橋梁工程畢業(yè)設(shè)計(jì)培訓(xùn)講座

橋梁工程畢業(yè)設(shè)計(jì)培訓(xùn)講座第一講

作用與作用效應(yīng)

（荷載內(nèi)力）

公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范JTGD60-2004公路橋涵的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為100年公路橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的兩類極限狀態(tài)公路橋涵的三種設(shè)計(jì)狀況公路橋涵結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)安全等級(jí)公路橋涵設(shè)計(jì)采用的作用及作用效應(yīng)組合公路橋涵的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期公路橋涵的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為100年設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期是針對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的主要受力構(gòu)件（受壓、受拉、正截面受彎、斜截面受剪和偏心受壓）而言的。橋梁耐久性橋梁在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)的要求：

主要受力構(gòu)件滿足承載力要求；橋梁整體工作性能沒(méi)有明顯下降。公路橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的兩類極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài) 達(dá)到最大承載能力或出現(xiàn)不適于繼續(xù)承載的變形或變位正常使用極限狀態(tài)正常使用或耐久性的某項(xiàng)限值安全性可靠性適用性和耐久性橋梁分類橋梁分類多孔橋全長(zhǎng)（m）單孔跨徑（m）特殊大橋 L≥1000 L≥150 大橋 100≤L＜100040≤L＜150中橋 30≤L＜10020≤L＜40小橋8≤L＜305≤L＜20國(guó)際特大橋梁分類標(biāo)準(zhǔn)

公路橋涵結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)安全等級(jí)按持久狀況承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)結(jié)構(gòu)破壞可能產(chǎn)生的后果的嚴(yán)重程度公路橋涵的三種設(shè)計(jì)狀況1.持久狀況使用階段2.短暫狀況施工階段3.偶然狀況可能遇到的罕遇地震等狀況承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)作用及作用效應(yīng)組合作用（Action)：施加在結(jié)構(gòu)上的一組集中力或分布力，或引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束變形的原因。前者稱直接作用（荷載），后者稱間接作用。作用效應(yīng)：作用在結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的內(nèi)力(如軸力、彎矩、剪力、扭矩等)和變形(撓度、轉(zhuǎn)角等)等。

由直接作用(荷載)引起的效應(yīng)稱為荷載效應(yīng)。作用效應(yīng)組合

橋梁作用分類隨時(shí)間的變異分為永久作用(Permanentaction):在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用期間，其量值不隨時(shí)間而變化或其變化值與平均值相較可忽略不計(jì)的作用?？勺冏饔?Variableaction):在結(jié)構(gòu)使用期間，其量值隨時(shí)間而變化，其變化值與平均值比較不可忽略的作用。偶然作用(Accidentalaction):在結(jié)構(gòu)使用期間出現(xiàn)的概率很小，一旦出現(xiàn)，其值很大且持續(xù)時(shí)間很短的作用。作用分類表永久作用（永久荷載）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。其標(biāo)準(zhǔn)值按常用材料的重力密度乘以體積計(jì)算

可變作用汽車荷載分為公路－I級(jí)，公路－II級(jí)兩個(gè)等級(jí)汽車荷載由車道荷載和車輛荷載組成1車道荷載：橋梁結(jié)構(gòu)的整體計(jì)算時(shí)采用，計(jì)算圖式如下車道荷載的取值qk應(yīng)滿布于使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號(hào)影響線上。Pk只作用于相應(yīng)影響線中一個(gè)最大影響線峰值處均布荷載qk(KN/m)集中荷載Pk(KN)注：計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)，Pk應(yīng)乘以1.2Lj≤5m5m＜Lj＜50mLj≥50m公路－I級(jí)10.5180內(nèi)插360公路－II級(jí)0.75×10.50.75×180內(nèi)插0.75×3602車輛荷載：局部加載涵洞、橋臺(tái)和擋土墻土壓力等的計(jì)算。立面、平面尺寸，橫向布置如圖車輛的布置——按橋梁寬度確定車道數(shù)橋面凈寬W(m)

車輛單向行駛時(shí)

車輛雙向行駛時(shí)

橫向布置車隊(duì)數(shù)

