《桥梁上的作用》PPT课件

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1、 第 一 篇 桥 梁 工 程 总 论 第 三 章 桥 梁 上 的 作 用 3-1 永 久 作 用 3-2 可 变 作 用 3-3 偶 然 作 用 3-4 作 用 效 应 组 合- 长 期 以 来 ， 我 们 一 般 习 惯 地 称 所 有 引 起 结 构 反 应 的 原 因为 “ 荷 载 ” ， 这 种 叫 法 实 际 并 不 科 学 和 确 切 。 引 起 结 构 反应 的 原 因 可 以 按 其 作 用 的 性 质 分 为 截 然 不 同 的 两 类 ， 一 类是 施 加 于 结 构 上 的 外 力 ， 如 车 辆 、 人 群 、 结 构 自 重 等 ， 它们 是 直 接 施 于 结 构

2、上 的 ， 可 用 “ 荷 载 ” 这 一 术 语 来 概 括 。另 一 类 不 是 以 外 力 形 式 施 加 于 结 构 ， 它 们 产 生 的 效 应 与 结构 本 身 的 特 性 、 结 构 所 处 环 境 等 有 关 ， 如 地 震 、 基 础 变 位、 混 凝 土 收 缩 和 徐 变 、 温 度 变 化 等 ， 它 们 是 间 接 作 用 于 结构 的 ， 如 果 也 称 “ 荷 载 ” ， 容 易 引 起 人 们 的 误 解 。 因 此 ，目 前 国 际 上 普 遍 地 将 所 有 引 起 结 构 反 应 的 原 因 统 称 为 “ 作用 ” , 而 “ 荷 载 ” 仅 限 于

3、表 达 施 加 于 结 构 上 的 直 接 作 用 。 作 用 的 定 义 编 号 作 用 分 类 作 用 名 称1 永 久 作 用 （ 恒 载 ） 结 构 重 力 （ 包 括 结 构 附 加 重 力 ）2 预 加 应 力3 土 的 重 力4 土 侧 压 力5 混 凝 土 收 缩 及 徐 变 作 用6 水 的 浮 力7 基 础 变 位 作 用8 可 变 作 用 汽 车 荷 载9 汽 车 冲 击 力10 汽 车 离 心 力11 汽 车 引 起 的 土 侧 压 力12 人 群 荷 载13 汽 车 制 动 力14 风 荷 载15 流 水 压 力16 冰 压 力17 温 度 (均 匀 温 度 和 梯

4、度 温 度 )作 用18 支 座 摩 阻 力19 偶 然 作 用 地 震 作 用20 船 舶 或 漂 流 物 的 撞 击 作 用21 汽 车 撞 击 作 用 一 、 永 久 作 用 （ 恒 载 ） 的 定 义永 久 作 用 （ 恒 载 ） 作 用 位 置 和 大 小 、 方 向 固 定 不 变的 荷 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 。二 、 永 久 作

5、用 的 类 型 三 、 永 久 作 用 的 计 算结 构 重 力 =结 构 体 积 材 料 容 重1.结 构 重 力注 意 ： 在 进 行 桥 梁 结 构 分 析 时 ， 通 常 需 要 预 先 估 计 恒 载 ，当 估 算 的 恒 载 与 最 终 的 设 计 恒 载 之 间 的 差 距 不 超 过 5%时 ，不 必 修 正 设 计 ； 否 则 ， 需 重 新 进 行 结 构 分 析 。 在 结 构 正 常 使 用 极 限 状 态 设 计 和 使 用 阶 段 构 件 应 力 计算 时 ， 应 作 为 永 久 作 用 计 算 其 主 效 应 和 次 效 应 ， 计 算时 应 考 虑 相 应 阶

6、段 的 预 应 力 损 失 ， 但 不 计 由 于 偏 心 距增 大 所 引 起 的 附 加 效 应 ； 在 结 构 承 载 能 力 极 限 状 态 设 计 时 ,预 加 应 力 不 作 为 作用 ， 而 将 预 应 力 钢 筋 作 为 结 构 抗 力 的 一 部 分 ， 但 在 连续 梁 等 超 静 定 结 构 中 ， 仍 需 考 虑 预 加 力 的 次 效 应 。2.预 加 力 3.土 压 力 按 其 产 生 的 条 件 ， 分 为 静 土 压 力 、 主 动 土 压 力 和 被动 土 压 力 。 桥 梁 下 部 结 构 设 计 时 主 要 用 到 静 土 压 力 、 主 动 土 压力 。

7、 土 的 侧 压 力 计 算 涉 及 到 结 构 形 式 、 填 料 性 质 、 墩 台位 移 和 地 基 变 形 ， 还 与 水 文 和 外 加 荷 载 等 因 素 有 关 。 目前 按 库 仑 理 论 推 导 的 公 式 计 算 土 侧 压 力 。 5.混 凝 土 收 缩 徐 变 影 响 力 在 外 部 超 静 定 结 构 的 混 凝 土 桥 梁 中 ， 混 凝 土 收 缩 徐变 影 响 力 是 长 期 存 在 并 起 作 用 的 。 基 础 变 位 一 旦 发 生 ，对 结 构 的 影 响 也 是 长 期 的 。 混 凝 土 收 缩 徐 变 的 计 算 可 按结 构 降 温 考 虑 ，

