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1、会计学1桥梁桥梁(qioling)荷载设计荷载设计第一页，共86页。3.1 3.1 3.1 3.1 永久永久永久永久(yngji)(yngji)(yngji)(yngji)荷载荷载荷载荷载永永久久荷荷载载：亦亦称称恒恒载载，在在设设计计使使用用 期期 内内 其其 值值 不不 随随 时时 间间 变变 化化(binhu)，或或其其变变化化(binhu)与平均值相比忽略不计。与平均值相比忽略不计。永永久久荷荷载载包包括括：结结构构自自重重、桥桥上上附附加加恒恒载载（桥桥面面、人人行行道道及及附附属属设设备备）、作作用用于于结结构构上上的的土土重重及及土土侧侧压压力力、基基础础变变位位影影响响力力、水
2、水浮浮力力、混混凝凝土土收收缩缩和和徐徐变变的的影影响响力等。力等。第1页/共86页第二页，共86页。对于预应力结构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。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。但在超静定但在超静定(jndn)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。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。各种永久荷载的取值与计算，
3、详见规范条文。第2页/共86页第三页，共86页。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.公路桥涵结构设计应考虑结构上可能同时出现的作用，按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行作用效应组合，取其最不利效应组合进行设计：只有在结构上可能同时出现的作用，才进行其效应的组合。当结构或结构构件需做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。当可变作用的出现对结构或结构构件产生有利影响时，该作用不应参与组合。实际不可能同时出现的作用或同时参与组合概率很小的作用，不考虑其作用效应的组合。施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
4、具设备(shbi)均应作为临时荷载加以考虑。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。多个偶然作用不同时参与组合。第3页/共86页第四页，共86页。第4页/共86页第五页，共86页。3.2 3.2 可变荷载可变荷载(hzi)(hzi)可可可可变变变变荷荷荷荷载载载载:设设设设计计计计使使使使用用用用期期期期内内内内其其其其值值值值随随随随时时时时间间间间变变变变化化化化，且且且且其其其其变变变变化化化化与与与与平平平平均均均均值值值值相相相相比比比比(xin(xin(xin(xin b)b)b)b)不不不不可可可可忽略的荷载。忽
5、略的荷载。忽略的荷载。忽略的荷载。(1)(1)基本可变荷载基本可变荷载列车活载列车活载汽车汽车 由列车活载和汽车活载引起的冲击力由列车活载和汽车活载引起的冲击力曲线上的离心力曲线上的离心力由活载引起的土侧压力由活载引起的土侧压力公路桥中的人群公路桥中的人群(rnqn)(rnqn)荷载荷载铁路桥梁的列车横向摇摆力等。铁路桥梁的列车横向摇摆力等。第5页/共86页第六页，共86页。11）列车）列车）列车）列车(lich)(lich)活活活活载载载载n n列车由机车和车辆组成，机车和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。车辆类型很多，轴重、轴距各异。n n为规范设计，我国根据机车车
6、辆为规范设计，我国根据机车车辆轴重、轴距对桥梁不同影响及考轴重、轴距对桥梁不同影响及考虑虑(kol)车辆的发展趋势，制定车辆的发展趋势，制定了中华人民共和国铁路标准活载了中华人民共和国铁路标准活载图式。图式。n n（简称（简称“中中活载活载”）n n中中活载活载160km/h、200km/hn nZK活载活载250km/h、300km/h以上高速以上高速第6页/共86页第七页，共86页。“ZK活载活载”分标准分标准(biozhn)活载和特种活载活载和特种活载第7页/共86页第八页，共86页。高速暂行规定：高速暂行规定：加载时，标准活载计算图式可任意截取加载时，标准活载计算图式可任意截取单线或双
