桥梁的荷载的分类与组合.
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桥梁的设计荷载及荷载组合(1)如图:一、桥梁的设计荷载选定荷载和进行荷载分析是比结构分析更为重要的问题。
因为它关系到桥梁结构在它的设计使用期限内的安全和桥梁建设费用的合理投资。
近年来,由于交通量的不断增加,大型超重车辆的不断出现,风载、地震荷载的重要性愈显突出等,导致实际与可能作用在桥梁结构上的荷载越来越复杂,这就为桥梁荷载的选定和分析造成了困难,常因初始设计荷载选定的滞后,而造成桥梁早期破坏或加固。
我国现行的公路桥涵设计通用规范(JTJ021-85)中,将作用在桥梁上的荷载分为三大类:1.永久荷载(恒载)在设计使用期内,其值不随时间变化,或其变化与平均值相比可以忽略不计的荷载。
它包括结构重力、预加应力、土的重力及侧压力、混凝土收缩及徐变影响力,基础变位影响力和水的浮力。
2.可变荷载(活载)在设计使用期内,其值随时间变化,且其变化与平均值相比不可忽略的荷载。
按其对桥涵结构的影响程度,又分为基本可变荷载和其他可变荷载。
基本可变荷载包括汽车荷载及其引起的冲击力,平板挂车(或履带车)荷载,人群荷载,离心力,以及所有车辆所引起的土侧压力。
其他可变荷载包括汽车制动力,风力,流水压力,冰压力,温度影响力和支座摩阻力。
3.偶然荷载在设计使用期内,不一定出现,但一旦出现其值很大且持续时间较短的荷载,它包括船只或漂浮物撞击力,地震作用。
下面具体讲述各种荷载的意义:(一)永久荷载结构物的重力及桥面铺装、附属设备等外加重力均属结构重力,可按照结构的实际体积或设计时所假定的体积与材料密度计算。
作用在墩台上的土重力,土侧压力可参照《公路桥涵通用规范》(JTJ021-85)附录一、二和《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTJ024-85)附录二中规定计算。
对于预应力混凝土结构,预加应力在结构使用阶段设计时,应作为永久荷载计算其效应,计算时应考虑相应阶段的预应力损失;在结构承载能力极限状态设计时,预应力不作为荷载,而将预应力筋作为普通钢筋计入结构抗力。
桥梁荷载分类一、永久荷载(恒载)永久荷载(恒载)是指结构在设计使用期内其值不随时间变化,或其变化与平均值相比可忽略不计的荷载。
作用在桥梁上部结构的恒载,主要是结构物的重力及附属设备等外加重力;作用在墩台的恒载,主要是上部结构的恒载支座作用力、墩台本身重力、土压力及其引起的土侧压力或水浮力(水中墩台)。
预应力在结构使用极限状态设计时应作为永久荷载计算其效应,在承载能力极限状态设计时,作为结构抗力的一部分,而非永久荷载。
二、可变荷载可变荷载是指结构在设计使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。
按其对桥涵结构的影响程度,又分为基本可变荷载(活载)和其它可变荷载。
1、基本可变荷载(活载)包括车辆荷载及其影响力,人群荷载和汽车冲击力,离心力,汽车、平板挂车或履带车引起的土侧压力,即是这些车辆荷载在桥台或挡土墙后填土的破坏棱体上引起的土侧压力。
2、其它可变荷载包括自然和人为产生的各种变化力,如风力(风荷载),汽车制动力,温度影响力,支座摩阻力、流水压力及冰压力等。
三、偶然荷载偶然荷载是指结构在设计使用期内不一定出现,但一旦出现,其值很大,且持续时间很短的荷载。
主要是指地震荷载和船只或漂流物的撞击力。
桥梁分类根据不同的分类标准可以对桥梁进行不同的划分,这些划分对理解整个桥梁体系是很有帮助的,根据大纲要求,应对以下几种主要的划分方法有所了解,对按结构体系分类要进行重点的学习和掌握。
按结构体系分类梁式桥、拱式桥、刚架桥、斜拉桥、悬索桥按跨径分类特大桥、大桥、中桥、小桥按桥面位置分类上承式桥、中承式桥、下承式桥、按材料分类木桥、钢桥、圬工桥、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥。
