第3章 桥梁的设计荷载2021/7/11本章主要内容3.1 规范中有关设计荷载的规定规范中有关设计荷载的规定3.2 荷载组合荷载组合2021/7/12一一. . 作用分类作用分类2021/7/12021/7/13 3编号编号作用分类作用分类作用名称作用名称1永久作用（恒载）永久作用（恒载）结构重力（包括结构附加重力）结构重力（包括结构附加重力）2预加应力预加应力3土的重力土的重力4土侧压力土侧压力5混凝土收缩及徐变作用混凝土收缩及徐变作用6水的浮力水的浮力7基础变位作用基础变位作用8可变作用可变作用汽车荷载汽车荷载9汽车冲击力汽车冲击力10汽车离心力汽车离心力11汽车引起的土侧压力汽车引起的土侧压力12人群荷载人群荷载13风荷载风荷载14汽车制动力汽车制动力15流水压力流水压力16冰压力冰压力17温度影响力温度影响力 18支座摩阻力支座摩阻力21 偶然作用偶然作用 船只或飘流物撞击力船只或飘流物撞击力22地震力地震力2021/7/142.永久作用永久作用不随时间变化或基本不随时间变化的作用作用恒载（二）桥梁下部结构的恒载：由支座传递下来的结构重力、墩台本身的重力、土压力及水浮力等。（一）桥梁上部结构的恒载：结构重力 、附属设备等外加力。2021/7/153.可变作用可变作用p基本可变荷载基本可变荷载桥梁的使用荷载：车辆、人群、由车辆间 接引起的荷载车辆荷载车辆荷载人群荷载人群荷载汽车冲击力汽车冲击力离心力离心力汽车、平板挂车或履带车引起的土侧压力汽车、平板挂车或履带车引起的土侧压力2021/7/16p其它可变荷载其它可变荷载风力中小桥按静风压计算，大桥按动力计算汽车制动力计算支座及桥墩时使用温度影响力日照及常年温差支座摩阻力、流水压力及冰压力计算桥墩时使用2021/7/174.偶然作用偶然作用p地震力地震力 由于地震波在土中传播，使震区发生地面运动桥梁由于地震波在土中传播，使震区发生地面运动桥梁基础首先受到外加的强迫运动，并导致整个桥梁的振动。基础首先受到外加的强迫运动，并导致整个桥梁的振动。地震力是指强烈的地面运动引起结构自身的惯性力（加地震力是指强烈的地面运动引起结构自身的惯性力（加速度与质量的乘积）。它不仅与地面运动的强烈程度有速度与质量的乘积）。它不仅与地面运动的强烈程度有关，也与结构的动力特性有关，还与桥梁所在处的地质关，也与结构的动力特性有关，还与桥梁所在处的地质情况有关。情况有关。2021/7/18地震力的计算地震力的计算p震级：里氏（震级：里氏（RichterRichter），地震的强弱，最大），地震的强弱，最大8.98.9级（唐山级（唐山7.87.8级）级）p烈度：麦氏（烈度：麦氏（MercalliMercalli），地震对地面结构的破坏程度，分为），地震对地面结构的破坏程度，分为1212级级（基本烈度）（基本烈度）p设计烈度：抗震设计中所采用的地震基本烈度（小于设计烈度：抗震设计中所采用的地震基本烈度（小于7 7度不考虑），度不考虑），可以大于（或小于）建桥地区的基本烈度可以大于（或小于）建桥地区的基本烈度p水平地震系数：水平地震系数：p计算方法：静力法、反应谱理论，动态时程分析计算方法：静力法、反应谱理论，动态时程分析p地震力的计算地震力的计算反应谱理论静力法2021/7/19地震烈度对桥梁结构的影响地震烈度对桥梁结构的影响 铁路桥梁抗震设计规范只适用烈度为铁路桥梁抗震设计规范只适用烈度为7 7度、度、8 8度、度、9 9度度的情况。的情况。 对设计烈度高于对设计烈度高于9 9度或有特殊抗震要求的建筑物及新度或有特殊抗震要求的建筑物及新结构，应进行专门的研究和设计。水平地震系数结构，应进行专门的研究和设计。水平地震系数K KH H依设计依设计烈度取值，当设计烈度分别为烈度取值，当设计烈度分别为7 7、8 8、9 9时，时，k kh h分别取分别取0.10.1，0.20.2，0.40.4； 对重要结构的桥梁结构，要采用动态抗震设计，及建对重要结构的桥梁结构，要采用动态抗震设计，及建立结构的动力计算公式，直接采用地震波进行动力分析。立结构的动力计算公式，直接采用地震波进行动力分析。2021/7/110p船只或漂流物撞击力船只或漂流物撞击力 船只或漂流物撞击力在有可能的条件下，应采船只或漂流物撞击力在有可能的条件下，应采用实测资料或模拟撞击试验进行计算，并依此进用实测资料或模拟撞击试验进行计算，并依此进行防撞设计。行防撞设计。偶然作用取其标准值为代表值。偶然作用应根据试验资料，结合工程经验确定其标准值。2021/7/111船舶撞击力船舶撞击力p撞击力计算撞击力计算p防撞措施（消能及阻尼作用）防撞措施（消能及阻尼作用）SOUTH PADRE ISLAND BRIDGE，Sept 15 2001, 8 died, reopened in Nov 21 2001 2021/7/112Sunshine Skyway Bridge, FL USA1954年年9月月1971年第二座桥开通年第二座桥开通1987年年4月新桥开通月新桥开通1980年年5月月9号被一空货号被一空货轮撞击，死轮撞击，死35人人2021/7/1135.