橋梁設(shè)計荷載講義講解84_第1頁
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本節(jié)內(nèi)容要點:作用的分類和組合各類作用的計算概率極限狀態(tài)設(shè)計法

第3章橋梁設(shè)計荷載一、作用的含義:直接作用:直接施加于結(jié)構(gòu)上的外力,如車輛、人群、結(jié)構(gòu)自重等,可用“荷載”這一術(shù)語來概括。

間接作用:不是以外力形式施加于結(jié)構(gòu),是間接作用于結(jié)構(gòu)的,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。返回永久作用結(jié)構(gòu)重力(包括結(jié)構(gòu)附加重力)預(yù)加力土的重力土側(cè)壓力混凝土收縮及徐變作用水的浮力基礎(chǔ)變位作用二、作用的分類公路橋涵設(shè)計采用的作用分為永久作用、可變作用和偶然作用三類。(公路橋梁)可變作用汽車荷載汽車沖擊力汽車離心力汽車引起的土側(cè)壓力人群荷載風(fēng)荷載汽車制動力流水壓力冰壓力溫度(均勻溫度和梯度溫度)作用支座摩阻力偶然作用船舶或漂流物的撞擊作用地震作用汽車撞擊作用(鐵路橋梁)一、永久作用的含義

指在設(shè)計使用年限內(nèi)其作用的位置、大小和方向不隨時間變化,或其變化值與平均值相比可忽略不計的作用(或荷載)。返回返回包括橋梁結(jié)構(gòu)自重、土側(cè)壓力、靜水壓力及水浮力、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的預(yù)加力,混凝土收縮和徐變的作用等。

3.1永久作用二、永久作用的計算1.結(jié)構(gòu)重力

結(jié)構(gòu)物自身重力(包括橋面鋪裝、附屬設(shè)施等附加重力),可按照結(jié)構(gòu)物的實際體積乘以材料的容重計算。

公路橋梁結(jié)構(gòu)的自重往往占全部設(shè)計荷載的很大部分,采用輕質(zhì)高強(qiáng)材料對減輕橋梁自重、增大跨越能力有重要意義。2.土側(cè)壓力

按其產(chǎn)生的條件,分為靜土壓力、主動土壓力和被動土壓力。主要在橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計時用到靜土壓力、主動土壓力。土的側(cè)壓力計算涉及到結(jié)構(gòu)形式、填料性質(zhì)、墩臺位移和地基變形,還與水文和外加荷載等因素有關(guān)。目前按庫侖理論推導(dǎo)的公式計算土側(cè)壓力。3.水的浮力

水浮力指由地表水或地下水通過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,可不計水浮力;對于碎石類土、砂類土、粘砂土等透水性地基上的墩臺,要考慮水浮力。對預(yù)應(yīng)力混凝土土橋梁結(jié)構(gòu),預(yù)加力在結(jié)構(gòu)構(gòu)正常使用極限限狀態(tài)設(shè)計和使用階段構(gòu)件件應(yīng)力計算時時,應(yīng)作為永久作用用計算其主效應(yīng)應(yīng)和次效應(yīng),計算時應(yīng)考考慮相應(yīng)階段段的預(yù)應(yīng)力損損失,但不計計由于偏心距距增大所引起起的附加效應(yīng);在結(jié)構(gòu)承載能力極限限狀態(tài)設(shè)計時預(yù)加應(yīng)力不不作為作用,而將預(yù)應(yīng)力力鋼筋作為結(jié)結(jié)構(gòu)抗力的一一部分,但在連續(xù)梁梁等超靜定結(jié)結(jié)構(gòu)中,仍需考慮預(yù)加力力的次效應(yīng)。。4.預(yù)加力5.混凝土收收縮及徐變作作用在外部超靜定定的混凝土橋橋、鋼和混凝土土的組合結(jié)構(gòu)構(gòu)等應(yīng)考慮混混凝土收縮及及徐變的作用用。混凝土收縮及徐變作用是長期存在并并一起作用的的?;炷列煨熳兊挠嬎?,可假定徐變變變形與混凝凝土應(yīng)力呈線線性關(guān)系并確定適當(dāng)?shù)牡男熳兿禂?shù)來來進(jìn)行?;炷潦湛s縮可按結(jié)構(gòu)降溫溫考慮?;A(chǔ)變位一旦旦發(fā)生,對結(jié)結(jié)構(gòu)的影響也也是長期的。?;A(chǔ)變位的的影響可按工工程實際情況況加以分析。6.基礎(chǔ)變位位作用一、可變作用用(活載)的的定義可變作用是指在設(shè)計使使用年限內(nèi)其其作用位置、大小和和方向隨時間變化,,且其變化值值與平均值相相比不可忽略略的作用。3.2可變作用返回1、汽車荷載汽車荷載分為為公路—I級和公路—II級。汽車荷載由車車道荷載和車車輛荷載組成成。車道荷載用于橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)的整體計算算(例如主梁梁、主拱和主主桁架等的計計算);車輛荷載用于局部加載載、涵洞、橋橋臺和擋土墻墻壓力等計算算。