第第2章章 设计荷载设计荷载第一第一节 永久荷永久荷载第二第二节 可可变荷荷载第三第三节 偶偶尔荷荷载第四第四节 荷荷载组合合 第一节第一节 永久荷载永久荷载永永久久荷荷载：亦亦称称恒恒载，在在设计运运用用期期内内其其值不不随随时间变化化，或或其其变化化与与平平均均值相相比比忽忽略略不不计。永永久久荷荷载包包括括：构构造造自自重重、桥上上附附加加恒恒载桥面面、人人行行道道及及附附属属设备、作作用用于于构构造造上上的的土土重重及及土土侧压力力、根根底底变位位影影响响力力、水水浮浮力、混凝土收力、混凝土收缩和徐和徐变的影响力等。的影响力等。 对于于预应力构造力构造 按正常运用极限形状按正常运用极限形状设计时：预加加应力属力属永久荷永久荷载； 按承按承载才干极限形状才干极限形状设计时：预加加应力不力不作作为荷荷载，而将，而将预应力筋作力筋作为构造抗力的一构造抗力的一部分。部分。 但在超静定构造中，由但在超静定构造中，由预加力引起的次内加力引起的次内力力应属永久荷属永久荷载。未作明确未作明确阐明。明。 各种永久荷各种永久荷载的取的取值与与计算，算，详见条文。条文。 公路桥涵设计采用的作用分为永久作用、可变作用和偶尔作用三类. 公路桥涵构造设计应思索构造上能够同时出现的作用，按承载才干极限形状和正常运用极限形状进展作用效应组合，取其最不利效应组合进展设计： 只需在构造上能够同时出现的作用，才进展其效应的组合。当构造或构造构件需做不同受力方向的验算时，那么应以不同方向的最不利的作用效应进展组合。 当可变作用的出现对构造或构造构件产生有利影响时，该作用不应参与组合。实践不能够同时出现的作用或同时参与组合概率很小的作用，不思索其作用效应的组合。 施工阶段作用效应的组合，应按计算需求及构造所处条件而定，构造上的施工人员和施工机具设备均应作为暂时荷载加以思索。组合式桥梁，当把底梁作为施工支撑时，作用效应宜分两个阶段组合，底梁受荷为第一个阶段，组合梁受荷为第二个阶段。 多个偶尔作用不同时参与组合。第二节第二节 可变荷载可变荷载可变荷载设计运用期内其值随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略的荷载。一、根本可变荷载包括：列车活载、汽车或平板挂车或履带车、由列车活载和汽车活载引起的冲击力、曲线上的离心力、由活载引起的土侧压力。公路桥中的人群荷载。铁路桥梁的列车横向摇摆力等。一列车活载v列车由机车和车辆组成，机车和车辆类型很多，轴重、轴距各异。v为规范设计，我国根据机车车辆轴重、轴距对桥梁不同影响及思索车辆的开展趋势，制定了中华人民共和国铁路规范活载图式。v简称“中活载v中活载160km/h、200km/hvZK活载250km/h、300km/h以上高速“ZK活活载分分规范活范活载和特种活和特种活载：加载时，规范活载计算图式可恣意截取单线或双线桥跨：各线均应计入ZK活载作用。多于双线桥跨：应按以下最不利情况思索：1按双线在最不利位置接受ZK活载，其他线路不接受列车荷载；2一切线路在最不利位置接受75的ZK活载。空车活载按10kN/m计算。“ZK活活载分分规范活范活载和特种活和特种活载规定：加载时，规范活载计算图式可恣意截取双线桥跨：两线活载之和的90%横向稳定检算：空车+最大横向风力为最不利，空车活载规范值为10kN/m“中中活活载分普通活分普通活载和特种活和特种活载二二 汽汽车、平板挂、平板挂车和履和履带车荷荷载 -旧公路旧公路规范范 设计荷荷载 大大量量、经常常出出现的的汽汽车荷荷载，以以车队方方式式陈列。列。