3公路橋梁結(jié)構(gòu)的作用ppt課件

1、第一篇 總 論0 概述1 基本概念、專業(yè)術(shù)語(yǔ)與發(fā)展歷程2 橋梁總體規(guī)劃與設(shè)計(jì)程序3 公路橋梁結(jié)構(gòu)的作用概述永久作用可變作用偶然作用作用效應(yīng)組合3 公路橋梁結(jié)構(gòu)的作用公路橋梁結(jié)構(gòu)的作用一、概述一、概述1）橋梁設(shè)計(jì)計(jì)算橋梁設(shè)計(jì)計(jì)算作用在橋梁上的作用在橋梁上的廣義荷載是什廣義荷載是什么？變化規(guī)律如么？變化規(guī)律如何？最大量值是何？最大量值是多少？多少？這些作用使橋梁這些作用使橋梁各構(gòu)件產(chǎn)生什么各構(gòu)件產(chǎn)生什么樣的內(nèi)力效應(yīng)？樣的內(nèi)力效應(yīng)？此內(nèi)力效應(yīng)的分此內(nèi)力效應(yīng)的分布規(guī)律如何？布規(guī)律如何？這些內(nèi)力效應(yīng)與這些內(nèi)力效應(yīng)與構(gòu)件的抗力相比構(gòu)件的抗力相比如何？構(gòu)件、結(jié)如何？構(gòu)件、結(jié)構(gòu)安全度如何？構(gòu)安全度如何？滿足規(guī)

2、范的最低滿足規(guī)范的最低要求嗎？要求嗎？回顧 什么是極限狀態(tài)？結(jié)構(gòu)整體或結(jié)構(gòu)局部達(dá)到不適合繼續(xù)使用的特殊狀態(tài)。結(jié)構(gòu)整體或結(jié)構(gòu)局部達(dá)到不適合繼續(xù)使用的特殊狀態(tài)。 什么是承載能力極限狀態(tài)？對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載能力，或產(chǎn)生不適于繼續(xù)對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載能力，或產(chǎn)生不適于繼續(xù)承載變形的極限狀態(tài)。 包括： 結(jié)構(gòu)傾覆、失穩(wěn)、變成幾何可變體系 ；構(gòu)件達(dá)到極限強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度而破壞，或產(chǎn)生較大的幾何變形等。什么是正常使用極限狀態(tài)？對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到正常使用和耐久性的各項(xiàng)規(guī)定限制的極限狀態(tài)。 包括結(jié)構(gòu)及構(gòu)件外觀變形過(guò)大、開(kāi)裂、局部破壞、振動(dòng)過(guò)大等?？沽沽R=SR結(jié)構(gòu)抗力結(jié)構(gòu)抗力S作用效應(yīng)作用效

3、應(yīng)簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)，就是要求簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)，就是要求Z=R-S0的概率大于一個(gè)給的概率大于一個(gè)給定的值，以保障結(jié)定的值，以保障結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)安全。構(gòu)運(yùn)營(yíng)安全。荷載效應(yīng)荷載效應(yīng)S結(jié)構(gòu)所處狀態(tài)結(jié)構(gòu)所處狀態(tài)R1R2Z2Z1S2S1 結(jié)構(gòu)抗力結(jié)構(gòu)抗力RR結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受內(nèi)力和變形的能結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受內(nèi)力和變形的能力，它是結(jié)構(gòu)材料性能、幾何參數(shù)等的函數(shù)。力，它是結(jié)構(gòu)材料性能、幾何參數(shù)等的函數(shù)。 作用作用FF施加在結(jié)構(gòu)上的集中力或分布力，施加在結(jié)構(gòu)上的集中力或分布力，或引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束的原因，它分為直或引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束的原因，它分為直接作用和間接作用。接作用和間接作用。作用效應(yīng)作用效應(yīng)S結(jié)構(gòu)對(duì)所受作用的反應(yīng)，包括結(jié)構(gòu)對(duì)所

