桥梁工程荷载组合学习资料

1．公路桥梁上的各种荷载和外力归纳为三类：永久荷载、可变荷载和偶然荷载。

2．按桥梁全长和跨径不同分为:小桥、中桥、大桥和特大桥。

3．斜拉桥的结构体系可以分为：悬浮体系、支撑体系、塔梁固结和钢构体系。

4．荷载横向分布系数的计算方法有：杠杆原理法、偏心压力法、横向铰接板法(梁）、横向钢结梁法、比拟正交异性板法等。

5．拱桥的拱上结构是由：拱圈和拱上建筑所构成。

6．行车道板的作用有：承力、保证桥梁整体性和把力传递到主梁。

7．拱桥的拱上结构按形式的不同可分为:实腹式拱桥和空腹式拱桥.8．在实践中，最常遇到的行车道板受力图式为：单向板、悬臂板和铰接悬臂板.9．按受力特点,桥梁形式可分为：梁式、拱式、刚架、组合体系桥和吊桥等。

10．按承重结构的截面形式划分，梁式桥可分为：板桥、肋板式桥、箱形桥。

11．斜拉桥拉索饿布置形式辐射式、竖琴式、扇形式和星式。

12．后张法预应力混凝土简支梁中预应力筋需要向梁端弯起，主要是为了满足:索具和减余剪力图的要求。

13．梁式桥支座布置原则是有利于墩台传递纵向水平力,有利于梁体的自由转动为原则。

14．拱桥按主拱圈的横截面形可分为：板拱、肋拱、双曲拱和箱形拱四类。

15．正常使用极限状态下的作用组合分为：作用短期效应组合和作用长期效应组合。

16．五点重合法是指对于空腹式板桥,在求其拱轴系数时认为：拱顶、两拱脚及两1/4垮径的压力线与拱轴线完全重合的方法。

17．锚具在梁端的布置应遵循:分散和均匀的原则。

18．公路桥梁上的各种荷载和外力归纳为三类;永久荷载、可变荷载和偶然荷载。

19．双曲拱桥的特点是：化整为零和集零为整.20．承载能力极限状态作用效用组合分为：基本组合和偶然组合。

21．桥梁由桥垮结构、桥墩、支座和基础四大部分组成。

22．拱桥有:支架施工、无支架和组合形式三大类施工方法.23．拱桥铰按其性质可分为：永久性铰和临时铰两种类型。

24．伸缩缝与变形缝的作用是：保证变形和阻止水渗入,车辆通行顺畅.25．拱轴线的类型主要有圆弧线拱、抛物线拱和悬链线拱三种。

浅析公路桥梁设计荷载及其组合摘要：桥梁工程是公路建设的重要组成部分，它的安全性和实用性如果得不到保障，就会对社会经济造成巨大损失。

车辆荷载是影响桥梁安全性的重要因素之一。

随着汽车业和运输业的不断发展，车辆超载的情况日益增加。

自改革开放以来,我国为了加大交流的力度和拓宽交流的范围,开始对交通建设投入更多的人力物力财力,旨在通过更加方便的交通来实现经济和文化交流。

在交通建设中,最受关注的就是公路和桥梁,而对于道路桥梁工程来说,最重要的莫过于设计荷载及其组合的确定,它的确定直接关乎整个工程的质量优劣,因此,公路桥梁的设计荷载便成为人们研究和探索的重点。

关键词：公路桥梁设计；荷载及其组合；分析讨论前言：每个国家规范公路桥梁的荷载效应是可以利用分项系数进行组合得出结论,而分项系统的恒载与活载、恒载或活载关于总荷载效应的比例有着十分密切的关系。

随着近些年来我国社会发展速度的加快,交通运输业获得了生机与活力,取得了飞速的发展,车辆往来日益增多。

车辆的增多,交通量的增大,使车辆在设计上载重性能与车型的增加都使汽车的负荷因素发生变化。

1.公路桥梁设计荷载及其组合时应注意的问题1.1公路桥梁安全性方面设计的首要任务就是选择经济、合理的设计结构，其次是结构分析与构件和连接的设计，许多设计者只追求经济的效益和外形结构的完美，但是忽视了公路桥梁设计最根本的理念就是安全性。

