第五章橋梁工程的荷載

第五章橋梁工程的荷載§5.1荷載類型§5.2荷載取值§5.3各種荷載的計(jì)算方法§5.4荷載組合5.1荷載類型（主要依據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》JTGD60-2004）1、永久作用：①結(jié)構(gòu)重力②預(yù)加力③土的重力④土側(cè)壓力⑤砼收縮及徐變⑥水的浮力⑦基礎(chǔ)變位作用§5.1.1荷載與作用直接作用————集中力或分布力間接作用————引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束變形的原因§5.1.2橋梁荷載類型作用的分類2、可變作用：（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；（7）風(fēng)荷載；（8）流水壓力；（9）冰壓力；（10）溫度作用；（11）支座摩阻力；3、偶然作用：（1）地震作用；（2）船舶或漂流物的撞擊作用；（3）汽車撞擊作用；5.2荷載取值§5.2.1代表值永久作用——標(biāo)準(zhǔn)值；可變作用——標(biāo)準(zhǔn)值、頻遇值、準(zhǔn)永久值、組合值；偶然作用——標(biāo)準(zhǔn)值；5.3荷載的計(jì)算方法一、結(jié)構(gòu)重力根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸和材料重度計(jì)算；二、預(yù)加應(yīng)力結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)，將預(yù)加應(yīng)力作為永久作用計(jì)算；結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)，預(yù)加應(yīng)力不作為作用計(jì)算，將預(yù)應(yīng)力鋼筋作為結(jié)構(gòu)抗力的一部分，但在超靜定結(jié)構(gòu)中需考慮預(yù)加力引起的次效應(yīng)；具體計(jì)算：見(jiàn)《預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)》三、汽車荷載1公路汽車荷載公路-Ⅰ級(jí)公路汽車荷載的分級(jí)公路-Ⅱ級(jí)車道荷載汽車荷載車輛荷載集中荷載均布荷載公路-Ⅰ級(jí)車道荷載均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值：10.5kN/m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50m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)。公路-Ⅱ級(jí)車道荷載其均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值和集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)取公路—Ⅰ級(jí)汽車荷載的車道荷載標(biāo)準(zhǔn)值的0.75倍車輛荷載公路—Ⅰ級(jí)和公路—Ⅱ級(jí)車輛荷載均采用一輛總重為550千牛的標(biāo)準(zhǔn)車。汽車荷載的加載方式車道荷載用于橋梁結(jié)構(gòu)整體計(jì)算車輛荷載用于橋梁結(jié)構(gòu)局部計(jì)算（橫隔梁、行車道板、橋臺(tái)或擋土墻的計(jì)算應(yīng)采用車輛荷載）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①均布荷載：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。車道荷載的最不利布置按教材78頁(yè)圖5-5布置；橫向多車道時(shí)，橫向布置最大車輛數(shù)目不應(yīng)超過(guò)設(shè)計(jì)車道數(shù)。②集中荷載：作用于相應(yīng)影響線中一個(gè)最大影響線峰值處。車輛荷載的橫向布置車輛的布置——按橋梁寬度確定車道數(shù)根據(jù)橋梁所在公路等級(jí)選用。汽車荷載的選用

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-Ⅱ級(jí)公路-Ⅱ級(jí)公路-Ⅱ級(jí)車道多、橋梁長(zhǎng)，出現(xiàn)最不利加載概率小，汽車荷載效應(yīng)折減；2、橫向折減橫向折減：車道數(shù)>2，79頁(yè)，表5-4；但折減后效應(yīng)≥2車道的荷載效應(yīng)；汽車荷載的折減1、縱向折減縱向折減：計(jì)算跨徑>150m，79頁(yè)，表5-3；多跨連續(xù)結(jié)構(gòu)，按最大跨折減；汽車荷載的折減城市橋梁汽車荷載《城市橋梁設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)》CJJ77-98城-A級(jí)城市橋梁汽車荷載城-B級(jí)車道荷載汽車荷載車輛荷載集中荷載均布荷載車輛荷載城-A級(jí)軸重700KN，適用于快速路、主干路；城-B級(jí)軸重300KN，適用于次干路、支路；縱、平面布置見(jiàn)80頁(yè)圖5-7；縱、平面布置見(jiàn)80頁(yè)圖5-8；車道荷載城-A級(jí)軸重700KN，適用于快速路、主干路；城-B級(jí)軸重300KN，適用于次干路、支路；車道荷載的均布荷載、集中荷載見(jiàn)82頁(yè)表5-5；車道荷載的均布荷載、集中荷載見(jiàn)82頁(yè)表5-5；車道荷載的縱、橫向布置見(jiàn)81頁(yè)圖5-10；四、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。

