橋梁工程第一章緒論-2

1、土木工程學(xué)院橋梁系 張彥玲橋梁工程1 緒論 主要內(nèi)容概述橋梁的設(shè)計(jì)原則與程序橋梁設(shè)計(jì)荷載橋面構(gòu)造橋梁設(shè)計(jì)的基本原則橋梁設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容橋梁設(shè)計(jì)的基本程序橋梁設(shè)計(jì)的基本資料橋梁縱、橫斷面設(shè)計(jì)及平面設(shè)計(jì)橋梁設(shè)計(jì)方案的比較和選擇橋梁規(guī)范、工作細(xì)則和常用手冊(cè)3.橋梁設(shè)計(jì)的基本原則和程序第二節(jié) 橋梁的設(shè)計(jì)原則與程序 在滿足功能的前提下，做到結(jié)構(gòu)安全、經(jīng)濟(jì)上合理、具有一定的審美價(jià)值、與環(huán)境協(xié)調(diào)。（1）橋梁設(shè)計(jì)的基本原則3.橋梁設(shè)計(jì)的基本原則和程序適用經(jīng)濟(jì)安全美觀環(huán)保橋梁應(yīng)與環(huán)境融合，成為自然中的一個(gè)協(xié)調(diào)部分造型應(yīng)比例適當(dāng)，勻稱和諧結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單，力線明快，體態(tài)流暢建筑上應(yīng)表現(xiàn)清新雅潔的風(fēng)格結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，造型纖 細(xì)，

2、表現(xiàn)超越 德國橋梁專家萊昂哈特（Leonhardt，F(xiàn)ritz）： 橋梁美學(xué)與設(shè)計(jì)橋梁審美的基本觀點(diǎn)連續(xù)韻律 韻律優(yōu)美：連續(xù)韻律、漸變韻律、起伏韻律、交錯(cuò)韻律公元前63-13年間，法國加爾德水道橋 荷蘭Ooster schelde bridge 漸變韻律 頤和園十七孔橋 起伏韻律 交錯(cuò)韻律 法國圣.夏瑪斯橋 比例協(xié)調(diào)，功能與形式同一與環(huán)境協(xié)調(diào)橋位選擇確定橋梁必需的長度和高度選擇合理的橋梁結(jié)構(gòu)形式并擬定橋跨及墩臺(tái)基礎(chǔ)方案，即選擇橋式及初擬結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)橋跨、墩臺(tái)、基礎(chǔ)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確定橋梁各部分的合理尺寸，保證橋梁在強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性方面的要求施工圖設(shè)計(jì)（2）橋梁設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容3.橋梁設(shè)計(jì)的基本原則

3、和程序前期工作：預(yù)可行性研究報(bào)告與可行性研究報(bào)告的編制初步設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)施工圖設(shè)計(jì)（3）橋梁設(shè)計(jì)的基本程序（大橋）3.橋梁設(shè)計(jì)的基本原則和程序預(yù)可行性研究報(bào)告：在工程可行的基礎(chǔ)上，著重研究建設(shè)上的必要性和經(jīng)濟(jì)上的合理性。預(yù)可行性研究報(bào)告與可行性研究報(bào)告的編制工程必要性論證工程可行性論證制定橋梁標(biāo)準(zhǔn)、自然條件及周圍環(huán)境、橋式方案、橋位經(jīng)濟(jì)可行性論證造價(jià)及回報(bào)、資金來源及償還3.橋梁設(shè)計(jì)的基本原則和程序可行性研究報(bào)告：在預(yù)可行性研究報(bào)告審批后，在必要性和合理性得到確認(rèn)的基礎(chǔ)上，著重研究工程上和投資上的可行性。調(diào)查工作地形測(cè)量，地質(zhì)勘探，水文資料，當(dāng)?shù)?的資源環(huán)境橋梁標(biāo)準(zhǔn)的制訂橋位的選擇橋式方案的比較

4、3.橋梁設(shè)計(jì)的基本原則和程序進(jìn)一步開展水文、勘測(cè)工作橋式方案比選，推薦準(zhǔn)備采用的較好方案科研項(xiàng)目立項(xiàng)，對(duì)需要進(jìn)一步研究的課題立項(xiàng)指導(dǎo)性施工組織設(shè)計(jì)工程概算初步設(shè)計(jì)3.橋梁設(shè)計(jì)的基本原則和程序技術(shù)補(bǔ)充勘探結(jié)構(gòu)總體及細(xì)部的技術(shù)設(shè)計(jì) 實(shí)施科研項(xiàng)目結(jié)構(gòu)各部分詳細(xì)的設(shè)計(jì)圖紙修正概算 只對(duì)技術(shù)比較復(fù)雜的橋梁！技術(shù)設(shè)計(jì)3.橋梁設(shè)計(jì)的基本原則和程序施工圖設(shè)計(jì)鉆探繪制施工圖編制工程預(yù)算施工圖設(shè)計(jì)中小橋可以簡(jiǎn)化程序國外施工設(shè)計(jì)由施工承包商完成國內(nèi)所有設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)單位完成3.橋梁設(shè)計(jì)的基本原則和程序（4）橋梁設(shè)計(jì)的基本資料橋梁的任務(wù)確定橋梁的規(guī)模選擇橋位確定路橋的關(guān)系等測(cè)量地形測(cè)繪地形圖橋位鉆探工程地質(zhì)報(bào)告水文調(diào)查確