公路桥梁安全性问题的存在主要包括设计理论和结构构造的不完善。

设计者容易在结构设计过程中忽视施工可能存在的误差，对误差积累关注不足容易导致结构构造设计隐患。

公路桥梁设计的前提是选择最优化的结构设计，其次是结构分析与构件和连接的设计，设计过程中一定要采用规范给定的安全系数和可靠性指标，以保证该结构的安全性符合要求。

公路桥梁在设计的时候，需要考虑多方面内容。

但有一点是无论如何都不可以忽视的，那就是安全方面的问题。

可以说安全性方面的内容是一个公路桥梁设计的基本点，在进行公路桥梁荷载及其组合设计的时候，尤其是要考虑到安全性方面的问题。

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桥面的荷载的分类与组合
1．荷载的分类
作用在桥梁上的荷载主要有：
（1）恒载（静荷载及永久荷载）。

包括桥梁上部结构物自重及附属设备重、填土重及土压力等。

（2）车辆荷载（活荷载）及其影响力。

包括车辆荷载及其产生的冲击力、制动力以及所引起的土侧压力等。

（3）其它荷载及外力。

包括人群荷载、温度变化及混凝土收缩影响力、支座阻力、水的浮力、冰压力、漂浮物的撞击力以及施工荷载等。

2．荷载组合
桥梁的荷载组合常有两种：
（1）主要荷载组合。

由恒载、车辆荷载、汽车荷载的冲击力、车辆荷载引起的土侧压力及人群荷载组成。

（2）附加荷载组合。

①由恒载和平板挂车或履带车荷载组成（又称验算荷载组合）；②由主要荷载组合中的一种或几种荷载与可能同时作用的一种或几种荷载和外力组成。

标签：桥面的荷载的分类与组合恒载车辆荷载其它荷载及外力主要荷载组合附加荷载组合。

便， 可以将着 力点选在 桥面。 ．
我 国规范 的离心力标准值
数。
２ ． ２ 车辆荷载可靠度基本理论
选 取 七 个 曲 线 半 径 ，分 别 为 ７ ５ ｍ、 １ ０ ０ ｍ、 １ ２ ５ ｍ、 １ ５ ０ ｍ、 ２ ０ ０ ｍ、 ２ ５ ０ ｍ、 ３ ０ ０ ｍ，七 个设 计 车 速 ，分 别为 ４ ０ ｋ ｍ ／ ｈ 、 ５ ０ ｋ ｍ ／ ｈ 、 ６ ０ ｋ ｍ ／ ｈ 、 ７ ０ ｋ ｍ ／ ｈ 、 ８ ０ ｋ ｍ ／ ｈ 、 ９ ０ ｋ ｍ ／ ｈ 、 ｌ Ｏ Ｏ ｋ ｍ ／ ｈ ， ， 以此分别来 计算其 离心力标准值 。 我 国规定的不同曲线半径与车速其离心力标准
二十世纪三十年代初 期 ，许多 国内外学者 通过对桥梁空
辆不断 出现 。 车辆超载运输使公路桥梁 的使用寿命大大 的降低 了， 所 以． 当前我 国公 路桥梁荷 载标准 还是否使 用 已经成 为 了
社会 广泛关注的焦点。 １ 我 国公路桥梁 的荷载标准研究现状 ２ ０ ０ ４年公路桥梁 的荷载标准把汽 车荷 载由原来 的车 队荷 载模式转 变成车道荷 载模 式 ． 经过 细致 的比较 ， 提出 了均 布荷
２ 车辆荷载研究的几种基本理论 ２ ． １ 随机过程基本 理论 随机过程是一 门研究某种 随机现象随 时间变化 的规律性
其中， ｖ代表设计速 度 ， 单位 为 ｋ ｍ ／ ｈ ； Ｒ代 表曲线半径 ， 单
位为 ｍ。 在计算 多车道桥梁 的汽 车荷载离心力时 ，荷载标 准值应 该按规范进行横 向折减 。 我 国相关规范规定 离心力 的着力点的 选择可 以在桥面 以上的 １ ． ２ 米 处 ，在实 际计算过程 中，为 了简
计基准期和设计使用年限并不相同。