4、受作用的反應(yīng)，包括結(jié)構(gòu)或者構(gòu)件的內(nèi)力、變形等。結(jié)構(gòu)或者構(gòu)件的內(nèi)力、變形等。一、概述一、概述2）結(jié)構(gòu)設(shè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理計(jì)原理建筑結(jié)建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)/橋梁橋梁工程工程/地地下工程下工程作用荷載確定的重要性作用荷載確定的重要性兩個(gè)典型實(shí)例兩個(gè)典型實(shí)例 英國(guó)福斯灣海峽鐵路橋，英國(guó)福斯灣海峽鐵路橋，18901890年建成，懸臂鋼桁架橋用鋼量年建成，懸臂鋼桁架橋用鋼量54000t），跨度），跨度521.3m，受，受1879年英國(guó)泰灣橋風(fēng)毀事件的影響，年英國(guó)泰灣橋風(fēng)毀事件的影響，設(shè)計(jì)建造時(shí)非常保守，將風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值大大提高至設(shè)計(jì)建造時(shí)非常保守，將風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值大大提高至2.68kN/m2（ 該地區(qū)目前風(fēng)荷載取值不超過(guò)該地

5、區(qū)目前風(fēng)荷載取值不超過(guò)1kN/m2，我國(guó)臺(tái)風(fēng)登陸地區(qū)一般，我國(guó)臺(tái)風(fēng)登陸地區(qū)一般采用采用11.2kN/m2 ），雖然安全地服役至今，但在建成同時(shí)，有），雖然安全地服役至今，但在建成同時(shí)，有人估計(jì)用鋼量是實(shí)際所需的人估計(jì)用鋼量是實(shí)際所需的5倍。倍。 英國(guó)英國(guó)SevernSevern橋，橋，19661966年建成，第一座采用扁平流線型鋼箱年建成，第一座采用扁平流線型鋼箱梁作為加勁梁的懸索橋，跨度梁作為加勁梁的懸索橋，跨度305+988+305m，由于過(guò)低地，由于過(guò)低地估計(jì)貨運(yùn)汽車重量，建成不久后難以適應(yīng)運(yùn)輸需求，不得估計(jì)貨運(yùn)汽車重量，建成不久后難以適應(yīng)運(yùn)輸需求，不得不進(jìn)行荷載等級(jí)提升，雖然耗時(shí)不進(jìn)行

6、荷載等級(jí)提升，雖然耗時(shí)7年年19851992）、消耗）、消耗宏大、千方百計(jì)地提高了荷載適應(yīng)性，但無(wú)法避免主纜安宏大、千方百計(jì)地提高了荷載適應(yīng)性，但無(wú)法避免主纜安全性能的降低。全性能的降低。 解放之前，我國(guó)沒(méi)有設(shè)計(jì)規(guī)范，橋梁設(shè)計(jì)主要由外國(guó)公司承解放之前，我國(guó)沒(méi)有設(shè)計(jì)規(guī)范，橋梁設(shè)計(jì)主要由外國(guó)公司承擔(dān)，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)套用國(guó)外英美規(guī)范居多規(guī)范；擔(dān)，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)套用國(guó)外英美規(guī)范居多規(guī)范； 從上世紀(jì)五十年代以來(lái)，我國(guó)在借鑒前蘇聯(lián)規(guī)范、歐美規(guī)范的從上世紀(jì)五十年代以來(lái)，我國(guó)在借鑒前蘇聯(lián)規(guī)范、歐美規(guī)范的基礎(chǔ)上，先后基礎(chǔ)上，先后 6 6次修訂公路橋梁設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)，具體為車隊(duì)次修訂公路橋梁設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)，具體為車隊(duì)荷載模式：若

7、干主車和一輛重車荷載模式：若干主車和一輛重車 , , 名稱中數(shù)字為主車重量名稱中數(shù)字為主車重量 t t） 1954 1954年：年： 汽汽-6-6、汽、汽 -8 -8、汽、汽 -10 -10、汽、汽-13-13、汽、汽 - 18 - 18； 1956 1956年：年： 增加了增加了 3 3種驗(yàn)算荷載：種驗(yàn)算荷載： 拖拖 -30 -30、拖、拖-60-60、拖、拖 -80 -80； 1967 1967年：年： 汽汽 -10 -10、汽、汽-15-15、汽、汽-26-26； 履帶履帶- 50- 50、拖車、拖車- 60- 60、拖車、拖車- 100- 100； 1972 1972年：年： 汽汽-