5、定橋梁跨徑和凈空風(fēng)向、風(fēng)速及地震資料其他情況材料、電力、施工道路等 3.橋梁設(shè)計(jì)的基本原則和程序（5）橋梁縱、橫斷面設(shè)計(jì)及平面設(shè)計(jì)縱斷面設(shè)計(jì)橫斷面設(shè)計(jì)平面設(shè)計(jì)3.橋梁設(shè)計(jì)的基本原則和程序確定總孔徑橋梁分孔確定橋梁標(biāo)高、橋下凈空及縱坡確定總孔徑 一般橋梁：水文計(jì)算 要求：排洪面積足夠，沖刷小，縮短總長度 淺基礎(chǔ)：總孔徑大，路堤不壓河床 深基礎(chǔ)：允許較大沖刷，總孔徑小3.橋梁設(shè)計(jì)的基本原則和程序 跨徑越大，孔數(shù)越少，上部結(jié)構(gòu)造價(jià)高，墩臺(tái)造價(jià)低。最經(jīng)濟(jì)的分孔，使上下部結(jié)構(gòu)的總造價(jià)最低。 通航河流：滿足通航要求。 平原區(qū)：主槽布置跨徑大的通航孔。 山區(qū)深谷：加大跨徑，可采用特大單孔跨越，減少中間橋墩。

6、3.橋梁設(shè)計(jì)的基本原則和程序橋梁分孔不利地質(zhì)段：移橋基，加跨徑多孔跨徑的比例： 鋼筋砼三跨連續(xù)梁：中跨/邊跨 = 1.00 / 0.70-0.60 五跨連續(xù)梁: 1.00 / 0.90 / 0.65 多孔橋梁：奇數(shù)跨（結(jié)構(gòu)對(duì)稱）基礎(chǔ)工程：在大橋施工中起控制作用，應(yīng)減少基礎(chǔ)數(shù)量，加大跨徑 美觀要求：整體規(guī)劃橋梁分孔時(shí)應(yīng)考慮3.橋梁設(shè)計(jì)的基本原則和程序 根據(jù)設(shè)計(jì)洪水位、橋下通航（通車）凈空等需要，結(jié)合橋型、跨徑等確定。 梁橋：梁底高出設(shè)計(jì)洪水位（包括壅水和浪高）不小于50cm，支座底面高出設(shè)計(jì)洪水位不小于25cm。無鉸拱橋：拱腳淹沒深度不超過拱圈矢高的2/3，拱頂?shù)酌娓叱鲈O(shè)計(jì)洪水位1.0m。 通航

7、孔：通航凈空：在橋跨中垂直于流水方向所規(guī)定的空間界限（多邊形圖）。 立體交叉：車輛凈空高度（橋梁橫斷面設(shè)計(jì)）。 3.橋梁設(shè)計(jì)的基本原則和程序橋梁標(biāo)高、橋下凈空及縱坡橋涵凈空：人行道寬度：0.75m，1m，大于1m按0.5m的倍數(shù)增加人行道、安全帶：應(yīng)高出行車道至少 20-25cm彎道橋梁：按路線要求加寬、設(shè)超高橋面排水：設(shè)橫坡1.5%-3.0%3.橋梁設(shè)計(jì)的基本原則和程序橫斷面設(shè)計(jì)線形、橋頭引道平順曲線橋梁應(yīng)符合路線規(guī)定盡量避免斜交，斜交角度不大于45度3.橋梁設(shè)計(jì)的基本原則和程序平面布置（6）橋梁設(shè)計(jì)方案的比較和選擇明確各種標(biāo)高的要求橋梁分孔和初擬橋型方案草圖方案初篩詳繪橋型方案圖編制估算或

8、概算方案選定和文件匯總3.橋梁設(shè)計(jì)的基本原則和程序（7）橋梁規(guī)范、工作細(xì)則和常用手冊(cè) 橋梁的設(shè)計(jì)施工和運(yùn)營必須以現(xiàn)行的規(guī)范為依據(jù)橋梁設(shè)計(jì)-設(shè)計(jì)規(guī)范橋梁施工-施工規(guī)范橋梁運(yùn)營-養(yǎng)護(hù)規(guī)范細(xì)則和手冊(cè)提供了參考規(guī)范的特點(diǎn)國家技術(shù)、裝備水平、工程經(jīng)驗(yàn)等的體現(xiàn)強(qiáng)制性科學(xué)性-理論上、實(shí)驗(yàn)上、經(jīng)驗(yàn)上局限性-隨著工程實(shí)踐不斷的修訂3.橋梁設(shè)計(jì)的基本原則和程序我國鐵路橋梁規(guī)范鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范（TB1002.12005）鐵路橋涵鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（TB1002.22005）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（TB1002.32005）鐵路橋涵混凝土和砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（TB1002.42005）鐵路橋涵地基

9、和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（TB1002.52005）鐵路橋涵施工規(guī)范（TB 102032002）3.橋梁設(shè)計(jì)的基本原則和程序幾種代表的橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范我國公路橋梁規(guī)范公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D06-2004）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 D06-2004）公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ 024-85）公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ 025-86）公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ 041-2000）3.橋梁設(shè)計(jì)的基本原則和程序國外規(guī)范英國橋規(guī)BS5400（BSBritish Standard,鋼橋、混凝土橋及結(jié)合橋）美國公路橋規(guī)(AASHTOAmerican Associat