W＜7.0

1

7.0≤W＜10.5

7.0≤W＜14.0

2

10.5≤W＜14.0

3

14.0≤W＜17.5

14.0≤W＜21.0

4

17.5≤W＜21.0

5

21.0≤W＜24.5

21.0≤W＜28.0

6

24.5≤W＜28.0

7

28.0≤W＜31.5

28.0≤W＜35.0

8

車輛荷載的折減

橫向折減系數(shù)橫向布置車隊(duì)數(shù)345678橫向折減系數(shù)0.780.670.600.550.520.50縱向折減系數(shù)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＜4000.97800≤L＜10000.94400≤L＜6000.96L≥10000.93600≤L＜8000.95（二）人群荷載人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值qr(KN/m2)Ln≤50m50m＜Ln＜150mLn≥150m一般地區(qū)3.0線性內(nèi)插2.5城鎮(zhèn)郊區(qū)行人密集地區(qū)的公路橋梁1.15×3.0線性內(nèi)插1.15×2.5專用行人橋梁3.5偶然夏作用一、鴿地震倒作用二、船得只或漂奸流物撞甚擊作用三、碎汽車按撞擊吧作用作用辭代表李值：位結(jié)構(gòu)討或構(gòu)仆件設(shè)康計(jì)時(shí)拆，采魯用的努各種凳作用泄的基略本代瀉表值諒。作用代倍表值標(biāo)準(zhǔn)值準(zhǔn)永窩久值頻遇旅值作用的標(biāo)準(zhǔn)值是作用朝的基本體代表值鹿，頻遇值和準(zhǔn)永耀久值一般油可以裝在標(biāo)唯準(zhǔn)值托的基犧礎(chǔ)上罰計(jì)入禁不同祖的系作數(shù)后蕩得到迷。作用的印標(biāo)準(zhǔn)值禿反映了磚作用在罰設(shè)計(jì)基艱準(zhǔn)期內(nèi)束隨時(shí)間舊的變異蟻，并按隙其在設(shè)計(jì)計(jì)基準(zhǔn)偶期內(nèi)的島最大概胖率分布舟的某一迷分位值突確定。設(shè)計(jì)膝時(shí)，移采用姓什么漫作用壞代表渠值，籮與作浮用持鵲續(xù)的狹時(shí)間速長(zhǎng)短糊有關(guān)姥。永久班作用鳴代償表值嶄取其可變亮作用禽代表漿值取偶然作優(yōu)用代獄表值取員其標(biāo)準(zhǔn)值(承仇載能績(jī)力極畫限狀桿態(tài)和縫按彈克性階辰段計(jì)萌算結(jié)貸構(gòu)應(yīng)據(jù)力時(shí)康采用龍）準(zhǔn)永刃久值（正羊常使輪用極婚限狀撒態(tài)按蜘短期淺效應(yīng)婆組合行設(shè)計(jì)述時(shí)）頻遇值（正常約使用極凈限狀態(tài)跌按長(zhǎng)期貼效應(yīng)組抬合設(shè)計(jì)側(cè)時(shí)）標(biāo)準(zhǔn)鉤值標(biāo)準(zhǔn)值作用效混應(yīng)組合作用效唉應(yīng)設(shè)計(jì)間值：作用標(biāo)書準(zhǔn)值效應(yīng)歌與作盯用分薪項(xiàng)系出數(shù)的搞乘積作用泳效應(yīng)給設(shè)計(jì)仰值組鄙合結(jié)構(gòu)設(shè)紙計(jì)時(shí)，曬必須考鵲慮設(shè)計(jì)萬(wàn)基準(zhǔn)期傲內(nèi)可能叫同時(shí)出閉現(xiàn)的各碎種作用姻效應(yīng)。客求總的蹤蝶作用效乞應(yīng)，同純時(shí)考慮篇到作用境出現(xiàn)的鋼變化性桐質(zhì)，包雕括作用漲出現(xiàn)與逮否及作牧用出現(xiàn)征的方向而，這種拒組合是監(jiān)多種多恨樣的，財(cái)應(yīng)在必斗須考慮禮的所有叨可能的攤組合中傾，取其最不利啞的效應(yīng)頂組合進(jìn)行美設(shè)計(jì)倒。按承瘋載能賤力極現(xiàn)限狀畜態(tài)設(shè)攝計(jì)時(shí)呀，應(yīng)趕采用婆以下斬兩種朗作用售效應(yīng)獻(xiàn)組合紗：1.弄基本丙組合洲（永蜻久作臺(tái)用設(shè)趁計(jì)值槽+可慶變作霉用設(shè)次計(jì)值旗）2.蛇偶然短組合拔（永拿標(biāo)+膀可頻水+偶且標(biāo)）按正河常使狹用極頁(yè)限狀鍬態(tài)設(shè)鍬計(jì)時(shí)僻，應(yīng)討根據(jù)詳不同阿設(shè)計(jì)萌要求繳采用蒼：1.疫作用璃短期幼效應(yīng)喇組合民（永朱標(biāo)+賀可頻停）2.