橋梁上的作用PPT課件

1、第三章 橋梁上的作用 3-1 永久作用 3-2 可變作用 3-3 偶然作用 3-4 作用效應(yīng)組合-第1頁(yè)/共50頁(yè) 長(zhǎng)期以來(lái)，我們一般習(xí)慣地稱所有引起結(jié)構(gòu)反應(yīng)的原因?yàn)椤昂奢d”，這種叫法實(shí)際并不科學(xué)和確切。引起結(jié)構(gòu)反應(yīng)的原因可以按其作用的性質(zhì)分為截然不同的兩類，一類是施加于結(jié)構(gòu)上的外力，如車輛、人群、結(jié)構(gòu)自重等，它們是直接施于結(jié)構(gòu)上的，可用“荷載”這一術(shù)語(yǔ)來(lái)概括。另一類不是以外力形式施加于結(jié)構(gòu)，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，它們是間接作用于結(jié)構(gòu)的，如果也稱“荷載”，容易引起人們的誤解。因此，目前國(guó)際上普遍地將所有引起結(jié)構(gòu)反應(yīng)的

2、原因統(tǒng)稱為“作用”, 而“荷載”僅限于表達(dá)施加于結(jié)構(gòu)上的直接作用。 作用的定義第2頁(yè)/共50頁(yè)編號(hào)編號(hào)作用分類作用分類作用名稱作用名稱1永久作用（恒載）永久作用（恒載）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）2預(yù)加應(yīng)力預(yù)加應(yīng)力3土的重力土的重力4土側(cè)壓力土側(cè)壓力5混凝土收縮及徐變作用混凝土收縮及徐變作用6水的浮力水的浮力7基礎(chǔ)變位作用基礎(chǔ)變位作用8可變作用可變作用汽車荷載汽車荷載9汽車沖擊力汽車沖擊力10汽車離心力汽車離心力11汽車引起的土側(cè)壓力汽車引起的土側(cè)壓力12人群荷載人群荷載13汽車制動(dòng)力汽車制動(dòng)力14風(fēng)荷載風(fēng)荷載15流水壓力流水壓力16冰壓力冰壓力17溫度溫度( (均

3、勻溫度和梯度溫度均勻溫度和梯度溫度) )作用作用18支座摩阻力支座摩阻力19偶然作用偶然作用地震作用地震作用20船舶或漂流物的撞擊作用船舶或漂流物的撞擊作用21汽車撞擊作用汽車撞擊作用第3頁(yè)/共50頁(yè)一、永久作用（恒載）的定義永久作用（恒載）作用位置和大小、方向固定不變的荷載。（二）橋梁下部結(jié)構(gòu)的恒載：由支座傳遞下來(lái)的結(jié)構(gòu)重力、墩臺(tái)本身的重力、土壓力及水浮力等。（一）橋梁上部結(jié)構(gòu)的恒載：結(jié)構(gòu)重力 、附屬設(shè)備等外加力。二、永久作用的類型第4頁(yè)/共50頁(yè)三、永久作用的計(jì)算結(jié)構(gòu)重力=結(jié)構(gòu)體積 材料容重1.結(jié)構(gòu)重力注意： 在進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)分析時(shí)，通常需要預(yù)先估計(jì)恒載，當(dāng)估算的恒載與最終的設(shè)計(jì)恒載之間的差

4、距不超過(guò)5%時(shí)，不必修正設(shè)計(jì)；否則，需重新進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。第5頁(yè)/共50頁(yè)在結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)和使用階段構(gòu)件應(yīng)力計(jì)算時(shí)，應(yīng)作為永久作用計(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)；在結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí),預(yù)加應(yīng)力不作為作用，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)。2.預(yù)加力第6頁(yè)/共50頁(yè)3.土壓力 按其產(chǎn)生的條件，分為靜土壓力、主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓力。 橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)主要用到靜土壓力、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)。

