第三章 桥梁的设计荷载精品PPT课件

跨径越大冲击系数越小
– 理论上应与结构自振频率有关
（四）离心力
– 曲线桥梁半径小于 250 米时应计算汽车荷载 的离心力
（五）汽车、平板挂车或履带车引起的土 侧压力——计算桥台时使用
二、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——日照汽车-15级、汽车-20级、汽车超-20级 • 一列车队中可以有多辆车 • 全桥可以有多列车队 2、验算荷载： • 履带-50、挂车-80、挂车-100和挂车-120 • 全桥只允许布置一辆车
3、车辆荷载的选用及布载规定 • 车辆的选用——按公路的等级
公 路 等 级高 速 公 路 一 二 三 四 汽 车 — 超 汽 车 — 超 计 算 荷 载 2 2 0级 汽 车 2 0级汽 车 2 0级汽 车 1 0级 0级 汽 车 2 0级 挂 车 1 2 0 验 算 荷 载挂 车 1 2 0 挂 车 1 0 0 挂 车 1 0 0 履 带 5 0 车 1 0 0 挂
第三章 桥梁的设计荷载
桥梁荷载分类
• 根据荷载出现的概率划分
– 主要荷载、次要荷载及特殊荷载
• 我国目前的公路设计规范划分
– 永久荷载、可变荷载、偶然荷载
• 荷载分类表
第一节 永久荷载
• 不随时间变化或基本不随时间变化的荷 载——恒载
第二节 可变荷载
一、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 （一）车辆荷载——按照各种车辆统计值确定 的轴重及轴距 按出现的几率分为：计算荷载、验算荷载
• 车辆荷载的折减
横 向 折 减 系 数 横 向 布 置 3 4 5 6 7 8 车 队 数 横 向 折 减 0 . 7 8 0 . 6 7 0 . 6 0 0 . 5 5 0 . 5 2 0 . 5 0 系 数

第一节 作用分类和作用代表值 作用的分类不是绝对的! 例如，铁路钢梁桥的水平联结系(见第六章)主要承受风力和制 动力，在设计水平联结系时，就该视风力和制动力为活载而非 附加力。 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。
第一节 作用分类和作用代表值
需要注意的是: 有些作用是设计铁路桥所特有的，如列车横向摇摆力、 牵引力等；
有些作用仅在一本规范中列出，如公路规范中的支座摩 阻力，但在按另一本规范设计桥梁时，可视情况加以采用。
另外，在设计公铁两用桥时，目前的设计实践是：在铁 路荷载的基础上，增加公路桥全部活载的75％；但对仅承受 公路活载的构件，应计及全部公路活载。
结构重力的标准值，可按结构构件的设计尺寸和材料的重 力密度计算确定。 在进行桥梁结构(尤其是新型结构)分析时，往往需要 预先估算恒载。通常，当估算的恒载与设计图完成后确定 的恒载之间的差异较小(例如，不超过3％)时，不必修正设 计；否则有必要按设计图重新计算恒载，再次进行结构分 析。
土压力(earth pressure)按其产生的条件，分为: 静止土压力 主动土压力 被动土压力 桥梁下部结构设计时主要用到前两者。土的侧压力计算 涉及结构型式、填料性质、墩台位移和地基变形，也与水文 和外加荷载等因素有关。
混凝土收缩(shrinkage)及徐变(creep)作用 对外部超静定的混凝土桥梁结构以及钢一混组合桥梁 结构，混凝土收缩(shrinkage)及徐变(creep)作用是长期 存在的。 混凝土徐变影响的计算可依据混凝土应力与徐变变形 呈线性关系的假定进行分析。 混凝土收缩系数和徐变系数的确定，按照《公路钢筋 混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2019)和 《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》 (TB 10002.3-2019)中的规定计算。

0.6m
0.6m
城－Ｂ级车辆荷载： 标准载重汽车应采用三轴式货车加载，总重300kN
车轴编号 轴重（KN） 轮重（KN） 总重（300KN）
1 60 30
2 120
60
3
120 60
3.6m 4.8m
1.2m
0.25m 0.25m 0.6m
0.6m 1.8m 0.6m
0.25m
城－Ａ、B级车道荷载
f 14Hz
0.45
f—结构(自振频率 )基频（Hz）
31
三、汽车离心力
• 离心力是一种伴随着车辆在弯道行驶时 所产生的惯性力，其以水平力的形式作 用于桥梁结构，是弯桥横向受力与抗扭 设计计算所考虑的主要因素。
• 弯道桥的曲线半径等于或小于250m时， 应计算汽车荷载引起的离心力。
• 离心力标准值为车辆荷载标准值乘以离 心力系数C计算。
作用效应：结构对所受作用的反应，如由作用产生的结构或
构件的轴力、弯矩、扭矩、位移、应力、裂缝等。
8
第二节 永久作用
• 永久作用是在结构使用期间，其量值不 随时间而变化，或其变化值与平均值比 较可忽略不计的作用。
• 永久作用采用标准值作为代表值。永久 作用的标准值，对结构重力（包括结构 附加重力），可按结构构件的设计尺寸 与材料的重力密度计算确定。
公路－Ⅱ级
按公路公路－Ⅰ级的0.75倍
18
• 车辆的布置——按桥梁宽度确定车道数
19
• 车辆荷载的折减
横向布置 车队数
横向折减 系数
横向折减系数 345678
0.78 0.67 0.60 0.55 0.52 0.50
20
❖城市道路汽车荷载
• 城市汽车荷载等级 ✓ 城－Ａ级汽车荷载 ✓ 城－Ｂ级汽车荷载 • 汽车荷载： ✓ 车辆荷载 ✓ 车道荷载

偶然作用——Accidental action 在结构使用期间 出现的概率很小，一旦出现，其值很大且持续时 间很短的作用的作用。
19
地震作用
20
船只或飘流物撞击作用
偶然作用
21
汽车撞击作用
二、可变作用
1.汽车荷载 2.冲击力
7.风荷载（参考规范） 8.温度作用（参考规范）
3.离心力
9.流水压力（参考规范）
第一节 规范中有关设计荷载 的规定
一、永久作用
二、可变作用
三、偶然作用
永久作用——Permanent action 结构在使用期
间，其量值不随时间而变化，或其变化值与平均 值比较可忽略不计的作用。
编 作用分类 号 1 永久作用（恒载） 2 3 4 5 6 7
作用名称
结构重力（包括结构附加重力） 预加力 土的重力 土侧压力 混凝土收缩及徐变作用 水的浮力 基础变位作用
可变作用——Variable action 在结构使用期间， 其量值随时间变化，且其变化值与平均值比较不 可忽略的作用。
8 9 10 11 12 13 可变作用 14 15 16 17 18
汽车荷载 汽车冲击力 汽车离心力 汽车引起的土侧压力 人群荷载 汽车制动力 风荷载 流水压力 冰压力 温度（均匀温度和梯度温度）作用 支座摩阻力
离心力。
离心力的大小等于车辆活载（不计冲击力）乘以离心力系数C，C值
按下式计算： 式中：
c v2 127 R
V——设计行车速度 (km/h);
R——曲线半径（m); 离心力的着力点在桥面以上1.2m处（公路桥）或轨顶面2m处（铁 路桥）；多车道时应考虑折减。
• 4、汽车荷载引起的土侧压力
h G