实训3 公路桥梁上的作用教材课程.ppt

* 实训3 学会使用桥梁作用 3.1 作用分类和代表值 3.2 永久作用 3.3 可变作用 3.4 偶然作用 3.5 作用效应组合 3.1.1 作用分类 所有引起结构反应的原因统称为“作用”。按照作用性质的不同，作用包括两类，一类是施加于结构上的外力，如车辆、人群、结构自重等，它们是直接施加于结构上的，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，作用分为: 1.永久作用：在结构使用期内，其量值不随时间而变化，或其变化值与平均值比较可忽略不计的作用，例如：结构自重、土压力、预应力。 2.可变作用：在结构使用期内，其量值随时间变化，且其变化值与平均值比较不可忽略的作用，例如汽车、人群、风力、及汽车的影响力（冲击力、离心力、制动力、土的侧压力） 。 3.偶然作用：在结构使用期间出现的概率很小，一旦出现，其值很大且持续时间很短的作用，例如：地震及船只或漂流物的撞击作用。 现将各类作用分类列于表中2-1 注:如构件主要为承受某种其它可变荷载而设置,则计算该构件时,所承受荷载作为基本可变荷载。 ? 3.1.2 作用代表值 作用代表值:指结构或结构构件设计时，针对不同设计目的所采用的各种作用规定值，它包括作用标准值、准永久值和频遇值等。 1.? 作用标准值 作用标准值是指结构或结构构件设计时，采用的各种作用的基本代表值，其值可根据作用在设计基准期(公路桥梁的设计基准期为100年)内按最大值概率分布的某一分位值确定。作用代表值为作用的基本代表值。 2. 作用频遇值 作用频遇值是按结构出现的频繁且量值较大的作用取值,其值比作用标准值小。 可变作用频遇值=作用频遇值系数(小于1)×可变作用标准值 3. 作用准永久值 作用准永久值是结构上经常出现的作用取值。其值比频遇值又要小些。 可变作用准永久值=作用准永久值系数(小于1)××可变作用标准值 3.2 永久作用 一、永久作用:在结构使用期内，其量值不随时间而变化，或其变化值与平均值比较可忽略不计的作用，例如：结构自重、土压力、预应力、基础变位的影响力、水浮力、混凝土收缩及徐变作用等。 二、永久作用采用标准值作为代表值。 3.3 可变作用 可变作用：在结构使用期内，其量值随时间变化，且其变化值与平均值比较不可忽略的作用。例如汽车、人群、风力、及汽车的影响力等。 下面介绍常见的汽车荷载。 3.2.1 汽车荷载 等级和组成 1、汽车荷载分为公路—Ⅰ级和—Ⅱ级两个等级。(高速公路和一级公路采用公路-Ⅰ级，二级、三级和四级公路采用公路-Ⅱ级) 2、汽车荷载分为车道荷载和车辆荷载。桥梁结构的整体计算采用车道荷载，桥梁结构的局部加载、涵洞、桥台和挡土墙土压力等的计算采用车辆荷载。车道荷载与车辆荷载的作用不得叠加。 3、车道荷载：由均布荷载和集中荷载组成，公路—Ⅰ级车道荷载的均布标准值qk=10.5KN/m,集中荷载标准值按以下规定取，桥梁计算跨径小于等于5m,PK=180,桥梁跨径等于或大于50m, PK=360KN,桥梁计算跨径在5~50m之间时，PK采用直线内插法求。公路—Ⅱ级车道荷载的均布荷载和集中荷载标准值PK按公路—Ⅰ级车道荷载的0.75倍采用 3、车辆荷载：公路—Ⅰ级和—Ⅱ级荷载采用相同的车辆荷载标准值。见P30图3.2。 续3.2.1 与汽车荷载 相关的问题一 1、汽车的横向行使的问题： 1）车道数的规定(表3.5) 2）汽车横向并列行使的规定(图3.3) 3）多车道横向折减系数（表3.6） 2、汽车的纵向行使的问题： 当桥梁设计跨度大于150米时,汽车荷载应考虑纵向折减。折减系数见表3.7。 3.4 偶然作用 偶然作用：在结构使用期间出现的概率很小，一旦出现，其值很大且持续时间很短的作用，例如：地震及船只或漂流物的撞击作用。设计计算时取标准值作为代表值 1、地震作用 地震动峰值加速度等于0.10g,0.15g,0.20g,0.30g,应该进行抗震设计,地震动峰值加速度大于或等于0.40g,应该进行专门的抗震研究和设计 2、撞击作用 3、汽车撞击作用 3.5 作用效应组合 《桥规》规定:应采用以概率论为基础的极限状态设计法,按分项系数的设计表达式进行桥梁设计。应进行承载能力极限状态和正常使用极限状态,并按持久状况、短暂状况和偶然状况三种设计状况考虑。 持久状况：承受结构的自重和汽车荷载； 短暂