根据不同的分类标准可以对桥梁进行不同的划分,这些划分对理解整个桥梁体系是很有帮助的,根据大纲要求,应对以下几种主要的划分方法有所了解,对按结构体系分类要进行重点的学习和掌握.按结构体系分类梁式桥、拱式桥、刚架桥、斜拉桥、悬索桥按跨径分类特大桥、大桥、中桥、小桥按桥面位置分类上承式桥、中承式桥、下承式桥、按材料分类木桥、钢桥、圬工桥、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥。
各类结构荷载计算及组合结构荷载计算及组合是结构设计中非常重要的一个环节,它是确定结构受力情况、决定结构尺寸和确定材料选型的基础。
对于不同的结构类型和耐力性能要求,荷载计算及组合的方法也有所不同。
下面将介绍一些常见的结构荷载计算及组合方法。
1.建筑结构荷载计算及组合:建筑结构荷载主要包括自重荷载、活载和风载。
自重荷载是指结构自身的重量,可以通过材料的密度和结构空间的体积计算得出。
活载是指建筑物使用过程中对结构的加荷,如人员、家具、设备等。
风载是指风对建筑物表面造成的压力或吸力,通常根据不同地区的风速标准进行计算。
荷载组合一般按照规范要求进行,常见的有最不利组合法和工作状态组合法。
2.桥梁结构荷载计算及组合:桥梁结构荷载主要包括自重荷载、轮载荷载、斜拉索荷载、温度变形荷载和地震荷载等。
自重荷载和轮载荷载可以根据桥梁材料的密度和设计载荷计算得出。
斜拉索荷载是指悬索桥中斜拉索的拉力对结构的加荷,可以通过斜拉索的拉力和夹角计算得出。
温度变形荷载是指桥梁受到温度变化引起的热胀冷缩的影响,可以通过温度变化和材料的线膨胀系数计算得出。
地震荷载可以根据地震区域的设计地震加速度和结构的地震反应系数计算得出。
对于桥梁结构,荷载组合通常按照规范要求进行,并考虑不同加载位置和不同方向的组合。
3.垂直结构荷载计算及组合:垂直结构主要指高层建筑的竖向承载结构。
除自重荷载外,垂直结构荷载还包括活载(人员、装修材料等)、风载、地震荷载、温度变形荷载和脱水荷载等。
脱水荷载是指建筑物在施工过程中使用的脱水设备引起的结构变形和加荷。
对于垂直结构,荷载组合通常也按照规范要求进行,并根据不同的荷载组合对结构进行强度、稳定性和振动的校核。
4.水平结构荷载计算及组合:水平结构主要指框架结构、剪力墙结构和桩-承台-墙结构等。
水平结构荷载主要包括地震荷载、风载和温度变形荷载。
地震荷载对于水平结构来说是最重要的荷载,通常根据地震区划和结构的设计地震加速度计算得出。
在桥梁设计中常用的荷载组合
桥梁设计中的荷载组合是指桥梁在设计过程中所需要考虑的不
同类型的荷载,例如结构荷载、工程机械荷载、风荷载和地震荷载。
桥梁在设计过程中,不同的荷载组合必须得到充分的考虑,以确保桥梁的安全可靠性。
结构荷载是指桥梁能够承受的最大荷载,是在桥梁设计过程中必须考虑的最主要因素之一。
结构荷载可以分为静态荷载和动态荷载。
静态荷载指的是桥梁长期承受的荷载,一般主要是桥梁上行驶的车辆组成,动态荷载是桥梁瞬时承受的荷载,一般是来自海冰检查、颠簸检查、内置施工机械、双向平衡等。
工程机械荷载主要是影响到桥梁的施工过程中的机械设备所产
生的荷载,例如拆除、架设、清洗、维护等等。
要设计出能够适应这些设备的荷载,就要考虑到其自身的荷载特性,以及动态荷载对桥梁结构的影响和分布状态等等。
风荷载是指桥梁受到的风力产生的荷载,是一种流动的荷载,也是影响桥梁安全的最重要的荷载之一。
为了设计出能够适应风荷载的桥梁,就必须把风速、风向和风荷载的不同特性等等考虑进去。
地震荷载是指桥梁受到的地震波的作用而产生的荷载,它同样也是桥梁受力的重要因素。
要确保桥梁在发生地震时能够承受起来,就要考虑到地震荷载向桥梁施加的荷载,并以此设计出桥梁的结构和材料,以及是否采用可以改变桥梁固有周期的措施等等。
总结起来,桥梁的荷载组合在桥梁设计中是不可或缺的一部分,
要设计出安全可靠、经久耐用的桥梁,就必须仔细考虑结构荷载、工程机械荷载、风荷载和地震荷载等所有不同类型的荷载,以便将桥梁的安全性最大化。
桥梁荷载计算原理桥梁是连接两岸或跨越河流和山谷等地形的重要结构,承载着车辆、行人等各种荷载。
为确保桥梁的安全可靠运行,桥梁荷载计算成为设计和评估的重要环节。
