載的作用疊加。 2021年6月13日星期日27 城級(jí)車輛荷載：城級(jí)車輛荷載： 標(biāo)準(zhǔn)載重汽車采用五軸式貨車加載，總重標(biāo)準(zhǔn)載重汽車采用五軸式貨車加載，總重700kN 3 .6 m6 .0 m7 .2 m 1 8 .0 m 3.0m 車

10、軸 編 號(hào)12345 軸 重 （ K N ） 輪 重 （ K N ） 總 重 （ 7 0 0 K N ） 6 0 3 0 1 4 0 7 0 2 0 0 1 0 0 1 6 0 8 0 1 4 0 7 0 1.2m 0.6m 1.8m 0.25m0.25m 0.6m0.6m 0.6m 圖 1 - 4 - 4 城 A 級(jí) 標(biāo) 準(zhǔn) 車 輛 縱 、 平 面 布 置 2021年6月13日星期日28 城級(jí)車輛荷載：城級(jí)車輛荷載： 標(biāo)準(zhǔn)載重汽車應(yīng)采用三軸式貨車加載，總重標(biāo)準(zhǔn)載重汽車應(yīng)采用三軸式貨車加載，總重300kN300kN 車軸編號(hào)123 軸重（K N ） 輪重（K N ） 總重（3 0 0 K N

11、） 6 0 3 0 1 2 0 6 0 1 2 0 6 0 1 . 2 m 0.6m1.8m 0.25m 0.6m 0.6m 圖1 - 4 - 5 城B 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)車輛縱、平面布置 3 . 6 m 4 . 8 m 0.25m 0 . 2 5 m 2021年6月13日星期日29 n城級(jí)車道荷載和城級(jí)車道荷載應(yīng)按城級(jí)車道荷載和城級(jí)車道荷載應(yīng)按 均布荷載加一個(gè)集中荷載計(jì)算。均布荷載加一個(gè)集中荷載計(jì)算。 n均布荷載和集中荷載的標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按橋梁的跨均布荷載和集中荷載的標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按橋梁的跨 徑確定。徑確定。 n跨徑跨徑2-2-m m 城級(jí)城級(jí) 計(jì)算彎矩，車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算彎矩，車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值

12、q qM M=22.5kN/m=22.5kN/m； 計(jì)算剪力，均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算剪力，均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值q qQ Q=37.5kN/m=37.5kN/m 集中荷載集中荷載P=140kN P=140kN 2021年6月13日星期日30 城城B B級(jí)級(jí) 計(jì)算彎矩，車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算彎矩，車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值 q qM M=19.0kN/m=19.0kN/m； 計(jì)算剪力，均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算剪力，均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值q qQ Q=25.0kN/m=25.0kN/m 集中荷載集中荷載P=130kNP=130kN 2021年6月13日星期日31 =140KN=22.5KN/m =37.5KN/m M

13、Q 圖1-4-6 城A級(jí)車道荷載 =130KN=19.0KN/m =25.0KN/m M Q 圖1-4-7 城B級(jí)車道荷載 2021年6月13日星期日32 n跨徑跨徑m-150mm-150m 城級(jí)城級(jí) 計(jì)算彎矩，計(jì)算彎矩，q qM M=10.0kN/m=10.0kN/m 計(jì)算剪力，計(jì)算剪力，q qQ Q=15.0kN/m=15.0kN/m 集中荷載集中荷載P=300kNP=300kN 車道數(shù)等于或大于車道數(shù)等于或大于4 4條時(shí)，計(jì)算彎矩不乘增條時(shí)，計(jì)算彎矩不乘增 長(zhǎng)系數(shù)。計(jì)算剪力乘增長(zhǎng)系數(shù)長(zhǎng)系數(shù)。計(jì)算剪力乘增長(zhǎng)系數(shù)1.251.25。 2021年6月13日星期日33 城城B B級(jí)級(jí) 計(jì)算彎矩，計(jì)

14、算彎矩，q qM M=9.5kN/m=9.5kN/m 計(jì)算剪力，計(jì)算剪力，q qQ Q=11.0kN/m=11.0kN/m 集中荷載集中荷載P=160kNP=160kN 車道數(shù)等于或大于車道數(shù)等于或大于4 4條時(shí)，計(jì)算彎矩不乘增條時(shí)，計(jì)算彎矩不乘增 長(zhǎng)系數(shù)。計(jì)算剪力乘增長(zhǎng)系數(shù)長(zhǎng)系數(shù)。計(jì)算剪力乘增長(zhǎng)系數(shù)1.301.30。 2021年6月13日星期日34 圖1-4-8 城A級(jí)車道荷載 =300KN =10.0KN/m =15.0KN/m M Q 圖1-4-9 城B級(jí)車道荷載 =160KN =9.5KN/m =11.0KN/m M Q 2021年6月13日星期日35 車道荷載的橫向布置：車道荷載的橫

