桥梁荷载设计.ppt

第3章 设计荷载 3.1永久荷载 3.2可变荷载 3.3偶然荷载 3.4荷载组合 3.1 永久荷载 永久荷载：亦称恒载，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忽略不计。 永久荷载包括：结构自重、桥上附加恒载（桥面、人行道及附属设备）、作用于结构上的土重及土侧压力、基础变位影响力、水浮力、混凝土收缩和徐变的影响力等。 3.2 可变荷载 可变荷载: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。 ?1）列车活载 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。 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虑车辆的发展趋势，制定了中华人民共和国铁路标准活载图式。 （简称“中—活载”） 中—活载——160km/h、200km/h ZK—活载——250km/h、300km/h以上高速 （A） 旧公路标准 设计荷载 大量、经常出现的汽车荷载，以车队形式排列。 汽—10级、汽—15级、汽—20级、汽—超20级  履带车纵向可考虑多辆行驶，但两车净距不小于50m 平板挂车全桥均以通过一辆计算 平板挂车和履带车荷载应靠中以慢速行驶 验算时，不考虑冲击力、人群荷载和其它非经常作用在桥上的各种外力。 新桥规《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）《公路桥涵设计通用规范》 （JTG D60-2004） 汽车荷载分为公路Ⅰ级和公路Ⅱ级两个等级。 汽车荷载由车道荷载和车辆荷载组成。车道荷载由均布荷载和集中荷载组成。 桥梁结构的整体计算采用车道荷载； 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荷载。 车道荷载与车辆荷载的作用不得叠加。 新规范 车道荷载的计算图式 3）冲击力 车辆以一定速度过桥时，由于动力影响，桥梁实际产生的活载应力和变形大于按活载静重计算所得的结果，这种动力效应常称为冲击作用。 桥梁设计时中以活载静重乘上动力系数来反映这种影响。 铁路桥动力系数 1+μ 公路桥冲击系数 μ 动力系数（或冲击系数）公式中考虑了不同类型桥跨、跨度和加载长度的影响。 新的 〈通用规范JTG D60〉规定，汽车荷载冲击力应按下列规定计算： 1 钢桥、钢筋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混凝土柱式墩台，应计算汽车的冲击作用。 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： 当 Hz时， μ=0.05 当1.5Hz 14Hz时，μ=0.1767lnf－0.0157 当 Hz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0.3。 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系数。 4）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）乘以离心力率 5）人群荷载 公路桥人群荷载一般规定为3kN/m2， 城市、郊区行人密集处可为3.5kN/m2。 1）制动力 制动力 是车辆减速或制动时的惯性力。 方向： 与行车方向一致。 牵引力 是车辆起动或加速时车辆与路面 （或钢轨）间作用的摩阻力。 方向： 与行车方向相反。 作用点：铁路轨顶以上2m， 公路桥面以上1.2m。 但在计算墩台时移至支座中心处，不计因此而产生的竖向力和力矩。 制动力按计算长度内列车竖向静活载标准值的15%计算，牵引力按加载长度等于或小于30m内列车静活载标准值的30%计算，按控制者设计。 当设计桥墩台时，上述制动力和牵引力按10%和15%计算，按控制者设计。 当制动力与离心力同时计算时，制动力或牵引力按列车竖向静活载标准