8、混 凝 土 徐 变 影 响 的 计 算 可 依 据 混 凝 土 应力 预 徐 变 变 形 呈 直 线 关 系 的 假 定 并 确 定 适 当 的 徐 变 系 数来 进 行 ， 基 础 变 位 的 影 响 可 按 工 程 实 际 情 况 加 以 分 析 。 6.水 浮 力 水 浮 力 指 由 地 表 水 或 地 下 水 通 过 地 基 土 壤 的 孔 隙 传 递给 建 筑 物 基 础 底 面 的 水 压 力 ， 其 值 等 于 建 筑 物 所 排 开 的 同等 体 积 的 水 重 。 位 于 岩 石 地 基 上 的 基 础 一 般 被 认 为 是 不 透 水 的 ， 可 不计 水 浮 力 ； 对

9、 于 碎 石 类 土 、 砂 类 土 、 粘 砂 土 等 透 水 性 地 基上 的 墩 台 ， 要 计 考 虑 水 浮 力 。 一 、 可 变 作 用 （ 活 载 ） 的 定 义 可 变 作 用 是 指 在 设 计 使 用 年 限 内 其 作 用 位 置 、 大小 和 方 向 随 时 间 变 化 ， 且 其 变 化 值 与 平 均 值 相 比 不 可忽 略 的 作 用 。1. 汽 车 荷 载2. 汽 车 冲 击 力3. 汽 车 离 心 力4. 汽 车 引 起 的 土 侧 压 力5. 人 群 荷 载6. 汽 车 制 动 力二 、 可 变 作 用 （ 活 载 ） 的 类 型7. 风 荷 载8. 流

10、 水 压 力9. 冰 压 力10. 温 度 (均 匀 温 度 和 梯 度 温 度 )作 用11. 支 座 摩 阻 力 1. 汽 车 荷 载公 路 等 级 汽 车 专 用 公 路 一 般 公 路高 速 公 路 一 二 二 三 四计 算 荷 载 汽 车 超 20级 汽 车 超 20级汽 车 20级 汽 车 20级 汽 车 20级 汽 车 20级 汽 车 10级验 算 荷 载 挂 车 120 挂 车 120挂 车 100 挂 车 100 挂 车 100 挂 车 100 履 带 50汽 车 荷 载 等 级 （ 97标 准 ）公 路 等 级 高 速 公 路 一 级 公 路 二 级 公 路 三 级 公 路

11、 四 级 公 路汽 车 荷 载 等 级 公 路 I级 公 路 I级 公 路 II级 公 路 II级 公 路 II级各 级 公 路 桥 涵 的 汽 车 荷 载 等 级 （ 新 规 范 ）1） 公 路 车 辆 荷 载 的 类 型a.等 级 : b.由 车 道 荷 载 和 车 辆 荷 载 组 成 汽 车 荷 载 等 级 （ 97标 准 ） 新 标 准汽 车 超 20级 、 挂 车 120 公 路 级汽 车 20级 、 挂 车 100 公 路 级 汽 车 15级 、 挂 车 80汽 车 10级 、 履 带 502） 新 旧 规 范 公 路 车 辆 荷 载 的 类 型 97标 准 车 队 荷 载 （ 计

12、 算 荷 载 +验 算 荷 载 ） 新 标 准 车 道 荷 载 （ 均 布 荷 载 +集 中 荷 载 ） 车 辆 荷 载 （ 55t标 准 重 车 荷 载 ）（ 注 意 ： 桥 涵 结 构 的 整 体 计 算 采 用 车 道 荷 载 ， 局 部 加 载 、 横 向 桥面 板 、 涵 洞 、 桥 台 台 后 汽 车 引 起 的 土 压 力 和 挡 土 墙 上 汽 车 引 起 的土 压 力 等 的 计 算 采 用 车 辆 荷 载 。 车 辆 荷 载 与 车 道 荷 载 的 作 用 不 得叠 加 。 ） 3） 车 道 荷 载 的 标 准 值 均 布 荷 载 标 准 值 ：a) 公 路 级 车 道 荷

13、 载 kqkP车 道 荷 载 图集 中 荷 载 ： 计 算 跨 径 小 于 等 于 5m时 ， 180kN 计 算 跨 径 大 于 等 于 50m时 ， 360kN 计 算 跨 径 在 5至 50m之 间 时 ， 直 线 内 插 。 剪 力 效 应 应 再 乘 以 1.2的 系 数 。 qk = 10.5kN/m 车 道 荷 载 标 准 值 应 取 公 路 级 汽 车 荷 载 的 车 道 荷 载标 准 值 的 0.75倍b)公 路 级 车 道 荷 载 l mP kNk 5 50180360 4） 车 辆 荷 载 的 标 准 值 731.430 120 120 1.4140 140(a) 立 面