5、目前按庫(kù)侖理論推導(dǎo)的公式計(jì)算土側(cè)壓力。第7頁(yè)/共50頁(yè)5.混凝土收縮徐變影響力 在外部超靜定結(jié)構(gòu)的混凝土橋梁中，混凝土收縮徐變影響力是長(zhǎng)期存在并起作用的?；A(chǔ)變位一旦發(fā)生，對(duì)結(jié)構(gòu)的影響也是長(zhǎng)期的?；炷潦湛s徐變的計(jì)算可按結(jié)構(gòu)降溫考慮，混凝土徐變影響的計(jì)算可依據(jù)混凝土應(yīng)力預(yù)徐變變形呈直線關(guān)系的假定并確定適當(dāng)?shù)男熳兿禂?shù)來(lái)進(jìn)行，基礎(chǔ)變位的影響可按工程實(shí)際情況加以分析。第8頁(yè)/共50頁(yè)6.水浮力 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)一般被認(rèn)為是不透水的，可不計(jì)水浮力；對(duì)于碎石類土、砂類土、粘砂土等透水性地基

6、上的墩臺(tái)，要計(jì)考慮水浮力。第9頁(yè)/共50頁(yè)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。1.汽車荷載2.汽車沖擊力3.汽車離心力4.汽車引起的土側(cè)壓力5.人群荷載6.汽車制動(dòng)力二、可變作用（活載）的類型7.風(fēng)荷載8.流水壓力9.冰壓力10. 溫度(均勻溫度和梯度溫度)作用11. 支座摩阻力第10頁(yè)/共50頁(yè)1. 汽車荷載公路等級(jí)公路等級(jí)汽汽 車車 專專 用用 公公 路路一一 般般 公公 路路高速公路高速公路一一二二二二三三四四計(jì)算荷載計(jì)算荷載汽車超汽車超2020級(jí)級(jí)汽車超汽車超2020級(jí)級(jí)汽車汽車2020級(jí)級(jí)汽車

7、汽車2020級(jí)級(jí)汽車汽車2020級(jí)級(jí)汽車汽車2020級(jí)級(jí)汽車汽車1010級(jí)級(jí)驗(yàn)算荷載驗(yàn)算荷載掛車掛車120120掛車掛車120120掛車掛車100100掛車掛車100100掛車掛車100100掛車掛車100100履帶履帶5050汽車荷載等級(jí)（97標(biāo)準(zhǔn)）公路等級(jí)公路等級(jí)高速公路高速公路一級(jí)公路一級(jí)公路二級(jí)公路二級(jí)公路三級(jí)公路三級(jí)公路四級(jí)公路四級(jí)公路汽車荷載等級(jí)汽車荷載等級(jí)公路公路II級(jí)級(jí)公路公路II級(jí)級(jí)公路公路IIII級(jí)級(jí)公路公路IIII級(jí)級(jí)公路公路IIII級(jí)級(jí)各級(jí)公路橋涵的汽車荷載等級(jí)（新規(guī)范）1）公路車輛荷載的類型a.等級(jí): b.由車道荷載和車輛荷載組成第11頁(yè)/共50頁(yè)汽車荷載等級(jí)（97標(biāo)

8、準(zhǔn)） 新標(biāo)準(zhǔn)汽車超20級(jí)、掛車120 公路級(jí)汽車20級(jí)、掛車100 公路級(jí) 汽車15級(jí)、掛車80汽車10級(jí)、履帶502）新舊規(guī)范公路車輛荷載的類型 97標(biāo)準(zhǔn) 車隊(duì)荷載（計(jì)算荷載+驗(yàn)算荷載） 新標(biāo)準(zhǔn) 車道荷載（均布荷載+集中荷載） 車輛荷載（55t標(biāo)準(zhǔn)重車荷載）（注意：橋涵結(jié)構(gòu)的整體計(jì)算采用車道荷載，局部加載、橫向橋面板、涵洞、橋臺(tái)臺(tái)后汽車引起的土壓力和擋土墻上汽車引起的土壓力等的計(jì)算采用車輛荷載。車輛荷載與車道荷載的作用不得疊加。）第12頁(yè)/共50頁(yè) 3）車道荷載的標(biāo)準(zhǔn)值 均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值：a) 公路級(jí)車道荷載kqkP車道荷載圖集中荷載： 計(jì)算跨徑小于等于5m時(shí)，180kN 計(jì)算跨徑大于等于50

