橋梁作用的分類(lèi)組合與計(jì)算_第1頁(yè)
橋梁作用的分類(lèi)組合與計(jì)算_第2頁(yè)
橋梁作用的分類(lèi)組合與計(jì)算_第3頁(yè)
橋梁作用的分類(lèi)組合與計(jì)算_第4頁(yè)
橋梁作用的分類(lèi)組合與計(jì)算_第5頁(yè)
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本節(jié)內(nèi)容要點(diǎn):作用的分類(lèi)和組合各類(lèi)作用的計(jì)算概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法橋梁作用的分類(lèi)、組合與計(jì)算一、作用的含義:直接作用:直接施加于結(jié)構(gòu)上的外力,如車(chē)輛、人群、結(jié)構(gòu)自重等,可用“荷載”這一術(shù)語(yǔ)來(lái)概括。

間接作用:不是以外力形式施加于結(jié)構(gòu),是間接作用于結(jié)構(gòu)的,它們產(chǎn)生的效應(yīng)與結(jié)構(gòu)本身的特性、結(jié)構(gòu)所處環(huán)境等有關(guān),如地震、基礎(chǔ)變位、混凝土收縮和徐變、溫度變化等。返回永久作用結(jié)構(gòu)重力(包括結(jié)構(gòu)附加重力)預(yù)加力土的重力土側(cè)壓力混凝土收縮及徐變作用水的浮力基礎(chǔ)變位作用二、作用的分類(lèi)公路橋涵設(shè)計(jì)采用的作用分為永久作用、可變作用和偶然作用三類(lèi)。(公路橋梁)可變作用汽車(chē)荷載汽車(chē)沖擊力汽車(chē)離心力汽車(chē)引起的土側(cè)壓力人群荷載風(fēng)荷載汽車(chē)制動(dòng)力流水壓力冰壓力溫度(均勻溫度和梯度溫度)作用支座摩阻力偶然作用船舶或漂流物的撞擊作用地震作用汽車(chē)撞擊作用(鐵路橋梁)一、永久作用的含義

指在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)其作用的位置、大小和方向不隨時(shí)間變化,或其變化值與平均值相比可忽略不計(jì)的作用(或荷載)。返回返回包括橋梁結(jié)構(gòu)自重、土側(cè)壓力、靜水壓力及水浮力、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的預(yù)加力,混凝土收縮和徐變的作用等。

3.1永久作用二、永久作用的計(jì)算1.結(jié)構(gòu)重力

結(jié)構(gòu)物自身重力(包括橋面鋪裝、附屬設(shè)施等附加重力),可按照結(jié)構(gòu)物的實(shí)際體積乘以材料的容重計(jì)算。

公路橋梁結(jié)構(gòu)的自重往往占全部設(shè)計(jì)荷載的很大部分,采用輕質(zhì)高強(qiáng)材料對(duì)減輕橋梁自重、增大跨越能力有重要意義。2.土側(cè)壓力

按其產(chǎn)生的條件,分為靜土壓力、主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓力。主要在橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)用到靜土壓力、主動(dòng)土壓力。土的側(cè)壓力計(jì)算涉及到結(jié)構(gòu)形式、填料性質(zhì)、墩臺(tái)位移和地基變形,還與水文和外加荷載等因素有關(guān)。目前按庫(kù)侖理論推導(dǎo)的公式計(jì)算土側(cè)壓力。3.水的浮力

水浮力指由地表水或地下水通過(guò)地基土壤的孔隙傳遞給建筑物基礎(chǔ)底面的水壓力,其值等于建筑物所排開(kāi)的同等體積的水重。位于巖石地基上的基礎(chǔ)一般被認(rèn)為是不透水的,可不計(jì)水浮力;對(duì)于碎石類(lèi)土、砂類(lèi)土、粘砂土等透水性地基上的墩臺(tái),要考慮水浮力。對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土橋橋梁結(jié)構(gòu),預(yù)加力在結(jié)構(gòu)正常使用極限狀狀態(tài)設(shè)計(jì)和使用階段構(gòu)件應(yīng)應(yīng)力計(jì)算時(shí),應(yīng)作為永久作用計(jì)算其主效應(yīng)和和次效應(yīng),計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮慮相應(yīng)階段的預(yù)預(yù)應(yīng)力損失,但但不計(jì)由于偏心心距增大所引起起的附加效應(yīng);;在結(jié)構(gòu)承載能力極限狀狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)加應(yīng)力不作作為作用,而將預(yù)應(yīng)力鋼鋼筋作為結(jié)構(gòu)抗抗力的一部分,但在連續(xù)梁等等超靜定結(jié)構(gòu)中中,仍需考慮預(yù)加力的的次效應(yīng)。4.預(yù)加力5.混凝土收縮縮及徐變作用在外部超靜定的的混凝土橋、鋼鋼和混凝土的組組合結(jié)構(gòu)等應(yīng)考考慮混凝土收縮縮及徐變的作用用。混凝土收縮縮及徐變作用是是長(zhǎng)期存在并一一起作用的。混混凝土徐變的計(jì)計(jì)算,可假定徐徐變變形與混凝凝土應(yīng)力呈線性性關(guān)系并確定適適當(dāng)?shù)男熳兿禂?shù)數(shù)來(lái)進(jìn)行?;炷潦湛s可按結(jié)結(jié)構(gòu)降溫考慮。。