8、10- 10、汽、汽-15-15、汽、汽- 20- 20；履帶；履帶- 50- 50、掛車、掛車- 80- 80、掛車、掛車- 100- 100； 1981 1981年：年： 汽車汽車-10-10級(jí)、汽車級(jí)、汽車-15-15級(jí)、汽車級(jí)、汽車 -20 -20級(jí)、汽車級(jí)、汽車 - - 超超2020級(jí)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； 2019 2019年：公路年：公路級(jí)、公路級(jí)、公路級(jí)級(jí) ；作用荷載確定的重要性作用荷載確定的重要性我國(guó)公路橋規(guī)回顧我國(guó)公路橋規(guī)回顧汽 車汽汽- 1 0 級(jí)車 - 1

9、5 級(jí)車 - 2 0 級(jí)汽車 -超 2 0 級(jí) 在現(xiàn)役橋梁中，設(shè)計(jì)荷載為汽 20占多數(shù)； 目前，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)公路橋梁 63萬(wàn)座，因設(shè)計(jì)荷載等級(jí)偏低、交通日益擁堵、超重超載車輛日益增多 ，現(xiàn)役橋梁 “小馬拉大車 ”現(xiàn)象的普遍存在需要采取運(yùn)營(yíng)荷載限制措施的橋梁約占 1/10 ； 與美國(guó)等國(guó)規(guī)范相比，我國(guó)公路橋梁荷載標(biāo)準(zhǔn)明顯偏低，汽20車輛荷載效應(yīng)設(shè)計(jì)值僅為美國(guó)車輛荷載效應(yīng)設(shè)計(jì)值僅為美國(guó)AASHTO的的 68、英國(guó)、英國(guó)BS5400的的 60 。設(shè)計(jì)作用尤其是活荷載確定是一個(gè)非常復(fù)雜的技術(shù)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，既要考慮安全、又要考慮經(jīng)濟(jì)；既要滿足當(dāng)前需求、又要為將來(lái)留有足夠的發(fā)展余地。作用荷載確定的重要性

10、我國(guó)公路橋規(guī)回顧續(xù)） 作用分類作用分類按作用方式分類按作用方式分類直接作用：直接作用： 施加在結(jié)構(gòu)上的荷載，如自重，汽車荷載等施加在結(jié)構(gòu)上的荷載，如自重，汽車荷載等間接作用：引起結(jié)構(gòu)外加變形和約束變形的原因。間接作用：引起結(jié)構(gòu)外加變形和約束變形的原因。 作用分類作用分類按性質(zhì)分類按性質(zhì)分類永久作用、可變作用永久作用、可變作用 、偶然作用、偶然作用一、概述一、概述3） 討論：為什么以前的規(guī)范將外界施加在結(jié)構(gòu)上的影響稱為討論：為什么以前的規(guī)范將外界施加在結(jié)構(gòu)上的影響稱為“荷載荷載LordLord）”，新規(guī)范稱之為，新規(guī)范稱之為“作用作用ActionAction）”，那個(gè)更，那個(gè)更為恰當(dāng)準(zhǔn)確？二者有

11、何區(qū)別？為什么？為恰當(dāng)準(zhǔn)確？二者有何區(qū)別？為什么？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)方法、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)方法、根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)加以確定實(shí)際作用具有隨機(jī)性、離散性）；根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)加以確定實(shí)際作用具有隨機(jī)性、離散性）；作用代表值包括作用標(biāo)準(zhǔn)值、頻遇值和準(zhǔn)永久值；作用代表值包括作用標(biāo)準(zhǔn)值、頻遇值和準(zhǔn)永久值；一、概述一、概述4）作用標(biāo)準(zhǔn)值作用標(biāo)準(zhǔn)值PbPb：各種作用的可能出現(xiàn)的最不利值。：各種作用的可能出現(xiàn)的最不利值。作用頻遇值作用頻遇值Pn Pn ：可變作用的代表值，一般按概率分布的：可變作用的代表值，一般按概率分布的0.950.95分位值確定。分位值確定。作