公路桥梁上的汽车荷载公路桥梁上的汽车荷载(1)汽车荷载等级公路汽车荷载等级公路I级、公路级、公路 II级级(2)汽车荷载由汽车荷载由车道荷载车道荷载和和车辆荷载车辆荷载组成。两者组成。两者的作用不得叠加（取加载不利者）的作用不得叠加（取加载不利者）(3)车道荷载由均布荷载和集中荷载组成。车道荷载由均布荷载和集中荷载组成。(4)桥梁结构的整体计算采用车道荷载；桥梁结桥梁结构的整体计算采用车道荷载；桥梁结构的局部加载、涵洞、桥台、和挡土墙土压力等构的局部加载、涵洞、桥台、和挡土墙土压力等的计算采用车辆荷载。的计算采用车辆荷载。(5)加载：均布荷载满布于同号影响线区域，集加载：均布荷载满布于同号影响线区域，集中荷载只作用在相应影响线中的一个最大峰值处中荷载只作用在相应影响线中的一个最大峰值处2021/7/1142021/7/115公路等级与汽车荷载等级的关系公路等级与汽车荷载等级的关系公路公路等级等级高速高速公路公路一级一级公路公路二级二级公路公路三级三级公路公路四级四级公路公路汽车荷载汽车荷载等级等级公路公路I级级公路公路I级级公路公路II级级公路公路II级级公路公路II级级2021/7/116桥涵设计车道数桥涵设计车道数车道荷载的加载倍数由设计车道数决定车道荷载的加载倍数由设计车道数决定行车道2021/7/117多车道汽车荷载的横向折减多车道汽车荷载的横向折减设计车道数（条）设计车道数（条）横向折减系数横向折减系数21.030.7840.6750.6060.5570.5280.502021/7/118大跨度桥梁上汽车荷载的纵向折减大跨度桥梁上汽车荷载的纵向折减计算跨径计算跨径L0（m）纵向折减系数纵向折减系数150 L04000.97400 L0 6000.96600 L0 8000.95800 L0 10000.94L0 10000.93对多跨连续结构，按最大计算跨径进行纵向折减对多跨连续结构，按最大计算跨径进行纵向折减2021/7/119作用效应组合作用效应组合是指在确定出各种桥梁作用是指在确定出各种桥梁作用后，需要根据作用特性、桥梁结构特性、施工后，需要根据作用特性、桥梁结构特性、施工方法以及桥位处的环境等因素来决定各种作用方法以及桥位处的环境等因素来决定各种作用的取舍以及它们同时作用的可能性。的取舍以及它们同时作用的可能性。 6. 作用效应组合作用效应组合2021/7/120 1 1）只有在结构上可能同时出现的作用，才进行其效应的）只有在结构上可能同时出现的作用，才进行其效应的组合。当结构或结构构件需作不同受力方向的验算时，则应组合。当结构或结构构件需作不同受力方向的验算时，则应以不同方向的最不利的作用效应进行组合。以不同方向的最不利的作用效应进行组合。p作用效应组合的原则作用效应组合的原则 2 2）当可变作用的出现对结构或构件产生有利影响时，该作）当可变作用的出现对结构或构件产生有利影响时，该作用不应参与组合。用不应参与组合。 3 3）施工阶段作用效应的组合，应按计算需要及结构所处）施工阶段作用效应的组合，应按计算需要及结构所处条件而定，结构上的施工人员和施工机具均应作为临时荷载条件而定，结构上的施工人员和施工机具均应作为临时荷载加以考虑。加以考虑。 4 4）多个偶然作用不同时参与组合。）多个偶然作用不同时参与组合。 5 5）钢筋混凝土和预应力混凝土结构在进行结构构件的承）钢筋混凝土和预应力混凝土结构在进行结构构件的承载能力极限状态设计时，可不考虑混凝土收缩和徐变、温度载能力极限状态设计时，可不考虑混凝土收缩和徐变、温度作用效应参与组合；基础变位作用是否参与组合视具体情况作用效应参与组合；基础变位作用是否参与组合视具体情况确定；拱桥仍应考虑混凝土收缩和徐变、温度作用效应和基确定；拱桥仍应考虑混凝土收缩和徐变、温度作用效应和基础变位作用的组合。础变位作用的组合。2021/7/121p基本组合方式（公、铁）：基本组合方式（公、铁）：n作用效应基本组合，即仅考虑主力；作用效应基本组合，即仅考虑主力；n作用效应偶然组合，即主力与特殊荷载同时作用；作用效应偶然组合，即主力与特殊荷载同时作用；n作用短期效应组合，即主力与附加力同时作用；作用短期效应组合，即主力与附加力同时作用；n作用长期效应组合。即主力与附加力同时作用。作用长期效应组合。即主力与附加力同时作用。2021/7/122四川四川20102010年年8 8月月1919日日洪灾洪灾4 4桥垮塌桥垮塌 安县先林大桥、崇州怀远老定江大桥、华阳通济古桥和宝成铁路广汉石亭江铁路大桥等4座桥梁 崇州怀远老定江大桥垮塌 2021/7/1232021/7/1242021/7/125成都华阳通济桥发生垮塌 未造成人员伤亡 2021/7/126 结束语结束语若有不当之处，请指正，谢谢！若有不当之处，请指正，谢谢！