10、ion of State Highway and Transportation Officials）3.橋梁設(shè)計(jì)的基本原則和程序基于試驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)的方法 K1=破壞荷載/工作荷載，以回答構(gòu)件在破壞時(shí)的荷載安全系數(shù)容許應(yīng)力法 ，=y/K破壞階段法 KMMp， Mp按材料計(jì)算的破壞力素3.橋梁設(shè)計(jì)的基本原則和程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的演進(jìn)（1）極限狀態(tài)法 若整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定的狀態(tài)，就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求，則此特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。分：承載能力極限狀態(tài)、正常使用極限狀態(tài)和破壞安全極限狀態(tài)3.橋梁設(shè)計(jì)的基本原則和程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的演進(jìn)（2）概率（極限狀態(tài)）設(shè)計(jì)法-基于概率論和結(jié)

11、構(gòu)可靠性理論 水準(zhǔn)半概率法 水準(zhǔn)近似概率法 水準(zhǔn)全概率法3.橋梁設(shè)計(jì)的基本原則和程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的演進(jìn)（3）橋梁荷載的分類規(guī)范中有關(guān)荷載的主要規(guī)定荷載組合4.橋梁的設(shè)計(jì)荷載第三節(jié) 橋梁設(shè)計(jì)荷載4.橋梁的設(shè)計(jì)荷載（1）荷載分類公路橋梁荷載分類鐵路橋梁荷載分類城市橋梁荷載分類 公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTG D60-2004) 規(guī)定：永久作用：可變作用：偶然作用：4.橋梁的設(shè)計(jì)荷載公路橋梁荷載分類亦稱恒載，在設(shè)計(jì)使用期內(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)。設(shè)計(jì)使用期內(nèi)其值隨時(shí)間變化，且其變化與平均值相比不可忽略的荷載。在設(shè)計(jì)使用期間出現(xiàn)的概率很小，一旦出現(xiàn)，其值將很大且持續(xù)時(shí)間很短的荷載

12、。公路橋梁荷載分類 鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范（TB10002.1-2005）規(guī)定：主力恒載活載附加力特殊荷載4.橋梁的設(shè)計(jì)荷載鐵路橋梁荷載分類鐵路橋梁荷載分類4.橋梁的設(shè)計(jì)荷載 城市橋梁規(guī)范永久荷載可變荷載基本可變荷載其它可變荷載偶然荷載4.橋梁的設(shè)計(jì)荷載城市橋梁荷載分類城市橋梁荷載分類（2）規(guī)范中有關(guān)設(shè)計(jì)荷載的主要規(guī)定關(guān)于車輛荷載的規(guī)定關(guān)于制動(dòng)力的規(guī)定關(guān)于人群荷載的規(guī)定關(guān)于偶然荷載的規(guī)定4.橋梁的設(shè)計(jì)荷載關(guān)于車輛荷載的規(guī)定公路橋梁規(guī)范關(guān)于車輛荷載的規(guī)定城市橋梁規(guī)范關(guān)于車輛荷載的規(guī)定鐵路橋梁規(guī)范關(guān)于列車荷載的規(guī)定客運(yùn)專線中設(shè)計(jì)荷載的規(guī)定4.橋梁的設(shè)計(jì)荷載汽車荷載分為公路-I級(jí)和公路-級(jí)兩個(gè)等級(jí)，各

13、級(jí)公路橋涵設(shè)計(jì)的汽車荷載等級(jí)應(yīng)符合下表的規(guī)定。汽車荷載由車道荷載和車輛荷載組成，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。公路橋梁規(guī)范關(guān)于車輛荷載的規(guī)定公路等級(jí)高速公路一級(jí)公路二級(jí)公路三級(jí)公路四級(jí)公路汽車荷載等級(jí)公路-I級(jí)公路-I級(jí)公路- 級(jí)公路-級(jí)公路- 級(jí)4.橋梁的設(shè)計(jì)荷載車道荷載由均布荷載和集中荷載組成，見下圖。4.橋梁的設(shè)計(jì)荷載 車道荷載加載規(guī)定： 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?。簶蛄河?jì)算跨徑小于或等于5m時(shí)取180kN；橋梁計(jì)算跨徑等于或大于5

14、0m時(shí)取360kN；橋梁計(jì)算跨徑在550m之間時(shí)，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)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。4.橋梁的設(shè)計(jì)荷載車輛荷載見下圖所示 橫向布置 多車道橫向折減系數(shù)：多車道橋梁上的汽車荷載應(yīng)考慮多車道折減。當(dāng)橋涵設(shè)計(jì)車道數(shù)等于或大于2，汽車荷載產(chǎn)生的效應(yīng)按下表進(jìn)行折減。 大跨度橋梁上的汽車荷載應(yīng)考慮縱向折減： 當(dāng)橋梁計(jì)算跨徑大于150m時(shí)，按下表規(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)時(shí)，整個(gè)結(jié)構(gòu)應(yīng)按最大的計(jì)算跨徑考慮汽車荷載效應(yīng)的縱向折減。4.橋梁的設(shè)計(jì)荷載