12、用準(zhǔn)永久值作用準(zhǔn)永久值PY PY ：可變作用通常情況下的代表值。：可變作用通常情況下的代表值。OPn Pb P概率密度函數(shù)概率密度函數(shù)f PFPn=0.95POPYf P概率密度函數(shù)概率密度函數(shù)FPY=0.5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)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。極限狀態(tài)不同、代表值也會(huì)不同。定的各種作用值。極限狀態(tài)不同、代表值也會(huì)不同。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期 (design reference period) (design reference period)簡(jiǎn)單地講，它就是在確定某些作用簡(jiǎn)單地講，它就是在確定某些作用(這些作用的

13、最大值概率分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)的標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)需要人為規(guī)定一個(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)期通常取定一個(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)期通常取100100年。年。注意注意! ! 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期使用壽命。使用壽命。一、概述一、概述5）概述永久作用可變作用偶然作用作用效應(yīng)組合3 公路橋梁結(jié)構(gòu)的作用公路橋梁結(jié)構(gòu)的作用二、二、 永久作用永久作用永久作用永久作用在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)不變或變化可忽略不計(jì)的作用，也稱在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)不變或變化可忽略不計(jì)的作用，也稱之為恒載，恒載效應(yīng)占總效應(yīng)的比例在之為恒載，恒載效

14、應(yīng)占總效應(yīng)的比例在4095%（跨度越大、（跨度越大、比例越高，反之亦然），比例越高，反之亦然）， 主要是指結(jié)構(gòu)本身自重、以及與主要是指結(jié)構(gòu)本身自重、以及與結(jié)構(gòu)緊密相關(guān)的環(huán)境土、水所產(chǎn)生的荷載。結(jié)構(gòu)緊密相關(guān)的環(huán)境土、水所產(chǎn)生的荷載。預(yù)加力在進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)被視為作預(yù)加力在進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)被視為作用；在進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)當(dāng)做抗力。用；在進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)當(dāng)做抗力。討論：對(duì)預(yù)應(yīng)力為什么這樣規(guī)定？理由是什么討論：對(duì)預(yù)應(yīng)力為什么這樣規(guī)定？理由是什么?編號(hào)編號(hào)作用名稱作用名稱1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)加力預(yù)加力3土的重力土的重力4土側(cè)

15、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)變位作用概述永久作用可變作用偶然作用作用效應(yīng)組合3 公路橋梁結(jié)構(gòu)的作用公路橋梁結(jié)構(gòu)的作用編號(hào)編號(hào)作用名稱作用名稱1汽車荷載汽車荷載2汽車沖擊力汽車沖擊力3汽車離心力汽車離心力4汽車引起的土側(cè)壓力汽車引起的土側(cè)壓力5人群荷載人群荷載6汽車制動(dòng)力汽車制動(dòng)力7風(fēng)荷載風(fēng)荷載8流水壓力流水壓力/冰壓力冰壓力9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10支座摩阻力支座摩阻力可變作用：在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)隨時(shí)間變化的作用，也稱之為活載可變作用：在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)隨時(shí)間變化的作用，也稱之為活載及其附加荷載。及其

16、附加荷載。三、三、 可變作用可變作用1、汽車荷載：最主要的可變作用、隨著汽車工業(yè)的發(fā)、汽車荷載：最主要的可變作用、隨著汽車工業(yè)的發(fā)展而不斷提高，展而不斷提高， (習(xí)慣上稱為活載，習(xí)慣上稱為活載，live load)，其產(chǎn)生的效，其產(chǎn)生的效應(yīng)占總效應(yīng)的應(yīng)占總效應(yīng)的560%（跨度越大、比例越小，反之亦然）；（跨度越大、比例越小，反之亦然）；等級(jí)等級(jí)公路公路-高速公路、一級(jí)公路，二級(jí)公路重載多高速公路、一級(jí)公路，二級(jí)公路重載多且作為干線時(shí)）且作為干線時(shí)）公路公路-級(jí)級(jí)二級(jí)、三級(jí)和四級(jí)公路二級(jí)、三級(jí)和四級(jí)公路 組成組成車道荷載車道荷載均布均布+集中；結(jié)構(gòu)整體計(jì)算時(shí)采用；集中；結(jié)構(gòu)整體計(jì)算時(shí)采用；車輛荷