7、线桥跨：各线均应计入单线或双线桥跨：各线均应计入ZK活载作用。活载作用。多于双线桥跨：应按下列最不利情况多于双线桥跨：应按下列最不利情况(qngkung)考虑：考虑：1）按双线在最不利位置承受）按双线在最不利位置承受ZK活载，其余线路不承活载，其余线路不承受列车荷载；受列车荷载；2）所有线路在最不利位置承受）所有线路在最不利位置承受75的的ZK活载。活载。空车活载按空车活载按10kN/m计算。计算。“ZK活载活载”分标准分标准(biozhn)活载和特种活载活载和特种活载第8页/共86页第九页，共86页。桥规规定：桥规规定：加载时，标准活载计算图式可任意截取加载时，标准活载计算图式可任意截取双线
8、桥跨：两线活载之和的双线桥跨：两线活载之和的90%横向稳定横向稳定(wndng)检算：空车检算：空车+最大横向风力为最不最大横向风力为最不利，空车活载标准值为利，空车活载标准值为10kN/m“中中活载活载”分普通分普通(ptng)活载和特种活载活载和特种活载第9页/共86页第十页，共86页。（A A A A）旧公路旧公路旧公路旧公路(gngl)(gngl)(gngl)(gngl)标准标准标准标准n n 设计设计设计设计(shj)(shj)荷载荷载荷载荷载 n n大大大大量量量量、经经经经常常常常出出出出现现现现的的的的汽汽汽汽车车车车荷荷荷荷载载载载，以以以以车车车车队队队队形形形形式式式式排
9、排排排列。列。列。列。n n汽汽汽汽1010级级级级、汽汽汽汽1515级级级级、汽汽汽汽2020级级级级、汽汽汽汽超超超超2020级级级级验算荷载验算荷载偶然、个别出现的平板偶然、个别出现的平板(pngbn)挂车或履带车。挂车或履带车。挂挂80、挂、挂100、挂、挂120、履带、履带502 2）汽车荷载汽车荷载第10页/共86页第十一页，共86页。第11页/共86页第十二页，共86页。v每一车队有一重车，主车数量不限。每一车队有一重车，主车数量不限。v三三、四四行行车车队队时时可可折折减减20%20%和和30%30%，但但不不小小于于两两行行(lin xn)(lin xn)车队计算的结果。车队
10、计算的结果。第12页/共86页第十三页，共86页。第13页/共86页第十四页，共86页。n n履履带带车车纵纵向向可可考考虑虑多多辆辆行行驶驶，但两车净距不小于但两车净距不小于50m50mn n平平板板(pngbn)(pngbn)挂挂车车全全桥桥均均以以通通过一辆计算过一辆计算n n平平板板(pngbn)(pngbn)挂挂车车和和履履带带车车荷荷载应靠中以慢速行驶载应靠中以慢速行驶n n验验算算时时，不不考考虑虑冲冲击击力力、人人群群荷荷载载和和其其它它非非经经常常作作用用在在桥桥上上的各种外力。的各种外力。第14页/共86页第十五页，共86页。新桥规公路工程技术标准（新桥规公路工程技术标准（
11、新桥规公路工程技术标准（新桥规公路工程技术标准（JTG B01-2003JTG B01-2003JTG B01-2003JTG B01-2003）公路桥涵设计公路桥涵设计公路桥涵设计公路桥涵设计(shj)(shj)(shj)(shj)通用规范通用规范通用规范通用规范 （JTG D60-JTG D60-JTG D60-JTG D60-2004200420042004）n n汽车荷载汽车荷载(hzi)分为公路分为公路级和级和公路公路级两个等级。级两个等级。n n汽车荷载汽车荷载(hzi)由车道荷载由车道荷载(hzi)和车辆荷载和车辆荷载(hzi)组成。组成。车道荷载车道荷载(hzi)由均布荷载由均
12、布荷载(hzi)和集中荷载和集中荷载(hzi)组成。组成。n n桥梁结构的整体计算采用车道荷载桥梁结构的整体计算采用车道荷载(hzi)；n n桥梁结构的局部加载、涵洞、桥台桥梁结构的局部加载、涵洞、桥台和挡土墙土压力等的计算采用车辆和挡土墙土压力等的计算采用车辆荷载荷载(hzi)。n n车道荷载车道荷载(hzi)与车辆荷载与车辆荷载(hzi)的作用不得叠加。的作用不得叠加。（B B）现行公路现行公路(gngl)(gngl)标准标准第15页/共86页第十六页，共86页。新规范新规范新规范新规范(gufn)(gufn)(gufn)(gufn)车道荷载的计算图式车道荷载的计算图式车道荷载的计算图式车