9、m時(shí)，360kN 計(jì)算跨徑在5至50m之間時(shí)，直線內(nèi)插。 剪力效應(yīng)應(yīng)再乘以1.2的系數(shù)。 qk = 10.5kN/m 車道荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)取公路級(jí)汽車荷載的車道荷載標(biāo)準(zhǔn)值的0.75倍b)公路級(jí)車道荷載lmPkNk550180360第13頁(yè)/共50頁(yè)4）車輛荷載的標(biāo)準(zhǔn)值 731.430 120 1201.4140 140(a) 立面布置2.57.015.01.81.44.01.4b) 平面尺寸車輛荷載主要技術(shù)指標(biāo) 表1.5項(xiàng)目項(xiàng)目單位單位技術(shù)指標(biāo)技術(shù)指標(biāo)車輛重力標(biāo)準(zhǔn)值車輛重力標(biāo)準(zhǔn)值kN550前軸重力標(biāo)準(zhǔn)值前軸重力標(biāo)準(zhǔn)值kN30中軸重力標(biāo)準(zhǔn)值中軸重力標(biāo)準(zhǔn)值kN2120后軸重力標(biāo)準(zhǔn)值后軸重力標(biāo)準(zhǔn)值kN2

10、140軸距軸距m3+1.4+7+1.4輪距輪距m1.8前輪著地寬度及長(zhǎng)度前輪著地寬度及長(zhǎng)度m0.30.2中、后輪著地中、后輪著地寬度及長(zhǎng)度寬度及長(zhǎng)度m0.60.2車輛外形尺寸車輛外形尺寸(長(zhǎng)長(zhǎng)寬寬)m152.5第14頁(yè)/共50頁(yè)0 . 61 . 31 . 82 . 5單 位 ： m1 . 80 . 52 . 55）橫向布置 橋涵設(shè)計(jì)車道數(shù)表行 車 道 寬 度 W（m）橋涵設(shè)計(jì)車道數(shù)車輛單向行駛時(shí)車輛雙向行駛時(shí)W7.07.0W10.510.5W14.014.0W17.517.5W21.021.0W24.524.5W28.028.0W31.56.0W14.014.0W21.021.0W28.028

11、.0W35.012345678第15頁(yè)/共50頁(yè) 整體計(jì)算采用車道荷載；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得疊加。 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。5）加載方式橫向折減系數(shù)表橫向布置車隊(duì)數(shù)橫向布置車隊(duì)數(shù)2 23 34 45 56 67 78 8橫向折減系數(shù)橫向折減系數(shù)1.001.000.780.780.670.670.600.600.550.550.520.520.500.50計(jì)算跨徑計(jì)算跨徑L L（m m）縱向折減系數(shù)縱向折減系數(shù)計(jì)算跨徑計(jì)算跨徑L L（

12、m m）縱向折減系數(shù)縱向折減系數(shù)150L400400L600600L8000.970.960.95800L1000L10000.940.93縱向折減系數(shù)表第16頁(yè)/共50頁(yè)2.汽車沖擊力1）沖擊力的產(chǎn)生 車輛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。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。 沖擊作用的大小采用沖擊力來(lái)衡量。沖擊力受線路狀態(tài)、車輛類型（機(jī)車的偏心輪作用）以及橋梁結(jié)構(gòu)的形式和跨度等因素的綜合影響。目前還難以精確考慮。2）沖擊力的影響因素第17頁(yè)/共50頁(yè) 當(dāng)豎向活載包括沖擊力時(shí)，將靜活載乘以沖擊系數(shù)。沖擊系數(shù)的一般形式是： 1

13、1ab+L 式中：L橋跨長(zhǎng)度或（局部）構(gòu)件的影響線加載長(zhǎng)度；a,b常數(shù)，隨結(jié)構(gòu)體系或構(gòu)件的不同而不同。 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。引入沖擊系數(shù)（1+）。3）沖擊力的計(jì)算第18頁(yè)/共50頁(yè)在新橋規(guī)中，沖擊系數(shù) 可按下式計(jì)算： 1.5Hzf 當(dāng)時(shí)，1.5Hz14Hzf當(dāng)時(shí)，0.1767ln0.0157f14Hzf 當(dāng)時(shí)，=0.05=0.45 第19頁(yè)/共50頁(yè)3. 離心力1）離心力的產(chǎn)生 當(dāng)彎道橋的曲線半徑250m時(shí)，應(yīng)計(jì)算汽車荷載引起的離心力。離心力的大小等于車輛活載（不計(jì)沖擊力）乘以離心力系數(shù)C，C值按下式計(jì)算：2）離心力的計(jì)算 21