當(dāng)豎向活載包括沖擊力時(shí)，將靜活載產(chǎn)生的效應(yīng)乘以沖擊系數(shù)。

通常的做法是：為了考慮汽車荷載的沖擊作用，引入一個(gè)豎向動(dòng)力效應(yīng)的增大系數(shù)。即沖擊系數(shù)μ。（2）沖擊力的計(jì)算當(dāng)時(shí)，μ=0.05沖擊系數(shù)μ可按下式計(jì)算當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)，μ=0.45簡(jiǎn)支梁橋的基頻f的計(jì)算公式

跨中截面慣性矩；跨中處單位長(zhǎng)度的質(zhì)量；其他橋型的基頻f的計(jì)算公式，見(jiàn)附錄五城市橋梁的沖擊系數(shù)μ可按下式計(jì)算車道荷載沖擊系數(shù)L=20m，μ=0.2；L=150m，μ=0.1；車輛荷載沖擊系數(shù)式中μ的最大值不得超過(guò)0.4；五、人群荷載設(shè)有人行道的公路橋梁，人群荷載一般規(guī)定為3千牛/平方米，城市郊區(qū)行人密集區(qū)可為3.5千牛/平方米。詳見(jiàn)教材85頁(yè)的規(guī)定。城市橋梁，計(jì)算梁、桁架、拱及其他大跨結(jié)構(gòu)的人群荷載，根據(jù)加載長(zhǎng)度、人行道寬度來(lái)確定，見(jiàn)86頁(yè)表5-8，w≥2.4千牛/平方米。作用于欄桿頂水平推力按0.75kN/m考慮，作用于扶手豎向力按1.0kN/m來(lái)考慮。計(jì)算人行道板欄桿5.4荷載組合《新規(guī)范》規(guī)定：公路橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)上可能同時(shí)出現(xiàn)的作用，按承載能力極限狀態(tài)、正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行作用效應(yīng)組合，取其最不利組合進(jìn)行設(shè)計(jì)。承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，考慮的兩種作用效應(yīng)組合⑴基本組合；⑵偶然組合；正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，考慮的兩種作用效應(yīng)組合⑴作用短期效應(yīng)組合；⑵作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合；⑴基本組合永久作用設(shè)計(jì)值效應(yīng)+可變作用設(shè)計(jì)值效應(yīng)

基本組合的效應(yīng)組合值

結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)設(shè)計(jì)安全等級(jí)：一級(jí)，取1.1；二級(jí)，取1.0；三級(jí)，取0.9；參見(jiàn)教材103頁(yè)表5-27橋梁分類多孔跨徑總長(zhǎng)L（m）單孔跨徑Lk（m）特大橋L>1000Lk>150大橋100≤L≤100040≤Lk≤150中橋30<L<10020≤Lk<40小橋8≤L≤305≤Lk<20涵洞橋梁分類按跨徑大小分類

第個(gè)永久作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)；⑴恒載：按教材１０４頁(yè)表５-２８采用；⑵其它見(jiàn)教材104頁(yè)規(guī)定；

第個(gè)永久作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值；

汽車荷載效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)，取1.4；

汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）的標(biāo)準(zhǔn)值；

除汽車荷載外的其他第個(gè)可變作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)，取1.4；但風(fēng)荷載?。?１；

除汽車荷載效應(yīng)外的其他第個(gè)可變作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值；

除汽車荷載效應(yīng)外的可變作用效應(yīng)的組合系數(shù)；當(dāng)永久作用與汽車荷載和人群荷載（或其他一種可變作用）組合時(shí)，人群荷載（或其他一種可變作用）的組合系數(shù)取0.8；當(dāng)除汽車荷載外，尚有兩種