基礎(chǔ)變位一旦發(fā)發(fā)生,對(duì)結(jié)構(gòu)的的影響也是長(zhǎng)期期的?;A(chǔ)變位位的影響可按工工程實(shí)際情況加加以分析。6.基礎(chǔ)變位作作用一、可變作用((活載)的定義義可變作用是指在設(shè)計(jì)使用用年限內(nèi)其作用用位置、大小和方方向隨時(shí)間變化,且且其變化值與平平均值相比不可可忽略的作用。3.2可變作用返回1、汽車(chē)荷載汽車(chē)荷載分為公公路—I級(jí)和公路—II級(jí)。汽車(chē)荷載由車(chē)道道荷載和車(chē)輛荷荷載組成。車(chē)道荷載用于橋梁結(jié)構(gòu)的的整體計(jì)算(例例如主梁、主拱拱和主桁架等的的計(jì)算);車(chē)輛荷載用于局部加載、、涵洞、橋臺(tái)和和擋土墻壓力等等計(jì)算。一、公路橋梁基基本可變作用(活載)3.2.1基本可變作用(1)車(chē)道荷載的計(jì)算圖式示于于下圖中。車(chē)道荷載均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值值:集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值值:當(dāng)橋梁計(jì)算跨徑徑小于等于5m時(shí),計(jì)算跨徑大于等等于50m時(shí),計(jì)算跨徑在5m至50m之間時(shí),按按直線內(nèi)插求得得。計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí),上述集中荷荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)應(yīng)再乘以1.2的系數(shù)。公路—Ⅰ級(jí)車(chē)道荷載取值值:車(chē)道荷載的特點(diǎn)點(diǎn):(1)車(chē)道荷載的形式式簡(jiǎn)明。在內(nèi)力影響線線上加載只要已已知影響線面積積與最大坐標(biāo)值值就可以,加載載手續(xù)簡(jiǎn)單,電電算和手算工作作量均較少;(2)通過(guò)車(chē)道荷載載中的均布荷載加集中中荷載的模式可可以解決大、中中、小不同跨徑徑的活載設(shè)計(jì)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn),例如均布荷載載的集度在某跨跨徑區(qū)段可采用用跳躍變化以滿滿足不同跨徑的的要求;(3)車(chē)道荷載中的的集中荷載可采采用雙值,以滿滿足彎矩和剪力力計(jì)算的不同要要求;均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值值和集中中荷載標(biāo)準(zhǔn)值按按公路—Ⅰ級(jí)車(chē)道荷載的0.75倍采用。公路—Ⅱ級(jí)車(chē)道荷載:(2)車(chē)輛荷載:公路—Ⅰ級(jí)和公路—Ⅱ級(jí)汽車(chē)荷載采用用相同的車(chē)輛荷荷載標(biāo)準(zhǔn)值。標(biāo)準(zhǔn)車(chē)輛荷載載采用原橋規(guī)汽汽車(chē)—超20級(jí)荷載中總重為為550kN的加重車(chē)。車(chē)輛荷載以一輛輛標(biāo)準(zhǔn)車(chē)表示,,其縱、平面尺尺寸示于圖1-3-2,主要技術(shù)指標(biāo)標(biāo)規(guī)定于表1-3-2。圖1-3-2車(chē)輛荷載的縱、、平面尺寸車(chē)輛荷載在每個(gè)個(gè)設(shè)計(jì)車(chē)道上布布置一輛單車(chē)。。車(chē)輛荷載的主要要技術(shù)指標(biāo)項(xiàng)目單位技術(shù)指標(biāo)車(chē)輛重力標(biāo)準(zhǔn)值550前軸重力標(biāo)準(zhǔn)值30中軸重力標(biāo)準(zhǔn)值2×120后軸重力標(biāo)準(zhǔn)值2×140軸距m3+1.4+7+1.4輪距m1.8前輪著地寬度及長(zhǎng)度m0.3×0.2中、后輪著地寬度及長(zhǎng)度m0.6×0.2車(chē)輛外形尺寸(長(zhǎng)×寬)m15×2.5車(chē)輛荷載的作用用:除了以上談及的的用于局部加載等的作用外,車(chē)輛荷載還還用于荷載橫向分布的計(jì)算。圖1-3-3車(chē)輛荷載橫向布布置0.51.81.31.82.50.62.5車(chē)道荷載的均布布荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)應(yīng)滿布于使結(jié)構(gòu)構(gòu)產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號(hào)影響線上;集中荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值只作用于于相應(yīng)影響線中一個(gè)最大影響線峰值值處。(3)汽車(chē)荷載的有有關(guān)規(guī)定如下::汽車(chē)荷載分為公公路—I級(jí)和公路—II級(jí)兩個(gè)等級(jí)。各各級(jí)公路橋涵設(shè)設(shè)計(jì)的汽車(chē)荷載載等級(jí)應(yīng)符合下下表規(guī)定:公路等級(jí)高速、一級(jí)公路二、三、四級(jí)公路汽車(chē)荷載等級(jí)公路—Ⅰ級(jí)公路—Ⅱ級(jí)注:二級(jí)公路為為干線公路且重重型車(chē)輛多時(shí),,其橋涵的設(shè)計(jì)計(jì)可采用公路—Ⅰ級(jí)汽車(chē)荷載。。