1.3桥梁的设计荷载.ppt

桥梁工程;重点掌握： 1.桥梁作用分类； 2.作用计算； 3.作用效应组合。;作用——施加于结构上的一组集中力或分布力，或引起结 构外加变形或约束变形的原因。前者称直接作用，也称荷载,后者称间接作用。;;;在结构使用期间，其作用位置和大小、方向不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计的作用。永久作用也叫恒载（dead load）。 主要包括五个部分：结构自重、桥面铺装及附属设备的重力；结构的预加力；土的重力及土的侧压力；水的浮力；混凝土收缩及徐变作用。 ;1、结构、桥面铺装及附属物自重的计算 结构物自身重力及桥面铺装、附属设施等外加重力均属于结构重力，它们可按照结构物的实际体积或设计拟定的体积乘以材料的容重计算。 以体积乘以相应材料的重力密度。 注意：混凝土桥梁上部结构配筋率较高，重力密度取26KN/m3 跨径20-150m，自重占全部设计荷载的30-60%以上。跨径越大，比例越高。 ; 2、预加力 预加应力在结构正常使用极限状态设计和使用阶段构件应力计算时，应作为永久荷载来计算其主、次效应，并计入相应阶段的预应力损失；在结构承载能力极限状态设计时，预加应力不作为荷载，而将预应力钢筋作为结构抗力的一部分。但在连续梁等超静定结构中，仍需考虑预加力引起的次效应。 ; 3、混凝土收缩徐变影响力 在外部超静定结构的混凝土桥梁中，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，对结构的影响也是长期的。混凝土收缩徐变的计算可按结构降温考虑，混凝土徐变影响的计算可依据混凝土应力预徐变变形呈直线关系的假定并确定适当的徐变系数来进行，基础变位的影响可按工程实际情况加以分析。 ; 4、水的浮力 水浮力指由地表水或地下水通过地基土壤的孔隙传递给建筑物基础底面的水压力，其值等于建筑物所排开的同等体积的水重。 位于岩石地基上的基础一般被认为是不透水的，可不计水浮力；对于碎石类土、砂类土、粘砂土等透水性地基上的墩台，要计考虑水浮力。 ; 5、土的重力及土侧压力 按其产生的条件，分为静土压力、主动土压力和被动土压力。 桥梁下部结构设计时主要用到静土压力、主动土压力。土的侧压力计算涉及到结构形式、填料性质、墩台位移和地基变形，还与水文和外加荷载等因素有关。目前按库仑理论推导的公式计算土侧压力。 ; 可变作用是指在结构使用期间，其作用位置和大小、方向随时间变化，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（又称活载，live load）和其他可变作用。; 在桥上行驶的车辆种类繁多，有汽车、平板挂车、履带车、压路机等，各类车辆在桥梁上出现的机遇不同。通过对实际车辆的轮轴数目、前后轴的间距、轮轴压力等情况的分析、综合和概括，公路桥涵设计规范中规定了桥梁设计采用标准化荷载。 常用2种标准化车辆荷载，一种是车队荷载模型，一种是车道荷载与车辆荷载相结合模型。 我国1998年（2004年）前采用车队荷载模型，后采用国际上常用的车道荷载与车辆荷载相结合模型。 ;第四次;第一篇 总论;第一篇 总论;第一篇 总论;;（1）车道荷载的标准值 ;（2）车辆荷载的标准值 ; ; ;;1.原因： 汽车高速驶过桥梁、桥面不平整、发动机震动等会引起桥梁结构振动，从而造成内力增大，这种动力效应称为冲击作用。 2.冲击系数μ： 汽车过桥时对桥梁结构产生的竖向动力效应的增大系数。 3.计算：;(1) 以结构基频为主要影响因素; 桥梁的自振频率（基频）宜采用有限元方法计算，对于如下常规结构，当无更精确方法计算时，也可采用下列公式估算： 1 简支梁桥： 式中：l ——结构的计算跨径（m）； E ——结构材料的弹性模量（N/m2）； ——结构跨中截面的截面惯性矩（m4）； ——结构跨中处的单位长度质量（kg/m），当换算为重力计算时，其单位应为（N/m2）； G ——结构跨中处延米结构重力（N/m）； g ——重力加速度，g=9.81（m/s2） ; 2 连续梁桥：