14、27vcR 離心力的著力點(diǎn)在橋面以上1.2m處（公路橋）或軌頂面2m處（鐵路橋）；多車道時(shí)應(yīng)考慮折減。式中：V設(shè)計(jì)行車速度(km/h)R曲線半徑（m)第20頁(yè)/共50頁(yè)4. 汽車引起的土側(cè)壓力 車輛荷載作用在橋臺(tái)臺(tái)背或路堤擋土墻上，將引起臺(tái)背填土或擋土墻后填土的破壞棱體對(duì)橋臺(tái)或擋土墻的土側(cè)壓力：0GhBl式中： 土的容重，以kN/m3計(jì)； B 橋臺(tái)的計(jì)算寬度或擋土墻的計(jì)算長(zhǎng)度，以m計(jì)； l0 橋臺(tái)或擋土墻后填土的破壞棱體長(zhǎng)度，以m計(jì)； G 布置在Bl0面積內(nèi)的車輛車輪重力，以kN計(jì)。 注：當(dāng)涉及多車道加載時(shí)，車輪總重力應(yīng)按表1.7進(jìn)行折減。（1.4）lGNpd支撐梁H0HhNaEccH2TE1

15、p210(p )2(p )1第21頁(yè)/共50頁(yè)5. 人群荷載 當(dāng)橋梁的計(jì)算跨徑小于或等于50m時(shí)，取 3.0kN/m2； 當(dāng)橋梁的計(jì)算跨徑大于150m時(shí)，取 2.5kN/m2； 當(dāng)橋梁的計(jì)算跨徑在50m-150m之間時(shí)，線性內(nèi)插計(jì)算。對(duì)跨徑不等的連續(xù)結(jié)構(gòu)，以最大計(jì)算跨為準(zhǔn)。 城市郊區(qū)行人密集區(qū)一般取上述值得1.15倍。 專用人行橋梁，人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值為3.5kN/m2。 人行道板（鋼筋混凝土）可以一塊板為單元，按標(biāo)準(zhǔn)值4.0kN/m2。 計(jì)算欄桿時(shí)人群作用于欄桿上的水平推力按0.75kN/m考慮，作用于立柱和扶手的豎向力按1.0kN/m來(lái)考慮。lmpkN/m 人501503.02.52第22頁(yè)/

16、共50頁(yè)6. 汽車制動(dòng)力 制動(dòng)力或（列車牽引力）的傳遞與分布規(guī)律，尚代研究。目前仍采用簡(jiǎn)化的辦法進(jìn)行計(jì)算。 對(duì)鐵路橋梁：規(guī)定列車制動(dòng)力或牽引力按作用在橋跨結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)的豎向靜活載的10%計(jì)算，其作用點(diǎn)一般在軌頂以上2m處。 對(duì)公路橋梁：只考慮制動(dòng)力，對(duì)單車道或雙車道橋梁，規(guī)定制動(dòng)力為一行車隊(duì)總重的10%，但不小于一輛重車的30%(公路-I級(jí)165kN,公路-II級(jí)90kN) ；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2倍，同向行駛?cè)嚨罏橐粋€(gè)設(shè)計(jì)車道的2.34倍;同向行駛四車道為一個(gè)設(shè)計(jì)車道的2.68倍； 制動(dòng)力作用點(diǎn)一般在橋面以上1.2m處，在計(jì)算墩臺(tái)時(shí)，可移至支座中心

17、（鉸或滾軸中心），或滑動(dòng)支座、橡膠支座、擺動(dòng)支座的底座面上；計(jì)算剛構(gòu)橋、拱橋時(shí)，可移至橋面上，但不計(jì)因此而產(chǎn)生的豎向力和力矩。第23頁(yè)/共50頁(yè)7. 風(fēng)荷載u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。u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。u風(fēng)壓分為順風(fēng)向和橫風(fēng)向；u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。第24頁(yè)/共50頁(yè) 對(duì)公路橋梁橫向風(fēng)力可按以下方法計(jì)算：橫橋向風(fēng)力是風(fēng)壓與迎風(fēng)面積的乘積。 風(fēng)壓按下式計(jì)算：04321W