17、載車輛荷載 單車荷載；結(jié)構(gòu)局部計(jì)算時(shí)采用；單車荷載；結(jié)構(gòu)局部計(jì)算時(shí)采用；三、三、 可變作用可變作用注意：二者的效應(yīng)不能疊加！注意：二者的效應(yīng)不能疊加！計(jì)算跨徑（m）Pk公路-級(jí)時(shí)公路-級(jí)時(shí)5m1800.75180=13550m3600.75360=270汽車荷載等級(jí)公路-級(jí)公路-級(jí)q （KN/m）k10.50.7510.5=7.875 車道荷載計(jì)算圖及標(biāo)準(zhǔn)值車道荷載計(jì)算圖及標(biāo)準(zhǔn)值注：注：1橋梁計(jì)算跨徑在橋梁計(jì)算跨徑在5m50 m之間時(shí)，之間時(shí)，Pk值采用直線內(nèi)插；值采用直線內(nèi)插；2計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)，表中計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)，表中Pk值應(yīng)乘以值應(yīng)乘以1.2的系數(shù)。的系數(shù)。 車輛荷載：車輛荷載： 計(jì)算圖及

18、標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算圖及標(biāo)準(zhǔn)值550kN550kN重車）重車）30120120140140注：注：1、車輛荷載的主要技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)相關(guān)圖表；、車輛荷載的主要技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)相關(guān)圖表；2、公路、公路-、公路、公路-級(jí)采用相同標(biāo)準(zhǔn)值。級(jí)采用相同標(biāo)準(zhǔn)值。設(shè)計(jì)車道數(shù)2345678橫向折減系數(shù)1.000.780.670.600.550.520.50 汽車荷載折減汽車荷載折減橫向折減原因：橫向每一車隊(duì)同時(shí)出現(xiàn)最大荷載的概率橫向折減原因：橫向每一車隊(duì)同時(shí)出現(xiàn)最大荷載的概率隨車道數(shù)增加而減小。隨車道數(shù)增加而減小?？v向折減原因：橋跨越長(zhǎng)，全橋達(dá)到高密度和重載的概縱向折減原因：橋跨越長(zhǎng)，全橋達(dá)到高密度和重載的概率越小，跨度率越小，跨

19、度 150m 150m時(shí)，縱向折減。時(shí)，縱向折減?？v向折減系數(shù)縱向折減系數(shù) ：0.930.97方法：多跨連續(xù)結(jié)構(gòu)時(shí)，按最大計(jì)算跨徑考慮。方法：多跨連續(xù)結(jié)構(gòu)時(shí)，按最大計(jì)算跨徑考慮。注：折減后的效應(yīng)不得小于兩條車道荷載產(chǎn)生的效應(yīng)！注：折減后的效應(yīng)不得小于兩條車道荷載產(chǎn)生的效應(yīng)！2、汽車沖擊力、汽車沖擊力?原因：原因：橋面不平整橋面不平整 車輪不圓車輪不圓 發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)橋梁振動(dòng)橋梁振動(dòng)效應(yīng)比靜載時(shí)大效應(yīng)比靜載時(shí)大這種動(dòng)力效應(yīng)稱為沖擊力這種動(dòng)力效應(yīng)稱為沖擊力?沖擊力沖擊力=(1+)（汽車荷載）（汽車荷載）沖擊系數(shù)沖擊系數(shù)?影響影響的主要因素：的主要因素：結(jié)構(gòu)阻尼結(jié)構(gòu)阻尼資料自重增大，資料自重增

20、大，減?。p小）連接方式剛度增大，連接方式剛度增大，減?。p?。┛鐝娇鐝皆龃螅鐝娇鐝皆龃?，減?。p?。┡c橋梁結(jié)構(gòu)的基頻與橋梁結(jié)構(gòu)的基頻f 有關(guān)有關(guān)0.05f1.5Hz=0.1767lnf -0.01570.451.5Hz f14Hzf14Hz f f 的計(jì)算：常用有限元法，也可簡(jiǎn)單地按的計(jì)算：常用有限元法，也可簡(jiǎn)單地按f=100/L來(lái)估算來(lái)估算 =0 =0的情況：的情況：重力式墩臺(tái)重力式墩臺(tái)填料厚填料厚0.5m0.5m的拱、涵洞的拱、涵洞 = 0.3 = 0.3的情況：的情況：局部加載局部加載在在TT梁、箱梁懸臂板加載梁、箱梁懸臂板加載V離心力離心力=C（車輛荷載）（不計(jì)沖擊力）（車輛荷載）

