1-03 桥梁上的作用53593.ppt

桥梁工程(Bridge Engineering) 授课人：王智超 土木工程与力学学院 9. 温度作用 温度作用指因温度的变化而引起的结构变形和附加力。 温度的变化可分为（年平均）气温变化和温差两种情况，前者可说明结构在一年中的温度变化，后者则可解释为结构截面上的不同点或不同构件之间的温差。 对静定结构，气温的变化通常只会导致结构的伸长或缩短，在超静定结构中，由于气温的变化引起的变形受到约束，导致结构产生相应的附加力。 气温变化的幅度，可按桥梁所在地区的气温条件（一般取当地最高和最低月平均气温）确定。气温变化值，应自结构合龙时的温度算起。 计算桥梁结构由于梯度温度引起的效应时，可采用图所示的竖向温度梯度曲线，其桥面板表面的最高温度T1规定于表2-3。 对混凝土结构，当梁高H小于400mm时，图中A=H-100（mm）；梁高H不小于400mm时，A=300mm。对带混凝土桥面板的钢结构，A=300mm，图中的t为混凝土桥面板的厚度（mm）。 温度作用的计算 混凝土上部结构和带混凝土桥面板的钢结构的竖向日照反温差为正温差乘以-0.5。 竖向梯度温度 表4.3.10-2公路桥梁结构的有效温度标准值（℃） -3（0） 34 -6 (-1) 39 -9 (-3) 46 温热地区 -10 34 -15 39 -21 46 寒冷地区 -23 34 -32 39 -43 46 严寒地区 最低 最高 最低 最高 最低 最高 混凝土、石桥 混凝土桥面板钢桥 钢桥面板钢桥 气温分区 5.5 14 100mm沥青混凝土铺装层 6.7 20 50mm沥青混凝土铺装层 6.7 25 混凝土铺装 T2（℃） T1（℃） 结构类型 表4.3.10-3竖向日照正温差计算的温度基数 10. 支座摩阻力 支座摩阻力是上部结构由温度等引起的变位而产生的，其作用方向与上部结构的变位方向相反作用点在支座处，计算公式为： W——作用于活动支座处由上部结构重力产生的效应； μ——支座的摩擦系数，按支座种类取值。 F =μW 第四节 偶然作用 一、地震力 1、地震力的产生 由于地震波在土中传播，使震区发生地面运动桥梁基础首先受到外加的强迫运动，并导致整个桥梁的振动。地震力是指强烈的地面运动引起结构自身的惯性力（加速度与质量的乘积）。它不仅与地面运动的强烈程度有关，也与结构的动力特性有关，还与桥梁所在处的地质情况有关。 2、地震烈度对桥梁结构的影响 地震烈度是对地震强度的一种等级描述，它是根据水平地震系数kh加以划分的。抗震设计中采用的地震烈度称为设计烈度； 一般，烈度小于7度的地震影响在桥梁设计中可不予考虑； 铁路桥梁抗震设计规范只适用烈度为7度、8度、9度的情况； 对设计烈度高于9度或有特殊抗震要求的建筑物及新结构，应进行专门的研究和设计。水平地震系数KH依设计烈度取值，当设计烈度分别为7、8、9时，kh分别取0.1，0.2，0.4。 地震力的计算可采用静力法或反映谱理论。对重要结构的桥梁结构，要采用动态抗震设计，及建立结构的动力计算公式，直接采用地震波进行动力分析。 3、地震力的计算方法 ① 静力法 静力法是用一个水平方向作用的等效静止荷载表示地震对结构的作用。 其计算公式如下： 静力法主要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。 桥梁工程 * 第一篇 桥梁工程总论 第三章 桥梁上的作用 3-1 永久作用 3-2 可变作用 3-3 偶然作用 3-4 作用效应组合 ---------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------- 长期以来，我们一般习惯地称所有引起结构反应的原因为“荷载”，这种叫法实际并不科学和确切。引起结构反应的原因可以按其作用的性质分为截然不同的两类，一类是施加于结构上的外力，如车辆、人群、结构自重等，它们是直接施于结构上的，可用“荷载”这一术语来概括。另一类不是以外力形式施加于结构，它们产生的效应与结构本身的特性、结构所处环境等有关，如地震、基础变位、混凝土收缩和徐变、温度变化等，它们是间接作用于结构的，如果也称“荷载”，容易引起人们的误解。因此，目前国际上普遍地将所有引起结构反应的原因统称为“作用”, 而“荷载”仅限于表达施加于结构上的直接作用。 ? 作用的定义 汽车撞击作用 21 船舶或漂流物的撞击作用 20 地震作用 偶然作用 19 支座摩阻力 18 温度(均匀温度和梯度温度)作用 17 冰压力 16 流水压力 15 风荷