本文将介绍桥梁荷载计算的原理和相关的计算方法。
一、桥梁荷载分类桥梁荷载可分为静荷载和动荷载。
静荷载是指桥梁在平衡状态下的作用力,如自重和固定荷载等。
动荷载则是指桥梁在使用过程中产生的变动力,如车辆行驶、行人通行等。
在桥梁荷载计算中,根据荷载的性质和作用方式,还需考虑附加荷载、减荷系数等。
附加荷载包括温度荷载、沉降荷载、地震荷载等,而减荷系数则是对不同荷载进行折减,考虑荷载的不确定性和可靠度。
二、桥梁荷载计算方法(一)静荷载计算1. 自重计算:桥梁结构本身的重量是一种静荷载,需要按照结构材料的密度和几何形状进行计算。
这涉及到桥梁各构件的材料选择、截面形状等。
2. 固定荷载计算:固定荷载是指桥梁上的永久性装置和设备,如栏杆、桥面铺装等。
这些荷载在计算中需考虑其位置、重量和作用方式。
(二)动荷载计算1. 车辆荷载计算:车辆荷载计算是桥梁荷载计算中的重要环节,需要根据不同车辆类型和荷载标准进行计算。
一般情况下,会考虑水平荷载、垂直荷载、转向作用、碰撞力等。
2. 行人荷载计算:除车辆外,桥梁还需考虑行人通行时的荷载。
一般会按照规定的人员密度和活动特点,进行行人荷载的计算。
三、荷载计算原理桥梁荷载计算的原理是基于力学原理和结构静力学。
力学原理包括平衡原理、力的传递和作用原理,结构静力学涉及静力平衡等。
在桥梁荷载计算中,需要确定桥梁承受的荷载是如何传递到桥墩、桥台、桥梁主体等构件上的。
通过静力学的平衡条件和力的平衡方程,可以推导出各个构件的受力情况。
基于计算结果,还需进行结构的安全评估。
这涉及桥梁构件的强度、刚度、稳定性等方面的考虑。
通常会根据桥梁设计规范的要求,对计算结果进行校核和评估。
总结桥梁荷载计算是确保桥梁结构安全可靠的重要环节。
通过对静荷载和动荷载的计算,可以得到桥梁结构受力的情况。
1、公路桥梁设计荷载有哪几类,荷载组合方式有哪几种,试说明。
永久荷载,可变荷载,偶然荷载承载能力极限状态:基本组合,偶然组合正常使用极限状态:短期效应组合,长期效应组合2、公路桥梁上作用的各种荷载可归纳为哪三类永久荷载,可变荷载,偶然荷载3、写出计算正常使用极限状态时,常见的几种荷载效应组合。
作用短期效应组合和作用长期效应组合4、何为偶然荷载桥梁工程中需考虑的偶然荷载有哪些在结构的设计使用期内偶然出现(或不出现),其数值很大、持续时间很短的荷载有地震作用船舶漂流物的撞击作用汽车撞击作用5、何为可变荷载汽车荷载所引起的影响力有哪些在结构的设计使用期内,其值可变化且变化值与平均值相比不可忽略的荷载车辆重力标准值、前轴重力标准值、中轴重力标准值、后轴重力标准值、轴距。
6、何为永久荷载作用于桥梁的哪些荷载属于永久荷载是指结构在使用期内其值不随时间变化或其变化与平均值相比可忽略不计,或其变化是单调的并能趋于限值的荷载结构重力,预加应力,土的重力及土侧压力,混凝土收缩及徐变影响力,基础变位的影响力及水的浮力7、作用于桥梁的车辆荷载,其影响力有哪些车辆重力标准值、前轴重力标准值、中轴重力标准值、后轴重力标准值、轴距8、箱形截面梁桥有哪些主要特点为什么说它不宜使用于钢筋混凝土简支梁答:除梁肋和上部翼缘板外,底部尚有扩展的底板,提供了能承受正负弯矩的足够的混凝土受压区。
在一定的截面面积下能获得较大的抗弯惯矩,且抗扭刚度也特别大,在偏心荷载作用下各梁肋受力较均匀。
因此适用于较大跨径的悬臂梁桥、连续梁桥以及全截面参与受力的预应力混凝土简支梁桥。
对普通钢筋混凝土简支梁桥来说,底板加大自重,不宜采用。
9、简支梁桥为何通常要设置预拱度如何设置为了消除恒载和经常作用活载之长期效应产生的挠度,通常需要在桥梁施工时设置预拱度1)钢筋混凝土受弯构件a 当由荷载短期效应组合并考虑长期效应影响产生的长期挠度不超过计算跨径的1/1600时,可不设预拱度。
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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。
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