一、公路橋梁梁基本可變作作用(活載)3.2.1基本可變作用用(1)車道荷載的計算圖式示示于下圖中。。車道荷載均布荷載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值:集中荷載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值:當(dāng)橋梁計算跨跨徑小于等于于5m時,計算跨徑大于于等于50m時,計算跨徑在5m至50m之間時,按按直線內(nèi)插插求得。計算剪力效應(yīng)時,上述集中中荷載標(biāo)準(zhǔn)值值應(yīng)再再乘以1.2的系數(shù)。公路—Ⅰ級車道荷載取取值:車道荷載的特特點:(1)車道荷載的形形式簡明。在內(nèi)力影響響線上加載只只要已知影響響線面積與最最大坐標(biāo)值就就可以,加載載手續(xù)簡單,,電算和手算算工作量均較較少;(2)通過車道荷荷載中的均布荷載加集集中荷載的模模式可以解決決大、中、小小不同跨徑的的活載設(shè)計標(biāo)標(biāo)準(zhǔn),例如均布荷荷載的集度在在某跨徑區(qū)段段可采用跳躍躍變化以滿足足不同跨徑的的要求;(3)車道荷載中中的集中荷載載可采用雙值值,以滿足彎彎矩和剪力計計算的不同要要求;均布荷載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值和和集中荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值按按公路—Ⅰ級車道荷載的的0.75倍采用。公路—Ⅱ級車道荷載::(2)車輛荷載:公路—Ⅰ級和公路—Ⅱ級汽車荷載采采用相同的車車輛荷載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值。標(biāo)準(zhǔn)車輛荷荷載采用原橋橋規(guī)汽車—超20級荷載中總重重為550kN的加重車。車輛荷載以一一輛標(biāo)準(zhǔn)車表表示,其縱、、平面尺寸示示于圖1-3-2,主要技術(shù)指指標(biāo)規(guī)定于表表1-3-2。圖1-3-2車輛荷載的縱縱、平面尺寸寸車輛荷載在每每個設(shè)計車道道上布置一輛輛單車。車輛荷載的主主要技術(shù)指標(biāo)標(biāo)項目單位技術(shù)指標(biāo)車輛重力標(biāo)準(zhǔn)值550前軸重力標(biāo)準(zhǔn)值30中軸重力標(biāo)準(zhǔn)值2×120后軸重力標(biāo)準(zhǔn)值2×140軸距m3+1.4+7+1.4輪距m1.8前輪著地寬度及長度m0.3×0.2中、后輪著地寬度及長度m0.6×0.2車輛外形尺寸(長×寬)m15×2.5車輛荷載的作作用:除了以上談及及的用于局部加載等的作用外,車輛荷載載還用于荷載橫向分布布的計算。圖1-3-3車輛荷載橫向向布置0.51.81.31.82.50.62.5車道荷載的均均布荷載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值應(yīng)滿布于于使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生生最不利效應(yīng)的的同號影響線上;集中荷載載標(biāo)準(zhǔn)值只作作用于相應(yīng)影響線中中一個最大影響線峰峰值處。(3)汽車荷載的的有關(guān)規(guī)定如如下:汽車荷載分為為公路—I級和公路—II級兩個等級。。各級公路橋橋涵設(shè)計的汽汽車荷載等級級應(yīng)符合下表表規(guī)定:公路等級高速、一級公路二、三、四級公路汽車荷載等級公路—Ⅰ級公路—Ⅱ級注:二級公路為干干線公路且重重型車輛多時時,其橋涵的的設(shè)計可采用用公路—Ⅰ級汽汽車荷載。四級公路上重重型車輛少時時,其橋涵設(shè)設(shè)計所采用的公路——Ⅱ級車道荷荷載的效應(yīng)可可乘以0.8的折減系數(shù),,車輛荷載的的效應(yīng)可乘以以0.7的折減系數(shù)。。汽車荷載等級級車道荷載橫向分布系數(shù)數(shù)應(yīng)按設(shè)計車道數(shù)布置車輛荷載載進(jìn)行計算。。橋涵設(shè)計車道道數(shù)應(yīng)符合下下表規(guī)定。多多車道橋梁上上的汽車荷載載應(yīng)考慮多車道折減。當(dāng)橋涵設(shè)計計車道數(shù)等于于或大于2時時,由汽車荷荷載產(chǎn)生的效效應(yīng)應(yīng)按表格格規(guī)定的多車車道折減系數(shù)數(shù)進(jìn)行折減,,但折減后的效應(yīng)應(yīng)不得小于兩設(shè)計車道的荷載效應(yīng)。橋涵設(shè)計車道道數(shù)行車道寬度W(m)橋涵設(shè)計車道數(shù)車輛單向行駛時車輛雙向行駛時W<6.06.0≤W<10.510.5≤W<14.014.0≤W<17.517.5≤W<21.021.0≤W<24.524.5≤W<28.028.0≤W<31.56.0≤W<14.014.0≤W<21.021.0≤W<28.028.0≤W<35.012345678橫向折減系數(shù)數(shù)橫向布置設(shè)計車道數(shù)345678橫向折減系數(shù)0.780.670.600.550.520.50注:兩車道不不作折減。