13、道荷载的计算图式Kq P K第16页/共86页第十七页，共86页。第17页/共86页第十八页，共86页。第18页/共86页第十九页，共86页。第19页/共86页第二十页，共86页。第20页/共86页第二十一页，共86页。第21页/共86页第二十二页，共86页。第22页/共86页第二十三页，共86页。多车道桥梁的汽车荷载应考虑折减。当桥涵设计车道多车道桥梁的汽车荷载应考虑折减。当桥涵设计车道数数22时，汽车荷载产生时，汽车荷载产生(chnshng)(chnshng)的效应的效应 应该按表规应该按表规定的多车道横向折减系数进行折减，但折减后的效应不得定的多车道横向折减系数进行折减，但折减后的效应不
14、得小于两条设计车道的荷载效应。小于两条设计车道的荷载效应。第23页/共86页第二十四页，共86页。第24页/共86页第二十五页，共86页。第25页/共86页第二十六页，共86页。3 3）冲击力）冲击力）冲击力）冲击力 车车车车 辆辆辆辆 以以以以 一一一一 定定定定 速速速速 度度度度 过过过过 桥桥桥桥 时时时时，由由由由 于于于于 动动动动 力力力力 影影影影 响响响响，桥桥桥桥 梁梁梁梁(qioling)(qioling)(qioling)(qioling)实实实实际际际际产产产产生生生生的的的的活活活活载载载载应应应应力力力力和和和和变变变变形形形形大大大大于于于于按按按按活活活活载载
15、载载静静静静重重重重计计计计算算算算所得的结果，这种动力效应常称为冲击作用。所得的结果，这种动力效应常称为冲击作用。所得的结果，这种动力效应常称为冲击作用。所得的结果，这种动力效应常称为冲击作用。构成桥梁构成桥梁(qioling)(qioling)动力影响的因素主要有：动力影响的因素主要有：列车以一定速度过桥时引起桥跨振动；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；轮对过钢轨接头时有冲击作用；蒸蒸汽汽机机车车动动轮轮上上的的平平衡衡重重在在随随动动轮轮高高速速旋旋转转中中由由于于离离心心力力引引起起的锤击作用；的锤击作用；桥上轨道竖向和横向不平顺引起桥梁桥上轨道竖向和横向不
16、平顺引起桥梁(qioling)(qioling)扭转振动；扭转振动；桥头线路（路面）不平整，车轮不圆等桥头线路（路面）不平整，车轮不圆等 。第26页/共86页第二十七页，共86页。桥梁设计时中以活载静重桥梁设计时中以活载静重乘上动力乘上动力(dngl)(dngl)系数来反映系数来反映这种影响。这种影响。铁路桥动力铁路桥动力(dngl)(dngl)系数系数 1+1+公路桥冲击系数公路桥冲击系数 动力动力(dngl)(dngl)系数（或冲系数（或冲击系数）公式中考虑了不同类击系数）公式中考虑了不同类型桥跨、跨度和加载长度的影型桥跨、跨度和加载长度的影响。响。第27页/共86页第二十八页，共86页。
17、v铁路桥动力铁路桥动力(dngl)(dngl)系数系数 1+1+混凝土梁混凝土梁 钢板钢板(gngbn)(gngbn)梁及钢桁梁及钢桁梁梁 第28页/共86页第二十九页，共86页。实腹钢筋实腹钢筋(gngjn)(gngjn)混凝土拱和石砌拱桥混凝土拱和石砌拱桥 空腹钢筋空腹钢筋(gngjn)(gngjn)混凝土无铰拱桥和系杆拱桥混凝土无铰拱桥和系杆拱桥 空腹空腹(kngf)有铰有铰拱桥拱桥第29页/共86页第三十页，共86页。v现行铁路规范铁路桥动力现行铁路规范铁路桥动力(dngl)(dngl)系数系数 1+1+简支或连续简支或连续(linx)(linx)钢桥跨结构和钢墩台钢桥跨结构和钢墩台
18、钢与钢筋钢与钢筋(gngjn)(gngjn)混凝土板构成的结合梁混凝土板构成的结合梁 第30页/共86页第三十一页，共86页。v现行铁路规范现行铁路规范(gufn)(gufn)铁路桥动力系数铁路桥动力系数 1+1+钢钢筋筋混混凝凝土土的的、混混凝凝土土的的、石石砌砌(sh(sh q)q)的的桥桥跨跨结结构构及及涵涵洞洞、刚刚架架桥桥，其其顶顶上上填填土土厚厚度度1.0m1.0m（从从轨轨底底算算起起）时不计冲击力。当小于时不计冲击力。当小于1.0m1.0m时时 空腹式钢筋混凝土拱桥空腹式钢筋混凝土拱桥(gngqio)(gngqio)的拱圈和拱的拱圈和拱肋肋第31页/共86页第三十二页，共86页
19、。v8585规范规范(gufn)(gufn)公路桥冲击公路桥冲击系数系数 结构种类结构种类冲击系数冲击系数混凝土梁、刚构、拱上构造混凝土梁、刚构、拱上构造(guzo)、柱式墩石柱式墩石混凝土拱桥混凝土拱桥(gngqio)的主拱的主拱钢主桁、联合梁、桥面系、钢主桁、联合梁、桥面系、钢墩台等钢墩台等吊桥的主桁、主索或主链、吊桥的主桁、主索或主链、塔架塔架第32页/共86页第三十三页，共86页。新的新的 通用规范通用规范JTG D60JTG D60规定，汽车荷载冲击力应按下列规定计算：规定，汽车荷载冲击力应按下列规定计算：1 1 钢桥、钢筋钢桥、钢筋(gngjn)(gngjn)混凝土及预应力混凝土桥
