教學(xué)第三章-橋梁設(shè)計(jì)荷載課件

第三章橋梁的設(shè)計(jì)荷載第三章橋梁的設(shè)計(jì)荷載1本章主要內(nèi)容荷載的分類荷載組合荷載的確定與選用本章主要內(nèi)容荷載的分類21荷載分類

鐵路橋梁根據(jù)荷載出現(xiàn)的概率劃分主力、附加力及特殊荷載公路橋梁設(shè)計(jì)荷載分三類永久作用、可變作用、偶然作用1荷載分類

鐵路橋梁根據(jù)荷載出現(xiàn)的概率劃分3鐵路橋梁荷載鐵路橋梁荷載4公路橋梁荷載公路橋梁荷載51.1永久荷載定義：不隨時(shí)間變化或變化值與其平均值相比可以忽略不計(jì)的荷載，亦稱恒載。1.1永久荷載定義：不隨時(shí)間變化或變化值與其平均值相比可61.2可變荷載定義：在設(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基本可變荷載（活載）其它可變荷載分類1.2可變荷載定義：在設(shè)計(jì)使用期內(nèi)，其值隨時(shí)間變化且其7列車活載、汽車荷載、由列車活載或汽車活載引起的動(dòng)力效應(yīng)（沖擊力）、曲線上的離心力及由活載引起的土側(cè)壓力、人群荷載、列車橫向搖擺力等?；究勺兒奢d（活載）列車活載、汽車荷載、由列車活載或汽車活載引起8一、列車活載

1.“中—活載”（鐵路標(biāo)準(zhǔn)活載）（P.25）某些軸重較大的車輛對(duì)小跨度橋梁的不利影響一、列車活載某些軸重較大的車輛對(duì)小跨度橋梁的不利影響92.“ZK活載”2.“ZK活載”10二、汽車荷載汽車荷載分為公路—I級(jí)和公路—Ⅱ級(jí)兩個(gè)等級(jí)。

二級(jí)公路為干線公路且重型車輛多時(shí)，其橋涵的設(shè)計(jì)可采用公路—I級(jí)汽車荷載。四級(jí)公路上重型車輛少時(shí)，其橋涵設(shè)計(jì)所采用的公路—Ⅱ級(jí)車道荷載的效應(yīng)可乘以0.8的折減系數(shù),車輛荷載的效應(yīng)可乘以0.7的折減系數(shù)。

二、汽車荷載二級(jí)公路為干線公路且重11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。

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12車道荷載車道荷載由均布荷載和集中荷載組成。1.公路-I級(jí)車道荷載均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk=10.5kN/m；集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算跨徑小于或等于5m時(shí)，Pk=180kN；計(jì)算跨徑等于或大于50m時(shí)，Pk=360kN；計(jì)算跨徑在5m~50m之間時(shí)，PK值采用直線內(nèi)插求得。計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值PK應(yīng)乘以1.2的系數(shù)。2.公路-Ⅱ級(jí)車道荷載均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk和集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值PK按公路-Ⅰ級(jí)車道荷載的0.75倍采用。車道荷載車道荷載由均布荷載和集中荷載組成。13車輛荷載車輛荷載14汽車荷載的加載方式1.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。2.車道荷載橫向分布系數(shù)應(yīng)按照設(shè)計(jì)車道數(shù)如下圖布置車輛荷載來進(jìn)行計(jì)算。汽車荷載的加載方式15橋梁設(shè)計(jì)車道數(shù)橋梁設(shè)計(jì)車道數(shù)16汽車荷載效應(yīng)的橫、縱向折減1.車道數(shù)大于2時(shí)，汽車荷載效應(yīng)可進(jìn)行折減，但不小于2車道效應(yīng)。注：折減后的效應(yīng)不得不小兩設(shè)計(jì)車道的荷載效應(yīng)。2.計(jì)算跨徑大于150m時(shí)，可按下表進(jìn)行縱向折減。注：當(dāng)為多跨連續(xù)結(jié)構(gòu)時(shí)，整個(gè)結(jié)構(gòu)應(yīng)按最大計(jì)算跨徑考慮汽車荷載效應(yīng)的縱向折減。汽車荷載效應(yīng)的橫、縱向折減1.車道數(shù)大于2時(shí)，17公路橋涵：計(jì)算跨徑小于或等于50m時(shí)，人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值為3kN/m2；計(jì)算跨徑等于或大于150m時(shí)，人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值為2.5kN/m2；計(jì)算跨徑在50m~150m之間時(shí)，可線性內(nèi)插。城鎮(zhèn)郊區(qū)行人密集地區(qū)的公路橋梁，人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值取為上述值的1.15倍。專用人行橋梁，人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值為3.5kN/m2三、人群荷載：三、人群荷載：18鐵路橋涵：1.道碴橋面和明橋面的人行道按4.0KPa，人工養(yǎng)護(hù)的道碴橋面尚應(yīng)考慮養(yǎng)護(hù)時(shí)人行道的堆碴荷載。2.設(shè)計(jì)主梁時(shí)，人行道的豎向靜荷載不與列車活載同時(shí)計(jì)算；為允許城鎮(zhèn)居民通行而加寬的人行道，則應(yīng)與列車活載同時(shí)計(jì)算，采用的數(shù)值可按實(shí)際情況確定。鐵路橋涵：19