14、 布 置 2.57.015.01.8 1.44.0 1.4b) 平 面 尺 寸车 辆 荷 载 主 要 技 术 指 标 表 1.5项 目 单 位 技 术 指 标车 辆 重 力 标 准 值 kN 550前 轴 重 力 标 准 值 kN 30 中 轴 重 力 标 准 值 kN 2 120后 轴 重 力 标 准 值 kN 2 140轴 距 m 3+1.4+7+1.4轮 距 m 1.8前 轮 着 地 宽 度 及 长 度 m 0.3 0.2中 、 后 轮 着 地宽 度 及 长 度 m 0.6 0.2车 辆 外 形 尺 寸 (长 宽 ) m 15 2.5 0 . 61 . 31 . 82 . 5 单 位 ：

15、 m1 . 8 0 . 52 . 55） 横 向 布 置 桥 涵 设 计 车 道 数 表行 车 道 宽 度 W（ m） 桥 涵 设 计 车 道 数车 辆 单 向 行 驶 时 车 辆 双 向 行 驶 时W 7.07.0 W 10.510.5 W 14.014.0 W 17.5 17.5 W 21.021.0 W 24.524.5 W 28.028.0 W 31.5 6.0 W 14.014.0 W 21.021.0 W 28.028.0 W 35.0 12345678 整 体 计 算 采 用 车 道 荷 载 ； 局 部 加 载 、 涵 洞 、 桥 台 和 挡 土墙 土 压 力 等 的 计 算 采

16、 用 车 辆 荷 载 。 车 辆 荷 载 与 车 道 荷 载的 作 用 不 得 叠 加 。 车 道 荷 载 的 均 布 荷 载 标 准 值 应 满 布 于 使 结 构 产 生 最 不 利效 应 的 同 号 影 响 线 上 ； 集 中 荷 载 标 准 值 只 作 用 于 相 应 影响 线 中 一 个 最 大 影 响 线 峰 值 处 。5） 加 载 方 式 横 向 折 减 系 数 表横 向 布 置 车 队 数 2 3 4 5 6 7 8横 向 折 减 系 数 1.00 0.78 0.67 0.60 0.55 0.52 0.50 计 算 跨 径 L（ m） 纵 向 折 减 系 数 计 算 跨 径 L

17、（ m） 纵 向 折 减 系 数150 L 400400 L 600600 L 800 0.970.960.95 800 L 1000L 1000 0.940.93纵 向 折 减 系 数 表 2.汽 车 冲 击 力1） 冲 击 力 的 产 生 车 辆 活 载 以 一 定 的 速 度 在 桥 上 行 驶 时 ， 会 使 桥 梁 发生 振 动 ， 产 生 动 力 作 用 。 这 种 动 力 作 用 会 使 桥 梁 的 内 力和 变 形 较 静 活 载 作 用 时 大 。 这 种 现 象 就 统 称 为 冲 击 作 用 。 冲 击 作 用 的 大 小 采 用 冲 击 力 来 衡 量 。 冲 击 力

18、受 线 路 状态 、 车 辆 类 型 （ 机 车 的 偏 心 轮 作 用 ） 以 及 桥 梁 结 构 的 形式 和 跨 度 等 因 素 的 综 合 影 响 。 目 前 还 难 以 精 确 考 虑 。2） 冲 击 力 的 影 响 因 素 当 竖 向 活 载 包 括 冲 击 力 时 ， 将 静 活 载 乘 以 冲 击 系 数 。冲 击 系 数 的 一 般 形 式 是 ： 1 1 ab+ L 式 中 ：L桥 跨 长 度 或 （ 局 部 ） 构 件 的 影 响 线 加 载 长 度 ；a,b常 数 ， 随 结 构 体 系 或 构 件 的 不 同 而 不 同 。 通 常 的 做 法 是 ： 在 桥 梁 动

19、 载 试 验 的 基 础 上 提 出 近 似 计算 公 式 ， 把 动 力 问 题 简 化 为 静 力 问 题 来 处 理 。 引 入 冲 击 系数 （ 1+ ） 。3） 冲 击 力 的 计 算 在 新 桥 规 中 ， 冲 击 系 数 可 按 下 式 计 算 ： 1.5Hzf 当 时 ，1.5Hz 14Hzf 当 时 ，0.1767ln 0.0157f 14Hzf 当 时 ， =0.05=0.45 3. 离 心 力1） 离 心 力 的 产 生 当 弯 道 桥 的 曲 线 半 径 250m时 ， 应 计 算 汽 车 荷 载 引 起的 离 心 力 。 离 心 力 的 大 小 等 于 车 辆 活 载

20、 （ 不 计 冲 击 力 ） 乘以 离 心 力 系 数 C， C值 按 下 式 计 算 ：2） 离 心 力 的 计 算 2127vc R 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 。式 中 ：V设 计 行 车 速 度 (km/h)R曲 线 半 径 （ m) 4. 汽 车 引 起 的 土 侧 压 力 车 辆 荷 载 作 用 在 桥 台 台 背 或路 堤 挡 土 墙 上 ， 将 引 起 台 背 填土 或 挡 土 墙 后 填 土 的 破 坏 棱 体对 桥 台 或 挡 土 墙 的 土