15、汽車荷載分為城-A級(jí)和城-B級(jí)。 橋梁的主梁、主拱和主桁架等的計(jì)算應(yīng)采用車道荷載。 橋梁的橫隔梁、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。 當(dāng)橋面車行道內(nèi)有輕軌車輛混合運(yùn)行時(shí)，尚應(yīng)按有關(guān)輕軌荷載規(guī)定進(jìn)行驗(yàn)算，并取其最不利者進(jìn)行設(shè)計(jì)。 當(dāng)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。城市橋梁規(guī)范關(guān)于車輛荷載的規(guī)定4.橋梁的設(shè)計(jì)荷載城級(jí)：車輛荷載：五軸式貨車，總重700kN 車道荷載： 橋梁跨徑為220m 橋梁跨徑為20150m 城B級(jí)：車輛荷載：三軸式貨車，總重300kN 車道荷載： 橋梁跨徑為220m 橋梁跨徑為20150m 城級(jí)車輛荷載城級(jí)車輛荷載當(dāng)橋梁跨徑在220m時(shí)：

16、4.橋梁的設(shè)計(jì)荷載當(dāng)橋梁跨徑在2050m時(shí)：城A級(jí)車道荷載當(dāng)橋梁跨徑在220m時(shí)：4.橋梁的設(shè)計(jì)荷載當(dāng)橋梁跨徑在2050m時(shí)：城B級(jí)車道荷載4.橋梁的設(shè)計(jì)荷載 城市車道橫向折減系數(shù)見下表4.橋梁的設(shè)計(jì)荷載 鐵路列車引起的活載包括列車(機(jī)車和車輛)重量、沖擊力、離心力、長鋼軌縱向水平力、列車活載引起的土壓力、列車引起橫向搖擺力等。 列車豎向靜活載 我國現(xiàn)行鐵路標(biāo)準(zhǔn)活載稱“中華人民共和國鐵路標(biāo)準(zhǔn)活載”，簡(jiǎn)稱“中-活載”，其計(jì)算圖式為：鐵路橋梁規(guī)范關(guān)于列車荷載的規(guī)定4.橋梁的設(shè)計(jì)荷載特種活載普通活載 列車豎向動(dòng)力作用 以列車在橋梁上通過時(shí)橋梁因列車荷載豎向作用產(chǎn)生的最大效應(yīng)與列車在橋上靜止時(shí)橋梁因列

17、車荷載豎向作用產(chǎn)生的最大效應(yīng)之比值來描述的，并以動(dòng)力系數(shù)（1+）來表示。 動(dòng)力系數(shù)的計(jì)算公式: 4.橋梁的設(shè)計(jì)荷載 列車的離心力 列車在曲線上行駛時(shí)，列車豎向靜活載將產(chǎn)生的離心力。 長鋼軌縱向水平力 橋梁因溫度變化而伸縮，因列車荷載作用而發(fā)生撓曲。橋梁的這種變形受到軌道結(jié)構(gòu)的約束。又因橋上無縫線路的連續(xù)性，致使梁變形時(shí)，鋼軌產(chǎn)生兩種縱向水平力，分別稱之為伸縮力和撓曲力。兩種力也反作用于梁，并傳遞到支座和墩臺(tái)上。伸縮力和撓曲力都是主力，但二者在同一軌道上不會(huì)同時(shí)產(chǎn)生。檢算墩臺(tái)時(shí)伸縮力、撓曲力、斷軌力作用點(diǎn)為墩臺(tái)支座鉸中心，檢算支座時(shí)伸縮力、撓曲力、斷軌力作用點(diǎn)為墩臺(tái)支座頂中心，臺(tái)頂斷軌力作用點(diǎn)為

18、臺(tái)頂。斷軌力可在全聯(lián)范圍內(nèi)的墩臺(tái)上分配。4.橋梁的設(shè)計(jì)荷載 列車的橫向搖擺力 橫向搖擺力應(yīng)取100kN，作為一個(gè)集中荷載取最不利位置，以水平方向垂直線路中心線作用于鋼軌頂面。 多線橋梁只計(jì)算任一線上的橫向搖擺力。 空車時(shí)應(yīng)考慮橫向搖擺力。4.橋梁的設(shè)計(jì)荷載 針對(duì)高速鐵路橋涵設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，我國的設(shè)計(jì)計(jì)算方法仍然采用容許應(yīng)力法，所以，荷載的分類及荷載的組合原則，仍然沿用鐵路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定，只是根據(jù)高速行車和采用無縫線路的實(shí)際情況，在荷載項(xiàng)目上，增列了長鋼軌縱向水平力、長鋼軌斷軌力和高速行車引起的氣動(dòng)力。客運(yùn)專線橋梁的設(shè)計(jì)荷載4.橋梁的設(shè)計(jì)荷載(1) 列車標(biāo)準(zhǔn)荷載 我國新建時(shí)速200公里客貨共線鐵

19、路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定中規(guī)定：列車豎向靜活載采用中華人民共和國鐵路標(biāo)準(zhǔn)活載，即“中-活載”。 高速鐵路采用ZK活載，見下面兩圖的圖示：4.橋梁的設(shè)計(jì)荷載 ZK特種活載圖式 ZK標(biāo)準(zhǔn)活載圖式 (2) 長鋼軌斷軌力 橋上無縫線路的鋼軌，由于疲勞、縱向力過大或其他原因損傷而可能造成斷軌，從而產(chǎn)生斷軌力。 斷軌力按一跨簡(jiǎn)支梁或一聯(lián)連續(xù)梁長范圍內(nèi)的線路縱向阻力之和計(jì)算，最大斷軌力不超過最大溫度拉力值。 在正常運(yùn)營養(yǎng)護(hù)條件下，發(fā)生斷軌的機(jī)率比較小，而斷軌力的值又比較大，所以，規(guī)定不論單線或雙線橋梁，只計(jì)算一軌的斷軌力，而且將其作為特殊荷載，稱為長鋼軌斷軌力。在荷載組合上，只考慮它與主力相組合，不與其他附加力組合。