21、（不計(jì)沖擊力）離心力系數(shù)離心力系數(shù)2127 RC 3、汽車離心力、汽車離心力R250m時(shí)時(shí),要考慮。要考慮。離心力離心力或或原因：彎道行駛原因：彎道行駛橋面橋面作用位置：作用位置：離心力離心力1.2m（簡(jiǎn)化計(jì)算）（簡(jiǎn)化計(jì)算）4 4、汽車引起的土側(cè)壓力、汽車引起的土側(cè)壓力 計(jì)算原理：等代土層代替汽車荷載計(jì)算原理：等代土層代替汽車荷載 計(jì)算橋臺(tái)計(jì)算橋臺(tái)(或擋土墻或擋土墻)后填土破壞棱體對(duì)橋臺(tái)后填土破壞棱體對(duì)橋臺(tái)(或擋土墻或擋土墻) G GBl 0 Bl 0 的土側(cè)壓力的土側(cè)壓力h 土的重力密度土的重力密度l0 橋臺(tái)或擋土墻后填土的橋臺(tái)或擋土墻后填土的 破壞棱體長(zhǎng)度破壞棱體長(zhǎng)度B 橋臺(tái)橫向全寬或擋土

22、墻橋臺(tái)橫向全寬或擋土墻 的計(jì)算長(zhǎng)度的計(jì)算長(zhǎng)度 G 布置在布置在B l0面積內(nèi)的車輪的總重力面積內(nèi)的車輪的總重力等代土層等代土層車荷車荷Gl0h 破壞棱體破壞棱體5 5、人群荷載、人群荷載3.0 kN/m2計(jì)算跨徑計(jì)算跨徑L50m人群荷載人群荷載P0r =2.5 kN/m23.5 kN/m24.0 kN/m2L150m專用人行橋?qū)Ｓ萌诵袠蛴?jì)算人行道板時(shí)計(jì)算人行道板時(shí) 應(yīng)用應(yīng)用L=50150mL=50150m時(shí)時(shí), P0r, P0r可內(nèi)插可內(nèi)插;城市人多時(shí)，放大城市人多時(shí)，放大1.151.15倍倍;不等跨連續(xù)結(jié)構(gòu)，按最大計(jì)算跨考慮。不等跨連續(xù)結(jié)構(gòu)，按最大計(jì)算跨考慮。6、汽車制動(dòng)力、汽車制動(dòng)力制動(dòng)力

23、制動(dòng)力T =10%（車道荷載）（車道荷載）一個(gè)車道一個(gè)車道T T 165 kN165 kN(公路公路級(jí)）級(jí)）同向兩車道同向兩車道T=2T=2（一個(gè)車道（一個(gè)車道TT）同向三車道同向三車道T=2.34 T=2.34 （一個(gè)車道（一個(gè)車道TT）同向四車道同向四車道T=2.68 T=2.68 （一個(gè)車道（一個(gè)車道TT） 墩、臺(tái)墩、臺(tái) 剛構(gòu)、拱剛構(gòu)、拱 一般計(jì)算圖一般計(jì)算圖T橋面橋面1.2mT橋面橋面支座中線支座中線支座底線支座底線 計(jì)算方法計(jì)算方法:靜力計(jì)算靜力計(jì)算 標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值Fwh =K0 K1 K3 Wd AwhFwh =K0 K1 K3 Wd Awh7、風(fēng)荷載、風(fēng)荷載產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因:空氣流