21、 侧 压 力 ： 0Gh Bl式 中 ： 土 的 容 重 ， 以 kN/m3计 ； B 桥 台 的 计 算 宽 度 或 挡 土 墙 的 计 算 长 度 ， 以 m计 ； l0 桥 台 或 挡 土 墙 后 填 土 的 破 坏 棱 体 长 度 ， 以 m计 ； G 布 置 在 B l0面 积 内 的 车 辆 车 轮 重 力 ， 以 kN计 。 注 ： 当 涉 及 多 车 道 加 载 时 ， 车 轮 总 重 力 应 按 表 1.7进 行 折 减 。（ 1.4） lG N pd 支 撑 梁H0 HhNa Ecc H2TE 1 p2 10 (p )2 (p )1 5. 人 群 荷 载 当 桥 梁 的 计

22、 算 跨 径 小 于 或 等 于 50m时 ， 取 3.0kN/m2； 当 桥 梁 的 计 算 跨 径 大 于 150m时 ， 取 2.5kN/m2； 当 桥 梁 的 计 算 跨 径 在 50m-150m之 间 时 ， 线 性 内 插 计 算 。对 跨 径 不 等 的 连 续 结 构 ， 以 最 大 计 算 跨 为 准 。 城 市 郊 区 行 人 密 集 区 一 般 取 上 述 值 得 1.15倍 。 专 用 人 行 桥 梁 ， 人 群 荷 载 标 准 值 为 3.5kN/m2。 人 行 道 板 （ 钢 筋 混 凝 土 ） 可 以 一 块 板 为 单 元 ， 按 标 准 值4.0kN/m 2。

23、 计 算 栏 杆 时 人 群 作 用 于 栏 杆 上 的 水 平 推 力 按 0.75kN/m考虑 ， 作 用 于 立 柱 和 扶 手 的 竖 向 力 按 1.0kN/m来 考 虑 。 l mp kN/m 人 50 1503.02.5 2 6. 汽 车 制 动 力 制 动 力 或 （ 列 车 牵 引 力 ） 的 传 递 与 分 布 规 律 ， 尚 代 研究 。 目 前 仍 采 用 简 化 的 办 法 进 行 计 算 。 对 铁 路 桥 梁 ： 规 定 列 车 制 动 力 或 牵 引 力 按 作 用 在 桥 跨结 构 范 围 内 的 竖 向 静 活 载 的 10%计 算 ， 其 作 用 点 一

24、般 在 轨顶 以 上 2m处 。 对 公 路 桥 梁 ： 只 考 虑 制 动 力 ， 对 单 车 道 或 双 车 道 桥 梁 ，规 定 制 动 力 为 一 行 车 队 总 重 的 10%， 但 不 小 于 一 辆 重 车 的30%(公 路 -I级 165kN,公 路 -II级 90kN) ； 同 向 行 驶 双 车 道 的汽 车 荷 载 制 动 力 标 准 值 为 一 个 设 计 车 道 制 动 力 标 准 值 的 2倍 ， 同 向 行 驶 三 车 道 为 一 个 设 计 车 道 的 2.34倍 ;同 向 行 驶四 车 道 为 一 个 设 计 车 道 的 2.68倍 ； 制 动 力 作 用 点

25、 一 般 在 桥面 以 上 1.2m处 ， 在 计 算 墩 台 时 ， 可 移 至 支 座 中 心 （ 铰 或滚 轴 中 心 ） ， 或 滑 动 支 座 、 橡 胶 支 座 、 摆 动 支 座 的 底 座 面上 ； 计 算 刚 构 桥 、 拱 桥 时 ， 可 移 至 桥 面 上 ， 但 不 计 因 此 而 产 生 的 竖 向 力 和 力 矩 。 7. 风 荷 载u 分 析 桥 梁 结 构 的 强 度 、 刚 度 、 和 稳 定 性 时 ， 应 考 虑 风 荷载 的 影 响 。 对 大 跨 度 的 斜 拉 桥 和 悬 索 桥 以 及 高 耸 的 桥 塔和 桥 墩 ， 风 力 的 影 响 更 大

26、。u 当 风 以 一 定 速 度 运 动 并 受 到 桥 梁 的 阻 碍 时 ， 桥 梁 就 承 受风 压 。u 风 压 分 为 顺 风 向 和 横 风 向 ；u 顺 风 向 的 风 压 可 视 为 平 均 风 压 或 脉 动 风 压 。 采 用 静 力 计算 方 法 处 理 平 均 风 压 对 结 构 的 影 响 ； 对 脉 动 风 压 ， 要 按随 机 振 动 理 论 进 行 分 析 。 对 公 路 桥 梁 横 向 风 力 可 按 以 下 方 法 计 算 ： 横 桥 向 风力 是 风 压 与 迎 风 面 积 的 乘 积 。 风 压 按 下 式 计 算 ： 04321 WKKKKW 横 桥