20、、圬工拱桥等上部构造和钢支座、板式橡胶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支座、盆式橡胶支座及钢筋(gngjn)(gngjn)混凝土柱式墩台，应计算汽车的冲击作用。混凝土柱式墩台，应计算汽车的冲击作用。2 2 填料厚度（包括路面厚度）等于或大于填料厚度（包括路面厚度）等于或大于0.5m0.5m的拱桥、涵洞以及重力式墩台不计冲击力。的拱桥、涵洞以及重力式墩台不计冲击力。3 3 支座的冲击力，按相应的桥梁取用。支座的冲击力，按相应的桥梁取用。4 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
21、5 5 冲击系数冲击系数可按下式计算：可按下式计算：当当 Hz Hz时，时，=0.05=0.05 当当1.5Hz 14Hz1.5Hz 14Hz时，时，=0.1767lnf=0.1767lnf0.0157 0.0157 当当 Hz Hz时，时，=0.45=0.45 式中，式中，f f 为结构基频（为结构基频（HzHz）。）。6 6 汽车荷载的局部加载及在汽车荷载的局部加载及在T T梁、箱梁悬臂板上的冲击系数采用梁、箱梁悬臂板上的冲击系数采用0.30.3。桥梁结构的基频反映了结构的尺寸、类型、建筑材料等动力特性内容，它直接反映了冲击系数桥梁结构的基频反映了结构的尺寸、类型、建筑材料等动力特性内容，
22、它直接反映了冲击系数与桥梁结构之间的关系。不管桥梁的建筑材料、结构类型是否有差别，也不管结构尺寸与跨径与桥梁结构之间的关系。不管桥梁的建筑材料、结构类型是否有差别，也不管结构尺寸与跨径是否有差别，只要桥梁结构的基频相同，在同样条件的汽车荷载下，就能得到基本相同的冲击是否有差别，只要桥梁结构的基频相同，在同样条件的汽车荷载下，就能得到基本相同的冲击系数。系数。第33页/共86页第三十四页，共86页。4 4 4 4）离心力）离心力）离心力）离心力 车车车车辆辆辆辆在在在在曲曲曲曲线线线线上上上上运运运运行行行行产产产产生生生生离离离离心心心心力力力力。公公公公路路路路桥桥桥桥上上上上离离离离心心心
23、心力力力力较较较较小小小小，当当当当曲曲曲曲线线线线半半半半径径径径等等等等于于于于或或或或小小小小于于于于250m250m250m250m时时时时，才才才才考考考考虑虑虑虑离离离离心心心心力力力力的的的的作作作作用用用用。离离离离心心心心力力力力等等等等于于于于车车车车辆辆辆辆荷荷荷荷载载载载(hzi)(hzi)(hzi)(hzi)（不不不不计计计计动动动动力力力力效效效效应应应应）乘乘乘乘以以以以离离离离心心心心力力力力率率率率离心力率离心力率对对铁铁路路荷荷载载(hzi)C(hzi)C不不应应大大于于0.150.15。离心力作用点：离心力作用点：铁铁路路轨轨顶顶以以上上(yshng)2m
24、(yshng)2m，公公路路桥桥面面以以上上(yshng)1.2m(yshng)1.2m第34页/共86页第三十五页，共86页。5 5 5 5）人群）人群）人群）人群(rnqn)(rnqn)(rnqn)(rnqn)荷载荷载荷载荷载n n公公公公路路路路桥桥桥桥人人人人群群群群(rnqn)(rnqn)(rnqn)(rnqn)荷荷荷荷载载载载一一一一般般般般规规规规定定定定为为为为3kN/m23kN/m23kN/m23kN/m2，n n城市、郊区行人密集处可为城市、郊区行人密集处可为城市、郊区行人密集处可为城市、郊区行人密集处可为3.5kN/m23.5kN/m23.5kN/m23.5kN/m2。第
25、35页/共86页第三十六页，共86页。（2 2）其他可变荷载）其他可变荷载 包包括括：制制动动力力或或牵牵引引力力、风风力力(fngl)(fngl)、温温度度力力、流流水水压压力力、水水压力和施工荷载等。压力和施工荷载等。对铁路桥梁，人行道荷载对铁路桥梁，人行道荷载(hzi)归为其他可变荷载归为其他可变荷载(hzi)。第36页/共86页第三十七页，共86页。1 1 1 1）制动力）制动力）制动力）制动力(dngl)(dngl)(dngl)(dngl)n n制动力制动力制动力制动力 是车辆减速或制动时的惯性力。是车辆减速或制动时的惯性力。是车辆减速或制动时的惯性力。是车辆减速或制动时的惯性力。n