加固效果评价与监测
评价方法：采用多种方法对加固效果进行评价，包括外观检查、无损检测、荷载试验等。 监测手段：采用先进的监测手段对桥梁进行实时监测，及时发现和解决潜在问题。 加固效果评估：根据评价结果对加固效果进行评估，确保桥梁安全可靠。 监测周期：根据桥梁的重要性和使用情况确定监测周期，确保及时发现问题并进行处理。
07
未来发展趋势与挑战
未来发展趋势预测
智能化：利用先进技术提高桥梁荷载的监测和预测能力 绿色化：推广环保材料和节能技术，降低桥梁对环境的影响 数字化：利用大数据和云计算技术，提高桥梁荷载数据的处理和分析能力 国际化：加强国际合作，推动桥梁荷载领域的共同发展
面临的挑战与机遇
挑战：技术更新换代快，需要不断学习和掌握新知识 机遇：随着科技的发展，公路桥梁建设将更加智能化、绿色化 挑战：市场竞争激烈，需要不断提高产品质量和服务水平 机遇：国家政策支持，为公路桥梁建设提供了更多的发展机遇
荷载规范：根据国家或行 业标准制定，确保桥梁安 全性和耐久性
荷载对公路桥梁的影响
荷载类型：恒荷载、活荷载、偶然荷载等 荷载对公路桥梁的影响：长期使用、疲劳损伤、自然灾害等 荷载标准：根据不同等级的公路桥梁，制定相应的荷载标准 荷载计算方法：通过计算模型、经验公式等方法，确定公路桥梁的荷载值
03
公路桥梁荷载标准
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荷载定义：指作用在桥梁上的各种外力， 包括恒载、活载、风载、雪载等
荷载分类：永久荷载、可变荷载、偶然荷 载等
公路桥梁荷载特点
公路桥梁荷载类型：永久 荷载、可变荷载、偶然荷 载
荷载组合方式：基本组合、 偶然组合
荷载取值：根据桥梁跨度、 结构形式、材料等因素确 定
荷载效应：桥梁在荷载作 用下的变形、内力、稳定 性等

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离心力
• 车辆在曲线上运行产生离心力。公路桥上离心力较小，当曲线半径等于或小于250m时，才考虑离心力的作 用。
• 离心力等于车辆荷载（不计动力效应）乘以离心力系数(率)
• 离心力系数(率)
2
C
• 离心力作用点：公路桥面以上1.2m
127r
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风荷载
• 当风以一定速度运动并受到桥梁阻碍时，桥梁就承受到风压。因此，桥梁结构设计时，应考虑风荷载(wind load)。对大跨度的斜拉桥、悬索桥以及高耸的桥塔和桥墩等，尤其如此。
当f<1.5 Hz时，μ=0.05 当1.5Hz f 14Hz时，μ=0.1767lnf－0.0157 当f >14Hz时, μ=0.45 式中， f 为结构基频（Hz）。
6. 汽车荷载的局部加载及在T梁、箱梁悬臂板上的冲击系数:采用μ=0.3。
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• 计算冲击力引起的连续梁正弯矩效应和剪力效应时，采用f1；计算 负弯矩效应时，采用f2 。
第42页共53页作用效应组合combinatieffects为了保证桥梁结构的安全和使用需要根据作用的特性桥梁结构的特性施工方法以及桥位处的环境等因素针对结构的丌同状冴丌同安全等级丌同设计或验算内容确定各种作用效应的叏舍以及各种作用效应对结构的共同效果叠加值即作用效应组合
• 本章主要介绍各类作用的基本概念和计算方法. 实际设计时作用的取值按:
• 设计基准期(design reference period) 简单地讲，它就是在确定某些作用(这些作用的最大值概率分布与时间有关，如风荷载、车辆活载等)的
标准值时需要人为规定的一个基准时间参数。对桥梁结构，设计基准期通长取100年。 • 注意!! 设计基准期≠使用寿命。