汽汽10级、汽汽15级、汽汽20级、汽汽超超20级 验算荷算荷载 偶偶尔、个、个别出出现的平板挂的平板挂车或履或履带车。挂挂80、挂、挂100、挂、挂120、履、履带50v每一车队有一重车，主车数量不限。v三、四行车队时可折减20%和30%，但不小于两行车队计算的结果。 v履带车纵向可思索多辆行驶，但两车净距不小于50mv平板挂车全桥均以经过一辆计算v平板挂车和履带车荷载应靠中以慢速行驶v验算时，不思索冲击力、人群荷载和其它非经常作用在桥上的各种外力。JTGB01-2019v汽车荷载分为公路级和公路级两个等级。v汽车荷载由车道荷载和车辆荷载组成。车道荷载由均布荷载和集中荷载组成。v桥梁构造的整体计算采用车道荷载；v桥梁构造的部分加载、涵洞、桥台和挡土墙土压力等的计算采用车辆荷载。v车道荷载与车辆荷载的作用不得叠加。新规范车道荷载的计算图式KqPK 多多车道道桥梁的汽梁的汽车荷荷载应思索折减。当思索折减。当桥涵涵设计车道数道数22时，汽，汽车荷荷载产生的效生的效应 应该按表按表6.0.6-26.0.6-2规定的多定的多车道横向折减系数道横向折减系数进展折减，但折展折减，但折减后的效减后的效应不得小于两条不得小于两条设计车道的荷道的荷载效效应。三冲击力三冲击力 车辆以一定速度过桥时，由于动力影响，桥梁实践产生的活载应力和变形大于按活载静重计算所得的结果，这种动力效应常称为冲击作用。根据以往的实验研讨成果，构成桥梁动力影响的要素主要有：列车以一定速度过桥时引起桥跨振动；轮对过钢轨接头时有冲击作用；蒸汽机车动轮上的平衡重在随动轮高速旋转中由于离心力引起的锤击作用；桥上轨道竖向和横向不平顺引起桥梁改动振动；桥头线路路面不平整，车轮不圆等。桥梁设计时中以活载静重乘上动力系数来反映这种影响。铁路桥动力系数1+公路桥冲击系数动力系数或冲击系数公式中思索了不同类型桥跨、跨度和加载长度的影响。v铁路路桥动力系数力系数 1+ 混凝土梁混凝土梁 钢板梁及板梁及钢桁梁桁梁 实腹腹钢筋混凝土拱和石砌拱筋混凝土拱和石砌拱桥 空腹空腹钢筋混凝土无筋混凝土无铰拱拱桥和系杆拱和系杆拱桥 空腹有空腹有铰拱拱桥v现行行铁路路规范范铁路路桥动力系数力系数 1+ 简支或延支或延续钢桥跨构造和跨构造和钢墩台墩台 钢与与钢筋混凝土板构成的筋混凝土板构成的结合梁合梁 v现行行铁路路规范范铁路路桥动力系数力系数 1+钢筋筋混混凝凝土土的的、混混凝凝土土的的、石石砌砌的的桥跨跨构构造造及及涵涵洞洞、刚架架桥，其其顶上上填填土土厚厚度度1.0m从从轨底底算算起起时不不计冲冲击力。当小于力。当小于1.0m时 空腹式空腹式钢筋混凝土拱筋混凝土拱桥的拱圈和拱肋的拱圈和拱肋v85规范范 公路公路桥冲冲击系数系数 结构种类结构种类冲击系数冲击系数混凝土梁、混凝土梁、刚构、拱上构造、构、拱上构造、柱式墩石柱式墩石混凝土拱混凝土拱桥的主拱的主拱钢主桁、主桁、结合梁、合梁、桥面系、面系、钢墩台等墩台等吊吊桥的主桁、主索或主的主桁、主索或主链、塔架塔架 新的 通用规范JTG D60规定，汽车荷载冲击力应按以下规定计算： 1 钢桥、钢筋混凝土及预应力混凝土桥、圬工拱桥等上部构造和钢支座、板式橡胶支座、盆式橡胶支座及钢筋混凝土柱式墩台，应计算汽车的冲击作用。 2 填料厚度包括路面厚度等于或大于0.5m的拱桥、涵洞以及重力式墩台不计冲击力。 3 支座的冲击力，按相应的桥梁取用。 4 汽车荷载的冲击力规范值为汽车荷载规范值乘以冲击系数 5 冲击系数可按下式计算： 当 Hz时， =0.05 当1.5Hz 14Hz时，=0.1767lnf0.0157 当 Hz时， =0.45 式中， f 为构造基频Hz。 