大跨徑橋梁上上的汽車荷載載應(yīng)考慮縱向向折減。當(dāng)橋梁計算跨跨徑L≥150m時,應(yīng)按表格格規(guī)定的縱向向折減系數(shù)進(jìn)進(jìn)行折減。當(dāng)當(dāng)為多跨連續(xù)續(xù)結(jié)構(gòu)時,整整個結(jié)構(gòu)均應(yīng)應(yīng)按最大計算跨徑徑考慮汽車荷載載效應(yīng)的縱向向折減。計算跨徑L(m)縱向折減系數(shù)計算跨徑L(m)縱向折減系數(shù)150≤L<400400≤L<600600≤L<8000.970.960.95800≤L<1000L≥10000.940.93縱向折減系數(shù)數(shù)(1)沖擊力力的產(chǎn)生活載以一定的的速度在橋上上行駛時,會會使橋梁發(fā)生生振動,產(chǎn)生生動力作用。。這種動力作作用會使橋梁梁的內(nèi)力和變變形較靜活載載作用時大。。這種現(xiàn)象就就統(tǒng)稱為沖擊擊作用。2.沖擊力(2)荷載沖沖擊力的計算算通常的做法是是:在橋梁動動載試驗的基基礎(chǔ)上提出近近似計算公式式,把動力問問題簡化為靜靜力問題來處處理。公路《橋規(guī)》稱μ為沖擊系數(shù)(3)汽車沖擊力計計算規(guī)定(新版本《04橋規(guī)》)1)鋼橋、鋼筋筋混凝土及預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝土土橋、圬工拱拱橋等上部構(gòu)構(gòu)造和鋼支座座、板式橡膠膠支座、盆式式橡膠支座及及鋼筋混凝土土柱式墩臺,,應(yīng)計算汽車車的沖擊作用用。2)填料厚度((包括路面厚厚度)等于大大于0.5m的拱拱涵涵以以及及重重力力式式墩墩臺臺不不計計沖沖擊擊力力。。3)支支座座的的沖沖擊擊力力,,按按相應(yīng)應(yīng)的的橋橋梁梁取用用。。4)汽汽車車荷荷載載的的沖沖擊擊力力標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值值為為汽汽車車荷荷載載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值值乘乘以以沖沖擊擊系系數(shù)數(shù)。。沖擊擊系系數(shù)數(shù)可可按按下下式式計計算算::式中中--結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)基基頻頻(())。。汽車車局局部部加加載載及及在在T梁、、箱箱梁梁懸懸臂臂板板上上的的沖沖擊擊系系數(shù)數(shù)采采用用1.3。簡支支梁梁橋橋結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的基基頻頻可可按按下下列列公公式式計計算算::式中中———結(jié)構(gòu)構(gòu)的的計計算算跨跨徑徑;;———結(jié)構(gòu)構(gòu)材材料料的的彈彈性性模模量量;;———結(jié)構(gòu)構(gòu)跨跨中中截截面面的的截截面面慣慣性性矩矩;;———結(jié)構(gòu)構(gòu)跨跨中中處處的的單單位位長長度度量量;;———結(jié)構(gòu)構(gòu)跨跨中中處處延延米米結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)重重力力;;———重力力加加速速度度。。(4)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的基基頻頻計計算算:連續(xù)續(xù)梁梁橋橋結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的基基頻頻可可按按下下列列公公式式計計算算::計算算連連續(xù)續(xù)梁梁的的沖沖擊擊力力引引起起的的正正彎彎矩矩效效應(yīng)應(yīng)和和剪剪力力效效應(yīng)應(yīng)時時,,采采用用;;計計算算連連續(xù)續(xù)梁梁的的沖沖擊擊力力引引起起的的負(fù)負(fù)彎彎矩矩效效應(yīng)應(yīng)時時采采用用。。3.汽車車離離心心力力(1))離離心心力力的的產(chǎn)產(chǎn)生生當(dāng)車車輛輛行行駛駛在在曲曲線線線線路路上上時時,,因因方方向向變變化化而而引引起起的的徑徑向向水水平平力力。。(2))汽汽車車離離心心力力的的計計算算當(dāng)彎彎道道橋橋的的曲曲線線半半徑徑等等于于或或小小于于250m時,,應(yīng)應(yīng)計計算算汽汽車車荷荷載載引引起起的的離離心心力力。。汽車車荷荷載載離離心心力力標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值值為車車輛輛荷荷載載(不計計沖沖擊擊力力)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值值乘乘以以離離心心力力系系數(shù)數(shù)C計算算。。