市政橋涵工程施工-橋梁上的 作16課件講解

市政橋涵工程施工橋梁上的作用

一、橋梁上的作用概述作用是指施加于結(jié)構(gòu)上的一組集中力或分布力，或引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束變形的原因。前者稱直接作用，也稱荷載，后者稱間接作用。按隨時(shí)間的變化情況分為：永久作用—在結(jié)構(gòu)使用期間，其量值不隨時(shí)間而變化，或其變化值與平均值比較可忽略不計(jì)的作用?？勺冏饔谩诮Y(jié)構(gòu)使用期間，其量值隨時(shí)間變化，且其變化值與平均值比較不可忽略的作用。偶然作用—在結(jié)構(gòu)使用期間出現(xiàn)的概率很小，一旦出現(xiàn)，其值很大且持續(xù)時(shí)間很短的作用。二、

永久作用包括：結(jié)構(gòu)重力、預(yù)加應(yīng)力、土的重力、土側(cè)壓力、混凝土收縮及徐變作用、混凝土收縮及徐變作用和基礎(chǔ)變位作用等七種。下面我們主要學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)重力的計(jì)算。1、結(jié)構(gòu)重力計(jì)算結(jié)構(gòu)物自身重力及橋面鋪裝、附屬設(shè)備等外加重力均屬于結(jié)構(gòu)重力，它們可按照結(jié)構(gòu)物的實(shí)際體積或設(shè)計(jì)擬定的體積乘以材料的容重計(jì)算。下表為橋梁工程中幾種常用材料的容重。材料種類容重(kN/m3)鋼筋、鋼構(gòu)件78.5鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土25.0～26.0水泥混凝土或?yàn)r青混凝土24.0填土17.0～18.0例題：一塊橋梁鋼筋混凝土實(shí)心板，長(zhǎng)6米，寬1米，高0.3米，計(jì)算其自重（KN）及荷載強(qiáng)度（KN/m）。解：板的體積V=6×1×0.3=1.8（m3）

板的容重r取26KN/m3板的自重G=V×r=1.8×26=46.8（KN）板的荷載強(qiáng)度，即每米板長(zhǎng)的重力：g=G/L=46.8/6=7.8（KN/m）三、可變作用包括：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、汽車制動(dòng)力、風(fēng)荷載、流水壓力、冰壓力、溫度作用、支座摩阻力等。下面我們主要介紹汽車荷載和人群荷載。1、汽車荷載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、橋臺(tái)和擋土墻土壓力等的計(jì)算采用車輛荷載。車道荷載與車輛荷載的作用不得疊加。

公路橋涵設(shè)計(jì)時(shí)，將汽車荷載分為公路-Ⅰ級(jí)和公路-Ⅱ級(jí)兩個(gè)等級(jí)，其荷載等級(jí)的確定參照下表。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)（1）車道荷載

車道荷載由均布荷載和集中荷載組成。公路-Ⅰ級(jí)車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值為qk=10.5kN/m；集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值Pk按以下規(guī)定選?。簶蚝?jì)算跨徑小于或等于5m時(shí)，Pk=270kN；橋涵計(jì)算跨徑大于或等于50m時(shí)，Pk=360kN；橋涵計(jì)算跨徑在5m～50m之間時(shí)，Pk值按直線內(nèi)插求得。計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值Pk乘以1.2的系數(shù)。公路-II級(jí)車道荷載的荷載標(biāo)準(zhǔn)值按公路-Ⅰ級(jí)車道荷載的0.75倍采用。車道荷載示意圖例：PK值采用直線內(nèi)插練習(xí)當(dāng)橋梁跨徑為L(zhǎng)=20米時(shí)PK的取值。解：PK的直線內(nèi)插公式為：PK=270+（L-5）÷（50-5）×（360-270）

將L=20米代入公式，可得到：PK=270+（20-5）÷（50-5）×（360-270）=270+30=300（kN）（2）車輛荷載公路-Ⅰ級(jí)和公路-Ⅱ級(jí)汽車荷載采用相同的車輛荷載標(biāo)準(zhǔn)值。車輛荷載布置如圖下所示。從圖中我們可以看到車輛的總重量為550KN，分為5個(gè)軸，最大軸重140KN。2．人群荷載

公路橋梁設(shè)置人行道時(shí)，應(yīng)同時(shí)計(jì)入人群荷載。人群荷載按下列情況采用：

當(dāng)橋梁計(jì)算跨徑小于或等于50m時(shí)，人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值為3.0kN/m2；當(dāng)橋梁計(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；當(dāng)橋梁計(jì)算跨徑在50～150m之間時(shí)，可由線性內(nèi)插得到人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值。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)值取上述規(guī)定值的1.15倍；專用人行橋梁，人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值為3.5kN/m2。四、偶然作用

1．地震作用

地震力是隨機(jī)變化的動(dòng)力作用，其值得大小取決于地震強(qiáng)烈程度和結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特征以及結(jié)構(gòu)或桿件的質(zhì)量。

2．船舶或漂流物的撞擊作用

位于通航河流或有漂流物的河流中的橋梁墩臺(tái)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮船舶或漂流物的撞擊作用。

3．汽車撞擊作用

橋梁結(jié)構(gòu)必要時(shí)可考慮汽車的撞擊作用。汽車撞擊力在車輛行駛方向取1000kN，在車輛行駛垂直方向取500kN，兩個(gè)方向的撞擊力不同時(shí)考慮，撞擊力作用于行車道以上1.2m處，直接分布于撞擊涉及的構(gòu)件上。五、作用效應(yīng)的組合

橋梁結(jié)構(gòu)通常要同時(shí)承受多種作用的作用，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，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)和正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行作用效應(yīng)組合。作用效應(yīng)組合時(shí)的內(nèi)容，由設(shè)計(jì)者根據(jù)實(shí)際情況確定，取其最不利效應(yīng)組合進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)注意以下幾個(gè)方面。①只有在結(jié)構(gòu)上可能同時(shí)出現(xiàn)的作用，才進(jìn)行其效