18、KKKKW 橫橋向風(fēng)力的迎風(fēng)面積按結(jié)構(gòu)的外輪廓線面積乘以一定的折減系數(shù)來(lái)計(jì)算。 如對(duì)實(shí)腹式橋跨結(jié)構(gòu)，折減系數(shù)為1.0，對(duì)鋼桁架或鋼拱架，折減系數(shù)為0.4。 風(fēng)壓力的計(jì)算第25頁(yè)/共50頁(yè)風(fēng)荷載WhWhAWkkkF0310gVWd220ZdVkkV52)10(10ZVVZZe0001. 0012017. 0W0基本風(fēng)壓值（kN/m2)。一般情況參照全國(guó)基本風(fēng)壓分布圖取值；Wd 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)風(fēng)壓值（kN/m2)；Awh 橫向迎風(fēng)面積m2，按橋垮結(jié)構(gòu)各部分的實(shí)際尺寸計(jì)算；V10橋梁所在地區(qū)的設(shè)計(jì)基本風(fēng)速(m/s)；Vd 高度為Z處的設(shè)計(jì)基本風(fēng)速(m/s)；Z 距離地面或水面的高度(m)； 空氣重力密度(

19、kN/m3)；K0 設(shè)計(jì)風(fēng)速的換算系數(shù)。因頻率與基本風(fēng)壓有關(guān)，故該系數(shù)體現(xiàn)出結(jié)構(gòu)的重要性。對(duì)特大橋及在高速公路、一、二級(jí)公路上的大中橋梁采用1.0；其它橋梁采用0.85；K1 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)；K5 陣風(fēng)風(fēng)速系數(shù)?？紤]地表情況的修正系數(shù)。具體見(jiàn)橋規(guī)第26頁(yè)/共50頁(yè) 位于河流中的橋墩會(huì)受到流水壓力的作用。通常橋墩上游迎水一側(cè)會(huì)形成高壓區(qū)，下游一側(cè)會(huì)形成低壓區(qū)。前后的壓力差便構(gòu)成水流對(duì)橋墩的壓力。流水壓力與橋墩

20、的截面形狀、圬工粗糙率、水流流速和形態(tài)等有關(guān)，計(jì)算公式為：水的容重（kN/m3)水的設(shè)計(jì)流速（m/s)A橋墩阻水面積（m2)，一般計(jì)算至一般沖刷線處；g重力加速度9.81m/s2;K有實(shí)驗(yàn)測(cè)得的橋墩形狀系數(shù)。2kN2wFKAg8. 流水壓力第27頁(yè)/共50頁(yè)9. 冰壓力位于冰凌河流或水庫(kù)的橋梁墩臺(tái)，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐木唧w情況及墩臺(tái)的結(jié)構(gòu)形式考慮冰荷載的作用； 冰荷載可分為以下幾種： 河流流冰產(chǎn)生的動(dòng)壓力； 由于冰和水流作用于大面積冰層產(chǎn)生的靜壓力； 冰覆蓋層受溫度影響膨脹時(shí)產(chǎn)生的靜壓力 冰錐體推移產(chǎn)生的靜壓力 冰層因水位升降產(chǎn)生的豎向作用力。 影響冰壓力的自然因素眾多且實(shí)驗(yàn)資料欠缺，目前對(duì)冰壓力的研

21、究還不成熟，在援引國(guó)外各種計(jì)算方法時(shí)，應(yīng)結(jié)合具體工點(diǎn)情況進(jìn)行分析；第28頁(yè)/共50頁(yè)10. 溫度作用 溫度變化將在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生變形和影響力，它的大小應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)鼐唧w情況、結(jié)構(gòu)物所使用的材料和施工條件等因素計(jì)算確定。 包括：均勻溫度和梯度溫度兩種影響 對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)，當(dāng)梁高H小于400mm時(shí)，圖中A=H-100（mm）；梁高H不小于400mm時(shí)，A=300mm。對(duì)帶混凝土橋面板的鋼結(jié)構(gòu)，A=300mm，圖中的t為混凝土橋面板的厚度（mm）。 混凝土上部結(jié)構(gòu)和帶混凝土橋面板的鋼結(jié)構(gòu)的豎向日照反溫差為正溫差乘以-0.5。 豎向梯度溫度第29頁(yè)/共50頁(yè)表4.3.10-2公路橋梁結(jié)構(gòu)的有效溫度標(biāo)準(zhǔn)值（）氣溫