1.桥跨结构是在线路中断时跨越障碍的主要承重结构.2.桥墩和桥台是支承桥跨结构并将恒载和车辆等活载传至地基的建筑物.3.支座：一座桥梁中在桥跨结构与桥墩或桥台的支承处所设置的传力装置，称为支座，它不仅要传递很大的荷载,并且要保证桥跨结构能产生一定的变位。

桥墩、桥台、支座传递方式：将上部结构的荷载传递到基础中去,挡住路堤的土，保证桥梁的温差伸缩.4.净跨径:对于梁式桥是指设计洪水位上相邻两个桥墩（或桥台）之间的净距；对于拱式桥是指每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离。

5.计算跨径：对于具有支座的桥梁，是指桥跨结构相邻两个支座中心之间的距离;对于拱式桥,指两相邻拱脚截面形心点之间的水平距离.6.桥梁全长:桥梁两端两个桥台的侧墙或八字墙后端点之间的距离7.桥梁高度:是指桥面与低水位之间的高差或为桥面与桥下线路路面之间的距离。

8.总跨径:指多孔桥梁中各孔净跨径的总和,它反映了桥下宣泄洪水的能力.9.桥下净空高度：是设计洪水位或计算通航水位至桥跨结构最下缘之间的距离.10.建筑高度：是桥上行车路面(或轨顶）高程至桥跨结构最下缘之间的距离。

11.净矢高：是从拱顶截面下缘至相邻两拱脚截面下缘最低点之连线的垂直距离。

12.计算矢高：是从拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心之连线的垂直距离。

13.矢跨比：是拱桥中拱圈（或拱肋）的计算矢高f与计算跨径l之比（f/l），也称拱矢度.14.标准跨径:梁式桥,指两相邻桥墩中线之间的距离,或墩中线至桥台台背前缘之间的距离；对拱桥式为净跨径。

15.结构工程上的受力构件，总离不开拉、压和弯三种主要受力方式。

由基本构件所组成的各种结构物，在力学上也归结为梁式、拱式和悬吊式三种基本体系以及它们之间的各种组合.16.1）按结构体系划分：梁式桥——主梁受弯；拱式桥——主拱受压；刚架桥——构件受弯压；悬索桥——缆索受拉;斜拉桥-—缆索受拉；组合体系桥梁—-几种受力的组合2) 按桥梁用途来划分：公路桥、铁路桥、公路铁路两用桥、农桥、人行桥、运水桥（渡槽)、其它专用桥梁（如通过管路、电缆等)3)按材料来划分:木桥、钢桥、圬工桥（包括砖、石、混凝土桥）、钢筋混凝土桥、预应力钢筋混凝土桥、钢桥和木桥等4）按跨径大小分类：特大桥、大桥、中桥、小桥5）按跨越障碍的性质，可分为跨河桥、跨线桥（立体交叉)、高架桥和栈桥17.桥梁涵洞分类:特大桥、大桥、中桥、小桥、涵洞;按上部结构的行车道位置，分为上承式桥、下承式桥和中承式桥.18.桥梁总体规划原则根据所设计桥梁的使用任务、性质和所在线路的远景发展需要，按适用、经济、安全、美观的原则进行的规划设计.1、）使用上的要求：结构功能、要有足够的承载能力，畅通、舒适、安全、未来需要2、）经济上的要求：考虑建设时的费用、养护费用、经久耐用以及拆除的费用3、）结构尺寸和构造上的要求：在制造、运输、安装、使用过程中具有足够的强度、刚度、稳定性、耐久性4、）施工上的要求：桥梁结构应便于制造和架设5、）美观上的要求：优美外形与环境协调，合理的结构造型和良好的比例。