24、動(dòng)空氣流動(dòng) 說(shuō)明說(shuō)明:順橋向風(fēng)荷載不計(jì)橋面系順橋向風(fēng)荷載不計(jì)橋面系;橋墩順橋向風(fēng)荷載按迎風(fēng)面的橋墩順橋向風(fēng)荷載按迎風(fēng)面的70%70%計(jì)算；計(jì)算；橋臺(tái)不計(jì)風(fēng)載；橋臺(tái)不計(jì)風(fēng)載；大橋要做動(dòng)力計(jì)算、風(fēng)洞試驗(yàn)。大橋要做動(dòng)力計(jì)算、風(fēng)洞試驗(yàn)。風(fēng)速重現(xiàn)期風(fēng)速重現(xiàn)期阻力阻力地形地形迎風(fēng)面面積迎風(fēng)面面積基準(zhǔn)風(fēng)壓，見(jiàn)風(fēng)壓基準(zhǔn)風(fēng)壓，見(jiàn)風(fēng)壓表，表，0.21kN/m2大跨橋梁重要的設(shè)計(jì)荷載大跨橋梁重要的設(shè)計(jì)荷載位移、速度、加速度位移、速度、加速度對(duì)結(jié)構(gòu)壓力對(duì)結(jié)構(gòu)壓力太陽(yáng)輻射太陽(yáng)輻射8 8、溫度作用、溫度作用 均勻溫度作用均勻溫度作用影響：超靜定結(jié)構(gòu)影響：超靜定結(jié)構(gòu)大小：與材料、施工等有關(guān)大?。号c材料、施工等有關(guān)原理：原理

25、： t t = Te Te - T0 T0 次內(nèi)力次內(nèi)力最高低有效溫度最高低有效溫度梯度溫度作用梯度溫度作用原理：原理：合攏溫度合攏溫度次內(nèi)力次內(nèi)力梯度溫度梯度溫度規(guī)律：規(guī)律：對(duì)靜定結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形、不產(chǎn)生次內(nèi)力對(duì)靜定結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形、不產(chǎn)生次內(nèi)力對(duì)超靜定結(jié)構(gòu)產(chǎn)生次內(nèi)力，不可忽視。對(duì)超靜定結(jié)構(gòu)產(chǎn)生次內(nèi)力，不可忽視。溫度梯度溫度梯度9、支座摩阻力、支座摩阻力活動(dòng)支座摩阻力活動(dòng)支座摩阻力 ：F W支反力支反力摩擦系數(shù)摩擦系數(shù)概述永久作用可變作用偶然作用作用效應(yīng)組合3 公路橋梁結(jié)構(gòu)的作用公路橋梁結(jié)構(gòu)的作用四、偶然作用四、偶然作用定義：設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)不一定出現(xiàn)，但出現(xiàn)時(shí)量值很定義：設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)不一定出現(xiàn)，但出現(xiàn)

26、時(shí)量值很大、破壞力極強(qiáng)、持續(xù)時(shí)間較短的作用。大、破壞力極強(qiáng)、持續(xù)時(shí)間較短的作用。偶然作用種類：地震作用；偶然作用種類：地震作用；船舶或漂流物的撞擊作用；船舶或漂流物的撞擊作用；汽車撞擊作用。汽車撞擊作用。地震作用地震作用 ： 抗震設(shè)計(jì)規(guī)范：公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范抗震設(shè)計(jì)規(guī)范：公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范地震動(dòng)加速度峰值簡(jiǎn)化）：地震動(dòng)加速度峰值簡(jiǎn)化）：6度烈度、按度烈度、按7度設(shè)防，峰值加速度度設(shè)防，峰值加速度0.1g7度烈度、按度烈度、按8度設(shè)防，峰值加速度度設(shè)防，峰值加速度0.2g8度烈度、按度烈度、按9度設(shè)防，峰值加速度度設(shè)防，峰值加速度0.4g船舶、漂流物撞擊作用船舶、漂流物撞擊作用 精確計(jì)算困難

27、一般按規(guī)范計(jì)算，特殊重要橋梁進(jìn)行精確計(jì)算困難一般按規(guī)范計(jì)算，特殊重要橋梁進(jìn)行專題研究計(jì)算）專題研究計(jì)算） 規(guī)范規(guī)定規(guī)范規(guī)定WvgTF 物重物重流速流速撞擊時(shí)間按撞擊時(shí)間按1s計(jì)）計(jì)）船舶撞擊力：查表船舶撞擊力：查表漂流物撞擊力：漂流物撞擊力：加速度加速度標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值車撞擊力車撞擊力必要時(shí)可考慮必要時(shí)可考慮標(biāo)準(zhǔn)值參考國(guó)外）標(biāo)準(zhǔn)值參考國(guó)外）1.2m作用影響范圍：直接分布于撞擊涉及的構(gòu)件上作用影響范圍：直接分布于撞擊涉及的構(gòu)件上500 kN1000 kN概述永久作用可變作用偶然作用作用效應(yīng)組合3 公路橋梁結(jié)構(gòu)的作用公路橋梁結(jié)構(gòu)的作用 五、作用效應(yīng)組合五、作用效應(yīng)組合 公路橋梁設(shè)計(jì)方法公路橋梁設(shè)計(jì)方法