22、分區(qū)鋼橋面板鋼橋混凝土橋面板鋼橋混凝土、石橋最高最低最高最低最高最低嚴(yán)寒地區(qū)46-4339-3234-23寒冷地區(qū)46-2139-1534-10溫?zé)岬貐^(qū)46-9(-3)39-6(-1)34-3（0）結(jié)構(gòu)類型T1（）T2（）混凝土鋪裝256.750mm瀝青混凝土鋪裝層206.7100mm瀝青混凝土鋪裝層145.5表4.3.10-3豎向日照正溫差計(jì)算的溫度基數(shù)注：表中（）內(nèi)數(shù)值適用于昆明、南寧、廣州、福州地區(qū)。第30頁(yè)/共50頁(yè)11. 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，計(jì)算公式為： W作用于活動(dòng)支座處由上部結(jié)構(gòu)重力產(chǎn)生的效

23、應(yīng)；支座的摩擦系數(shù)，按支座種類取值。F =W支 座 摩 擦 系 數(shù)支座種類支座種類支座摩擦系數(shù)支座摩擦系數(shù)滾動(dòng)支座或擺動(dòng)支座滾動(dòng)支座或擺動(dòng)支座0.050.05板式橡膠支座板式橡膠支座支座與混凝土面接觸支座與混凝土面接觸0.300.30支座與鋼板接觸支座與鋼板接觸0.200.20聚四氟乙烯板與不銹鋼聚四氟乙烯板與不銹鋼板接觸板接觸0.06(0.06(加硅脂；溫度低于加硅脂；溫度低于-25-25時(shí)為時(shí)為0.078)0.078)0.12(0.12(不加硅脂；溫度低于不加硅脂；溫度低于-25-25時(shí)為時(shí)為0.156)0.156)第31頁(yè)/共50頁(yè)一、地震作用 定義：指地震時(shí)強(qiáng)烈的地面運(yùn)動(dòng)引起的結(jié)構(gòu)慣性

24、力，它是隨機(jī)變化的動(dòng)力荷載，其值的大小決定于地震強(qiáng)烈程度和結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性（頻率與阻尼等）以及結(jié)構(gòu)或桿件的質(zhì)量。地震基本烈度與地震動(dòng)峰值加速度系數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系地震動(dòng)峰值地震動(dòng)峰值加速度系數(shù)加速度系數(shù)0.05g0.05g0.05g0.05g0.10 g0.10 g0.15g0.15g0.20g0.20g0.30g0.30g0.40g0.40g地震基本烈度地震基本烈度設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求簡(jiǎn)易設(shè)防簡(jiǎn)易設(shè)防抗震設(shè)計(jì)抗震設(shè)計(jì)專門(mén)的抗震研究和設(shè)計(jì)專門(mén)的抗震研究和設(shè)計(jì) 抗震設(shè)防要求以地震時(shí)地面最大水平加速度的統(tǒng)計(jì)值即地震動(dòng)峰值加速度確定。第32頁(yè)/共50頁(yè)2、地震烈度對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的影響u地震烈度是對(duì)地震強(qiáng)度的一種等級(jí)

25、描述，它是根據(jù)水平地震系數(shù)kh加以劃分的。抗震設(shè)計(jì)中采用的地震烈度稱為設(shè)計(jì)烈度；u一般，烈度小于7度的地震影響在橋梁設(shè)計(jì)中可不予考慮；u鐵路橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范只適用烈度為7度、8度、9度的情況；u對(duì)設(shè)計(jì)烈度高于9度或有特殊抗震要求的建筑物及新結(jié)構(gòu)，應(yīng)進(jìn)行專門(mén)的研究和設(shè)計(jì)。水平地震系數(shù)KH依設(shè)計(jì)烈度取值，當(dāng)設(shè)計(jì)烈度分別為7、8、9時(shí)，kh分別取0.1，0.2，0.4。 第33頁(yè)/共50頁(yè) 地震力的計(jì)算可采用靜力法或反映譜理論。對(duì)重要結(jié)構(gòu)的橋梁結(jié)構(gòu)，要采用動(dòng)態(tài)抗震設(shè)計(jì)，及建立結(jié)構(gòu)的動(dòng)力計(jì)算公式，直接采用地震波進(jìn)行動(dòng)力分析。3、地震力的計(jì)算方法 靜力法 靜力法是用一個(gè)水平方向作用的等效靜止荷載表示地震