26、 n 方向：方向：方向：方向：与行车方向一致。与行车方向一致。与行车方向一致。与行车方向一致。n n牵引力牵引力牵引力牵引力 是车辆起动或加速时车辆与路面是车辆起动或加速时车辆与路面是车辆起动或加速时车辆与路面是车辆起动或加速时车辆与路面n n （或钢轨）间作用的摩阻力。（或钢轨）间作用的摩阻力。（或钢轨）间作用的摩阻力。（或钢轨）间作用的摩阻力。n n 方向：方向：方向：方向：与行车方向相反。与行车方向相反。与行车方向相反。与行车方向相反。n n作用点：铁路轨顶以上作用点：铁路轨顶以上作用点：铁路轨顶以上作用点：铁路轨顶以上2m2m2m2m，n n 公公公公 路路路路 桥桥桥桥 面面面面(q
27、io(qio(qio(qio min)min)min)min)以以以以 上上上上1.2m1.2m1.2m1.2m。n n但但但但在在在在计计计计算算算算墩墩墩墩台台台台时时时时移移移移至至至至支支支支座座座座中中中中心心心心处处处处，不不不不计计计计因因因因此此此此而而而而产产产产生的竖向力和力矩。生的竖向力和力矩。生的竖向力和力矩。生的竖向力和力矩。第37页/共86页第三十八页，共86页。公路公路(gngl)桥规规定：桥规规定：鉴于鉴于(jiny)车辆不可能全部同时刹车车辆不可能全部同时刹车 1 1或或2 2车车道道桥桥，制制动动力力(dngl)(dngl)按按一一行行汽汽车车车车队队总总重
28、重量量的的 10%10%，但但不不得得小小于于一一辆辆重重车车重重量量的的30%30%。4 4车道桥为上述数值的两倍。车道桥为上述数值的两倍。第38页/共86页第三十九页，共86页。n n制制动动力力按按计计算算长长度度内内列列车车(lich)(lich)竖竖向向静静活活载载标标准准值值的的15%15%计计算算，牵牵引引力力按按加加载载长长度度等等于于或或小小于于30m30m内内列列车车(lich)(lich)静静活活载载标标准准值值的的30%30%计算，按控制者设计。计算，按控制者设计。n n当当设设计计桥桥墩墩台台时时，上上述述制制动动力力和和牵牵引引力力按按10%10%和和15%15%计
29、计算算，按按控控制制者者设设计。计。n n当当制制动动力力与与离离心心力力同同时时计计算算时时，制制动动力力或或牵牵引引力力按按列列车车(lich)(lich)竖竖向向静活载标准值的静活载标准值的5%5%计算。计算。n n 双线按一线计，多线按两线计。双线按一线计，多线按两线计。铁路铁路(til)桥规规定：桥规规定：第39页/共86页第四十页，共86页。2 2 2 2）风力）风力）风力）风力(fngl)(fngl)(fngl)(fngl)基本基本(jbn)风压值风压值v桥桥规规规规定定，取取平平坦坦空空旷旷地地区区、离离地地面面(dmin)(dmin)高高10m10m、重重现现期期为为1001
30、00年年的的10min10min的的平平均均最最大风速计算基本风压强度。大风速计算基本风压强度。v铁路横向风荷载标准强度计算公式：铁路横向风荷载标准强度计算公式：第40页/共86页第四十一页，共86页。n n超超静静定定结结构构存存在在(cnzi)(cnzi)多多余余约约束束，热热胀胀冷冷缩缩将产生内力或支座反力。将产生内力或支座反力。n n 静静定定和和超超静静定定结结构构，由由于于结结构构不不同同部部位位温温度度不不同，内部将产生温差力。同，内部将产生温差力。n n桥桥规规规规定定：结结构构温温度度变变形形受受外外约约束束影影响响引引起起的的温温度度力力按按结结构构平平均均温温度度计计算算
31、。由由于于这这种种温温度度变变化化持持续续时时间间较较长长，对对于于混混凝凝土土结结构构在在温温度度变变化化产产生生内内力力同同时时，混混凝凝土土徐徐变变作作用用使使温温度度影影响响力力减减小小。可可用用折折减减弹弹性性模模量量考考虑虑，去去受受压压弹弹性模量的性模量的0.60.6倍（公路倍（公路0.70.7倍）。倍）。3 3）温度）温度(wnd)(wnd)力力第41页/共86页第四十二页，共86页。4 4 4 4）铁路桥上人行道荷载）铁路桥上人行道荷载）铁路桥上人行道荷载）铁路桥上人行道荷载(hzi)(hzi)(hzi)(hzi)铁铁路路人人行行道道桥桥只只考考虑虑巡巡道道和和维维修修人人员