C值按按下下式式計計算算::式中中::V————設(shè)計計行行車車速速度度(km/h);R————曲線線半半徑徑((m);離心心力力的的著著力力點點在在橋橋面面以以上上1.2m處,,為為計計算算方方便便也也可可移移至至橋橋面面上上,,不不計計由由此此引引起起的的作作用用效效應(yīng)應(yīng)。。計算算多多車車道道橋橋梁梁的的汽汽車車荷荷載載離離心心力力時時,,車車輛輛荷荷載載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值值應(yīng)應(yīng)乘以以橫橫向向折折減減系系數(shù)數(shù)。4.人群群荷荷載載(新新規(guī)規(guī)范范))(1)公路路橋橋人群群荷荷載載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值值按按下下列列規(guī)規(guī)定定采采用用::1)當(dāng)當(dāng)橋橋梁梁計計算算跨跨徑徑L≤≤50m時,,人人群群荷荷載載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值值為為3.0;當(dāng)當(dāng)橋橋梁梁計計算算跨跨徑徑L≥≥150m時,,人人群群荷荷載載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值值為為2.5;當(dāng)當(dāng)橋橋梁梁計計算算跨跨徑徑在在50m和150m之間間時時,,可可由由線線性性內(nèi)內(nèi)插插得得到到人人群群荷荷載載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值值。。對對跨跨徑徑不不等等的的連連續(xù)續(xù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu),,以以最最大大計計算算跨跨徑徑為為準(zhǔn)準(zhǔn)。。城市市郊郊區(qū)區(qū)行行人人密密集集地地區(qū)區(qū)的的公公路路橋橋梁梁,,人人群群荷荷載載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值值取取上上述述規(guī)規(guī)定定值值的的1.15倍。。專用用人人行行橋橋梁梁,,人人群群荷荷載載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值值3.5。2)人人群群荷荷載載在在橫橫向向應(yīng)應(yīng)布布置置在在人人行行道道的的凈凈寬寬度度內(nèi)內(nèi),,在在縱縱向向施施加加于于使使主主梁梁產(chǎn)產(chǎn)生生最最不不利利荷荷載載效效應(yīng)應(yīng)的的區(qū)區(qū)段段內(nèi)內(nèi)。。3)人人行行道道板板((局局部部構(gòu)構(gòu)件件))可可以以一一塊塊板板為為單單元元,,按按標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值值為為4.0的均均布布荷荷載載。。4)計計算算人人行行道道欄欄桿桿時時,,作作用用在在欄欄桿桿立立柱柱頂頂上上的的水水平平推推力力標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值值取取0.75kN/m;作用用在在欄欄桿桿扶扶手手上上的的豎豎向向力力標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值值取取1.0kN/m。二、、城城市市橋橋梁梁基基本本可可變變作作用用1.汽車車荷荷載載汽車車荷荷載載車輛輛荷荷載載車道道荷荷載載(1)車車道道荷荷載載城-A級汽汽車車荷荷載載城-B級汽汽車車荷荷載載P、qk依據(jù)據(jù)計計算算跨跨徑徑確確定定計算算彎彎矩矩q采用用標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值值qM,計計算算剪剪力力q采用用qQ.車道道荷荷載載計計算算取取值值表表跨徑/m城-A級城-B級qMqQPqMqQP2<L<2022.537.514019.025.013020<L<15010.015.03009.511160(2)車車輛輛荷荷載載60KN140KN140KN200KN160KN城-A車輛輛荷荷載載城-B車輛輛荷荷載載(3)車車道道折折減減系系數(shù)數(shù)橫向布置設(shè)計車道數(shù)12345≥6橫向折減系數(shù)1.001.000.800.670.600.552.沖擊擊系系數(shù)數(shù)車道道荷荷載載車輛輛荷荷載載3.