15、向布置： 每車道為每車道為3m3m寬均布寬均布 或等效荷載車輪集中力形式布置或等效荷載車輪集中力形式布置 橫向輪距同公路橋梁橫向輪距同公路橋梁 設(shè)計(jì)車道數(shù)目與行車道總寬度，車道數(shù)的設(shè)計(jì)車道數(shù)目與行車道總寬度，車道數(shù)的 橫向折減：按橫向折減：按城市橋梁設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)城市橋梁設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn) （CJJ 77CJJ 779898）的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。 2021年6月13日星期日36 車輛荷載的影響力車輛荷載的影響力 n沖擊力沖擊力 沖擊作用：沖擊作用：車輛以較高速度駛過橋梁時(shí)，車輛以較高速度駛過橋梁時(shí)， 由于橋面不平整、車輪不圓、發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)由于橋面不平整、車輪不圓、發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng) 等原因，等原因，

16、 使橋梁結(jié)構(gòu)引起振動(dòng)。使橋梁結(jié)構(gòu)引起振動(dòng)。 沖擊系數(shù)：沖擊系數(shù)：1+1+ 2021年6月13日星期日37 2021年6月13日星期日38 n制動(dòng)力制動(dòng)力 制動(dòng)力：制動(dòng)力：汽車在橋上剎車時(shí)，為克服其慣性力而汽車在橋上剎車時(shí)，為克服其慣性力而 在車輪與路面之間發(fā)生的滑動(dòng)摩擦力。在車輪與路面之間發(fā)生的滑動(dòng)摩擦力。 1212車道，按荷載長(zhǎng)度內(nèi)一行汽車車隊(duì)總重的車道，按荷載長(zhǎng)度內(nèi)一行汽車車隊(duì)總重的10%10% 計(jì)算。但不小于一輛重車的計(jì)算。但不小于一輛重車的30%30%。四車道增加一倍。四車道增加一倍。 履帶車、平板掛車不計(jì)制動(dòng)力。履帶車、平板掛車不計(jì)制動(dòng)力。 2021年6月13日星期日39 n離心力離

17、心力 2021年6月13日星期日40 鐵路列車荷載鐵路列車荷載 n鐵路列車荷載鐵路列車荷載: :中華人民共和國(guó)鐵道標(biāo)準(zhǔn)活載中華人民共和國(guó)鐵道標(biāo)準(zhǔn)活載 （簡(jiǎn)稱（簡(jiǎn)稱“中中- -活載活載”） n蒸汽機(jī)車蒸汽機(jī)車 80KN/m 250220250 250220 220 220 220 1.5 1.51.5 1.5 1.5 1.5 1.530 軸重力單位：KN長(zhǎng)度單位：m 圖1-4-10 中活載圖式 92KN/m 2021年6月13日星期日41 n中中- -活載象征性地模擬列車載重的情況活載象征性地模擬列車載重的情況 左面的左面的5 5個(gè)集中荷載相當(dāng)于一臺(tái)機(jī)車的重量個(gè)集中荷載相當(dāng)于一臺(tái)機(jī)車的重量 右側(cè)

18、一段右側(cè)一段30m30m長(zhǎng)的均布荷載大致與兩臺(tái)煤水長(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)車及另一臺(tái)機(jī)車相當(dāng) 最右側(cè)的均布載重表示列車的（貨車）車輛最右側(cè)的均布載重表示列車的（貨車）車輛 載重，其長(zhǎng)不限。載重，其長(zhǎng)不限。 對(duì)于跨度很短的橋，往往由對(duì)于跨度很短的橋，往往由3 3個(gè)軸重所組成個(gè)軸重所組成 的特種荷載控制設(shè)計(jì)。的特種荷載控制設(shè)計(jì)。 2021年6月13日星期日42 修訂的新荷載標(biāo)準(zhǔn)修訂的新荷載標(biāo)準(zhǔn): :與國(guó)際鐵路聯(lián)盟（與國(guó)際鐵路聯(lián)盟（UICUIC） 制訂的活載標(biāo)準(zhǔn)相一致制訂的活載標(biāo)準(zhǔn)相一致 1.6m1.6m1.6m 0.8m0.8m 無限無限 250250250250 KN 80

19、KN/m80KN/m 圖1-4-11 UIC圖式 2021年6月13日星期日43 人群荷載人群荷載 2021年6月13日星期日44 偶然荷載偶然荷載 偶然荷載在設(shè)計(jì)使用期內(nèi)不一定出現(xiàn)，但一偶然荷載在設(shè)計(jì)使用期內(nèi)不一定出現(xiàn)，但一 旦出現(xiàn)，其持續(xù)時(shí)間較短而數(shù)值很大。旦出現(xiàn)，其持續(xù)時(shí)間較短而數(shù)值很大。 公路橋梁的抗震設(shè)防一般為設(shè)計(jì)地震烈度公路橋梁的抗震設(shè)防一般為設(shè)計(jì)地震烈度8 8 度，連續(xù)梁橋、度，連續(xù)梁橋、T T形剛構(gòu)橋等為形剛構(gòu)橋等為7 7度。度。 公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 通航河流、有漂流物的河流：通航河流、有漂流物的河流： 橋梁墩臺(tái)，應(yīng)考慮船只或漂流物的撞擊力。橋梁墩臺(tái)，應(yīng)考慮船只或漂流物的撞擊力。 2021年6月13日星期日45 2021年6月13日星期日46 2021年6月13日星期日47 3.3 3.3 荷載組合荷載組合 2021年6月13日星期日48 2021年6月13日星期日49 2021年6月13日星期日50 2021年6月13日星期日51 2021年6月13日星期日52 2021年6月13日星期日53 車道荷載的橫向布置：