桥梁与隧道工程.pptx

桥梁与隧道工程桥梁的设计作用及作用组合 第1页/共54页作用代表值：指结构或结构设计时，针对不同设计目标所采用的各种作用规定值。它是根据作用统计得到的概率分布模型，按照概率的方法确定的。包括：（1）作用标准值：指结构或结构设计时，采用的各种作用的基本代表值，根据概率分布的某一分位确定（2）作用频遇值：指结构或构件按照正常使用极限状态短期效应组合设计时，采用的一种可变作用代表值，按概率分布的分位值确定（3）作用准永久值：指结构或构件按照正常使用极限状态短期效应组合设计时，采用的另一种可变作用代表值，按概率分布的分位值确定第2页/共54页桥梁的设计作用及作用组合 作用分类荷 载 名 称永久作用结构重力，预加应力，土的重力及土的侧压力，混凝土收缩徐变影响力，基础变位影响力，水的浮力可变作用基本可变作用汽车荷载，汽车冲击力，离心力，汽车引起的土侧压力，人群荷载其他可变作用风荷载，汽车制动力，流水压力，冰压力，温度作用，支座摩阻力偶然作用地震力，船只或漂流物撞击力 作用在桥梁上的作用可分为三大类： ?永久作用(恒载) ：在设计使用期内，其值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计的作用。可变作用：在设计使用期内，其值随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略的作用。按其对桥涵结构的影响程度，又分为基本可变作用(活载)和其它可变作用。?偶然作用：在设计使用期内，不一定出现，但一旦出现其值很大且持续时间较短的作用，它包括船只或漂浮物撞击力、地震力。桥梁设计时需考虑作用组合。返回永久作用第3页/共54页结构物的重力及桥面铺装、附属设备等外加重力均属结构重力，可按照结构物的实际体积或设计时所假定的体积及其材料的容重计算。对于预应力混凝土桥梁结构，预加应力在结构正常使用极限状态设计时，应作为永久作用计算其效应；在结构承载能力极限状态设计时，预加应力不作为作用。作用于墩台上的土压力、土侧压力可参照《桥涵通用设计规范》（JTG D60-2004）和《公路桥涵地基与基础设计规范》 （JTG D63-2007）中规定计算。水的浮力对桥梁墩台的影响，当墩台位于透水性地基上时，验算墩台的稳定性，应采用设计水位的浮力，验算地基应力，仅考虑低水位时的浮力，或不考虑水的浮力；当墩台位于不透水性地基上时，可不考虑水的浮力。返回永久作用第4页/共54页混凝土收缩、徐变：（1）外部超静定的混凝土结构、钢和混凝土的组合结构应考虑；（2）混凝土的收缩和徐变系数按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）计算；（3）混凝土徐变的计算，可假定徐变与混凝土呈线性关系；（4）计算圬工拱圈的收缩作用效应时，如考虑徐变影响，作用效应可乘以折减系数。第5页/共54页1.3.2 可变作用1.汽车荷载(1)汽车荷载分级（公路-Ⅰ级和公路-Ⅱ级）(2)汽车荷载：车道荷载和车辆荷载组成继续第6页/共54页1.3.2 可变作用(2)汽车荷载 由车道荷载和车辆荷载组成车道荷载：均布荷载和集中荷载组成桥梁整体计算采用车道荷载，局部计算采用车辆荷载车道荷载与车辆荷载不得叠加继续（3）车道荷载的计算图式第7页/共54页P Kq K第8页/共54页第9页/共54页(4)公路Ⅰ级和Ⅱ公路级汽车荷载采用相同的车辆荷载标准值第10页/共54页第11页/共54页（5）多车道桥梁的汽车荷载折减 当桥涵设计车道数≥2时，汽车荷载产生的效应应该按规定的多车道横向折减系数进行折减，但折减后的效应不得小于两条设计车道的荷载效应。（6）大跨径桥梁的汽车荷载纵向折减 当桥梁计算跨径大于150m时，应按规定折减。当为多跨连续结构时，应按最大的计算跨径考虑汽车荷载效应的纵向折减。继续2.汽车荷载的影响力第12页/共54页(1)汽车荷载冲击力冲击作用：车辆以一定速度在桥上行驶，由于桥面不平整、车轮不圆以及发动机抖动等原因，会使桥梁结构引起振动，致使桥梁产生的应力和变形比相应的静载引起的要大，这种由于荷载的动力作用使桥梁发生振动而造成内力加大的现象称为冲击作用。汽车荷载的冲击力标准值：汽车荷载标准值乘以冲击系数μ冲击系数μ 当时， μ 当1.5Hz≤f≤14Hz时， μ 当f14Hz时， μ汽车荷载的局部加载及在T梁、箱梁选壁板上的冲击系数取(2)离心力第13页/共54页《桥规》中规定：当弯道桥的曲线半径等于或小于250m时，应计算离心力离心力为车辆荷载(不计冲击力)乘以离心力系数C离心系数C计算多车道桥梁的汽车离心力，为车辆荷载标准值乘以横向折减系数当计算曲线长度大于等于150m时，应考虑纵向折减离心力着力点在桥面上处(3)车辆荷载引起的土侧压力第14页/共54页车辆荷载在桥台或挡土墙引起的土侧压力换算呈等代均布土层厚度挡土墙的计算长度车辆荷载竖向土压力车辆荷载分布第15页/共54页车辆或履带按