橋梁講義一級(jí)注冊結(jié)構(gòu)工程師

1結(jié)構(gòu)重力（包括結(jié)構(gòu)附加重力234568汽車荷9汽車沖擊汽車離心汽車引起的土側(cè)人群荷汽車制動(dòng)風(fēng)荷流水壓冰壓溫度（均勻溫度和梯度溫度）作支座摩阻偶然荷作船舶或漂流物的撞擊作汽車撞擊一．永久作用：包括：結(jié)構(gòu)重力、預(yù)加應(yīng)力、土的重力、土側(cè)壓力、混土收縮及徐 、基礎(chǔ)變 、水的浮力結(jié)構(gòu)重力：結(jié)構(gòu)自重及橋面鋪裝、附屬設(shè)備等附加重力均屬結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)重力標(biāo)準(zhǔn)值可按材料的重力密度與結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)尺寸計(jì)算確定狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，預(yù)加應(yīng) 作用，而將預(yù)應(yīng)力鋼筋作為結(jié)構(gòu)抗力的一部分但在連續(xù)梁等超靜定結(jié)構(gòu)中，仍需考慮預(yù)加力引起的次效土的重力和側(cè)土壓力。橋臺(tái)、擋土墻等要考慮的主動(dòng)土壓力、靜土壓、土抗力。按《橋規(guī)》 2004）4.2.3規(guī)定計(jì)算 力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD62）附錄F的規(guī)定計(jì)算。 二．可變作用：包括汽車荷載及其、風(fēng)荷載、流水壓公路橋涵設(shè)計(jì)時(shí)，汽車荷載分為公路—I—II汽車荷載等表各級(jí)公路橋涵的汽車荷載等

—二—二三四公路—I公路—I公路—II公路—II公路—II當(dāng)四級(jí) 重型車輛少時(shí)，其橋涵設(shè)計(jì)所采用的公路—II級(jí)車道荷載的效支路支路 小型 車道荷車道荷載由均布荷載和集中荷載組成，其計(jì)算圖式見圖7公路—I級(jí)車道荷載的均布荷載值為qk=10.5kN/m；集中荷載標(biāo)按以下規(guī)定選?。簶蛄河?jì)算跨徑于或等于5m

k=180kN

圖7-5m時(shí)，P360kN；橋梁跨徑在之間時(shí)，PP應(yīng)乘以1.2公路q和集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值P按公路級(jí)車道荷載的0.75倍采用。車道荷載均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)滿布于使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號(hào)影響線集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值只作用于相應(yīng)影響線中一個(gè)最大影響線峰值車輛荷車輛荷載的立面、平面尺寸見圖7—6，其主要技術(shù)指標(biāo)見表7—6。圖示出了它們的軸重、軸距、輪距及外形尺寸

120 140 圖7—6車輛荷載立面、平面及橫向布置(上為公路荷載、下為城市荷載 單位 單位mm2×120m2×140車輛外形尺寸（m15×2.5 m12345軸12345軸輪縱向軸m6每組車輪的橫向中m車輪著地的寬度×m 通用規(guī)范》JTGD60車輛荷載的規(guī)定值；車道荷載橫向分布系數(shù)應(yīng)按設(shè)計(jì)車道數(shù)如圖7—6的橫向布置，布置車輛載進(jìn)行計(jì)橋涵設(shè)計(jì)車道數(shù)應(yīng)符合表道的荷載效應(yīng)橋梁橫向布置車隊(duì) 橋面凈寬W<12345678 345678計(jì)算跨徑L縱向折減系數(shù)計(jì)算跨徑L縱向折減系數(shù)