20、4.橋梁的設(shè)計(jì)荷載(3) 動(dòng)力系數(shù) 動(dòng)力系數(shù)是結(jié)構(gòu)或構(gòu)件最大的動(dòng)力響應(yīng)與最大靜力響應(yīng)之比，其數(shù)值大小是列車軌道橋梁三者的動(dòng)力特性和動(dòng)力相互作用狀態(tài)的綜合反映。各國根據(jù)其橋梁試驗(yàn)資料和采用的理論分析方法，得出了各自的沖擊系數(shù)值。 (4) 氣動(dòng)力 氣動(dòng)力是指高速列車運(yùn)行時(shí)帶動(dòng)周圍空氣隨之運(yùn)動(dòng)，形成的列車風(fēng)在臨近列車的建筑物上產(chǎn)生的波動(dòng)壓力，它與列車形狀、速度、以及臨近建筑物距線路的距離、建筑物的高度等因素有關(guān)。列車風(fēng)壓力呈正、負(fù)壓力波形式。氣動(dòng)力屬主力。關(guān)于制動(dòng)力的規(guī)定 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

21、 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。 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。4.橋梁的設(shè)計(jì)荷載公路通用規(guī)范JTG D62規(guī)定：鑒于車輛不可能全部同時(shí)剎車 一個(gè)車道的制動(dòng)力按車道荷載標(biāo)準(zhǔn)值在加載長度上計(jì)算的總重力的 10%，但公路-I級(jí)汽車荷載不得小于165kN,公路-級(jí)汽車荷載不得小于90kN 。同向行駛雙車道的汽車荷載制動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)值為單車道的兩倍，三車道為2.34倍，四車道為2.68倍。4.橋梁的設(shè)計(jì)荷載制動(dòng)力按計(jì)算長度內(nèi)列車豎向靜活載的10%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)力或牽引力應(yīng)按列車豎向靜活載7%計(jì)算。雙線按一

22、線計(jì)，多線按兩線計(jì)。鐵路橋規(guī)規(guī)定：4.橋梁的設(shè)計(jì)荷載公路關(guān)于人群荷載的規(guī)定設(shè)有人行道的橋梁，在以汽車荷載計(jì)算內(nèi)力時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮人行道上人群荷載所產(chǎn)生的內(nèi)力。一般公路橋梁的人群荷載規(guī)定為：50m及以下3kN/m2， 150m及以上3.5kN/m2 ，中間內(nèi)插，對(duì)于跨徑不等的連續(xù)結(jié)構(gòu)按最大跨計(jì)。 城市郊區(qū)行人密集地區(qū)一般為:1.15倍 可根據(jù)實(shí)際情況或參照所在地城市橋梁設(shè)計(jì)的規(guī)定予以確定。 4.橋梁的設(shè)計(jì)荷載鐵路關(guān)于人群荷載的規(guī)定設(shè)計(jì)人行道道砟橋面和明橋面4.0kN/m2。 設(shè)計(jì)主梁時(shí)，不同時(shí)計(jì)，特殊時(shí)計(jì)及。人行道板還應(yīng)按豎向集中荷載1.5kN檢算。 4.橋梁的設(shè)計(jì)荷載偶然荷載在設(shè)計(jì)使用期內(nèi)不一定

23、出現(xiàn)，但一旦出現(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8度，連續(xù)梁橋、T形剛構(gòu)橋等為7度，具體規(guī)定參照公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范。鐵路橋梁的地震作用參照鐵路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范。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。關(guān)于偶然荷載的規(guī)定4.橋梁的設(shè)計(jì)荷載地震烈度(seismic intensity)：簡(jiǎn)稱烈度，即地震發(fā)生時(shí)，在波及范圍內(nèi)一定地點(diǎn)地面振動(dòng)的激烈程度（或釋為地震影響和破壞的程度）。從概念上講，地震烈度同地震震級(jí)有嚴(yán)格的區(qū)別，震級(jí)代表地震本身的大小強(qiáng)弱，它由震源發(fā)出的地震波能量來決定，對(duì)于同一次地震只應(yīng)有一個(gè)數(shù)值。烈度在同一次地震中是因地而異的

24、，它受著當(dāng)?shù)馗鞣N自然和人為條件的影響。對(duì)震級(jí)相同的地震來說，如果震源越淺，震中距越短，則烈度一般就越高。同樣，當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)構(gòu)造是否穩(wěn)定，土壤結(jié)構(gòu)是否堅(jiān)實(shí)，房屋和其他構(gòu)筑物是否堅(jiān)固耐震，對(duì)于當(dāng)?shù)氐牧叶雀呋虻陀兄苯拥年P(guān)系。（影響一地地震烈度的五要素：震級(jí)、震源深度、震中距、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、建筑物）。一次地震中，人們往往強(qiáng)調(diào)震中（或稱極震區(qū)）的烈度。 地震震級(jí)分為九級(jí)，一般小于2.5級(jí)的地震人無感覺;2.5級(jí)以上人有感覺;5級(jí)以上的地震會(huì)造成破壞。簡(jiǎn)稱震級(jí)。 地震小知識(shí)4.橋梁的設(shè)計(jì)荷載（3）荷載組合4.橋梁的設(shè)計(jì)荷載公路橋涵規(guī)范荷載組合鐵路橋涵規(guī)范荷載組合城市橋梁規(guī)范荷載組合4.橋梁的設(shè)計(jì)荷載1、公路橋