四級(jí)公路上重型型車(chē)輛少時(shí),其其橋涵設(shè)計(jì)所采采用的公路—Ⅱ級(jí)車(chē)道荷載的的效應(yīng)可乘以0.8的折減系數(shù),車(chē)車(chē)輛荷載的效應(yīng)應(yīng)可乘以0.7的折減系數(shù)。汽車(chē)荷載等級(jí)車(chē)道荷載橫向分布系數(shù)應(yīng)按設(shè)計(jì)車(chē)道數(shù)布置車(chē)輛荷載進(jìn)進(jìn)行計(jì)算。橋涵設(shè)計(jì)車(chē)道數(shù)數(shù)應(yīng)符合下表規(guī)規(guī)定。多車(chē)道橋橋梁上的汽車(chē)荷荷載應(yīng)考慮多車(chē)道折減。當(dāng)橋涵設(shè)計(jì)車(chē)車(chē)道數(shù)等于或大大于2時(shí),由汽汽車(chē)荷載產(chǎn)生的的效應(yīng)應(yīng)按表格格規(guī)定的多車(chē)道道折減系數(shù)進(jìn)行行折減,但折減后的效應(yīng)不不得小于兩設(shè)計(jì)車(chē)道的荷載效應(yīng)。橋涵設(shè)計(jì)車(chē)道數(shù)數(shù)行車(chē)道寬度W(m)橋涵設(shè)計(jì)車(chē)道數(shù)車(chē)輛單向行駛時(shí)車(chē)輛雙向行駛時(shí)W<6.06.0≤W<10.510.5≤W<14.014.0≤W<17.517.5≤W<21.021.0≤W<24.524.5≤W<28.028.0≤W<31.56.0≤W<14.014.0≤W<21.021.0≤W<28.028.0≤W<35.012345678橫向折減系數(shù)橫向布置設(shè)計(jì)車(chē)道數(shù)345678橫向折減系數(shù)0.780.670.600.550.520.50注:兩車(chē)道不作作折減。大跨徑橋梁上的的汽車(chē)荷載應(yīng)考考慮縱向折減。。當(dāng)橋梁計(jì)算跨徑徑L≥150m時(shí),應(yīng)按表格規(guī)規(guī)定的縱向折減減系數(shù)進(jìn)行折減減。當(dāng)為多跨連連續(xù)結(jié)構(gòu)時(shí),整整個(gè)結(jié)構(gòu)均應(yīng)按按最大計(jì)算跨徑考慮汽車(chē)荷載效效應(yīng)的縱向折減減。計(jì)算跨徑L(m)縱向折減系數(shù)計(jì)算跨徑L(m)縱向折減系數(shù)150≤L<400400≤L<600600≤L<8000.970.960.95800≤L<1000L≥10000.940.93縱向折減系數(shù)(1)沖擊力的的產(chǎn)生活載以一定的速速度在橋上行駛駛時(shí),會(huì)使橋梁梁發(fā)生振動(dòng),產(chǎn)產(chǎn)生動(dòng)力作用。。這種動(dòng)力作用用會(huì)使橋梁的內(nèi)內(nèi)力和變形較靜靜活載作用時(shí)大大。這種現(xiàn)象就就統(tǒng)稱(chēng)為沖擊作作用。2.沖擊力(2)荷載沖擊擊力的計(jì)算通常的做法是::在橋梁動(dòng)載試試驗(yàn)的基礎(chǔ)上提提出近似計(jì)算公公式,把動(dòng)力問(wèn)問(wèn)題簡(jiǎn)化為靜力力問(wèn)題來(lái)處理。。公路《橋規(guī)》稱(chēng)μ為沖擊系數(shù)(3)汽車(chē)沖擊力計(jì)算算規(guī)定(新版本《04橋規(guī)》)1)鋼橋、鋼筋混混凝土及預(yù)應(yīng)力力混凝土橋、圬圬工拱橋等上部部構(gòu)造和鋼支座座、板式橡膠支支座、盆式橡膠膠支座及鋼筋混混凝土柱式墩臺(tái)臺(tái),應(yīng)計(jì)算汽車(chē)車(chē)的沖擊作用。。2)填料厚度(包包括路面厚度))等于大于0.5m的拱涵以及重力力式墩臺(tái)不計(jì)沖沖擊力。3)支座的沖擊力力,按相應(yīng)的橋梁取用。4)汽車(chē)荷載的沖沖擊力標(biāo)準(zhǔn)值為為汽車(chē)荷載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值乘以沖擊系系數(shù)。沖擊系數(shù)可按下下式計(jì)算:式中-結(jié)結(jié)構(gòu)基頻())。汽車(chē)局部加載及及在T梁、箱梁懸臂板板上的沖擊系數(shù)數(shù)采用1.3。簡(jiǎn)支梁橋結(jié)構(gòu)的的基頻可按下列列公式計(jì)算:式中——結(jié)構(gòu)的計(jì)算跨徑徑;——結(jié)構(gòu)材料的彈性性模量;;——結(jié)構(gòu)跨中截面的的截面慣性矩;;——結(jié)構(gòu)跨中處的單單位長(zhǎng)度量;;——結(jié)構(gòu)跨中處延米米結(jié)構(gòu)重力;;——重力加速度。。(4)結(jié)構(gòu)的基頻計(jì)算算:連續(xù)梁橋結(jié)構(gòu)的的基頻可按下列列公式計(jì)算:計(jì)算連續(xù)梁的沖沖擊力引起的正正彎矩效應(yīng)和剪剪力效應(yīng)時(shí),采采用;;計(jì)算連續(xù)梁梁的沖擊力引起起的負(fù)彎矩效應(yīng)應(yīng)時(shí)采用。。3.汽車(chē)離心力(1)離心力的的產(chǎn)生當(dāng)車(chē)輛輛行駛駛在曲曲線線線路上上時(shí),,因方方向變變化而而引起起的徑徑向水水平力力。(2))汽車(chē)車(chē)離心心力的的計(jì)算算當(dāng)彎道道橋的的曲線線半徑徑等于于或小小于250m時(shí),應(yīng)應(yīng)計(jì)算算汽車(chē)車(chē)荷載載引起起的離離心力力。