。與材料和連接方式有關(guān)，且隨橋梁跨徑的增大而減小。同樣，沖擊影響與結(jié)構(gòu)構(gòu)的沖擊系數(shù)。汽車荷載的沖擊系數(shù)可表示為：（包括路面厚度）大于等于5汽車荷載的沖擊力標(biāo)準(zhǔn)值為汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以沖擊系數(shù)沖擊系數(shù)μ可按下式計(jì)算當(dāng)f<1.5Hz時(shí) 當(dāng)f時(shí) 式 f——結(jié)構(gòu)的自振頻率（基頻）（Hz）汽車荷載的局部加載及在梁、箱梁懸臂板上的沖擊系數(shù)采用μ=0.3橋梁的自振頻率（基頻）宜采用有限元方法計(jì)算。對(duì)于常規(guī)結(jié)構(gòu)，當(dāng)更精確的方法計(jì)算時(shí)，也可采用下列公式估簡支梁（7—式 E——結(jié)構(gòu)材料的彈性模量Ic——結(jié)構(gòu)跨中截面的截面慣性矩mc——結(jié)構(gòu)跨中處的單位長度質(zhì)量（kg/m）,當(dāng)換算為重力計(jì)算時(shí)其單位應(yīng)為g——重力加速度，g=9.81(m/s2)；連續(xù)梁（7—對(duì)承豎向基頻見《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTG4.3.23、汽車離心半徑R≥250m時(shí)，不計(jì)離心力。車輛荷載（不計(jì)沖擊力）的離心力標(biāo)準(zhǔn)值為按《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTG第4.3.1條規(guī)定的車輛荷載（不計(jì)式 C——離心力系數(shù)V——計(jì)算行車速度（km/h），按橋梁 路計(jì)速度采用R——曲線半徑JG表4.3.1—4m處（為簡化計(jì)算可移至橋面上，不計(jì)由此引起的力矩）4、人群m.N/2徑大于等于時(shí)，人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值為2.5N/2；當(dāng)橋梁跨度在～之城鎮(zhèn)郊區(qū)行人密集地區(qū)的公路橋梁，人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值取上述規(guī)定值的倍 人行天橋，人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值為人行道板（局部構(gòu)件）可以一塊板為單元，按標(biāo)準(zhǔn)值4.0kN/m2的均布荷載算計(jì)算人行道欄桿時(shí)，作用在欄桿立柱頂上的水平推力標(biāo)準(zhǔn)值取作用在欄桿扶手上的豎向力標(biāo)準(zhǔn)值取 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則》（CJJ11—93）確定。⑦車輛荷載引起的土壓車輛荷載作用在橋臺(tái)或擋土墻后填土的破壞棱體上引起的土側(cè)壓力，可換成等代均布土層計(jì)算。等代土層厚度h為(7—式中γ填料土的容l0——橋臺(tái)或擋土墻后填土破壞棱體的長度ΣG——在B×l0面積內(nèi)的車輛車輪的重力計(jì)算擋土墻的土壓力時(shí)，車輛荷載應(yīng)按《橋規(guī)》（JTGD60）規(guī)定作橫輪總重力應(yīng)按《橋規(guī)》（JTGD60）第4.3.1條規(guī)定進(jìn)行折減。擋土墻的計(jì)算長度可按下列公式計(jì)算，但不應(yīng)超過擋土墻分段長度當(dāng)擋土墻分段長度小于13m時(shí)，B取分段長度，并在該長度內(nèi)按情況布置輪重式中H——擋土墻高度（m），對(duì)于墻頂以上有填土的擋土墻，為兩倍頂填土厚度加墻時(shí)輪積的邊緣向下角分布。當(dāng)幾個(gè)車輪的壓力擴(kuò)散線相 ，擴(kuò)散面積準(zhǔn)布荷。6、汽車荷載制動(dòng)汽車荷載制動(dòng)力按同向行駛的汽車荷載（不計(jì)沖擊力）計(jì)算，并應(yīng)《橋規(guī)》（JTGD60）表4.3.1.5的規(guī)定，以使橋梁墩臺(tái)產(chǎn)生最不利縱向力的一個(gè)設(shè)計(jì)車道上由汽車荷載產(chǎn)生的制動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)值按《橋規(guī)》（JTG第4.3.1165N；公路級(jí)汽車荷載2.32.68倍；制動(dòng)力的著力點(diǎn)在橋面以上1.2處，計(jì)算墩臺(tái)時(shí)，可移至支座鉸中設(shè)有板式橡膠支座的簡支梁、連續(xù)橋面簡支梁或連續(xù)梁排架式柔性臺(tái)，應(yīng)根據(jù)支座與墩臺(tái)的抗推剛度的剛度集成情況分配和傳遞制動(dòng)、座座的剛性墩臺(tái)傳遞的制動(dòng)，按10的規(guī)定采。每個(gè)活動(dòng)支座傳遞的制動(dòng)力力時(shí)， 算。剛性墩臺(tái)各種支座傳遞的制動(dòng) 符號(hào)說明注T4計(jì)算，活動(dòng)支座按0.3T5(聚四氟乙烯板支座)計(jì)算或0.257、風(fēng)荷任何的近地風(fēng)的風(fēng)速時(shí)程曲線，都可分解為周期T>10min以上的長周期成分，和周期僅為幾秒的脈動(dòng)。即可分解為平均風(fēng)速（V）和脈動(dòng)風(fēng)速（Vf）（見表。