02409桥梁工程1.简述桥跨结构、桥墩和桥台以及设计洪水水位？答：桥跨结构是在线路中断时跨越障碍的主要承重结构。

桥墩和桥台是支承桥跨结构并将恒载和车辆等活载传至地基的建筑物。

桥梁设计中按规定的设计洪水频率计算所得的高水位，称为设计洪水位。

2.简述净跨径、计算跨径？答：净跨径对于梁式桥是设计洪水位上相邻两个桥墩之间的距离；对于拱式桥是每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离。

计算跨径对于具有支座的桥梁，指桥跨结构相邻及两个支座中心之间的距离；对于拱式桥，是两相邻拱脚截面形心点之间的距离3.简述桥梁全长、建筑高度以及计算矢高的含义？答：桥梁全长简称桥长，是桥梁两端两个桥台的侧墙或八字墙后端点之间的距离，以L表示。

建筑高度是桥上行车路面高程至桥跨结构最下缘之间的距离，以H表示。

计算矢高是从拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心之连线的垂直距离，以f表示。

4.矢跨比以及标准跨径的含义？答：矢跨比是拱桥中拱圈的计算矢高f 与计算跨径l之比（f/l),也称拱矢度，它是反映拱桥受力特性的一个重要指标。

标准跨径：对于梁式桥，它是指两相邻桥墩中线之间的距离，或桥墩中线至桥台台背前缘之间的距离；对于拱式桥，则是指净跨径。

5.按上部结构的行车道位置，桥梁分为几类？答：按上部结构的行车道位置，分为上承式桥、下承式桥和中承式桥。

6.根据桥梁的全长和跨径的不同，桥梁分为几类？答：按桥梁全长和跨径的不同，分为特大桥、大桥、中桥和小桥。

7.公路桥梁的设计，根据其使用任务、性质，应符合哪些要求、原则及因素？答：公路桥梁的设计，根据其使用任务、性质和所在线路的远景发展1需要，应符合技术先进、安全可靠、适用耐久、经济合理的要求外，还应考虑造型美观和有利环保的原则，同时尚应考虑因地制宜、就地取材、便于施工和养护等因素。

8为什么桥梁结构具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性，试论述其原因？答：桥梁应具有足够的刚度，应使桥梁在荷载等作用下的变形不超过规定的容许值，过度的变形会使结构的连接松弛，而且挠度过大会导致高速行车困难，引起桥梁剧烈振动，是人体感觉不适，严重者会危及桥梁结构的安全。

桥梁工程-学习指南一、选择题1.桥梁的建筑高度是指（）。

A．桥面与桥垮结构最低边缘的高差； B.桥面与桥墩之间的高差；C．桥面与地面线之间的高差； D.桥面与基础之间的高差。

2.公路桥梁总长是指（）。

A.桥梁两桥台台背前缘间的距离；B.桥梁结构两支点间的距离；C.桥梁两个桥台侧墙尾端间的距离；D.各孔净跨径的总和。

3.以铁路48m简支桥梁为例，①标准跨径、②计算跨径、③梁长这三个数据间数值对比关系正确的是（）。

A．①=②〉③ B.①=③〉② C．①=②〈③ D.①=③〈②4.桥梁设计中除了需要的相关力学、数学等基础知识外，设计必须依据的资料是（）A．设计技术手册 B.设计技术规范C．施工技术规范 D.建设单位要求5.采用“G-M”法计算荷载横向分布系数时，若遇α =0，表明承重结构没有（）。

A.抗剪能力B.抗弯能力C.抗扭能力D.抗压能力6.某桥跨径：13+20+30+20m，该桥按跨径分为（）A.特大桥B.大桥C.中桥D.小桥7.下列哪一个选项不属于桥梁总体规划设计的基本内容（）。