人群群荷荷載載人行行道道板板((局局部部構(gòu)構(gòu)件件))按按人人群群荷荷載載集集度度5KN/m2或1.5KN的豎豎向向集集中中力力分分別別計計算算加載載長長度度L<20m城市市橋橋梁梁專用用人人行行橋橋加載載長長度度L≥≥20m城市市橋橋梁梁專用用人人行行橋橋1、列列車車活活載載列車車活活載載采采用用中中華華人人民民共共和和國國鐵鐵道道部部標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)活活載載((簡簡稱稱中中——活活載載))。。中——活活載載象象征征性性的的模模擬擬列列車車載載重重的的情情況況,,普普通通活活載載左左邊邊5個集集中中荷荷載載相相當(dāng)當(dāng)于于一一臺臺機(jī)機(jī)車車的的重重量量,,其其后后一一段段30m長的的均均布布荷荷載載大大致致與與兩兩臺臺煤煤水水車車及及另另一一臺臺機(jī)機(jī)車車相相當(dāng)當(dāng);;最最右右側(cè)側(cè)的的均均布布荷荷載載表表示示列列車車的的車車輛輛載載重重,,其其長長度度不不限限。。對跨跨度度很很短短的的橋橋,,往往往往由由3個個軸軸重重所所組組成成的的特特種種荷荷載載控控制制設(shè)設(shè)計計。。我國國制制定定新新的的列列車車活活載載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)應(yīng)應(yīng)與與國國際際鐵鐵路路聯(lián)聯(lián)盟盟((UIC))制定定的的活活載載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)一一致致。。三、、鐵鐵路路橋橋梁梁基基本本可可變變荷荷載載中一一活活載載圖圖式式雙線線橋橋跨跨結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)中中主主要要桿桿件件及及墩墩臺臺的的列列車車豎豎向向活活載載設(shè)設(shè)計計值值為為兩兩線線之之和和的的90%檢算算橋橋梁梁橫橫向向穩(wěn)穩(wěn)定定時時,,空空車車時時最最大大橫橫向向風(fēng)風(fēng)力力為為不不利利,,標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值值采采用用10KN/m2列車車動動力力效效應(yīng)應(yīng)列車車豎豎向向活活載載包包括括列列車車豎豎向向動動力力作作用用,,該該列列車車豎豎向向活活載載等等于于列列車車豎豎向向靜靜活活載載乘乘以以動動力力系系數(shù)數(shù)((1+μμ),其其動力力系數(shù)數(shù)應(yīng)按按系列列公式式計算算①簡支支或連連續(xù)的的鋼橋橋跨結(jié)結(jié)構(gòu)和和鋼墩墩臺::②鋼與與砼板板的結(jié)結(jié)合梁梁鐵路《橋規(guī)》用(1+μμ)表示示動力力系數(shù)數(shù)③鋼筋筋砼、、砼、、石砌砌的橋橋跨結(jié)結(jié)構(gòu)及及涵洞洞、剛剛架橋橋其頂頂上填填土厚厚度h≥1m時,不不計列列車豎豎向動動力作作用④空腹腹式鋼鋼筋砼砼拱橋橋的拱拱圈和和拱肋肋鐵路離離心力力著力力點作作用于于軌頂2m,C不應(yīng)大大于0.153列車離離心力力計算算4人群荷荷載老規(guī)范范:設(shè)設(shè)計人人行道道板時時,考考慮維維修時時堆放放道碴碴,離離梁中中心線線2.45m按10KPa,2.45m以外按按4KPa。新規(guī)范范:道道碴橋橋面和和明橋橋面的的人行行道4.0KPa人行道道板按按1.5KN檢算,,欄桿桿水平平推力力按0.75KN/m,立柱和和扶手手按1.0KN集中檢檢算1、列車車活載載四、高高速鐵鐵路橋橋梁基基本可可變荷荷載列車豎豎向活活載采采用ZK活載,,并符符合下下列規(guī)規(guī)定::①對于于單線線或雙雙線的的橋涵涵結(jié)構(gòu)構(gòu),各各線均均應(yīng)計計入ZK活載作作用;;②對于于多于于兩線線的橋橋涵結(jié)結(jié)構(gòu),,按下下列最最不利利情況況考慮慮;a.按兩條條線路路在最最不利利位置置承受受ZK活載,,其余余線路路不承承受列列車活活載;;b.所有線線路在在最不不利位位置承承受75%的ZK活載。。ZK標(biāo)準(zhǔn)活活載圖圖式ZK特種活活載圖圖式③設(shè)計計加載載,活活載圖圖式可可以任任意截截取。。對多多符號號影響響線,,在同同符號號影響響線各各區(qū)段段進(jìn)行行加載載,異異符號號影響響線分分下列列兩種種情況況考慮慮:a.異號影影響線線區(qū)段段長度度不大大于15m可不加加活載載b.大于15m,按空空車靜靜活載載10kN/m加載;;④空空車檢檢算各各部分分構(gòu)件件時,,按10kN/M計算;;⑤橋墩墩結(jié)構(gòu)構(gòu)或橋橋臺應(yīng)應(yīng)按實實際施施工及及養(yǎng)護(hù)護(hù)可能能進(jìn)行行檢算算。