汽車(chē)荷荷載離離心力力標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值為車(chē)輛輛荷載載(不計(jì)沖沖擊力力)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值乘乘以離離心力力系數(shù)數(shù)C計(jì)算。。C值按下下式計(jì)計(jì)算::式中::V——設(shè)計(jì)行行車(chē)速速度(km/h);R——曲線半半徑((m);離心力力的著著力點(diǎn)點(diǎn)在橋橋面以以上1.2m處,為為計(jì)算算方便便也可可移至至橋面面上,,不計(jì)計(jì)由此此引起起的作作用效效應(yīng)。。計(jì)算多多車(chē)道道橋梁梁的汽汽車(chē)荷荷載離離心力力時(shí),,車(chē)輛輛荷載載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值應(yīng)應(yīng)乘以橫橫向折折減系系數(shù)。4.人群荷荷載(新規(guī)規(guī)范))(1)公路橋橋人群荷荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值值按下下列規(guī)規(guī)定采采用::1)當(dāng)橋橋梁計(jì)計(jì)算跨跨徑L≤50m時(shí),人人群荷荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值值為3.0;當(dāng)橋橋梁計(jì)計(jì)算跨跨徑L≥150m時(shí),人人群荷荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值值為2.5;當(dāng)橋橋梁計(jì)計(jì)算跨跨徑在在50m和150m之間時(shí)時(shí),可可由線線性?xún)?nèi)內(nèi)插得得到人人群荷荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值值。對(duì)對(duì)跨徑徑不等等的連連續(xù)結(jié)結(jié)構(gòu),,以最最大計(jì)計(jì)算跨跨徑為為準(zhǔn)。。城市郊郊區(qū)行行人密密集地地區(qū)的的公路路橋梁梁,人人群荷荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值值取上上述規(guī)規(guī)定值值的1.15倍。專(zhuān)用人人行橋橋梁,,人群群荷載載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值3.5。2)人群群荷載載在橫橫向應(yīng)應(yīng)布置置在人人行道道的凈凈寬度度內(nèi),,在縱縱向施施加于于使主主梁產(chǎn)產(chǎn)生最最不利利荷載載效應(yīng)應(yīng)的區(qū)區(qū)段內(nèi)內(nèi)。3)人行行道板板(局局部構(gòu)構(gòu)件))可以以一塊塊板為為單元元,按按標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值為為4.0的均布布荷載載。4)計(jì)算算人行行道欄欄桿時(shí)時(shí),作作用在在欄桿桿立柱柱頂上上的水水平推推力標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值值取0.75kN/m;作用用在欄欄桿扶扶手上上的豎豎向力力標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值取取1.0kN/m。二、城城市橋橋梁基基本可可變作作用1.汽車(chē)荷荷載汽車(chē)荷荷載車(chē)輛荷荷載車(chē)道荷荷載(1)車(chē)道道荷載載城-A級(jí)汽車(chē)車(chē)荷載載城-B級(jí)汽車(chē)車(chē)荷載載P、qk依據(jù)計(jì)計(jì)算跨跨徑確確定計(jì)算彎彎矩q采用標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值值qM,計(jì)算算剪力力q采用qQ.車(chē)道荷荷載計(jì)計(jì)算取取值表表跨徑/m城-A級(jí)城-B級(jí)qMqQPqMqQP2<L<2022.537.514019.025.013020<L<15010.015.03009.511160(2)車(chē)輛輛荷載載60KN140KN140KN200KN160KN城-A車(chē)輛荷荷載城-B車(chē)輛荷荷載(3)車(chē)道道折減減系數(shù)數(shù)橫向布置設(shè)計(jì)車(chē)道數(shù)12345≥6橫向折減系數(shù)1.001.000.800.670.600.552.沖擊系系數(shù)車(chē)道荷荷載車(chē)輛荷荷載3.人群荷荷載人行道道板((局部部構(gòu)件件)按按人群群荷載載集度度5KN/m2或1.5KN的豎向向集中中力分分別計(jì)計(jì)算加載長(zhǎng)長(zhǎng)度L<20m城市橋橋梁專(zhuān)用人人行橋橋加載長(zhǎng)長(zhǎng)度L≥20m城市橋橋梁專(zhuān)用人人行橋橋1、列車(chē)車(chē)活載載列車(chē)活活載采采用中中華人人民共共和國(guó)國(guó)鐵道道部標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)活活載((簡(jiǎn)稱(chēng)稱(chēng)中—活載))。