32、员通通行行(tngxng)(tngxng)，维维修修时放置钢轨、枕木、道碴等。时放置钢轨、枕木、道碴等。道道碴碴桥桥面面：离离梁梁中中心心线线2.45m2.45m内内按按10kPa10kPa计；计；2.45m2.45m以以外按外按4kPa4kPa。活活 载载 分分项系数取项系数取1.41.4。明明桥桥面面：按按4kPa4kPa计计，活活载载分分项项系系数取数取1.11.1。人人行行道道板板还还应应按按竖竖向向集集中中活活载载1.5kN1.5kN检算。检算。设设计计主主梁梁时时人人行行道道活活载载不不与与列列车车活载同时计算。活载同时计算。第42页/共86页第四十三页，共86页。5 5 5 5）
33、施工）施工）施工）施工(sh gng)(sh gng)(sh gng)(sh gng)荷载荷载荷载荷载 施工荷载是指结构在施工过程施工荷载是指结构在施工过程施工荷载是指结构在施工过程施工荷载是指结构在施工过程(guchng)(guchng)(guchng)(guchng)中承受的中承受的中承受的中承受的荷载。荷载。荷载。荷载。包括：自重、人群、架桥机、风载、温度力、吊机包括：自重、人群、架桥机、风载、温度力、吊机包括：自重、人群、架桥机、风载、温度力、吊机包括：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、吊装时作或其他机具的荷载及在构件制造、运送、吊装时作或其他机
34、具的荷载及在构件制造、运送、吊装时作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。用于构件上的临时荷载。用于构件上的临时荷载。用于构件上的临时荷载。第43页/共86页第四十四页，共86页。3.3 3.3 偶然偶然(u rn)(u rn)荷载荷载 偶然偶然(u rn)(u rn)荷载指船只或漂流荷载指船只或漂流物（排筏等）撞击力和地震荷载。物（排筏等）撞击力和地震荷载。第44页/共86页第四十五页，共86页。3.3.1 3.3.1 3.3.1 3.3.1 地震地震地震地震(dzhn)(dzhn)(dzhn)(dzhn)力力力力 n n地震作用分竖直方向和水平方地震作用分竖直方
35、向和水平方向，经验表明地震的水平运动向，经验表明地震的水平运动是导致是导致(dozh)结构破坏的主结构破坏的主要因素。结构抗震验算时一般要因素。结构抗震验算时一般只考虑水平地震作用。只考虑水平地震作用。n n地震力大小的决定因素有：地地震力大小的决定因素有：地面运动的强烈程度、结构的动面运动的强烈程度、结构的动力特性、结构的质量等。力特性、结构的质量等。n n基本烈度：反映地震本身的剧基本烈度：反映地震本身的剧烈程度。烈程度。n n设计烈度：是由设计者选用的。设计烈度：是由设计者选用的。地震地震(dzhn)力的计算方法分静力法和动态法力的计算方法分静力法和动态法第45页/共86页第四十六页，共
36、86页。静力法是用一个水平方向作用的等效静止荷静力法是用一个水平方向作用的等效静止荷静力法是用一个水平方向作用的等效静止荷静力法是用一个水平方向作用的等效静止荷载表示地震载表示地震载表示地震载表示地震(dzhn)(dzhn)(dzhn)(dzhn)对结构的作用。对结构的作用。对结构的作用。对结构的作用。其计算公式如下：其计算公式如下：其计算公式如下：其计算公式如下：静力法主要静力法主要(zhyo)(zhyo)使用于刚度较大结构。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。规范规定：挡土墙、桥台用静力法计算地震力。3 3.3 3.2 2 静力法静力法 第46页/共86页第四十七
37、页，共86页。动态法主要有反应谱理论和时动态法主要有反应谱理论和时程分析法程分析法 反应谱理论是一种简化的动态反应谱理论是一种简化的动态分析法，又称动静法。分析法，又称动静法。桥梁桥梁(qioling)(qioling)抗震规范主抗震规范主要采用这种方法计算地震力。要采用这种方法计算地震力。对于高墩或特大跨度的桥梁，应同时采用对于高墩或特大跨度的桥梁，应同时采用(ciyng)(ciyng)时程分析法，取最不利结果。时程分析法，取最不利结果。3.3.3 3.3.3 反应反应(fnyng)(fnyng)谱理论谱理论第47页/共86页第四十八页，共86页。（1 1）单质点）单质点(zhdin)(zh