表7— 破壞特點(diǎn) 動(dòng)塔科馬海峽大橋（aNarrowsBridge）位于華橫向風(fēng)壓可按下式計(jì)式中各項(xiàng)系數(shù)及符號(hào)含義見《橋規(guī)》（JTGD62）第4.3.7條橋向風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按其橫向風(fēng)壓的承以桁架迎風(fēng)面積計(jì)算。橋墩上的順橋向風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值可按橫橋向風(fēng)壓的70%乘以橋墩迎風(fēng)積計(jì)算橋臺(tái)可不計(jì)算縱、橫向風(fēng)荷載配，可根據(jù)上部構(gòu)造的支承條件，按《橋規(guī)》（JTGD60）表4.3.6條汽車8、流水作用在橋墩上的流水壓力標(biāo)準(zhǔn)值為（7— A——橋墩阻水面積（m2），計(jì)算至一般沖刷線處g——重力加速度，gK——橋墩形狀系數(shù)，見表7—橋墩形狀系 表7—橋墩形狀K橋墩形狀K流水壓力合力作用點(diǎn)，假定在設(shè)計(jì)水位線以下0.3倍水深9、冰壓對(duì)具有豎向前棱的橋墩，冰壓力標(biāo)準(zhǔn)值可按下式確定Fi——冰壓力標(biāo)準(zhǔn)值

（7—m——樁或墩迎冰面形狀系數(shù)，按《橋規(guī)》（JTGD60）表1取用Ct——冰溫系數(shù)，可按《橋規(guī)》（JTGD60）表4.3.9－2取用b——樁或墩迎冰面投影寬度t——計(jì)算冰厚（m）可取實(shí) 的最大冰厚Rik——冰的抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m2），可取當(dāng)?shù)乇鶞?℃，時(shí)的冰抗壓強(qiáng)；當(dāng)缺乏實(shí)測資料時(shí)，對(duì)海水可取Rik=750kN/m2；對(duì)于河冰，流水開始時(shí)Rik=750kN/m2；最高流冰水位時(shí)可取Rik=450kN/m2，當(dāng)冰塊流向橋軸線的角度φ＜80o時(shí)，橋墩豎向邊緣的冰荷載應(yīng)乘以sinφ予以折減冰壓力合力作用點(diǎn)在計(jì)算結(jié)冰水位以下0.3倍冰厚處當(dāng)流冰范圍內(nèi)橋墩有傾斜表面時(shí)，冰壓力應(yīng)分解為水平分力和豎向分力水平豎向分 式Fxi——冰壓力的水平分力Fzi——冰壓力的垂直分力β——橋墩傾斜的棱邊與水平線的夾角Rbk——冰的抗彎強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m2），取Rbk=0.7m0——系數(shù)，m0=0.2b/t，但不小于1.0