中—活載象象征性性的模模擬列列車(chē)載載重的的情況況,普普通活活載左左邊5個(gè)集中中荷載載相當(dāng)當(dāng)于一一臺(tái)機(jī)機(jī)車(chē)的的重量量,其其后一一段30m長(zhǎng)的均均布荷荷載大大致與與兩臺(tái)臺(tái)煤水水車(chē)及及另一一臺(tái)機(jī)機(jī)車(chē)相相當(dāng);;最右右側(cè)的的均布布荷載載表示示列車(chē)車(chē)的車(chē)車(chē)輛載載重,,其長(zhǎng)長(zhǎng)度不不限。。對(duì)跨度度很短短的橋橋,往往往由由3個(gè)個(gè)軸重重所組組成的的特種種荷載載控制制設(shè)計(jì)計(jì)。我國(guó)制制定新新的列列車(chē)活活載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)應(yīng)與國(guó)國(guó)際鐵鐵路聯(lián)聯(lián)盟((UIC)制定的的活載載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)一致致。三、鐵鐵路橋橋梁基基本可可變荷荷載中一活活載圖圖式雙線橋橋跨結(jié)結(jié)構(gòu)中中主要要桿件件及墩墩臺(tái)的的列車(chē)車(chē)豎向向活載載設(shè)計(jì)計(jì)值為為兩線線之和和的90%檢算橋橋梁橫橫向穩(wěn)穩(wěn)定時(shí)時(shí),空空車(chē)時(shí)時(shí)最大大橫向向風(fēng)力力為不不利,,標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值采采用10KN/m2列車(chē)動(dòng)動(dòng)力效效應(yīng)列車(chē)豎豎向活活載包包括列列車(chē)豎豎向動(dòng)動(dòng)力作作用,,該列列車(chē)豎豎向活活載等等于列列車(chē)豎豎向靜靜活載載乘以以動(dòng)力力系數(shù)數(shù)(1+μμ),其其動(dòng)力力系數(shù)數(shù)應(yīng)按按系列列公式式計(jì)算算①簡(jiǎn)支支或連連續(xù)的的鋼橋橋跨結(jié)結(jié)構(gòu)和和鋼墩墩臺(tái)::②鋼與與砼板板的結(jié)結(jié)合梁梁鐵路《橋規(guī)》用(1+μμ)表示示動(dòng)力力系數(shù)數(shù)③鋼筋筋砼、、砼、、石砌砌的橋橋跨結(jié)結(jié)構(gòu)及及涵洞洞、剛剛架橋橋其頂頂上填填土厚厚度h≥1m時(shí),不不計(jì)列列車(chē)豎豎向動(dòng)動(dòng)力作作用④空腹腹式鋼鋼筋砼砼拱橋橋的拱拱圈和和拱肋肋鐵路離離心力力著力力點(diǎn)作作用于于軌頂2m,C不應(yīng)大大于0.153列車(chē)離離心力力計(jì)算算4人群荷荷載老規(guī)范范:設(shè)設(shè)計(jì)人人行道道板時(shí)時(shí),考考慮維維修時(shí)時(shí)堆放放道碴碴,離離梁中中心線線2.45m按10KPa,2.45m以外按按4KPa。新規(guī)范范:道道碴橋橋面和和明橋橋面的的人行行道4.0KPa人行道道板按按1.5KN檢算,,欄桿桿水平平推力力按0.75KN/m,立柱和和扶手手按1.0KN集中檢檢算1、列車(chē)車(chē)活載載四、高高速鐵鐵路橋橋梁基基本可可變荷荷載列車(chē)豎豎向活活載采采用ZK活載,,并符符合下下列規(guī)規(guī)定::①對(duì)于于單線線或雙雙線的的橋涵涵結(jié)構(gòu)構(gòu),各各線均均應(yīng)計(jì)計(jì)入ZK活載作作用;;②對(duì)于于多于于兩線線的橋橋涵結(jié)結(jié)構(gòu),,按下下列最最不利利情況況考慮慮;a.按兩條條線路路在最最不利利位置置承受受ZK活載,,其余余線路路不承承受列列車(chē)活活載;;b.所有線線路在在最不不利位位置承承受75%的ZK活載。。ZK標(biāo)準(zhǔn)活活載圖圖式ZK特種活活載圖圖式③設(shè)計(jì)計(jì)加載載,活活載圖圖式可可以任任意截截取。。對(duì)多多符號(hào)號(hào)影響響線,,在同同符號(hào)號(hào)影響響線各各區(qū)段段進(jìn)行行加載載,異異符號(hào)號(hào)影響響線分分下列列兩種種情況況考慮慮:a.異號(hào)影響線區(qū)段長(zhǎng)長(zhǎng)度不大于15m可不加活載b.大于15m,按空車(chē)靜活載10kN/m加載;④空車(chē)檢算各部部分構(gòu)件時(shí),按10kN/M計(jì)算;⑤橋墩結(jié)構(gòu)或橋臺(tái)臺(tái)應(yīng)按實(shí)際施工及及養(yǎng)護(hù)可能進(jìn)行檢檢算。2、沖擊力列車(chē)豎向靜活載乘乘以動(dòng)力系數(shù)1+μμ系數(shù)取值①橋跨結(jié)構(gòu)為加載長(zhǎng)度<3.61m時(shí)按3.61m計(jì)算;簡(jiǎn)支梁時(shí)為為梁的跨度;n跨連續(xù)時(shí)平均跨度度乘以下列系數(shù)N=21.20;N=31.30N=41.40N>51.50②涵洞及結(jié)構(gòu)頂面面有填土的承重結(jié)結(jié)構(gòu),當(dāng)頂面填土土厚He>3m,不計(jì)列車(chē)動(dòng)力作作用,當(dāng)He<3m按下式計(jì)算③計(jì)算實(shí)體墩臺(tái)、、基礎(chǔ)和土壓力,,不計(jì)動(dòng)力系數(shù)④支座動(dòng)力系數(shù)的的計(jì)算公式,應(yīng)采采用相應(yīng)的橋跨結(jié)結(jié)構(gòu)動(dòng)力系數(shù)1+車(chē)輛制動(dòng)力或(列車(chē)牽引力)是指指車(chē)輛在剎車(chē)或啟啟動(dòng)時(shí)為克服車(chē)輛輛的慣性力或阻力力而在路面或軌道道與車(chē)輪之間發(fā)生生的滑動(dòng)摩擦力。。