27、向 风 力 的 迎 风 面 积 按 结 构 的 外 轮 廓 线 面 积 乘 以 一定 的 折 减 系 数 来 计 算 。 如 对 实 腹 式 桥 跨 结 构 ， 折 减 系 数为 1.0， 对 钢 桁 架 或 钢 拱 架 ， 折 减 系 数 为 0.4。 风 压 力 的 计 算 风 荷 载 WhWh AWkkkF 0310 gVW d2 20 Zd VkkV 52 )10(10 ZVVZ Ze 0001.0012017.0 W0 基 本 风 压 值 （ kN/m2)。 一 般 情 况 参 照 全 国 基 本 风 压 分 布 图 取 值 ；Wd 设 计 基 准 风 压 值 （ kN/m2)；Aw

28、h 横 向 迎 风 面 积 m2， 按 桥 垮 结 构 各 部 分 的 实 际 尺 寸 计 算 ；V10 桥 梁 所 在 地 区 的 设 计 基 本 风 速 (m/s)；Vd 高 度 为 Z处 的 设 计 基 本 风 速 (m/s)；Z 距 离 地 面 或 水 面 的 高 度 (m)； 空 气 重 力 密 度 (kN/m3)；K0 设 计 风 速 的 换 算 系 数 。 因 频 率 与 基 本 风 压 有 关 ， 故 该 系 数 体 现 出结 构 的 重 要 性 。 对 特 大 桥 及 在 高 速 公 路 、 一 、 二 级 公 路 上 的 大 中桥 梁 采 用 1.0； 其 它 桥 梁 采

29、用 0.85；K1 风 载 阻 力 系 数 ；K2 考 虑 地 面 粗 糙 度 类 别 和 梯 度 风 的 风 速 高 度 变 化 修 正 系 数 。 该 系 数反 映 出 风 压 随 地 形 、 地 理 条 件 （ 一 般 地 区 、 谷 地 、 山 口 、 沿 海 海面 等 ） 的 不 同 变 化 而 变 化 的 特 征 ， 取 值 视 实 际 情 况 而 定 ； K3 地 形 地 理 条 件 系 数 ；K5 阵 风 风 速 系 数 。 考 虑 地 表 情 况 的 修 正 系 数 。 具 体 见 桥 规 位 于 河 流 中 的 桥 墩 会 受 到 流 水 压 力 的 作 用 。 通 常 桥

30、 墩 上游 迎 水 一 侧 会 形 成 高 压 区 ， 下 游 一 侧 会 形 成 低 压 区 。 前 后 的压 力 差 便 构 成 水 流 对 桥 墩 的 压 力 。 流 水 压 力 与 桥 墩 的 截 面 形状 、 圬 工 粗 糙 率 、 水 流 流 速 和 形 态 等 有 关 ， 计 算 公 式 为 ： 水 的 容 重 （ kN/m3) 水 的 设 计 流 速 （ m/s)A桥 墩 阻 水 面 积 （ m 2)， 一 般 计 算 至 一 般 冲 刷 线 处 ；g重 力 加 速 度 9.81m/s2;K有 实 验 测 得 的 桥 墩 形 状 系 数 。 2 kN2wF KA g 8. 流

31、水 压 力 9. 冰 压 力 位 于 冰 凌 河 流 或 水 库 的 桥 梁 墩 台 ， 应 根 据 当 地 的 具 体情 况 及 墩 台 的 结 构 形 式 考 虑 冰 荷 载 的 作 用 ； 冰 荷 载 可 分 为 以 下 几 种 ： 河 流 流 冰 产 生 的 动 压 力 ； 由 于 冰 和 水 流 作 用 于 大 面 积 冰 层 产 生 的 静 压 力 ； 冰 覆 盖 层 受 温 度 影 响 膨 胀 时 产 生 的 静 压 力 冰 锥 体 推 移 产 生 的 静 压 力 冰 层 因 水 位 升 降 产 生 的 竖 向 作 用 力 。 影 响 冰 压 力 的 自 然 因 素 众 多 且

32、实 验 资 料 欠 缺 ， 目 前 对冰 压 力 的 研 究 还 不 成 熟 ， 在 援 引 国 外 各 种 计 算 方 法 时 ， 应结 合 具 体 工 点 情 况 进 行 分 析 ； 10. 温 度 作 用 温 度 变 化 将 在 结 构 中 产 生 变 形 和 影 响 力 ，它 的 大 小 应 根 据 当 地 具 体 情 况 、 结 构 物 所 使 用的 材 料 和 施 工 条 件 等 因 素 计 算 确 定 。 包 括 ： 均 匀 温 度 和 梯 度 温 度 两 种 影 响 对 混 凝 土 结 构 ， 当 梁 高 H小 于 400mm时 ， 图 中 A=H-100（ mm） ； 梁 高

33、 H不 小于 400mm时 ， A=300mm。 对 带 混 凝 土桥 面 板 的 钢 结 构 ， A=300mm， 图 中 的 t为 混 凝 土 桥 面 板 的 厚 度 （ mm） 。 混 凝 土 上 部 结 构 和 带 混 凝 土 桥 面 板 的钢 结 构 的 竖 向 日 照 反 温 差 为 正 温 差 乘 以-0.5。 竖 向 梯 度 温 度 表 4.3.10-2公 路 桥 梁 结 构 的 有 效 温 度 标 准 值 （ ）气 温 分 区 钢 桥 面 板 钢 桥 混 凝 土 桥 面 板 钢 桥 混 凝 土 、 石 桥最 高 最 低 最 高 最 低 最 高 最 低严 寒 地 区 46 -4