作澤用長(zhǎng)期堡效應(yīng)組忠合（永射標(biāo)+可衰準(zhǔn)）2、我偶國(guó)現(xiàn)行養(yǎng)規(guī)范采畜用的基使本設(shè)計(jì)宏表達(dá)式(1隱)承少載能蘆力極涌限狀幣態(tài)設(shè)饑計(jì)表蹲達(dá)式組合蝕情況構(gòu)：基本必組合悉：永黑久荷客載和澆最大膀的可舅變荷再載以錫標(biāo)準(zhǔn)救值作盡為代表值遍，其它?？勺兒杀遁d以組稱合值為沒(méi)代表值給。偶然駕組合基本組鍋合承載偽能力設(shè)衛(wèi)計(jì)采用鑰下列設(shè)矛計(jì)表達(dá)遇式：或——蒙作用知效用浪組合牌中除槽汽車膠荷載領(lǐng)效應(yīng)京（含錫汽車得沖擊亂力、鑄離心梁力）劉外的控其孤他可凈變荷蓮載作竭用效液應(yīng)的風(fēng)組合訂系數(shù)宗。當(dāng)天永久剛作用紐奉與汽趕車荷掃載和衰人群驅(qū)荷載峰（或很其他月可變叔作用驢）組淋合時(shí)災(zāi)，人怎群荷岔載（鬼或其達(dá)他可稠變作輸用）五的組粘合系澆數(shù)取計(jì)=0風(fēng).8趕0；龍當(dāng)除劉汽車鋪荷載朗（含質(zhì)汽車夏沖擊鏈力、蔬離心戀力）祥外尚疼有兩予種其恩他可隨變荷哲載參絲式與組悼合時(shí)彈，其放組合賴系數(shù)嫩取0有.7障0；紛尚有貫三種造其他似可變燈荷載狐參與冶組合倒時(shí)，估其組姿合系娃數(shù)取駱0.再60踐；尚愉有兩剝種其蛋他可逃變荷輝載參悄與組舒合時(shí)胸，其政組合洞系數(shù)芝取0訴.5障0；（2）蛇正常使軟用極限絨狀態(tài)設(shè)層計(jì)1.幟作用短撥期效應(yīng)緒組合永久作腰用標(biāo)準(zhǔn)鼓值效應(yīng)跌與可變議作用頻杠遇值效耳應(yīng)組合朗?！趈個(gè)可剃變作辜用效頑應(yīng)的召頻遇衫值系梳數(shù)：惰汽車票荷載歇（不硬計(jì)沖灑擊力志）為夢(mèng)0.店7；墾人群焦荷載話為1龜.0……2.胞作逐用長(zhǎng)愧期效懷應(yīng)組輩合永久作競(jìng)用標(biāo)準(zhǔn)茫值效應(yīng)齊與可變疾作用準(zhǔn)孟永久值淚效應(yīng)組錯(cuò)合?！痰趈個(gè)可帶變作培用效密應(yīng)的歸準(zhǔn)永氧久值夸系數(shù)茄：汽仿車荷屆載（返不計(jì)速?zèng)_擊渡力）陜?yōu)?旬.4乳；人餡群荷罵載為飯0.最4……3、分武項(xiàng)系數(shù)雨的確定(1)泄確定的鉆原則：出以驗(yàn)算戶點(diǎn)法為四基礎(chǔ)(2)盞方法仰：在驗(yàn)何算點(diǎn)跳處將濱極限傭狀態(tài)模方程潛轉(zhuǎn)化壇為分閱項(xiàng)系父數(shù)表犧達(dá)的滔方程對(duì)于驗(yàn)?zāi)核泓c(diǎn)法對(duì)于傳分項(xiàng)夏系數(shù)晌法等價(jià)申求分摘項(xiàng)系鴿數(shù)。確定原剪則：對(duì)不同覺(jué)材料、首荷載和戒結(jié)構(gòu)，時(shí)取統(tǒng)一酬值；在各項(xiàng)有標(biāo)準(zhǔn)值殲等給定潤(rùn)的前提劑下，誤振差最小朋。(3辯)優(yōu)化架結(jié)果荷載分邁項(xiàng)系數(shù)恨=1.手2,苗=1蝕.4結(jié)構(gòu)洽抗力傳分項(xiàng)遇系數(shù)裹:俗進(jìn)一夜步分饞離成兔材料疾強(qiáng)度砌分項(xiàng)稼系數(shù)結(jié)構(gòu)重晉要性系定數(shù)襯=雕1.1悉,1.泛0,亡0.9結(jié)構(gòu)枝的耐梅久性1．向定義腸：混況凝土踩的耐掙久性椒是指漫在正稈常維瘋護(hù)的攝條件嗚下，氣在設(shè)譽(yù)計(jì)使軌用期啄間，決在指照定的偷工作冰環(huán)境抹中保遞證結(jié)史構(gòu)滿間足規(guī)額定的盡功能她要求頑。2．影咱響因素篩：（內(nèi)提部因素藍(lán)）混凝宰土的強(qiáng)晌度、滲愁透性、冷保護(hù)層貨厚度、代水泥品葡種、標(biāo)燥號(hào)和用告量等（外尤部因鹿素）迅環(huán)境呀溫度稠、濕載度、擾二氧昂化碳魔含量肺等。1）混雀凝土凍曉融破壞各；2）冬混凝土膏碳化；澤3）侵夠蝕性介趣質(zhì)的腐倉(cāng)蝕；4孫）混凝河土堿集限料反應(yīng)播；5）槽鋼筋銹鮮蝕；6疾）其它持影響因資素：高溝溫作用驚，生物臺(tái)腐蝕，貫混凝土仍徐變等