制動(dòng)力或牽引力時(shí)時(shí)墩臺(tái)設(shè)計(jì)計(jì)算的的重要荷載,是作作用在橋上的縱向向水平力,但兩者者的方向相反。1.制動(dòng)力汽車(chē)制動(dòng)力作用點(diǎn)點(diǎn)一般在橋面以上上1.2m處。列車(chē)制動(dòng)力作用點(diǎn)點(diǎn)一般在軌頂以上上2m處3.2.2其他可變作用(1)汽車(chē)荷載制動(dòng)力力可按下列規(guī)定計(jì)算算和分配:汽車(chē)荷載制動(dòng)力按按同向行駛的汽車(chē)車(chē)荷載(不計(jì)沖擊擊力)計(jì)算,并應(yīng)應(yīng)按本規(guī)范表4.3.1-5的規(guī)規(guī)定,以使橋梁墩墩臺(tái)產(chǎn)生最不利縱縱向力的加載長(zhǎng)度度進(jìn)行縱向折減。。一個(gè)設(shè)計(jì)車(chē)道上由由汽車(chē)荷載產(chǎn)生的的制動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)值按按本規(guī)范第4.3.1條規(guī)定的車(chē)車(chē)道荷載標(biāo)準(zhǔn)值在在加載長(zhǎng)度上計(jì)算算的總重力的10%計(jì)算,但公路路—Ⅰ級(jí)汽車(chē)荷載不得得小于165kN;公路—Ⅱ級(jí)汽車(chē)荷載不得得小于90kN。同向行駛雙車(chē)道的的汽車(chē)荷載制動(dòng)力力標(biāo)準(zhǔn)值為一個(gè)設(shè)設(shè)計(jì)車(chē)道制動(dòng)力標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值的兩倍;同同向行駛?cè)?chē)道為為一個(gè)設(shè)計(jì)車(chē)道的的2.34倍;同同向行駛四車(chē)道為為一個(gè)設(shè)計(jì)車(chē)道的的2.68倍。(2)列車(chē)制動(dòng)力的計(jì)計(jì)算:制動(dòng)力或牽引力按按列車(chē)豎向靜活載載的10%計(jì)算。但當(dāng)與離心心力或列車(chē)豎向動(dòng)動(dòng)力作用同時(shí)計(jì)算算時(shí),制動(dòng)力或牽牽引力按列車(chē)豎向向靜活載的7%計(jì)算。雙線橋應(yīng)采用一線的制動(dòng)力或牽牽引力;三線及以上的橋橋梁,應(yīng)采用兩線的制動(dòng)力或牽引力。橋頭破壞棱體范圍圍內(nèi)的列車(chē)活載所所產(chǎn)生的制動(dòng)力或或牽引力不予計(jì)算算。制動(dòng)力或牽引力作作用在軌頂以上2m處,但計(jì)算橋墩臺(tái)臺(tái)時(shí)移至支座中心心處,計(jì)算臺(tái)頂活活載的制動(dòng)力或牽牽引力時(shí)移至軌底底,計(jì)算剛架結(jié)構(gòu)構(gòu)時(shí)移至橫桿中線線處,均不計(jì)移動(dòng)動(dòng)作用點(diǎn)所產(chǎn)生的的豎向力或力矩。。采用特種活載時(shí),,不計(jì)算制動(dòng)力或或牽引力。2.風(fēng)荷載(1)概述(2)風(fēng)力的計(jì)算分析橋梁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定定性時(shí),應(yīng)考慮風(fēng)風(fēng)荷載的影響。對(duì)對(duì)大跨度的斜拉橋橋和懸索橋以及高高聳的橋塔和橋墩墩,風(fēng)力的影響更更大。當(dāng)風(fēng)以一定速度運(yùn)運(yùn)動(dòng)并受到橋梁的的阻礙時(shí),橋梁就就承受風(fēng)壓。風(fēng)壓壓分為順風(fēng)向和橫橫風(fēng)向;順風(fēng)向的風(fēng)壓可視視為平均風(fēng)壓或脈脈動(dòng)風(fēng)壓。采用靜靜力計(jì)算方法處理理平均風(fēng)壓對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)的影響;對(duì)脈動(dòng)動(dòng)風(fēng)壓,要按隨機(jī)機(jī)振動(dòng)理論進(jìn)行分分析。(1)概述風(fēng)力可按以下方法法計(jì)算:風(fēng)力是風(fēng)壓與迎風(fēng)風(fēng)面積的乘積。(2)風(fēng)力的計(jì)算:風(fēng)力指大風(fēng)吹到橋橋跨結(jié)構(gòu)、橋墩臺(tái)臺(tái)和列車(chē)時(shí)所產(chǎn)生生的風(fēng)壓力。方向向與橋梁軸線垂直直的風(fēng)力稱(chēng)橫向風(fēng)風(fēng)力;方向與橋梁梁軸線一致的風(fēng)力力稱(chēng)縱向風(fēng)力。其其計(jì)算與橋跨結(jié)構(gòu)構(gòu)所處地區(qū)的風(fēng)壓壓強(qiáng)度與受風(fēng)面積積有關(guān)。風(fēng)荷載計(jì)算公式:K1—風(fēng)載阻力系數(shù)。K2—考慮地面粗糙度類(lèi)類(lèi)別和梯度風(fēng)的風(fēng)風(fēng)速高度變化修正正系數(shù)。該系數(shù)反反映出風(fēng)壓隨地形形、地理?xiàng)l件(一一般地區(qū)、谷地、、山口、沿海海面面等)的不同變化化而變化的特征;;取值視實(shí)際情況況而定。