2、沖擊擊力列車豎豎向靜靜活載載乘以以動力力系數(shù)數(shù)1+μμμ系數(shù)取取值①橋跨跨結(jié)構(gòu)構(gòu)為加載載長度度<3.61m時按3.61m計算;;簡支支梁時時為梁梁的跨跨度;;n跨連續(xù)續(xù)時平平均跨跨度乘乘以下下列系系數(shù)N=21.20;N=31.30N=41.40N>51.50②涵洞洞及結(jié)結(jié)構(gòu)頂頂面有有填土土的承承重結(jié)結(jié)構(gòu),,當(dāng)頂頂面填填土厚厚He>3m,不計計列車車動力力作用用,當(dāng)當(dāng)He<3m按下式式計算算③計算算實體體墩臺臺、基基礎(chǔ)和和土壓壓力,,不計計動力力系數(shù)數(shù)④支座座動力力系數(shù)數(shù)的計計算公公式,,應(yīng)采采用相相應(yīng)的的橋跨跨結(jié)構(gòu)構(gòu)動力力系數(shù)數(shù)1+車輛制制動力力或(列車牽牽引力力)是是指車車輛在在剎車車或啟啟動時時為克克服車車輛的的慣性性力或或阻力力而在在路面面或軌軌道與與車輪輪之間間發(fā)生生的滑滑動摩摩擦力力。制動力力或牽牽引力力時墩墩臺設(shè)設(shè)計計計算的的重要要荷載載,是是作用用在橋橋上的的縱向向水平平力,,但兩兩者的的方向向相反反。1.制動力力汽車制制動力力作用用點一一般在在橋面面以上上1.2m處。列車制制動力力作用用點一一般在在軌頂頂以上上2m處3.2.2其他可可變作作用(1)汽車車荷載載制動動力可按下下列規(guī)規(guī)定計計算和和分配配:汽車荷荷載制制動力力按同同向行行駛的的汽車車荷載載(不不計沖沖擊力力)計計算,,并應(yīng)應(yīng)按本本規(guī)范范表4.3.1-5的規(guī)規(guī)定,,以使使橋梁梁墩臺臺產(chǎn)生生最不不利縱縱向力力的加加載長長度進(jìn)進(jìn)行縱縱向折折減。。一個設(shè)設(shè)計車車道上上由汽汽車荷荷載產(chǎn)產(chǎn)生的的制動動力標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值值按本本規(guī)范范第4.3.1條規(guī)規(guī)定的的車道道荷載載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值在在加載載長度度上計計算的的總重重力的的10%計計算,,但公公路——Ⅰ級級汽車車荷載載不得得小于于165kN;公路——Ⅱ級級汽車車荷載載不得得小于于90kN。同向行行駛雙雙車道道的汽汽車荷荷載制制動力力標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值為為一個個設(shè)計計車道道制動動力標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值值的兩兩倍;;同向向行駛駛?cè)囓嚨罏闉橐粋€個設(shè)計計車道道的2.34倍倍;同同向行行駛四四車道道為一一個設(shè)設(shè)計車車道的的2.68倍。。(2)列車制制動力的的計算::制動力或或牽引力力按列車車豎向靜靜活載的的10%計算。但但當(dāng)與離離心力或或列車豎豎向動力力作用同同時計算算時,制制動力或或牽引力力按列車車豎向靜靜活載的的7%計算。雙線橋應(yīng)應(yīng)采用一線的制制動力或或牽引力力;三線及及以上的的橋梁,,應(yīng)采用用兩線的制制動力或牽引力力。橋頭破壞壞棱體范范圍內(nèi)的的列車活活載所產(chǎn)產(chǎn)生的制制動力或或牽引力力不予計計算。制動力或或牽引力力作用在在軌頂以以上2m處,但計計算橋墩墩臺時移移至支座座中心處處,計算算臺頂活活載的制制動力或或牽引力力時移至至軌底,,計算剛剛架結(jié)構(gòu)構(gòu)時移至至橫桿中中線處,,均不計計移動作作用點所所產(chǎn)生的的豎向力力或力矩矩。采用特種種活載時時,不計計算制動動力或牽牽引力。。2.風(fēng)荷載(1)概述(2)風(fēng)力的計計算分析橋梁梁結(jié)構(gòu)的的強(qiáng)度、、剛度和和穩(wěn)定性性時,應(yīng)應(yīng)考慮風(fēng)風(fēng)荷載的的影響。。對大跨跨度的斜斜拉橋和和懸索橋橋以及高高聳的橋橋塔和橋橋墩,風(fēng)風(fēng)力的影影響更大大。當(dāng)風(fēng)以一一定速度度運動并并受到橋橋梁的阻阻礙時,,橋梁就就承受風(fēng)風(fēng)壓。風(fēng)風(fēng)壓分為為順風(fēng)向向和橫風(fēng)風(fēng)向;順風(fēng)向的的風(fēng)壓可可視為平平均風(fēng)壓壓或脈動動風(fēng)壓。。采用靜靜力計算算方法處處理平均均風(fēng)壓對對結(jié)構(gòu)的的影響;;對脈動動風(fēng)壓,,要按隨隨機(jī)振動動理論進(jìn)進(jìn)行分析析。(1)概述風(fēng)力可按按以下方方法計算算:風(fēng)力是風(fēng)風(fēng)壓與迎迎風(fēng)面積積的乘積積。(2)風(fēng)力的計計算:風(fēng)力指大大風(fēng)吹到到橋跨結(jié)結(jié)構(gòu)、橋橋墩臺和和列車時時所產(chǎn)生生的風(fēng)壓壓力。方方向與橋橋梁軸線線垂直的的風(fēng)力稱稱橫向風(fēng)風(fēng)力;方方向與橋橋梁軸線線一致的的風(fēng)力稱稱縱向風(fēng)風(fēng)力。