鐵路：列車豎向動(dòng)力作用等于列車靜活載乘以動(dòng)力系數(shù)（1+μ）。目前規(guī)范規(guī)定的動(dòng)力系數(shù)大小與橋型及跨徑有關(guān)?？鐝皆酱鬀_擊系數(shù)越小。公路：根據(jù)橋梁的豎向自振頻率(結(jié)構(gòu)基頻)進(jìn)行計(jì)算。四、沖擊力四、沖擊力20第三章-橋梁設(shè)計(jì)荷載課件21

鐵路：列車在曲線橋梁上運(yùn)行時(shí)需計(jì)算離心力。

公路：彎道橋的曲線半徑等于或小于250m時(shí)應(yīng)計(jì)算汽車荷載引起的離心力。離心力系數(shù)：

式中：V為設(shè)計(jì)速度（Km/h）；R為曲線半徑（m）。五、離心力式中：V為設(shè)計(jì)速度（Km/h）；五、離心力22分為均勻溫差（年溫差）和日照溫差（梯度溫度）。均勻溫差應(yīng)從受到約束時(shí)的結(jié)構(gòu)溫度開始，考慮最高和最低有效溫度的作用效應(yīng)。日照溫差的計(jì)算模式公路、鐵路有所不同。鐵路采用指數(shù)模式。六、溫度作用六、溫度作用23公路梯度溫差計(jì)算模式：梯度溫度作用結(jié)構(gòu)類型T1T2混凝土鋪裝256.750mm瀝青混凝土鋪裝206.7100mm瀝青混凝土鋪裝145.5砼上部結(jié)構(gòu)和帶砼橋面板的鋼結(jié)構(gòu)的豎向日照反溫差為正溫差的-0.5倍。公路梯度溫差計(jì)算模式：梯度溫度作用結(jié)構(gòu)類型T1T2混凝24鐵路梯度溫差計(jì)算模式：鐵路梯度溫差計(jì)算模式：25七、其他作用鐵路列車橫向搖擺力；無縫線路長(zhǎng)鋼軌縱向力：伸縮力、撓曲力；風(fēng)荷載；支座摩阻力、流水壓力及冰壓力七、其他作用261.3偶然荷載一、地震力二、無縫線路斷軌力；三、脫軌荷載；四、船只、汽車或漂流物撞擊力。1.3偶然荷載一、地震力272荷載組合

總原則：存在的永久荷載均應(yīng)進(jìn)行組合凡可能出現(xiàn)的基本可變荷載，除個(gè)別情況外應(yīng)進(jìn)行組合縱向力與橫向力不同時(shí)組合對(duì)于其它可變荷載的組合，根據(jù)同時(shí)作用的效應(yīng)的可能、以及規(guī)范的具體規(guī)定選擇性的組合2荷載組合