K3—地形地理?xiàng)l件系數(shù)數(shù)。W0—基本風(fēng)壓值(kN/m2)。一般參照《全國(guó)基基本風(fēng)壓分布圖》》取值;Awh—橫向迎風(fēng)面積m2,按橋跨結(jié)構(gòu)各部部分的實(shí)際尺寸計(jì)算;3.溫度影響力對(duì)靜定結(jié)構(gòu),氣溫溫的變化通常只會(huì)會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的伸長(zhǎng)長(zhǎng)或縮短;在超靜靜定結(jié)構(gòu)中,由于于氣溫的變化引起起的變形受到約束束,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生生相應(yīng)的附加力。。由于日照、驟冷等等天氣情況引起的的溫差對(duì)靜定結(jié)構(gòu)構(gòu)或超靜定結(jié)構(gòu)均均可能產(chǎn)生附加力力。氣溫變化的幅度,,可按橋梁所在地地區(qū)的氣溫條件((一般取當(dāng)?shù)刈罡吒吆妥畹驮缕骄鶜鈿鉁兀┐_定。氣溫溫變化值,應(yīng)自結(jié)結(jié)構(gòu)合龍時(shí)的溫度度算起。4.支座摩阻力支座摩阻力是上部部結(jié)構(gòu)由溫度等引引起的變位而產(chǎn)生生的,其作用方向向與上部結(jié)構(gòu)的變變位方向相反作用用點(diǎn)在支座處。支座摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值值按下式計(jì)算:F=μWW—作用于活動(dòng)支座處處由上部結(jié)構(gòu)重力力產(chǎn)生的效應(yīng);μ—支座的摩擦系數(shù),,按支座種類(lèi)取值值。二、船只或飄流物物的撞擊力一、地震力三、汽車(chē)的撞擊力力3.3偶然作用返回地震力是指強(qiáng)烈的的地面運(yùn)動(dòng)引起結(jié)結(jié)構(gòu)自身的慣性力力(加速度與質(zhì)量量的乘積)。它不不僅與地面運(yùn)動(dòng)的的強(qiáng)烈程度有關(guān),,也與結(jié)構(gòu)的動(dòng)力力特性有關(guān),還與與橋梁所在處的地地質(zhì)情況有關(guān)。一、地震力豎直方向水平方向(導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞的的主要原因)地震作用地震時(shí)地面最大水水平加速度統(tǒng)計(jì)值值(地震動(dòng)峰值加速速度)≥1.0g進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)≥4.0g專(zhuān)門(mén)的抗震設(shè)計(jì)和和研究≤0.05g除特殊要求外,采采用簡(jiǎn)易設(shè)防二、船舶或漂流物物的撞擊力1海輪撞擊作用的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值規(guī)定船舶裝載量DWT(t)300050007500100002000030000橫橋向撞擊作用(kN)196002540031000358005070062100順橋向撞擊作用(kN)98001270015500179002535031050二.橋梁結(jié)構(gòu)必要要時(shí)需考慮汽車(chē)的撞擊作用:汽車(chē)撞擊荷載在規(guī)規(guī)定車(chē)輛行駛方向向取1000kN;在車(chē)輛行駛垂直方方向取500kN,兩個(gè)方向的撞擊荷荷載不同時(shí)考慮,,撞擊荷載作用于于行車(chē)道以上1.2m處,直接分布于撞撞擊涉及的構(gòu)件上上。一.作用效應(yīng)分類(lèi)3.4作用效應(yīng)組合各種荷載并非同時(shí)時(shí)作用于橋梁上,,應(yīng)當(dāng)根據(jù)各種荷荷載重要性的不同同和同時(shí)作用的可可能性進(jìn)行適當(dāng)?shù)牡慕M合,按分項(xiàng)系系數(shù)的設(shè)計(jì)表達(dá)式式進(jìn)行設(shè)計(jì)。承載能力極限狀態(tài)態(tài)正常使用極限狀態(tài)態(tài)公路、鐵路M計(jì)——按不利的荷載組合合,某截面將出現(xiàn)現(xiàn)最大彎矩值Mj——截面所能承受的最最大彎矩限制應(yīng)力短期荷載下的變形形各種荷載組合下的的裂縫寬度1作用效應(yīng)組合的分分類(lèi)(1)公路橋涵結(jié)構(gòu)按承承載能力極限狀態(tài)態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)體現(xiàn)結(jié)構(gòu)的安全性性,以塑性理論為基礎(chǔ)?;窘M合:永久作作用的標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)與與可變作用設(shè)計(jì)值值效應(yīng)(結(jié)構(gòu)的常規(guī)設(shè)計(jì)計(jì))偶然組合:永久作用的標(biāo)準(zhǔn)效效應(yīng)與可變作用某某種代表值效應(yīng)(結(jié)構(gòu)特殊情況下下的設(shè)計(jì))二、公路荷載效應(yīng)應(yīng)組合應(yīng)采用以下兩種作作用效應(yīng)組合:(1)基本組合。