25、涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范中規(guī)定了荷載效應(yīng)的哪幾種標(biāo)準(zhǔn)值？應(yīng)在不同的極限狀態(tài)中分別采用哪些荷載組合？2、公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定采用哪種設(shè)計(jì)方法？按哪兩種極限狀態(tài)設(shè)計(jì)？應(yīng)考慮哪三種設(shè)計(jì)狀況？3、公路橋涵承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)中應(yīng)進(jìn)行哪些項(xiàng)目的計(jì)算和驗(yàn)算？其作用(荷載)效應(yīng)應(yīng)采用哪種代表值？4、公路橋涵正常使用極限狀態(tài)中應(yīng)進(jìn)行哪些項(xiàng)目的計(jì)算和驗(yàn)算？其作用(荷載)效應(yīng)應(yīng)采用哪種代表值？tumuqL 密碼zxcvbnm20154.橋梁的設(shè)計(jì)荷載公路橋規(guī)中的代表值選取規(guī)定：永久作用的標(biāo)準(zhǔn)值，對(duì)結(jié)構(gòu)自重（包括結(jié)構(gòu)附加重力），可按結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)尺寸與材料的重力密度計(jì)算確定?？勺冏饔玫臉?biāo)準(zhǔn)值按公路橋

26、涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范有關(guān)章節(jié)的規(guī)定采用。可變作用頻遇值是指結(jié)構(gòu)上較頻繁出現(xiàn)的且量值較大的作用取值，比可變作用的標(biāo)準(zhǔn)值小，為可變作用標(biāo)準(zhǔn)值乘以頻遇值系數(shù)1。可變作用準(zhǔn)永久值是指在結(jié)構(gòu)上經(jīng)常出現(xiàn)的作用取值，但它比可變作用的頻遇值又要小一些，為可變作用標(biāo)準(zhǔn)值乘以準(zhǔn)永久值系數(shù)2 。偶然作用應(yīng)根據(jù)調(diào)查、試驗(yàn)資料，結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)確定其標(biāo)準(zhǔn)值。4.橋梁的設(shè)計(jì)荷載公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范JTG D62：按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)基本組合偶然組合按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)作用長期效應(yīng)組合作用短期效應(yīng)組合4.橋梁的設(shè)計(jì)荷載按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的作用（或荷載）效應(yīng)組合作用(或荷載)效應(yīng)的基本組合是指永久作用設(shè)計(jì)值效應(yīng)與可變作用設(shè)計(jì)

27、值效應(yīng)的組合，這種組合用于結(jié)構(gòu)的常規(guī)設(shè)計(jì)，是所有公路橋涵結(jié)構(gòu)都應(yīng)該考慮的。作用設(shè)計(jì)值效應(yīng)為作用的標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)乘以相應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)。 作用(或荷載)效應(yīng)的偶然組合是指永久作用標(biāo)準(zhǔn)值、可變作用代表值和一種偶然作用標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)組合，視具體情況，也可不考慮可變作用效應(yīng)參與組合。 按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的作用（或荷載）效應(yīng)組合 在公路橋梁結(jié)構(gòu)中，對(duì)于需要進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，需要考慮可變作用的短期效應(yīng)組合和長期效應(yīng)組合，其可變作用代表值采用頻遇值和準(zhǔn)永久值。 作用長期效應(yīng)組合：永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用準(zhǔn)永久值 效應(yīng)相組合，汽車荷載不計(jì)沖擊力作用短期效應(yīng)組合：永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用頻遇值

28、效應(yīng) 相組合，汽車荷載不計(jì)沖擊力作用標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)組合：永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用標(biāo)準(zhǔn)值效 應(yīng)相組合，汽車荷載計(jì)沖擊力4.橋梁的設(shè)計(jì)荷載4.橋梁的設(shè)計(jì)荷載橋規(guī)第5.1.1條規(guī)定：公路橋涵的持久狀況設(shè)計(jì)應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)的要求，對(duì)構(gòu)件進(jìn)行承載力及穩(wěn)定計(jì)算，必要時(shí)尚應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的傾覆和滑移的驗(yàn)算，其作用(荷載)的效應(yīng)應(yīng)采用其組合設(shè)計(jì)值(標(biāo)準(zhǔn)值乘以荷載分項(xiàng)系數(shù))。4.橋梁的設(shè)計(jì)荷載橋規(guī)第6.1.1條規(guī)定：公路橋涵的持久狀況設(shè)計(jì)應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)的要求，采用作用(荷載)的短期效應(yīng)組合、長期效應(yīng)組合或短期效應(yīng)組合并考慮長期效應(yīng)組合的影響，對(duì)構(gòu)件的抗裂、裂縫寬度和撓度進(jìn)行驗(yàn)算。其中：預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件正截

