桥梁上部结构施工技术任务三桥梁的设计荷载分析报告.ppt

任务三 桥梁的设计荷载 荷载的种类、型式、大小的确定是否得当，既关系到桥梁建设的投资，也关系到桥梁的安全 特点 荷载标准并不是一成不变的 作用于桥梁结构上的荷载（及其组合）可能会越来越复杂 对结构行为和材料行为的认识在逐步加深 本章内容：介绍各类荷载的基本概念和计算方法，实际设计时荷载取值按《铁路桥涵设计规范》（以下简称铁桥规）和《公路桥涵设计通用规范》计算 第一节 荷载分类与组合 二、荷载组合 荷载组合－各种荷载的取舍以及它们同时作用的可能性 组合原则－以桥梁在施工和运营时可能处于最不利的受力状态为原则 基本组合方式： 组合I：恒载（的一种或几种）与基本可变活载（的一种或几种）相组合，即仅考虑主力； 组合II：组合I与其它可变荷载（的一种或几种）相组合，即主力与附加力同时作用； 组合III：组合I与偶然荷载（的一种或几种）相组合，即主力与特殊荷载同时作用。 其他可变荷载不同时组合表（公路） 第二节??永久荷载（恒载） 作用于桥梁上部结构的恒载－结构的重力和附属设备等外加重力； 作用在桥梁下部结构的恒载－由支座传递的上部结构的重力、墩台本身的重力、土压力和水压（浮）力等。 结构重力＝结构体积与材料容重的乘积 土压力计算涉及结构型式、填料性质、墩台位移和地基变形，也与气象、水文和外加荷载等因素有关 水浮力指由地表水或地下水通过地基土壤的孔隙而传递给建筑物基础底面的（由下而上的）水压力；对位于碎石类土、砂类土、粘砂土等透水性地基上的墩台，需在设计中考虑水浮力。 对于预应力混凝土桥梁，在检算结构的使用性能（如混凝土应力）时，预加应力当视为恒载；在检算结构的承载能力（如抗弯强度）时，预加应力不作为恒载，但把预应力钢筋视为结构抗力的一部分。 在外部超静定的混凝土桥梁结构中，混凝土收缩、徐变影响力是长期存在并起作用的。基础变位一旦发生，其对结构的影响也是长期的。 第三节?可变荷载 一、基本可变活载（活载） （一）车辆活载 车辆荷载指桥梁承受的机动交通活载。对铁路桥，指列车活载；对公路桥，指汽车、挂车、履带车等。车辆荷载的种类繁多，因此，需要对车辆荷载进行调查分析和综合概括，并按照安全、适用和经济的原则，确定出设计采用的标准活载。 对于不包括冲击效应（后述）的车辆活载，可称之为静活载。 中－活载 我国铁路活载标准的情况是：20年代开始自行制订铁路建筑标准，1938年公布中华活载标准，1951年制订了中－Z活载标准，1975年对中－Z活载标准进行修订，形成目前所用的中－活载标准。 国际铁路联盟（UIC）活载图式 公路车辆活载 公路车辆荷载－标准化活载 4个等级：汽车?10级、汽车?15级、 汽车?20级和汽车?超20级 重车与主车 考虑冲击力 计算荷载－把经常地、大量出现的汽车排列形成的车队，对一般桥梁设计起控制作用 验算荷载－偶然地、个别出现的平板挂车或履带车，只对较小跨径的桥梁或局部构件起控制作用 500kN履带车（简称履带?50），可多辆，间距50m 挂?80、挂?100和挂?120，按一辆计算 不计冲击力 汽车车队纵向排列 汽车的平面尺寸和横向布置 平板挂车和履带车荷载 标准活载的加载 总的车道活载的折减。 对铁路桥梁的主要构件，双线活载取双线标准活载之和的90%，三线及三线以上者取各线标准活载之和的80%；对仅承受局部活载的构件则不考虑折减。 对公路桥梁，在按两行车队布载时，汽车活载不予折减；按三行车队布载时，汽车活载可在一定条件下折减20%；按四行车队布载时，汽车活载可折减30%，但折减后不得小于用两行车队布载的计算结果。 加载就是按最不利原则布置标准活载，通过结构分析计算桥梁活载效应（内力、应力和变形等）的最不利值。 等代荷载（或称换算均布荷载） 标准活载的等级选定 根据桥梁所在线路的等级、使用任务、性质和将来的发展等具体情况确定 （二）冲击力 车辆活载以一定的速度在桥上行驶时，会使桥梁发生振动，产生动力作用。这种动力作用会使桥梁的内力和变形较静活载作用时大。这种现象就称之为冲击作用。 冲击作用的大小采用冲击力来加以衡量。 冲击力受线路状态、车辆类型以及桥梁结构的型式和跨度等因素的综合影响，目前还难以精确考虑，只能在桥梁动载试验的基础上提出近似计算公式。 在设计中，引入冲击系数（1+?）。当竖向活载包括冲击力时，系指将静活载乘以冲击系数。冲击系数的一般形式是： （3-1） （三）人群荷载 铁路桥梁明桥面4kN/m2。 铁路桥梁道碴桥面，距离梁中心2.45米以内的人行道，取10 kN/m2；距离梁中心2