（7—建筑物受冰作用的部位宜采用實(shí)體結(jié)構(gòu)。對(duì)于具有強(qiáng)烈流冰的河流中的、柱，其迎冰面宜做成圓弧形、多邊形或尖角，并做成3:1～10:1（豎:橫）的度，在受冰作用的部位宜縮小其迎冰面投影寬度0.51.混凝土或花崗巖鑲面或包鋼板等防護(hù)措施。同時(shí)，對(duì)建筑物附近的冰體采取適宜10、溫度作用標(biāo)用各種不同材料建造的橋梁，在溫度變化時(shí)都要產(chǎn)生變形。對(duì)于簡支、連續(xù)梁，當(dāng)采用活動(dòng)支座和伸縮縫時(shí)，允許其自由伸縮時(shí)，不計(jì)上部結(jié)構(gòu)及墩臺(tái)的溫度。當(dāng)活動(dòng)支座的摩阻力不可忽視時(shí)，則應(yīng)計(jì)算作用于活動(dòng)支座上的溫度，但其值的不應(yīng)大于活動(dòng)支座的支座摩阻力。對(duì)于拱橋、剛構(gòu)等超靜定結(jié)構(gòu)，溫度變化產(chǎn)生的變形受到約束，結(jié)內(nèi)部將產(chǎn)生附加內(nèi)力。結(jié)構(gòu)溫度變化范圍，應(yīng)自結(jié)構(gòu)物合攏時(shí)的溫度起橋梁結(jié)構(gòu)當(dāng)要考慮溫度作用時(shí)，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)鼐唧w情況、結(jié)構(gòu)物使用材料和施工條件等因素計(jì)算由溫度引起的結(jié)構(gòu)效應(yīng)。各種結(jié)構(gòu)的線膨脹

表7— 線膨脹系數(shù)（以攝氏度計(jì)0.0000.0000.0000.000資 表7—-------9（--6（--注 氣溫分布見《橋規(guī)》（JTGD60）附錄 計(jì)算橋梁結(jié)構(gòu)由于梯度溫度引起的效時(shí)，可采用圖7—7所式的豎向溫度梯，其橋面板表面的最高溫度T1規(guī)定見表15。對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)，當(dāng)梁高H小于400mm于400mm時(shí)，圖中A=300（mm）；對(duì)帶混

只用于鋼At只用于鋼At計(jì)算圬工拱橋拱圈考慮徐變影響引起的溫差作用效應(yīng)時(shí)，計(jì)算溫差應(yīng)應(yīng)乘以0.7的折減系數(shù)溫度變化引起的變形值Δl可按下式計(jì)Δl=l0 （7—式中：l0——構(gòu)件的計(jì)算長t溫度變化材料的線膨脹豎向日照正溫差計(jì)算的溫度基 表7— T1(℃T2(℃11、支座摩阻力標(biāo)準(zhǔn)支座摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值可按下式計(jì)算式中：μ——支座的摩擦系數(shù)，按表7—16取值

（7—W——作用在活動(dòng)支座上由結(jié)構(gòu)重力產(chǎn)生的效支座摩擦系 表7—支座種類0.06(加硅脂；溫度低于-25℃時(shí)為0.06不加硅脂；溫度低于-25℃時(shí)為 作公路橋 作用的計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)符合現(xiàn)行《公路工程抗震計(jì)細(xì)則》（JTG/TB02—01—2008）的規(guī)定根據(jù)《中 動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》 基本烈度 動(dòng)峰加速度系數(shù)之間的關(guān)系如表7—17基本烈度 動(dòng)峰值加速度系數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān) 表7—?jiǎng)臃逯导铀俣认禂?shù)力作、、、設(shè)計(jì)方法采用E1（頻遇）、E2作用（罕遇），兩水平設(shè)1 2對(duì)于規(guī)則橋梁可采用水平設(shè)計(jì)加速度反應(yīng)譜，按照橋墩不同的結(jié)構(gòu)類型力作用的計(jì)算。詳見第十節(jié)，橋梁抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)和對(duì)第十船只或飄浮物撞擊G4.4.2-》（JTGD60）表4.4.2-2采用可能漂流物橫橋向撞擊力標(biāo)準(zhǔn)值可按下式計(jì)算（7— 確定V——水流速度T——撞擊時(shí)間（s），應(yīng)根據(jù)實(shí)際資料估計(jì)，在無實(shí)際資料時(shí)，可用1sg——重力加速度20點(diǎn)假定在計(jì)算通航水位線上橋墩寬度的中點(diǎn)。3、汽車撞擊作。四．荷載設(shè)計(jì)規(guī)定不考慮其作用效應(yīng)的組合。編號(hào)作用名稱15、16、13、編號(hào)作用名稱15、16、13、13、的施工人員和施工機(jī)具設(shè)備均應(yīng)作為臨時(shí)荷載加以考慮。組合式橋梁，當(dāng)把多個(gè)偶然作用不同時(shí)組m