34、3 39 -32 34 -23寒 冷 地 区 46 -21 39 -15 34 -10温 热 地 区 46 -9(-3) 39 -6(-1) 34 -3（ 0）结 构 类 型 T 1（ ） T2（ ）混 凝 土 铺 装 25 6.750mm沥 青 混 凝 土 铺 装 层 20 6.7100mm沥 青 混 凝 土 铺 装 层 14 5.5表 4.3.10-3竖 向 日 照 正 温 差 计 算 的 温 度 基 数注 ： 表 中 （ ） 内 数 值 适 用 于 昆 明 、 南 宁 、 广 州 、 福 州 地 区 。 11. 支 座 摩 阻 力 支 座 摩 阻 力 是 上 部 结 构 由 温 度 等

35、引 起 的 变 位 而 产 生 的 ，其 作 用 方 向 与 上 部 结 构 的 变 位 方 向 相 反 作 用 点 在 支 座 处 ，计 算 公 式 为 ： W作 用 于 活 动 支 座 处 由 上 部 结 构 重 力 产 生 的 效 应 ； 支 座 的 摩 擦 系 数 ， 按 支 座 种 类 取 值 。F =W支 座 摩 擦 系 数 支 座 种 类 支 座 摩 擦 系 数滚 动 支 座 或 摆 动 支 座 0.05板 式 橡 胶 支 座 支 座 与 混 凝 土 面 接 触 0.30支 座 与 钢 板 接 触 0.20聚 四 氟 乙 烯 板 与 不 锈 钢板 接 触 0.06(加 硅 脂 ；

36、 温 度 低 于 -25 时 为 0.078)0.12(不 加 硅 脂 ； 温 度 低 于 -25 时 为 0.156) 一 、 地 震 作 用 定 义 ： 指 地 震 时 强 烈 的 地 面运 动 引 起 的 结 构 惯 性 力 ， 它 是随 机 变 化 的 动 力 荷 载 ， 其 值 的大 小 决 定 于 地 震 强 烈 程 度 和 结构 的 动 力 特 性 （ 频 率 与 阻 尼 等 ）以 及 结 构 或 杆 件 的 质 量 。地 震 基 本 烈 度 与 地 震 动 峰 值 加 速 度 系 数 的 对 应 关 系 地 震 动 峰 值加 速 度 系 数 0.05g 0.05g 0.10 g

37、 0.15g 0.20g 0.30g 0.40g地 震 基 本 烈 度 设 计 要 求 简 易 设 防 抗 震 设 计 专 门 的 抗 震 研 究 和 设 计 抗 震 设 防 要 求 以 地 震 时 地 面 最 大 水 平 加 速 度 的 统 计 值 即 地 震 动 峰值 加 速 度 确 定 。 2、 地 震 烈 度 对 桥 梁 结 构 的 影 响u 地 震 烈 度 是 对 地 震 强 度 的 一 种 等 级 描 述 ， 它 是 根 据 水 平地 震 系 数 kh加 以 划 分 的 。 抗 震 设 计 中 采 用 的 地 震 烈 度 称 为设 计 烈 度 ；u 一 般 ， 烈 度 小 于 7度

38、 的 地 震 影 响 在 桥 梁 设 计 中 可 不 予 考 虑 ；u 铁 路 桥 梁 抗 震 设 计 规 范 只 适 用 烈 度 为 7度 、 8度 、 9度 的 情况 ；u 对 设 计 烈 度 高 于 9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 KH依 设 计 烈 度 取值 ， 当 设 计 烈 度 分 别 为 7、 8、 9时 ， k h分 别 取 0.1， 0.2，0.4。 地 震 力 的 计 算 可 采 用 静 力 法 或 反 映 谱 理 论 。 对 重 要结 构 的 桥 梁 结 构 ，

39、 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 。3、 地 震 力 的 计 算 方 法 静 力 法 静 力 法 是 用 一 个 水 平 方 向 作 用 的 等 效 静 止 荷 载 表 示 地震 对 结 构 的 作 用 。 其 计 算 公 式 如 下 ： iHiiiiii WkCXgWCXmCP 2max02max02 静 力 法 主 要 使 用 于 刚 度 较 大 结 构 。规 范 规 定 ： 挡 土 墙 、 桥 台 用 静 力 法 计 算 地 震 力 。 反 应 谱 理 论 动 态 法 主 要 有

40、 反 应 谱理 论 和 时 程 分 析 法 。 反 应 谱 理 论 是 一 种 简化 的 动 态 分 析 法 ， 又 称 动静 法 。 桥 梁 抗 震 规 范 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 。 二 、 船 只 或 飘 流 物 的 撞 击 力 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 行 防 撞 设 计 。计 算 方 法 ： 21sin