總原則：28一、鐵路一、鐵路29第三章-橋梁設(shè)計(jì)荷載課件30二、公路：二、公路：31第三章-橋梁設(shè)計(jì)荷載課件32第三章-橋梁設(shè)計(jì)荷載課件33第三章-橋梁設(shè)計(jì)荷載課件343荷載的確定與選用橋梁設(shè)計(jì)基準(zhǔn)使用期內(nèi)結(jié)構(gòu)總體的正常使用對(duì)主要承重結(jié)構(gòu)與局部受力構(gòu)件強(qiáng)度儲(chǔ)備的合理性對(duì)長(zhǎng)、短橋跨的不同影響對(duì)于大跨結(jié)構(gòu)必須注意結(jié)構(gòu)實(shí)際工作狀態(tài)中可能遇到的一些復(fù)雜而巨大的荷載具體問題具體分析3荷載的確定與選用橋梁設(shè)計(jì)基準(zhǔn)使用期內(nèi)結(jié)構(gòu)總體的正常使35THEENDTHANKYOU!THEENDTHANKYOU!36第三章橋梁的設(shè)計(jì)荷載第三章橋梁的設(shè)計(jì)荷載37本章主要內(nèi)容荷載的分類荷載組合荷載的確定與選用本章主要內(nèi)容荷載的分類381荷載分類

鐵路橋梁根據(jù)荷載出現(xiàn)的概率劃分主力、附加力及特殊荷載公路橋梁設(shè)計(jì)荷載分三類永久作用、可變作用、偶然作用1荷載分類

鐵路橋梁根據(jù)荷載出現(xiàn)的概率劃分39鐵路橋梁荷載鐵路橋梁荷載40公路橋梁荷載公路橋梁荷載411.1永久荷載定義：不隨時(shí)間變化或變化值與其平均值相比可以忽略不計(jì)的荷載，亦稱恒載。1.1永久荷載定義：不隨時(shí)間變化或變化值與其平均值相比可421.2可變荷載定義：在設(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基本可變荷載（活載）其它可變荷載分類1.2可變荷載定義：在設(shè)計(jì)使用期內(nèi)，其值隨時(shí)間變化且其43列車活載、汽車荷載、由列車活載或汽車活載引起的動(dòng)力效應(yīng)（沖擊力）、曲線上的離心力及由活載引起的土側(cè)壓力、人群荷載、列車橫向搖擺力等?；究勺兒奢d（活載）列車活載、汽車荷載、由列車活載或汽車活載引起44一、列車活載

1.“中—活載”（鐵路標(biāo)準(zhǔn)活載）（P.25）某些軸重較大的車輛對(duì)小跨度橋梁的不利影響一、列車活載某些軸重較大的車輛對(duì)小跨度橋梁的不利影響452.“ZK活載”2.“ZK活載”46二、汽車荷載汽車荷載分為公路—I級(jí)和公路—Ⅱ級(jí)兩個(gè)等級(jí)。

二級(jí)公路為干線公路且重型車輛多時(shí)，其橋涵的設(shè)計(jì)可采用公路—I級(jí)汽車荷載。四級(jí)公路上重型車輛少時(shí)，其橋涵設(shè)計(jì)所采用的公路—Ⅱ級(jí)車道荷載的效應(yīng)可乘以0.8的折減系數(shù),車輛荷載的效應(yīng)可乘以0.7的折減系數(shù)。