29、面和斜截面抗裂性驗(yàn)算采用短期效應(yīng)組合；受彎構(gòu)件抗裂驗(yàn)算同時(shí)采用短期效應(yīng)組合和長期效應(yīng)組合。裂縫寬度驗(yàn)算和撓度驗(yàn)算均采用短期效應(yīng)組合并考慮長期效應(yīng)組合的影響。4.橋梁的設(shè)計(jì)荷載鐵路橋梁 鐵路橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，僅考慮主力與一個(gè)方向（順橋向或橫橋向）的附加力的組合。 根據(jù)各種結(jié)構(gòu)的不同組合，應(yīng)將材料基本容許應(yīng)力和地基容許承載力乘以不同的提高系數(shù)。對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的強(qiáng)度和抗裂性計(jì)算，應(yīng)采用不同的安全系數(shù)。 公鐵兩用的橋梁，考慮同時(shí)承受鐵路及公路活載時(shí)，公路活載按全部活載的75%折減。4.橋梁的設(shè)計(jì)荷載4.橋梁的設(shè)計(jì)荷載4.橋梁的設(shè)計(jì)荷載組合：一種或幾種基本可變荷載與一種或幾種永久荷載相組合；組合：一種或

30、幾種基本可變荷載和一種或幾種永久荷載疊加后與一種或幾種其它可變荷載相組合；當(dāng)設(shè)計(jì)彎橋并采用離心力與制動(dòng)力組合時(shí)，制動(dòng)力應(yīng)按照70%計(jì)算；組合：一種或幾種基本可變荷載和一種或幾種用永久荷載疊加后與偶然荷載中的船只或漂流物撞擊力相組合；組合：橋梁在進(jìn)行施工階段的驗(yàn)算時(shí)，根據(jù)可能出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)重力、腳手架、材料機(jī)具、人群、風(fēng)力以及拱橋的單向推力等施工荷載進(jìn)行組合；當(dāng)橋梁構(gòu)件在施工吊裝時(shí)或運(yùn)輸時(shí)所產(chǎn)生的沖擊力，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，計(jì)入構(gòu)件的動(dòng)力系數(shù)；組合：結(jié)構(gòu)重力、預(yù)加力、土重及土側(cè)壓力，其中的一種或幾種與地震力相組合。城市橋梁4.橋梁的設(shè)計(jì)荷載5.橋面布置與構(gòu)造公路橋面普通鐵路有砟橋面高速鐵路

31、橋面第四節(jié) 橋面構(gòu)造5.橋面布置與構(gòu)造橋面構(gòu)造橋面布置橋面鋪裝和橫坡橋面防水層排水系統(tǒng)橋梁伸縮縫橋面連續(xù)人行道、欄桿、護(hù)欄、燈柱公路橋面5.橋面布置與構(gòu)造1. 橋面構(gòu)造橋面構(gòu)造直接與車輛、行人接觸，對(duì)橋梁的主要結(jié)構(gòu)既能傳力又能起保護(hù)作用；橋面的布置應(yīng)在橋梁的總體設(shè)計(jì)中考慮，根據(jù)道路的等級(jí)、橋梁的寬度、行車要求等條件確定。 行車道雙向車道布置交通量不大的橋梁?jiǎn)蜗蜍嚨啦贾媒煌看蟮臉蛄?，上下行橋梁分離、分隔帶多層橋面布置充分利用橋梁的承載能力人行道城市附近的橋梁檢修道、安全帶郊區(qū)或高速公路5.橋面布置與構(gòu)造2. 橋面布置多層橋面布置示意圖5.橋面布置與構(gòu)造3. 橋面鋪裝5.橋面布置與構(gòu)造保護(hù)屬于主

32、梁整體部分的行車道板不受車輛輪胎或履帶的直接磨耗；防止主梁遭受雨水的侵蝕；對(duì)車輛輪重的集中荷載起一定的分布作用，公路橋面鋪裝的作用公路橋面鋪裝構(gòu)造橋面橫坡瀝青砼、水泥砼鋪裝：1.5%-2%路拱、行車道：拋物線型人行道：直線型 橋面橫坡的形成橫坡設(shè)在墩臺(tái)頂部，等厚鋪裝層，上部結(jié)構(gòu)雙向傾斜橫坡設(shè)在墩臺(tái)頂部，三角墊層，等厚鋪裝層雙向傾斜行車道板5.橋面布置與構(gòu)造整體受力模式 鋪裝層在外荷載作用下會(huì)與其下的主體結(jié)構(gòu)共同變形，從而參與共同受力。但計(jì)算中通常不考慮鋪裝層對(duì)整體受力的貢獻(xiàn)。在要考慮鋪裝層共同受力的情況下，也只考慮鋪裝層總厚度的一部分參與受力(不能計(jì)入磨耗層)。橋面鋪裝的受力模式5.橋面布置與