6 汽车荷载的部分加载及在T梁、箱梁悬臂板上的冲击系数采用0.3。 桥梁构造的基频反映了构造的尺寸、类型、建筑资料等动力特性内容，它直接反映了冲击系数与桥梁构造之间的关系。不论桥梁的建筑资料、构造类型能否有差别，也不论构造尺寸与跨径能否有差别，只需桥梁构造的基频一样，在同样条件的汽车荷载下，就能得到根本一样的冲击系数。四离心力四离心力 车辆在曲线上运转产生离心力。公路桥上离心力较小，当曲线半径等于或小于250m时，才思索离心力的作用。离心力等于车辆荷载不计动力效应乘以离心力率离心力率离心力率对铁路荷载C不应大于0.15。离心力作用点：铁路轨顶以上2m，公路桥面以上1.2m五人群荷载五人群荷载v公路桥人群荷载普通规定为3kN/m2，v城市、郊区行人密集处可为3.5kN/m2。二、其他可二、其他可变荷荷载 包包括括：制制动力力或或牵引引力力、风力力、温温度度力力、流流水水压力力、水水压力力和和施施工工荷荷载等。等。对铁路桥梁，人行道荷载归为其他可变荷载。一制动力一制动力 v制制动力力 是是车辆减速或制减速或制动时的的惯性力。性力。v 方向：方向： 与行与行车方向一致。方向一致。v牵引力引力 是是车辆起起动或加速或加速时车辆与路面与路面v 或或钢轨间作用的摩阻力。作用的摩阻力。 v 方向：方向： 与行与行车方向相反。方向相反。v作用点：作用点：铁路路轨顶以上以上2m，v 公路公路桥面以上面以上1.2m。v但但在在计算算墩墩台台时移移至至支支座座中中心心处，不不计因因此此而而产生生的的竖向力和力矩。向力和力矩。公路公路规定：定：鉴于于车辆不能不能够全部同全部同时刹刹车v1或2车道桥，制动力按一行汽车车队总分量的10%，但不得小于一辆重车分量的30%。v4车道桥为上述数值的两倍。v制动力按计算长度内列车竖向静活载规范值的15%计算，牵引力按加载长度等于或小于30m内列车静活载规范值的30%计算，按控制者设计。v当设计桥墩台时，上述制动力和牵引力按10%和15%计算，按控制者设计。v当制动力与离心力同时计算时，制动力或牵引力按列车竖向静活载规范值的5%计算。v双线按一线计，多线按两线计。铁路路规定：定：二风力二风力根本根本风压值v规定，取平坦空阔地域、离地面高10m、重现期为100年的10min的平均最大风速计算根本风压强度。v铁路横向风荷载规范强度计算公式：v超静定构造存在多余约束，热胀冷缩将产生内力或支座反力。v静定和超静定构造，由于构造不同部位温度不同，内部将产生温差力。v规定：构造温度变形受外约束影响引起的温度力按构造平均温度计算。由于这种温度变化继续时间较长，对于混凝土构造在温度变化产生内力同时，混凝土徐变作用使温度影响力减小。可用折减弹性模量思索，去受压弹性模量的0.6倍公路0.7倍。三温度力三温度力四铁路桥上人行道荷载四铁路桥上人行道荷载 铁路人行道桥只思索巡道和维修人员通行，维修时放置钢轨、枕木、道碴等。道碴桥面：离梁中心线2.45m内按10kPa计；2.45m以外按4kPa。活载分项系数取1.4。明桥面：按4kPa计，活载分项系数取1.1。人行道板还应按竖向集中活载1.5kN检算。设计主梁时人行道活载不与列车活载同时计算。五施工荷载五施工荷载 施工荷载是指构造在施工过程中接受的荷载。包括：自重、人群、架桥机、风载、温度力、吊机或其他机具的荷载及在构件制造、运送、吊装时作用于构件上的暂时荷载。第三节第三节 偶尔荷载偶尔荷载 偶尔荷载指船只或漂流物排筏等撞击力和地震荷载。