二、汽車荷載二級(jí)公路為干線公路且重47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。

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48車道荷載車道荷載由均布荷載和集中荷載組成。1.公路-I級(jí)車道荷載均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk=10.5kN/m；集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算跨徑小于或等于5m時(shí)，Pk=180kN；計(jì)算跨徑等于或大于50m時(shí)，Pk=360kN；計(jì)算跨徑在5m~50m之間時(shí)，PK值采用直線內(nèi)插求得。計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值PK應(yīng)乘以1.2的系數(shù)。2.公路-Ⅱ級(jí)車道荷載均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk和集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值PK按公路-Ⅰ級(jí)車道荷載的0.75倍采用。車道荷載車道荷載由均布荷載和集中荷載組成。49車輛荷載車輛荷載50汽車荷載的加載方式1.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。2.車道荷載橫向分布系數(shù)應(yīng)按照設(shè)計(jì)車道數(shù)如下圖布置車輛荷載來進(jìn)行計(jì)算。汽車荷載的加載方式51橋梁設(shè)計(jì)車道數(shù)橋梁設(shè)計(jì)車道數(shù)52汽車荷載效應(yīng)的橫、縱向折減1.車道數(shù)大于2時(shí)，汽車荷載效應(yīng)可進(jìn)行折減，但不小于2車道效應(yīng)。注：折減后的效應(yīng)不得不小兩設(shè)計(jì)車道的荷載效應(yīng)。2.計(jì)算跨徑大于150m時(shí)，可按下表進(jìn)行縱向折減。注：當(dāng)為多跨連續(xù)結(jié)構(gòu)時(shí)，整個(gè)結(jié)構(gòu)應(yīng)按最大計(jì)算跨徑考慮汽車荷載效應(yīng)的縱向折減。汽車荷載效應(yīng)的橫、縱向折減1.車道數(shù)大于2時(shí)，53公路橋涵：計(jì)算跨徑小于或等于50m時(shí)，人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值為3kN/m2；計(jì)算跨徑等于或大于150m時(shí)，人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值為2.5kN/m2；計(jì)算跨徑在50m~150m之間時(shí)，可線性內(nèi)插。城鎮(zhèn)郊區(qū)行人密集地區(qū)的公路橋梁，人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值取為上述值的1.15倍。專用人行橋梁，人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值為3.5kN/m2三、人群荷載：三、人群荷載：54鐵路橋涵：1.道碴橋面和明橋面的人行道按4.0KPa，人工養(yǎng)護(hù)的道碴橋面尚應(yīng)考慮養(yǎng)護(hù)時(shí)人行道的堆碴荷載。2.設(shè)計(jì)主梁時(shí)，人行道的豎向靜荷載不與列車活載同時(shí)計(jì)算；為允許城鎮(zhèn)居民通行而加寬的人行道，則應(yīng)與列車活載同時(shí)計(jì)算，采用的數(shù)值可按實(shí)際情況確定。鐵路橋涵：55

鐵路：列車豎向動(dòng)力作用等于列車靜活載乘以動(dòng)力系數(shù)（1+μ）。目前規(guī)范規(guī)定的動(dòng)力系數(shù)大小與橋型及跨徑有關(guān)?？鐝皆酱鬀_擊系數(shù)越小。公路：根據(jù)橋梁的豎向自振頻率(結(jié)構(gòu)基頻)進(jìn)行計(jì)算。四、沖擊力四、沖擊力56第三章-橋梁設(shè)計(jì)荷載課件57

鐵路：列車在曲線橋梁上運(yùn)行時(shí)需計(jì)算離心力。

公路：彎道橋的曲線半徑等于或小于250m時(shí)應(yīng)計(jì)算汽車荷載引起的離心力。離心力系數(shù)：

式中：V為設(shè)計(jì)速度（Km/h）；R為曲線半徑（m）。五、離心力式中：V為設(shè)計(jì)速度（Km/h）；五、離心力58分為均勻溫差（年溫差）和日照溫差（梯度溫度）。均勻溫差應(yīng)從受到約束時(shí)的結(jié)構(gòu)溫度開始，考慮最高和最低有效溫度的作用效應(yīng)。日照溫差的計(jì)算模式公路、鐵路有所不同。鐵路采用指數(shù)模式。六、溫度作用六、溫度作用59公路梯度溫差計(jì)算模式：梯度溫度作用結(jié)構(gòu)類型T1T2混凝土鋪裝256.750mm瀝青混凝土鋪裝206.7100mm瀝青混凝土鋪裝145.5砼上部結(jié)