38、din)地震力地震力 第48页/共86页第四十九页，共86页。第49页/共86页第五十页，共86页。（2 2 2 2）多质点系统）多质点系统）多质点系统）多质点系统(xtng)(xtng)(xtng)(xtng)地地地地震力震力震力震力 多质点系统由于地震多质点系统由于地震多质点系统由于地震多质点系统由于地震(dzhn)(dzhn)(dzhn)(dzhn)引起的复杂振动可以看作自引起的复杂振动可以看作自引起的复杂振动可以看作自引起的复杂振动可以看作自振振型的迭加。振振型的迭加。振振型的迭加。振振型的迭加。第50页/共86页第五十一页，共86页。3 3.3 3.4 4 撞击力撞击力船只或漂流物撞
39、冲力：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撞击力按静力法计算，假定船筏作用于墩的有效动能(dngnng)(dngnng)转化为撞击力转化为撞击力F F所做的功。其计算公式为：所做的功。其计算公式为：第51页/共86页第五十二页，共86页。3.4 3.4 荷载荷载(hzi)(hzi)组合组合荷载荷载荷载荷载(hzi)(hzi)(hzi)(hzi)组合组合组合组合 总原则：总原则：凡存在的永久荷载任一项，均应进行组合；凡存在的永久荷载任一项，均应进行组合；凡可能出现的基本可变荷载项，除个别情况外应进行组合；凡可能出现的基本可变荷载项，除个别情况外应进行组合；纵向力与横
40、向力不同时纵向力与横向力不同时(tngsh)(tngsh)组合；组合；对其他可变荷载的组合，根据同时对其他可变荷载的组合，根据同时(tngsh)(tngsh)作用的可能作用的可能性，规范具体规定了某种荷载组合时，哪些荷载不同性，规范具体规定了某种荷载组合时，哪些荷载不同时时(tngsh)(tngsh)参与组合。参与组合。第52页/共86页第五十三页，共86页。n n组合组合：一种或几种永久荷载基本：一种或几种永久荷载基本可变荷载；（主要设计组合）可变荷载；（主要设计组合）n n组合组合：一种或几种永久荷载基本：一种或几种永久荷载基本可变荷载一种或几种其他可变荷载；可变荷载一种或几种其他可变荷载
41、；（附加设计组合）（附加设计组合）n n组合组合：一种或几种永久荷载施工：一种或几种永久荷载施工(sh gng)(sh gng)荷载一种或几种其他可荷载一种或几种其他可变荷载相组合；变荷载相组合；（施工（施工(sh gng)(sh gng)验算组合）验算组合）n n组合组合：一种或几种永久荷载基本：一种或几种永久荷载基本可变荷载船撞力（偶然组合）可变荷载船撞力（偶然组合）n n组合组合：一种或几种（结构重力预：一种或几种（结构重力预应力土压力）地震力（偶然组合）应力土压力）地震力（偶然组合）n n最不利荷载组合控制设计的最不利最不利荷载组合控制设计的最不利的工况。的工况。根据桥规，对承载能力极
42、限根据桥规，对承载能力极限(jxin)(jxin)状态和正常使用极状态和正常使用极限限(jxin)(jxin)状态，可以归纳出以下四类荷载效应组合：状态，可以归纳出以下四类荷载效应组合：第53页/共86页第五十四页，共86页。极限极限极限极限(jxin)(jxin)(jxin)(jxin)状态设计法状态设计法状态设计法状态设计法 将要采用将要采用将要采用将要采用(ciyng)(ciyng)(ciyng)(ciyng)的铁路桥规是以结构可靠性的铁路桥规是以结构可靠性的铁路桥规是以结构可靠性的铁路桥规是以结构可靠性理论为基础，采用理论为基础，采用理论为基础，采用理论为基础，采用(ciyng)(ci
43、yng)(ciyng)(ciyng)分项系数表达的概率极限状态分项系数表达的概率极限状态分项系数表达的概率极限状态分项系数表达的概率极限状态设计法。对于有两种或两种以上的可变荷载参与组合情况，设计法。对于有两种或两种以上的可变荷载参与组合情况，设计法。对于有两种或两种以上的可变荷载参与组合情况，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标准值进行折减。引入荷载效应组合系数对荷载标准值进行折减。引入荷载效应组合系数对荷载标准值进行折减。引入荷载效应组合系数对荷载标准值进行折减。荷载效应设计值一般计算式和归纳为：荷载效应设计值一般计算式和归纳为：荷载效应设计值一
44、般计算式和归纳为：荷载效应设计值一般计算式和归纳为：（1 1）一般组合）一般组合(zh)(zh)算式算式（2 2）桥跨结构荷载分项系数或组合安全系数）桥跨结构荷载分项系数或组合安全系数可在相应的表格中查出。可在相应的表格中查出。第54页/共86页第五十五页，共86页。公路桥涵结构设计应考虑结构上可能同时出现的作用，按公路桥涵结构设计应考虑结构上可能同时出现的作用，按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行作用效应组承载能力极限状态和正常使用极限状态进行作用效应组合，取其最不利效应组合进行设计：合，取其最不利效应组合进行设计：只有在结构上可能同时出现的作用，才进行其效应的只有在结构上可能同时出现的