26、對(duì)結(jié)構(gòu)的作用。 其計(jì)算公式如下： iHiiiiiiWkCXgWCXmCP2max02max02 靜力法主要使用于剛度較大結(jié)構(gòu)。規(guī)范規(guī)定：擋土墻、橋臺(tái)用靜力法計(jì)算地震力。第34頁(yè)/共50頁(yè) 反應(yīng)譜理論 動(dòng)態(tài)法主要有反應(yīng)譜理論 和 時(shí) 程 分 析 法 。 反應(yīng)譜理論是一種簡(jiǎn)化的動(dòng)態(tài)分析法，又稱動(dòng)靜法。橋梁抗震規(guī)范主要采用這種方法計(jì)算地震力。 對(duì)于高墩或特大跨度的橋梁，應(yīng)同時(shí)采用時(shí)程分析法，取最不利結(jié)果。第35頁(yè)/共50頁(yè)二、船只或飄流物的撞擊力 船只或漂流物撞擊力在有可能的條件下，應(yīng)采用實(shí)測(cè)資料或模擬撞擊試驗(yàn)進(jìn)行計(jì)算，并依此進(jìn)行防撞設(shè)計(jì)。計(jì)算方法：21sinCCWFF撞擊力（KN）船只或排筏駛進(jìn)方

27、向與墩臺(tái)撞擊點(diǎn)處切線所形成的夾角；W船只或排筏重力（kN）C1、C2船只或排筏的彈性變形系數(shù)和墩臺(tái)圬工的彈性變形系數(shù)缺乏資料時(shí)一般假定C1+C2=0.0005。 船只或排筏撞擊墩臺(tái)的速度(m/s）動(dòng)能折減系數(shù)，斜撞時(shí)為0.2，正向撞擊時(shí)為0.3；第36頁(yè)/共50頁(yè) 船只或漂流物撞擊力在有可能的條件下，應(yīng)采用實(shí)測(cè)資料或模擬撞擊試驗(yàn)進(jìn)行計(jì)算，并籍此進(jìn)行防撞設(shè)施的設(shè)計(jì)。 內(nèi)河船舶撞擊作用標(biāo)準(zhǔn)值內(nèi)河航道內(nèi)河航道等級(jí)等級(jí)船舶噸級(jí)船舶噸級(jí)DWTDWT（t t）橫橋向撞擊作橫橋向撞擊作用（用（kNkN）順橋向撞擊作用順橋向撞擊作用（kNkN）一一300030001400140011001100二二20002

28、00011001100900900三三10001000800800650650四四500500550550450450五五300300400400350350六六100100250250200200七七5050150150125125當(dāng)缺乏實(shí)際調(diào)查資料時(shí):第37頁(yè)/共50頁(yè)三、汽車的撞擊力 撞擊力標(biāo)準(zhǔn)值在行駛方向取1000kN，與之垂直方向取為500kN，兩個(gè)方向的不同時(shí)考慮；作用于行車道上1.2m處，直接分布于撞擊涉及的構(gòu)件上。 對(duì)于設(shè)有防撞設(shè)施的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，可視設(shè)施的防撞能力予以折減，但折減后不應(yīng)低于上述的1/6。 為防止或減少因撞擊產(chǎn)生的破壞，對(duì)易受到汽車撞擊的構(gòu)件的相關(guān)部位應(yīng)采取相應(yīng)的構(gòu)