一一 船只或漂流物撞冲力船只或漂流物撞冲力 撞撞击力力按按静静力力法法计算算，假假定定船船筏筏作作用用于于墩墩的的有有效效动能能转化化为撞撞击力力F F所所做做的的功功。其其计算算公公式式为：(二二) 地震力地震力 v地震作用分竖直方向和程度方向，阅历阐明地震的程度运动是导致构造破坏的主要要素。构造抗震验算时普通只思索程度地震作用。v地震力大小的决议要素有：地面运动的剧烈程度、构造的动力特性、构造的质量等。v根本烈度：反映地震本身的猛烈程度。v设计烈度：是由设计者选用的。地震力的计算方法分静力法和动态法1、静力法、静力法 静力法是用一个程度方向作用的等效静止静力法是用一个程度方向作用的等效静止荷荷载表示地震表示地震对构造的作用。构造的作用。 其其计算公式如下：算公式如下： 静力法主要运用于刚度较大构造。规范规定：挡土墙、桥台用静力法计算地震力。2、反响、反响谱实际动态法主要有反响谱实际和时程分析法反响谱实际是一种简化的动态分析法，又称动静法。主要采用这种方法计算地震力。对于高墩或特大跨度的桥梁，应同时采用时程分析法，取最不利结果。1 1单质点地震力单质点地震力 2多质点系统地震力多质点系统地震力多质点系统由于地震引起的复杂振动可以看作自振振型的迭加。第四节荷载组合一荷载组合一荷载组合 总原那么：凡存在的永久荷载任一项，均应进展组合；凡能够出现的根本可变荷载项，除个别情况外应进展组合；纵向力与横向力不同时组合；对其他可变荷载的组合，根据同时作用的能够性，规范详细规定了某种荷载组合时，哪些荷载不同时参与组合。v1、一种或几种永久荷载与根本可变荷载相组合；v2、一种或几种永久荷载与根本可变荷载与一种或几种其他可变荷载相组合；v3、一种或几种永久荷载与施工荷载与一种或几种其他可变荷载相组合；v4、一种或几种永久荷载与根本可变荷载与一种偶尔荷载相组合。v最不利荷载组合控制设计的最不利的工况。 根据，对承载才干极限形状和正常运用极限形状，可以归纳出以下四类荷载效应组合：二普通组合算式与桥跨构造荷载组合系数二普通组合算式与桥跨构造荷载组合系数将要采用的铁路是以构造可靠性实际为根底，采用分项系数表达的概率极限形状设计法。对于有两种或两种以上的可变荷载参与组合情况，引入荷载效应组合系数对荷载规范值进展折减。荷载效应设计值普通计算式和归纳为：1 1普通组合算式普通组合算式2 2桥跨构造荷跨构造荷载分分项系数或系数或组合平安系数合平安系数可在相应的表格中查出。可在相应的表格中查出。 公路桥涵构造设计应思索构造上能够同时出现的作用，按承载才干极限形状和正常运用极限形状进展作用效应组合，取其最不利效应组合进展设计： 只需在构造上能够同时出现的作用，才进展其效应的组合。当构造或构造构件需做不同受力方向的验算时，那么应以不同方向的最不利的作用效应进展组合。 当可变作用的出现对构造或构造构件产生有利影响时，该作用不应参与组合。实践不能够同时出现的作用或同时参与组合概率很小的作用,思索其作用效应的组合。 施工阶段作用效应的组合，应按计算需求及构造所处条件而定，构造上的施工人员和施工机具设备均应作为暂时荷载加以思索。组合式桥梁，当把底梁作为施工支撑时，作用效应宜分两个阶段组合，底梁受荷为第一个阶段，组合梁受荷为第二个阶段。 多个偶尔作用不同时参与组合。按承载才干极限形状设计时的作用按承载才干极限形状设计时的作用或荷载效应组合或荷载效应组合公路桥涵构造的承载才干极限形状设计，按照能够出现的作用，将其分为两种作用效应组合，即根本组合和偶尔组合。作用效应的根本组合是指永久作用设计值效应与可变作用设计值效应的组合，这种组合用于构造的常规设计，是一切公路桥涵构造都应该思索的。