41、CC WF F撞 击 力 （ KN） 船 只 或 排 筏 驶 进 方 向 与 墩 台 撞 击 点 处 切 线 所 形 成 的 夹 角 ；W船 只 或 排 筏 重 力 （ kN） C1、 C2船 只 或 排 筏 的 弹 性 变 形 系 数 和 墩 台 圬 工 的 弹 性 变 形 系 数缺 乏 资 料 时 一 般 假 定 C1+C2=0.0005。 船 只 或 排 筏 撞 击 墩 台 的 速 度 (m/s） 动 能 折 减 系 数 ， 斜 撞 时 为 0.2， 正 向 撞 击 时 为 0.3； 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

42、 撞 击 试 验 进行 计 算 ， 并 籍 此 进 行防 撞 设 施 的 设 计 。 内 河 船 舶 撞 击 作 用 标 准 值内 河 航 道等 级 船 舶 吨 级 DWT（ t） 横 桥 向 撞 击 作用 （ kN） 顺 桥 向 撞 击 作 用（ kN）一 3000 1400 1100二 2000 1100 900三 1000 800 650四 500 550 450五 300 400 350六 100 250 200七 50 150 125当 缺 乏 实 际 调 查 资 料 时 : 三 、 汽 车 的 撞 击 力 撞 击 力 标 准 值 在 行 驶 方 向 取1000kN， 与 之 垂 直

43、 方 向 取 为 500kN，两 个 方 向 的 不 同 时 考 虑 ； 作 用 于 行车 道 上 1.2m处 ， 直 接 分 布 于 撞 击 涉及 的 构 件 上 。 对 于 设 有 防 撞 设 施 的 结 构 构 件 ，可 视 设 施 的 防 撞 能 力 予 以 折 减 ， 但折 减 后 不 应 低 于 上 述 的 1/6。 为 防 止 或 减 少 因 撞 击 产 生 的 破坏 ， 对 易 受 到 汽 车 撞 击 的 构 件 的 相关 部 位 应 采 取 相 应 的 构 造 措 施 ， 并增 设 钢 筋 或 钢 筋 网 。 u 只 有 在 结 构 上 可 能 同 时 出 现 的 作 用 ，

44、 才 进 行 其 效 应 的 组合 。u 凡 存 在 的 永 久 作 用 任 一 项 ， 均 应 进 行 组 合 ；u 凡 可 能 出 现 的 基 本 可 变 作 用 项 ， 除 个 别 情 况 外 应 进 行 组合 ；u 纵 向 力 与 横 向 力 不 同 时 组 合 ；u 对 其 他 可 变 作 用 的 组 合 ， 根 据 同 时 作 用 的 可 能 性 ， 规 范具 体 规 定 了 某 种 荷 载 组 合 时 ， 哪 些 荷 载 不 同 时 参 与 组 合 。一 、 组 合 总 原 则作 用 名 称 及 编 号 不 同 时 参 与 组 合 的 作 用 及 编 号13 汽 车 制 动 力

45、15 流 水 压 力 、 16 冰 压 力 、 18 支 座 摩 阻 力15 流 水 压 力 13 汽 车 制 动 力 、 16 冰 压 力16 冰 压 力 13 汽 车 制 动 力 、 15 流 水 压 力18 支 座 摩 阻 力 13 汽 车 制 动 力可 变 作 用 不 同 时 组 合 表 u 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 。u 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 。u 施

46、 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 加 以 考虑 。u 多 个 偶 然 作 用 不 同 时 参 与 组 合 。u 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 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 ； u 拱 桥 仍 应 考

47、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 。注 意 事 项 ： 公 路 桥 涵 设 计 时 ， 对 不 同 的 作 用 应 采 用 不 同 的 代 表 值 。1. 永 久 作 用 应 采 用 标 准 值 作 为 代 表 值 。2. 可 变 作 用 应 根 据 不 同 的 极 限 状 态 分 别 采 用 标 准 值 、频 遇 值 或 准 永 久 值 作 为 其 代 表 值 。3. 偶 然 作 用 取 其 标 准 值 为 代 表 值 。4. 作 用 的 设 计 值 规 定 为 作 用 的 代 表 值 乘 以 相 应 的 作 用分 项 系

48、数 。二 、 作 用 的 取 值 三 、 组 合 方 式 及 相 关 系 数 在 桥 梁 设 计 中 应 关 注 桥 涵 结 构 的 两 种 极 限 状 态 （ 承 载 能力 和 正 常 使 用 ） ， 同 时 也 也 应 考 虑 其 在 施 工 和 使 用 过 程 中的 三 种 设 计 状 况 （ 持 久 、 短 暂 和 偶 然 ） 。持 久 状 况 承 载 能 力 极 限 状 态 设 计正 常 使 用 极 限 状 态 设 计短 暂 状 况 承 载 能 力 极 限 状 态 设 计正 常 使 用 极 限 状 态 设 计 （ 必 要 时 ）偶 然 状 况 承 载 能 力 极 限 状 态 设 计