45、作用，才进行其效应的组合。当结构或结构构件需做不同受力方向的验算时，组合。当结构或结构构件需做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。则应以不同方向的最不利的作用效应进行组合。当可变作用的出现对结构或结构构件产生有利影当可变作用的出现对结构或结构构件产生有利影响时，该作用不应参与组合。实际不可能同时出现的作响时，该作用不应参与组合。实际不可能同时出现的作用或同时参与组合概率很小的作用用或同时参与组合概率很小的作用,考虑其作用效应的组考虑其作用效应的组合。合。施工阶段作用效应的组合，应按计算需要及结构施工阶段作用效应的组合，应按计算需要及结构所处条件所处条件(tiojin
46、)(tiojin)而定，结构上的施工人员和施工机而定，结构上的施工人员和施工机具设备均应作为临时荷载加以考虑。组合式桥梁，当把具设备均应作为临时荷载加以考虑。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。梁受荷为第一个阶段，组合梁受荷为第二个阶段。多个偶然作用不同时参与组合。多个偶然作用不同时参与组合。第55页/共86页第五十六页，共86页。1 1 1 1）按承载能力极限）按承载能力极限）按承载能力极限）按承载能力极限(jxin)(jxin)(jxin)(jxin)状态设计时的组合状态
47、设计时的组合状态设计时的组合状态设计时的组合 公路桥涵结构的承载能力极限状态设计，按照可能出公路桥涵结构的承载能力极限状态设计，按照可能出公路桥涵结构的承载能力极限状态设计，按照可能出公路桥涵结构的承载能力极限状态设计，按照可能出现的作用，将其分为两种作用效应组合，即基本组合和现的作用，将其分为两种作用效应组合，即基本组合和现的作用，将其分为两种作用效应组合，即基本组合和现的作用，将其分为两种作用效应组合，即基本组合和偶然组合。偶然组合。偶然组合。偶然组合。基本组合：永久作用设计值效应与可变作用设计值效基本组合：永久作用设计值效应与可变作用设计值效基本组合：永久作用设计值效应与可变作用设计值效
48、基本组合：永久作用设计值效应与可变作用设计值效应的组合，这种组合用于结构的常规设计，是所有公路应的组合，这种组合用于结构的常规设计，是所有公路应的组合，这种组合用于结构的常规设计，是所有公路应的组合，这种组合用于结构的常规设计，是所有公路桥涵结构都应该考虑桥涵结构都应该考虑桥涵结构都应该考虑桥涵结构都应该考虑(kol)(kol)(kol)(kol)的。作用设计值为作用的的。作用设计值为作用的的。作用设计值为作用的的。作用设计值为作用的标准值乘以相应的分项系数。标准值乘以相应的分项系数。标准值乘以相应的分项系数。标准值乘以相应的分项系数。偶然组合：永久作用标准值、可变作用代表值和一种偶然组合：永
49、久作用标准值、可变作用代表值和一种偶然组合：永久作用标准值、可变作用代表值和一种偶然组合：永久作用标准值、可变作用代表值和一种偶然作用标准值的效应组合，视具体情况，也可不考虑偶然作用标准值的效应组合，视具体情况，也可不考虑偶然作用标准值的效应组合，视具体情况，也可不考虑偶然作用标准值的效应组合，视具体情况，也可不考虑(kol)(kol)(kol)(kol)可变作用效应参与组合。作用效应偶然组合用可变作用效应参与组合。作用效应偶然组合用可变作用效应参与组合。作用效应偶然组合用可变作用效应参与组合。作用效应偶然组合用于结构在特殊情况下的设计，所以不是所有公路桥涵结于结构在特殊情况下的设计，所以不是
50、所有公路桥涵结于结构在特殊情况下的设计，所以不是所有公路桥涵结于结构在特殊情况下的设计，所以不是所有公路桥涵结构都要采用的，一些结构也可采取构造或其他预防措施构都要采用的，一些结构也可采取构造或其他预防措施构都要采用的，一些结构也可采取构造或其他预防措施构都要采用的，一些结构也可采取构造或其他预防措施来解决。来解决。来解决。来解决。第56页/共86页第五十七页，共86页。通用规范通用规范JTG D60JTG D60规定，公路桥涵结构按承载能力极限规定，公路桥涵结构按承载能力极限(jxin)(jxin)状态设计时，应采用以下两种作用效应组合：状态设计时，应采用以下两种作用效应组合：1 1 基本组