A.桥位选定B.桥梁总跨度的确定C.桥形选定D.桥梁荷载统计8.常规桥梁在进行孔跨布置工作中不需要重点考虑的因素为（）。

A.通航或泄洪要求B.桥址处地质条件C.经济、技术能力D.桥址处气候条件9.作用于公路桥梁上的车辆荷载等级取决于（）。

A.交通量B.标准跨径C.公路等级D.桥梁类型10.对于桥墩不高，沿桥墩两侧铺设轨道不困难的情况下，可采用（）架梁。

A.移动支架安装B.吊机法安装C.跨墩龙门吊机安装D.龙门吊机导梁安装11.经济因素是进行桥型选择时必须考虑的（）。

A.独立因素B.主要因素C.限制因素D.特殊因素12.我国于1956年在公路上建成了第一座预应力混凝土简支梁桥，其跨径为（）。

A.13mB.16mC.20mD.30m13.柔性墩比刚性墩承受的水平力（制动力、温度影响力）（）。

A.大B.小C.相等D.接近14.拱不同于梁和柱的地方是它在竖向荷载作用下具有（）。

❖ 铁路横向风荷载标准强度计算公式：
Wt K1K2 K3W0
（三）温度力
❖ 超静定结构存在多余约束，热胀冷缩将产生内力或 支座反力。
❖ 静定和超静定结构，由于结构不同部位温度不同， 内部将产生温差力。
❖ 《桥规》规定：结构温度变形受外约束影响引起的 温度力按结构平均温度计算。由于这种温度变化持 续时间较长，对于混凝土结构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 减弹性模量考虑，去受压弹性模量的0.6倍（公路 0.7倍）。
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。
对于预应力结构
按正常使用极限状态设计时：预加应力属永久 荷载；
按承载能力极限状态设计时：预加应力不作为 荷载，而将预应力筋作为结构抗力的一部分。
但在超静定结构中，由预加力引起的次内力应 属永久荷载。《规范》未作明确说明。
各种永久荷载的取值与计算，详见《规范》条文。
公路桥涵设计采用的作用分为永久作用、可变作用和偶然作 用三类.
（五）施工荷载
施工荷载是指结构在施工过程中承受的荷载。
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临时荷载。
第三节 偶然荷载
偶然荷载指船只或漂流物（排筏等）撞击力 和地震荷载。
（一） 船只或漂流物撞冲力
撞击力按静力法计算，假定船筏作用于墩的有效动 能转化为撞击力F所做的功。其计算公式为：
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 汽车荷载的冲击力标准值为汽车荷载标准值乘以冲击系数μ
5 冲击系数μ可按下式计算：

L0 ≥1000
纵向折减系数 0.97 0.96 0.95 0.94 0.93
对多跨连续结构，按最大计算跨径进行纵向折减
2019/7/31
李亚东: 桥梁工程概论 第三章
22
车辆荷载的立面、平面尺寸
2019/7/31
李亚东: 桥梁工程概论 第三章
23
车辆荷载的横向布置
车辆荷载用于桥梁结构的局部加载、涵洞、桥台等 公路－I级和公路－II级汽车荷载采用相同的车辆荷载 车道荷载横向分布系数应按设计车道数如图布置车辆
– 单线活载不考虑折减 – 双线活载取双线标准活载之和的90% – 三线及三线以上者取各线标准活载之和的
80% – 对仅承受局部活载的构件则不考虑折减。
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李亚东: 桥梁工程概论 第三章
21
大跨度桥梁上汽车荷载的纵向折减
计算跨径L0（m） 150＜ L0＜400 400≤ L0 ＜600 600≤ L0 ＜800 800≤ L0 ＜1000
作用代表值（Representative value of an action）结构 或构件设计时，针对不同设计目的所采用的各种作用 规定值，包括作用标准值、准永久值和频遇值。
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李亚东: 桥梁工程概论 第三章
2
术语解释（续）
设计基准期（Design reference period）在进行结构可 靠性分析时，考虑持久设计状态下各项基本变量与时 间关系所采用的基准时间参数。100年
2019/7/31
李亚东: 桥梁工程概论 第三章
17
公路等级与汽车荷载等级的关系
公路 等级
汽车荷 载等级
高速 公路
公路－I 级
一级 公路