作用设计值为作用的规范值乘以相应的分项系数。作用效应的偶尔组合是指永久作用规范值、可变作用代表值和一种偶尔作用规范值的效应组合，视详细情况，也可不思索可变作用效应参与组合。作用效应偶尔组合用于构造在特殊情况下的设计，所以不是一切公路桥涵构造都要采用的，一些构造也可采取构造或其他预防措施来处理。 规定，公路桥涵构造按承载才干极限形状设计时，应采用以下两种作用效应组合： 1 根本组合 永久作用的设计值效应与可变作用设计值效应相组合，其效应组合表达式为： 2 偶尔组合 永久作用规范值效应与可变作用某种代表值效应、一种偶尔作用规范值效应相组合。偶尔作用的效应分项系数取1.0；与偶尔作用同时出现的可变作用，可根据观测资料和工程阅历取用适当的代表值。地震作用规范值及其表达式按现行规定采用。公路桥涵构造的设计平安等级公路桥涵构造的设计平安等级 注：本表所列特大、大、中桥等系按表1.0.11中的单孔跨径确定，对多跨不等跨桥梁，以其中最大跨径为准；本表冠以“重要的大桥和小桥，系指高速公路和一级公路上、国防公路上及城市附近交通忙碌公路上的桥梁。按正常运用极限形状设计时的作用或荷载效应组合 在公路桥梁构造中，对于需求进展正常运用极限形状设计的构造，需求思索可变作用的短期效应组合和长期效应组合，其可变作用代表值采用频遇值和准永久值。众所周知，正常运用极限形状设计仅涉及构造构件的抗裂，裂痕宽度和挠度，其构造可靠度要比承载才干极限形状低得多。 可变作用的频遇值是指构造上较频繁出现的且量值较大的作用取值，但它比可变作用的规范值小，实践上由规范值乘以小于1.0的频遇值系数1得到。 可变作用的准永久值是指在构造上经常出现的作用取值，但它比可变作用的频遇值又要小一些，实践上是由规范值乘以小于1的准永久值系数2的得到。 规定，公路桥涵构造按正常运用极限形状设计时，应根据不同的设计要求，采用以下两种效应组合； 1 1 作用短期效应组合作用短期效应组合 永久作用规范值效永久作用规范值效应与可变作用频遇值效应相组合，其效应应与可变作用频遇值效应相组合，其效应组合表达式为：组合表达式为： 2 2 作用长期效应组合作用长期效应组合 永久作用规范值效应永久作用规范值效应与可变作用准永久值效应相组合，其效应与可变作用准永久值效应相组合，其效应组合表达式为：组合表达式为： 肚松衯宸&愮鐝D)? $?d悡!餯怉 扈鋹A 嘬貑d? 噡1/2019骞寸15鏈?-CRM鍦氱敤.files/imgr_logo.gif冣杁9/ERP鏂噡1/2019骞寸15鏈?-CRM鍦氱敤.files/logo.gif冟?A/ERP鏂噡1/2019骞寸15鏈?-CRM鍦敤.files/logo_compute.gif冡?疘1/ERP鏂噡1/2019骞寸15鏈?-瀵瑰啿鍔涢噺.files/ 9/ERP鏂噡1/2019骞寸15鏈?-瀵瑰啿鍔涢噺.files/0830.gif冧塖阇8/ERP鏂噡1/2019骞寸15鏈?-瀵瑰啿鍔涢噺.files/4-2.gif冨篰飁/ERP鏂噡1/2019骞寸15鏈?-瀵瑰啿鍔涢噺.files/imgr_logo.gif冨杁9/ERP鏂噡1/2019骞寸15鏈?-瀵瑰啿鍔涢噺.files/logo.gif冦旿?A/ERP鏂噡1/2019骞寸15鏈?-瀵瑰啿鍔涢噺.files/logo_compute.gif冧?疘4/ERP鏂噡1/2019骞寸15鏈?-灏忕櫧榧犲拰ERP.files/ 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