永久作作用的設(shè)計(jì)值效應(yīng)應(yīng)與可變作用設(shè)計(jì)計(jì)值效應(yīng)相組合,,其效應(yīng)組合表達(dá)達(dá)式應(yīng)滿足為:式中:—承載能力極限狀態(tài)態(tài)下作用基本組合合的效應(yīng)組合設(shè)計(jì)計(jì)值;—結(jié)構(gòu)重要性系數(shù),,按表1-3-10規(guī)定的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安安全等級(jí)采用。對(duì)對(duì)應(yīng)于設(shè)計(jì)安全等等級(jí)一級(jí)、二級(jí)和和三級(jí)分別取不小小于1.1、1.0和0.9;公路橋涵結(jié)構(gòu)的安安全等級(jí)表表1-3-10安全等級(jí)橋涵類(lèi)型結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)一級(jí)特大橋、重要大橋1.1二級(jí)大橋、中橋、重要小橋1.0三級(jí)小橋、涵洞0.9——第i個(gè)永久作用效應(yīng)分分項(xiàng)系數(shù),按下表表采用;永久作用效應(yīng)的分分項(xiàng)系數(shù)表表1-3-11編號(hào)作用類(lèi)別永久作用效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)的承載能力不利時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)的承載能力有利時(shí)1混凝土和圬工結(jié)構(gòu)重力(包括結(jié)構(gòu)附加重力)1.21.0鋼結(jié)構(gòu)重力(包括結(jié)構(gòu)附加重力)1.1~1.22預(yù)加力1.21.03土的重力1.20.94土側(cè)壓力1.41.05混凝土收縮及徐變作用1.01.06水的浮力1.01.07基礎(chǔ)變位作用混凝土和圬工結(jié)構(gòu)0.50.5鋼結(jié)構(gòu)1.01.0注:本表編號(hào)1中,當(dāng)鋼橋采用鋼鋼橋面板時(shí),永久久作用效應(yīng)分項(xiàng)系系數(shù)取1.1;當(dāng)采用混凝土橋橋面板時(shí),取1.2。——第i個(gè)永久作用效應(yīng)的的標(biāo)準(zhǔn)值;——汽車(chē)荷載效應(yīng)(含含汽車(chē)沖擊力、離離心力)的分項(xiàng)系系數(shù),取=1.4。當(dāng)某個(gè)可變作用用在效應(yīng)組合中超超過(guò)汽車(chē)荷載效應(yīng)應(yīng)時(shí),則該作用取取代汽車(chē)荷載,其其分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)采用用汽車(chē)荷載的分項(xiàng)項(xiàng)系數(shù);對(duì)專(zhuān)為承承受某作用而設(shè)置置的結(jié)構(gòu)或裝置,,設(shè)計(jì)時(shí)該作用的的分項(xiàng)系數(shù)取與汽汽車(chē)荷載同值;——汽車(chē)荷載效應(yīng)(含含汽車(chē)沖擊力、離離心力)的標(biāo)準(zhǔn)值值;——在作用效應(yīng)組合中中除汽車(chē)荷載效應(yīng)應(yīng)(含汽車(chē)沖擊力力、離心力)、風(fēng)風(fēng)荷載外的其他第第j個(gè)可變作用效應(yīng)的的分項(xiàng)系數(shù),取=1.4,但風(fēng)荷載的分項(xiàng)項(xiàng)系數(shù)取=1;——在作用效應(yīng)組合中中除汽車(chē)荷載效應(yīng)應(yīng)(含汽車(chē)沖擊力力、離心力)外的的其他第j個(gè)可變作用效應(yīng)的的標(biāo)準(zhǔn)值;——在作用效應(yīng)組合中中除汽車(chē)荷載效應(yīng)應(yīng)(含汽車(chē)沖擊力力、離心力)外的的其他可變作用效效應(yīng)的組合系數(shù)。。當(dāng)永久作用與汽汽車(chē)荷載和人群荷荷載(或其他一種種可變作用)組合合時(shí),人群荷載((或其他一種可變變作用)的組合系系數(shù)0.80;當(dāng)除汽車(chē)荷載(含含汽車(chē)沖擊力、離離心力)外尚有兩兩種其他可變作用用參與組合時(shí),其其組合系數(shù)取=0.70,有三種可變作用用參與組合時(shí),其其組合系數(shù)取=0.60,有四種及多于四四種的可變作用參參與組合時(shí),取=0.50。設(shè)計(jì)彎橋時(shí),當(dāng)離離心力與制動(dòng)力同同時(shí)參與組合時(shí),,制動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)值或或設(shè)計(jì)值按70%取用。(2)偶然組合:永永久作用用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可可變作用某種代表表值效應(yīng)、一種偶偶然作用標(biāo)準(zhǔn)值效效應(yīng)相組合。偶然然作用的效應(yīng)分項(xiàng)項(xiàng)系數(shù)取1.0;與偶然作用同時(shí)時(shí)出現(xiàn)的可變作用用,可根據(jù)觀測(cè)資資料和工程經(jīng)驗(yàn)取取用適當(dāng)?shù)拇碇抵怠?二)公路橋涵結(jié)構(gòu)按正正常使用極限狀態(tài)態(tài)設(shè)計(jì)

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