（7—n 0n

Q 0

mm0(

nn

SQjd

（7—式中Sud——承載能力極限狀 用基本組合的效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值γ0——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，按《橋規(guī)》（JTGD60）1.0.9規(guī)定的結(jié)構(gòu)安全等級(jí)采用，對(duì)應(yīng)于設(shè)計(jì)安全等級(jí)一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)分別取1.1、1.0和0.9；γGi——第i個(gè)永久作用效應(yīng)的分項(xiàng)安全系數(shù)，按表7—19規(guī)定采用；SGik、SGid——第i個(gè)永久作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值；γQ1——汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）的分項(xiàng)系數(shù)，取γQ1=1.4應(yīng)時(shí)，則該作用取代汽車荷載，其分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)采用汽車荷載的分項(xiàng)系數(shù)；對(duì)專為承受某種作用而設(shè)置的結(jié)構(gòu)或裝置，設(shè)計(jì)時(shí)該作用的分項(xiàng)系數(shù)取與汽車荷載同值；計(jì)算人行道板和人行道欄桿的局部荷載，其分項(xiàng)系數(shù)也與汽車荷載取同值；SQ1kSQ1d——汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)風(fēng)荷載外的其他第j個(gè)可變作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)，取γQj=1.4，但風(fēng)荷載的分項(xiàng)系數(shù)取γQj=1.1；SQjk、SQjd——在作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力外的其他第jψc——在作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）外的其他可變作用效應(yīng)的組合系數(shù)，當(dāng)永久作用與汽車荷載和人群（或其他一種可變作用）組合時(shí)，人群荷載（或其他一種可變作用）的組合系數(shù)取ψc=0.8；當(dāng)除汽車荷載（含汽車沖擊力、離心力）外尚有兩種其他可變作用參與組合時(shí)，其組合系數(shù)取ψc=0.70；尚有三種其他可變作用參與組合時(shí)，其組合系數(shù)取ψc=0.60；尚有四種及多于四種的可變作用參與組合時(shí)，其組合系數(shù)取ψc=0.50；設(shè)計(jì)彎橋時(shí)，當(dāng)離心力與制動(dòng)力同時(shí)參與組合時(shí)制動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)值或設(shè)計(jì)值按70%取用。永久作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù) 表7—編號(hào)11.1234567注：表中編號(hào)1中，當(dāng)鋼橋采用鋼橋面板時(shí)，永久作用效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)取當(dāng)采用混凝土橋面板時(shí)，取1.2然作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)相結(jié)合。偶然作用的效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)取1.0； Sld SGik 2j 式中Sld——ψ2j——j個(gè)可變作用效應(yīng)的準(zhǔn)永久值系數(shù)，汽車荷載（不計(jì)沖擊力）ψ2=0.4ψ2=0.4ψ2=0.75；溫度梯度作用ψ2=0.8；其他作用ψ2=1.0；ψ1jSQjk——j【題6—23】某高速公路簡支橋梁的一跨橋梁，其標(biāo)準(zhǔn)跨徑為lk=