28、 ：以概率理論：以概率理論 為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)法，為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)法，采用分項(xiàng)系數(shù)的設(shè)計(jì)表達(dá)式采用分項(xiàng)系數(shù)的設(shè)計(jì)表達(dá)式 。 極限狀態(tài)：極限狀態(tài)： 承載能力極限狀態(tài)；正常使用極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)；正常使用極限狀態(tài)各種作用不一定同時(shí)出現(xiàn)，各種作用不一定同時(shí)出現(xiàn)，且出現(xiàn)的幾率也相差較大且出現(xiàn)的幾率也相差較大強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)安全、但也應(yīng)強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)安全、但也應(yīng)適度考慮經(jīng)濟(jì)造價(jià)因素適度考慮經(jīng)濟(jì)造價(jià)因素作用效應(yīng)組合作用效應(yīng)組合 三種設(shè)計(jì)狀況三種設(shè)計(jì)狀況持久狀況使用階段狀況）：指橋涵使用過(guò)程中持久狀況使用階段狀況）：指橋涵使用過(guò)程中長(zhǎng)期承受結(jié)構(gòu)重力、汽車荷載等作用的狀況。在該狀況下，要長(zhǎng)期承受結(jié)構(gòu)重力、汽車荷載等作用

29、的狀況。在該狀況下，要求對(duì)設(shè)想的結(jié)構(gòu)所有功能進(jìn)行設(shè)計(jì)，即應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀求對(duì)設(shè)想的結(jié)構(gòu)所有功能進(jìn)行設(shè)計(jì)，即應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。態(tài)和正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。短暫狀況施工階段狀況）：只進(jìn)行承載能力極限短暫狀況施工階段狀況）：只進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)計(jì)算時(shí)間短），必要時(shí)才作正常使用極限狀態(tài)的計(jì)算。狀態(tài)計(jì)算時(shí)間短），必要時(shí)才作正常使用極限狀態(tài)的計(jì)算。偶然狀況偶然出現(xiàn)的狀況）：偶然狀況偶然出現(xiàn)的狀況）： 只進(jìn)行承載能力極只進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)計(jì)算保證主要承重結(jié)構(gòu)不喪失承載能力，或只發(fā)生局限狀態(tài)計(jì)算保證主要承重結(jié)構(gòu)不喪失承載能力，或只發(fā)生局部破壞）。部破壞）。按承載能力極限狀態(tài)強(qiáng)

30、度設(shè)計(jì)的作用效應(yīng)組合按承載能力極限狀態(tài)強(qiáng)度設(shè)計(jì)的作用效應(yīng)組合采用兩種作用效應(yīng)組合。采用兩種作用效應(yīng)組合。 基本組合基本組合 ：永久作用設(shè)計(jì)值效應(yīng)：永久作用設(shè)計(jì)值效應(yīng) + + 可變作用設(shè)計(jì)值效應(yīng)可變作用設(shè)計(jì)值效應(yīng)Sud 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 0 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) Gi Gi 第第i i個(gè)永久作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)個(gè)永久作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)SGik 第第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SQ1k 汽車荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值汽車荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值 Q1 Q1 汽車荷載效應(yīng)的分項(xiàng)系汽車荷載效應(yīng)的分項(xiàng)系 數(shù)數(shù) Qj Qj 在作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng)、風(fēng)荷載外的其他第在作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng)、風(fēng)荷載外的其他第j j個(gè)可變作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)個(gè)可變作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)SQjk 在作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng)外的其他第在作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng)外的其他第j個(gè)可變作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值個(gè)可變