其其計算與與橋跨結(jié)結(jié)構(gòu)所處處地區(qū)的的風(fēng)壓強(qiáng)強(qiáng)度與受受風(fēng)面積積有關(guān)。。風(fēng)荷載計算公公式:K1—風(fēng)載阻力系數(shù)數(shù)。K2—考慮地面粗糙糙度類別和梯梯度風(fēng)的風(fēng)速速高度變化修修正系數(shù)。該該系數(shù)反映出出風(fēng)壓隨地形形、地理條件件(一般地區(qū)區(qū)、谷地、山山口、沿海海海面等)的不不同變化而變變化的特征;;取值視實際際情況而定。。K3—地形地理條件件系數(shù)。W0—基本風(fēng)壓值((kN/m2)。一般參照《全全國基本風(fēng)壓壓分布圖》取取值;Awh—橫向迎風(fēng)面積積m2,按橋跨結(jié)構(gòu)構(gòu)各部分的實實際尺寸計算;3.溫度影響力對靜定結(jié)構(gòu),,氣溫的變化化通常只會導(dǎo)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的伸伸長或縮短;;在超靜定結(jié)結(jié)構(gòu)中,由于于氣溫的變化化引起的變形形受到約束,,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)產(chǎn)生相應(yīng)的附附加力。由于日照、驟驟冷等天氣情情況引起的溫溫差對靜定結(jié)結(jié)構(gòu)或超靜定定結(jié)構(gòu)均可能能產(chǎn)生附加力力。氣溫變化的幅幅度,可按橋橋梁所在地區(qū)區(qū)的氣溫條件件(一般取當(dāng)當(dāng)?shù)刈罡吆妥钭畹驮缕骄鶜鈿鉁兀┐_定。。氣溫變化值值,應(yīng)自結(jié)構(gòu)構(gòu)合龍時的溫溫度算起。4.支座摩阻力支座摩阻力是是上部結(jié)構(gòu)由由溫度等引起起的變位而產(chǎn)產(chǎn)生的,其作作用方向與上上部結(jié)構(gòu)的變變位方向相反反作用點在支支座處。支座摩阻力標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值按下式式計算:F=μWW—作用于活動支支座處由上部部結(jié)構(gòu)重力產(chǎn)產(chǎn)生的效應(yīng);;μ—支座的摩擦系系數(shù),按支座座種類取值。。二、船只或飄飄流物的撞擊擊力一、地震力三、汽車的撞撞擊力3.3偶然作用返回地震力是指強(qiáng)強(qiáng)烈的地面運運動引起結(jié)構(gòu)構(gòu)自身的慣性性力(加速度度與質(zhì)量的乘乘積)。它不不僅與地面運運動的強(qiáng)烈程程度有關(guān),也也與結(jié)構(gòu)的動動力特性有關(guān)關(guān),還與橋梁梁所在處的地地質(zhì)情況有關(guān)關(guān)。一、地震力豎直方向水平方向(導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破破壞的主要原原因)地震作用地震時地面最最大水平加速速度統(tǒng)計值(地震動峰值值加速度)≥1.0g進(jìn)行抗震設(shè)計計≥4.0g專門的抗震設(shè)設(shè)計和研究≤0.05g除特殊要求外外,采用簡易易設(shè)防二、船舶或漂漂流物的撞擊擊力1海輪撞擊作用用的標(biāo)準(zhǔn)值規(guī)規(guī)定船舶裝載量DWT(t)300050007500100002000030000橫橋向撞擊作用(kN)196002540031000358005070062100順橋向撞擊作用(kN)98001270015500179002535031050二.橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)必要時需考考慮汽車的撞擊作用:汽車撞擊荷載載在規(guī)定車輛輛行駛方向取取1000kN;在車輛行駛垂垂直方向取500kN,兩個方向的撞撞擊荷載不同同時考慮,撞撞擊荷載作用用于行車道以以上1.2m處,直接分布布于撞擊涉及及的構(gòu)件上。。一.作用效應(yīng)分類類3.4作用效應(yīng)組合合各種荷載并非非同時作用于于橋梁上,應(yīng)應(yīng)當(dāng)根據(jù)各種種荷載重要性性的不同和同同時作用的可可能性進(jìn)行適適當(dāng)?shù)慕M合,,按分項系數(shù)數(shù)的設(shè)計表達(dá)達(dá)式進(jìn)行設(shè)計計。