49、四 类 设 计 组 合 :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 承 载 能 力 极 限 状 态 设 计 ： 以 塑 性 理 论 为 基 础 ， 其 设 计原 则 即 ： 荷 载 效 应 最 不 利 组 合 的 设 计 值 与 重 要 性 系 数 的 乘 积， 必 须 小 于 或 等 于 结 构 抗 力 的 设 计 值 。 正 常 使 用 极 限 状 态 设 计 ： 以 弹 性 理 论 或 弹 塑 性 理 论 为基 础 ， 涉 及 构 件 的 抗 裂 、 裂 缝 宽 度 和 挠 度 三 个 方 面

50、的 验 算。 公 路 桥 涵 结 构 按 承 载 能 力 极 限 状 态 设 计 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 ： 0 0 1 11 2( )m nud Gi GiK Q Q K c Qj Qjki jS S S S 0 0 11 2( )m nud Gid Q d c Qjdi jS S S S 1） 基 本 组 合u 汽 车 荷 载 效 应 （ 含 汽 车 冲 击 力 、 离 心 力 ;超 过 汽 车 荷 载 效 应或 对 专 为 承 受 某 作 用 时 ;其 他 第 j个 可 变 作 用

51、效 应 ） 的 分 项系 数 取 1.4;风 荷 载 的 分 项 系 数 取 1.1。u 除 汽 车 荷 载 ， 只 有 人 群 荷 载 参 与 组 合 时 c取 0.8； 另 有 二种 可 变 作 用 取 0.7,三 种 取 0.6,四 种 或 多 于 四 种 时 取 0.5。 桥 涵 结 构 的 设 计 安 全 等 级桥 涵 结 构 特 大 桥 、 重 要 大 桥 大 桥 、 中 桥 、 重 要 小 桥 小 桥 、 涵 洞设 计 安 全 等 级 一 级 二 级 三 级结 构 重 要 系 数 0 1.1 1.0 0.9 注 ： 本 表 编 号 1中 ， 当 钢 桥 采 用 钢 桥 面 板 时

52、 ， 永 久 作 用 效 应 分 项 系 数 取 1.1； 当 采 用 混 凝 土 桥 面 板 时 ， 取 1.2 1.2*恒 荷 载 +1.4*汽 车 荷 载1.2*恒 荷 载 +1.4*汽 车 荷 载 +0.8*1.4*人 群 荷 载1.2*恒 荷 载 +1.4*汽 车 荷 载 + 0.7*（ 1.4*人 群 荷 载 +1.1*风荷 载 ）1.2*恒 荷 载 +1.4*汽 车 荷 载 +0.6*（ 1.4*人 群 荷 载 +1.1*风荷 载 +1.4*土 压 力 ）1.2*恒 荷 载 +1.4*汽 车 荷 载 +0.5*（ 1.4*人 群 荷 载 +1.1*风荷 载 +1.4*土 压 力

53、+1.4*汽 车 制 动 力 ）公 路 桥 涵 结 构 效 应 组 合 表 达 式 ： 偶 然 作 用 的 效 应 分 项 系 数 取 1.0； 可 变 作 用 ， 可 根 据 观 测 资 料 和 工 程 经 验 取 用 适 当 的 代 表值 。 地 震 作 用 标 准 值 及 其 表 达 式 按 公 路 工 程 抗 震 设 计 规 范 （ JTJ004-89） 规 定 采 用 。2） 偶 然 组 合 永 久 作 用标 准 值 效 应 可 变 作 用代 表 值 效 应 一 种 偶 然 作 用标 准 值 效 应+ + 1j第 j个 可 变 作 用 效 应 的 频 遇 值 系 数 ， 汽 车 荷

54、载 (不 计冲 击 力 ) 1=0.7， 人 群 荷 载 1=1.0， 风 荷 载 1=0.75,温 度 梯 度 作 用 1=0.8， 其 他 作 用 1=1.0公 路 桥 涵 结 构 按 正 常 使 用 极 限 状 态 设 计 永 久 作 用 标 准 值 效 应 与 可 变 作 用 频 遇 值 （ 其 值 可 根 据在 足 够 长 的 观 测 期 内 作 用 任 意 时 点 概 率 分 布 的 0.95分 位 值来 确 定 ） 效 应 相 组 合 ， 其 效 应 组 合 表 达 式 为 ：Qjknj jmi Giksd SSS 1 11 1） 短 期 效 应 组 合 永 久 作 用 标 准

55、值 效 应 与 可 变 作 用 准 永 久 值 （ 其 值 可 根 据在 足 够 长 的 观 测 期 内 作 用 任 意 时 点 概 率 分 布 的 0.5（ 或 略 高于 0.5） 分 位 值 来 确 定 ） 效 应 相 组 合 ， 其 效 应 组 合 表 达 式 为 ：Qjknj jmi Gikld SSS 1 21 2） 长 期 效 应 组 合 2j第 j个 可 变 作 用 效 应 的 准 永 久 值 系 数 ， 汽 车 荷 载 (不计 冲 击 力 ) 2=0.4， 人 群 荷 载 2=0.4， 风 荷 载 2=0.75,温 度 梯 度 作 用 2=0.8， 其 他 作 用 2=1.0