29、造措施，并增設(shè)鋼筋或鋼筋網(wǎng)。第38頁(yè)/共50頁(yè)u只有在結(jié)構(gòu)上可能同時(shí)出現(xiàn)的作用，才進(jìn)行其效應(yīng)的組合。u凡存在的永久作用任一項(xiàng)，均應(yīng)進(jìn)行組合；u凡可能出現(xiàn)的基本可變作用項(xiàng)，除個(gè)別情況外應(yīng)進(jìn)行組合；u縱向力與橫向力不同時(shí)組合；u對(duì)其他可變作用的組合，根據(jù)同時(shí)作用的可能性，規(guī)范具體規(guī)定了某種荷載組合時(shí)，哪些荷載不同時(shí)參與組合。一、組合總原則作用名稱及編號(hào)作用名稱及編號(hào) 不同時(shí)參與組合的作用及編號(hào)不同時(shí)參與組合的作用及編號(hào)13 汽車制動(dòng)力汽車制動(dòng)力 15 流水壓力、流水壓力、16 冰壓力、冰壓力、18 支座摩阻力支座摩阻力15 流水壓力流水壓力13 汽車制動(dòng)力、汽車制動(dòng)力、 16 冰壓力冰壓力16 冰

30、壓力冰壓力 13 汽車制動(dòng)力、汽車制動(dòng)力、 15 流水壓力流水壓力18 支座摩阻力支座摩阻力 13 汽車制動(dòng)力汽車制動(dòng)力可變作用不同時(shí)組合表第39頁(yè)/共50頁(yè)u當(dāng)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件需作不同受力方向的驗(yàn)算時(shí)，則應(yīng)以不同方向的最不利的作用效應(yīng)進(jìn)行組合。u當(dāng)可變作用的出現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件產(chǎn)生有利影響時(shí)，該作用不應(yīng)參與組合。u施工階段作用效應(yīng)的組合，應(yīng)按計(jì)算需要及結(jié)構(gòu)所處條件而定，結(jié)構(gòu)上的施工人員和施工機(jī)具均應(yīng)作為臨時(shí)荷載加以考慮。u多個(gè)偶然作用不同時(shí)參與組合。u鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，可不考慮混凝土收縮和徐變、溫度作用效應(yīng)參與組合,基礎(chǔ)變位作用是否參與組合視具體情

31、況確定；u拱橋仍應(yīng)考慮混凝土收縮和徐變、溫度作用效應(yīng)和基礎(chǔ)變位作用的組合。注意事項(xiàng)：第40頁(yè)/共50頁(yè) 公路橋涵設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)不同的作用應(yīng)采用不同的代表值。1. 永久作用應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)值作為代表值。2. 可變作用應(yīng)根據(jù)不同的極限狀態(tài)分別采用標(biāo)準(zhǔn)值、頻遇值或準(zhǔn)永久值作為其代表值。3. 偶然作用取其標(biāo)準(zhǔn)值為代表值。4. 作用的設(shè)計(jì)值規(guī)定為作用的代表值乘以相應(yīng)的作用分項(xiàng)系數(shù)。二、作用的取值第41頁(yè)/共50頁(yè)三、組合方式及相關(guān)系數(shù) 在橋梁設(shè)計(jì)中應(yīng)關(guān)注橋涵結(jié)構(gòu)的兩種極限狀態(tài)（承載能力和正常使用），同時(shí)也也應(yīng)考慮其在施工和使用過(guò)程中的三種設(shè)計(jì)狀況（持久、短暫和偶然）。持久狀況承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)正常使用極限狀態(tài)設(shè)

32、計(jì)短暫狀況承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)（必要時(shí)）偶然狀況承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)第42頁(yè)/共50頁(yè)四類設(shè)計(jì)組合:承載能力極限狀態(tài)基 本 組 合偶 然 組 合正常使用極限狀態(tài)短 期 效 應(yīng) 組合長(zhǎng) 期 效 應(yīng) 組合 承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)：以塑性理論為基礎(chǔ)，其設(shè)計(jì)原則即：荷載效應(yīng)最不利組合的設(shè)計(jì)值與重要性系數(shù)的乘積，必須小于或等于結(jié)構(gòu)抗力的設(shè)計(jì)值。 正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)：以彈性理論或彈塑性理論為基礎(chǔ)， 涉及構(gòu)件的抗裂、裂縫寬度和撓度三個(gè)方面的驗(yàn)算。第43頁(yè)/共50頁(yè)公路橋涵結(jié)構(gòu)按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì) 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)式為：001112()mnudGiGiKQQ KcQjQjkijSSSS00112()mnudGidQ dcQjdijSSS