33、構(gòu)造局部受力模式 鋪裝層的主要受力模式為其在車輪作用下的局部承壓和提供摩擦。5.橋面布置與構(gòu)造鋪裝層對(duì)主體結(jié)構(gòu)局部受力的影響完整、平順的橋面鋪裝層可減少車輛荷載引起的對(duì)主體結(jié)構(gòu)的動(dòng)力沖擊作用；受力影響主要體現(xiàn)在對(duì)局部輪壓荷載的擴(kuò)散效應(yīng)；與主體結(jié)構(gòu)結(jié)合較好的鋪裝層實(shí)際上可以部分參與結(jié)構(gòu)共同受力。5.橋面布置與構(gòu)造普通水泥混凝土鋪裝表面粗糙，耐磨好非嚴(yán)寒地區(qū)的小跨度橋，鋪裝厚68cm，不需設(shè)防水層瀝青混凝土鋪裝 較輕，養(yǎng)護(hù)方便，通車快易老化和變形，造價(jià)比水泥混凝土鋪裝稍偏高防水砼鋪裝非冰凍地區(qū)需防水時(shí)用，厚810cm，上面可鋪2cm瀝青磨耗層具有貼式防水層的鋪裝防水程度高，橋面板位于受拉區(qū)時(shí)“三油

34、二氈”厚12cm砼保護(hù)層厚4cm橋面鋪裝的分類防水層的類型灑布薄層瀝青或改性瀝青，其上撒布一層砂，經(jīng)碾壓形成瀝青涂膠下封層；涂刷聚氨脂膠泥、環(huán)氧樹脂、陽離子乳化瀝青、氯丁膠乳等高分子聚合物涂膠；鋪裝瀝青或改性瀝青防水卷材，以及浸漬瀝青的無紡?fù)凉げ嫉茸龇ā?. 橋面防水層橋面排水管的規(guī)定橋面縱坡2%，橋長2%，橋長=50m，每隔1215m設(shè)一個(gè)泄水管橋面縱坡2%，每隔68m設(shè)一個(gè)泄水管泄水管：要求過水面積按每平方米路面不小于23cm2，左右對(duì)稱或交錯(cuò)排列，距緣石2050cm，可在人行道下設(shè)置對(duì)于跨線橋和城市橋應(yīng)設(shè)置完善的落水管道，將雨水排至地面陰溝或下水道，以免影響其他結(jié)構(gòu)和美觀5. 橋面排水系

35、統(tǒng)金屬泄水管混凝土泄水管泄水管的型式金屬泄水管：具有貼式防水層鋪裝，內(nèi)徑1015cm，管下端伸出行車道板底面1520cm以上鋼筋砼泄水管：不設(shè)防水層，采用防水砼鋪裝橫向排水孔道：小跨徑橋，預(yù)留橫向孔封閉式排水系統(tǒng)：跨線橋、城市橋梁：設(shè)置完整的落水管道6. 橋梁伸縮縫使用要求在平行、垂直于橋梁軸線的 兩個(gè)方向，均能自由伸縮變形施工和安裝方便，其部件要有足夠的強(qiáng)度，且應(yīng)與橋梁結(jié)構(gòu)連為整體，牢固可靠車輛行駛應(yīng)平順，無突跳與噪音具有能夠安全排水和放水的構(gòu)造，能防止雨水和垃圾泥土等雜物深入阻塞養(yǎng)護(hù)、檢查、修理、清除污物都要簡(jiǎn)易方便伸縮縫類型：對(duì)接式伸縮縫鋼制支承式伸縮縫組合剪切式（板式）橡膠伸縮縫模數(shù)支

36、承式伸縮縫無縫式（暗縫型）伸縮縫對(duì)接式伸縮縫鋼制梳齒式伸縮縫鋼制滑板式伸縮縫板式橡膠伸縮縫SG型（模數(shù)式）伸縮縫伸縮量的計(jì)算 伸縮裝置形式選定的主要條件為伸縮量，按下式計(jì)算：溫度變化引起的伸縮量，占全部收縮量的主要部分；混凝土徐變引起的伸縮量；混凝土收縮引起的伸縮量；安全裕量，可按計(jì)算變形量的30%估算。上式各項(xiàng)取絕對(duì)值之和；對(duì)大跨徑橋梁尚應(yīng)計(jì)入因荷載作用和梁體上下部溫差等引起梁端轉(zhuǎn)角產(chǎn)生的變形量。注：7. 橋面連續(xù) 橋梁運(yùn)營的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)指出，橋面上的伸縮縫在使用中很容易損壞。因此，為了提高行車的舒適性，減輕橋梁的養(yǎng)護(hù)工作和提高橋梁的使用壽命，應(yīng)力求減少伸縮縫的數(shù)量。 對(duì)于多孔簡(jiǎn)支體系的橋梁，減少橋梁伸縮縫的做法主要是采用橋面連續(xù)。 橋面連續(xù)是將簡(jiǎn)支上部結(jié)構(gòu)在伸縮縫處實(shí)行鉸接，使伸縮縫處的橋面部分成為連續(xù)體，而主梁仍滿足簡(jiǎn)支體系的受力特征。GP型橋面連續(xù)構(gòu)造8. 人行道、欄桿、護(hù)欄、燈柱人行道與安全帶人多人行道0.75米+0.5米的倍數(shù)人少安全帶，0.250.5米高度0.250.4米做法：現(xiàn)澆與橋面連成整體 預(yù)制做成配件，現(xiàn)場(chǎng)組合安裝欄桿作用：封閉沿線兩側(cè)的作用具有吸收碰撞能量的作用種類剛性護(hù)攔半剛性護(hù)攔柔性護(hù)攔做法：全預(yù)制安裝現(xiàn)澆欄桿柱、預(yù)制安裝扶手燈柱一般均為預(yù)制安裝護(hù)欄與燈柱 普通鐵路混凝土梁橋面包括道床、排水防水系統(tǒng)、人