承載能力極限限狀態(tài)正常使用極限限狀態(tài)公路、鐵路M計——按不利的荷載載組合,某截截面將出現(xiàn)最最大彎矩值Mj——截面所能承受受的最大彎矩矩限制應(yīng)力短期荷載下的的變形各種荷載組合合下的裂縫寬寬度1作用效應(yīng)組合合的分類(1)公路橋涵結(jié)構(gòu)構(gòu)按承載能力力極限狀態(tài)設(shè)設(shè)計時體現(xiàn)結(jié)構(gòu)的安安全性,以塑性理論為基礎(chǔ)?;窘M合:永永久作用的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)與可可變作用設(shè)計計值效應(yīng)(結(jié)構(gòu)的常規(guī)規(guī)設(shè)計)偶然組合:永久作用的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)與可可變作用某種種代表值效應(yīng)應(yīng)(結(jié)構(gòu)特殊情情況下的設(shè)計計)二、公路荷載載效應(yīng)組合應(yīng)采用以下兩兩種作用效應(yīng)應(yīng)組合:(1)基本組合。永永久作用的設(shè)設(shè)計值效應(yīng)與與可變作用設(shè)設(shè)計值效應(yīng)相相組合,其效效應(yīng)組合表達(dá)達(dá)式應(yīng)滿足為為:式中:—承載能力極限限狀態(tài)下作用用基本組合的的效應(yīng)組合設(shè)設(shè)計值;—結(jié)構(gòu)重要性系系數(shù),按表1-3-10規(guī)定的結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計安全等級級采用。對應(yīng)應(yīng)于設(shè)計安全全等級一級、、二級和三級級分別取不小小于1.1、1.0和0.9;公路橋涵結(jié)構(gòu)構(gòu)的安全等級級表1-3-10安全等級橋涵類型結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)一級特大橋、重要大橋1.1二級大橋、中橋、重要小橋1.0三級小橋、涵洞0.9——第i個永久作用效效應(yīng)分項系數(shù)數(shù),按下表采采用;永久作用效應(yīng)應(yīng)的分項系數(shù)數(shù)表1-3-11編號作用類別永久作用效應(yīng)分項系數(shù)對結(jié)構(gòu)的承載能力不利時對結(jié)構(gòu)的承載能力有利時1混凝土和圬工結(jié)構(gòu)重力(包括結(jié)構(gòu)附加重力)1.21.0鋼結(jié)構(gòu)重力(包括結(jié)構(gòu)附加重力)1.1~1.22預(yù)加力1.21.03土的重力1.20.94土側(cè)壓力1.41.05混凝土收縮及徐變作用1.01.06水的浮力1.01.07基礎(chǔ)變位作用混凝土和圬工結(jié)構(gòu)0.50.5鋼結(jié)構(gòu)1.01.0注:本表編號號1中,當(dāng)鋼橋采采用鋼橋面板板時,永久作作用效應(yīng)分項項系數(shù)取1.1;當(dāng)采用混凝凝土橋面板時時,取1.2?!趇個永久作用效效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值值;——汽車荷載效應(yīng)應(yīng)(含汽車沖沖擊力、離心心力)的分項項系數(shù),取=1.4。當(dāng)某個可變變作用在效應(yīng)應(yīng)組合中超過過汽車荷載效效應(yīng)時,則該該作用取代汽汽車荷載,其其分項系數(shù)應(yīng)應(yīng)采用汽車荷荷載的分項系系數(shù);對專為為承受某作用用而設(shè)置的結(jié)結(jié)構(gòu)或裝置,,設(shè)計時該作作用的分項系系數(shù)取與汽車車荷載同值;;——汽車荷載效應(yīng)應(yīng)(含汽車沖沖擊力、離心心力)的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值;——在作用效應(yīng)組組合中除汽車車荷載效應(yīng)((含汽車沖擊擊力、離心力力)、風(fēng)荷載載外的其他第第j個可變作用效效應(yīng)的分項系系數(shù),取=1.4,但風(fēng)荷載的的分項系數(shù)取取=1;——在作用效應(yīng)組組合中除汽車車荷載效應(yīng)((含汽車沖擊擊力、離心力力)外的其他他第j個可變作用效效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值值;——在作用效應(yīng)組組合中除汽車車荷載效應(yīng)((含汽車沖擊擊力、離心力力)外的其他他可變作用效效應(yīng)的組合系系數(shù)。當(dāng)永久久作用與汽車車荷載和人群群荷載(或其其他一種可變變作用)組合合時,人群荷荷載(或其他他一種可變作作用)的組合合系數(shù)0.80;當(dāng)除汽車荷載載(含汽車沖沖擊力、離心心力)外尚有有兩種其他可可變作用參與與組合時,其其組合系數(shù)取取=0.70,有三種可變變作用參與組組合時,其組組合系數(shù)取=0.60,有四種及多多于四種的可可變作用參與與組合時,取取=0.50。設(shè)計彎橋時,,當(dāng)離心力與與制動力同

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