桥梁上的作用课件.ppt

1、 3-13-1 永久作用永久作用 3-2 3-2 可变作用可变作用 3-3 3-3 偶然作用偶然作用 3-4 3-4 作用效应组合作用效应组合-长期以来，我们一般习惯地称所有引起结构反应的原因长期以来，我们一般习惯地称所有引起结构反应的原因为为“荷载荷载”，这种叫法实际并不科学和确切。引起结构反，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，可用们是直接施于结构上的，可用“荷载荷载”

2、这一术语来概括。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、混凝土收缩和徐变、温度变化等，它们是间接作用于结构的，如果也称构的，如果也称“荷载荷载”，容易引起人们的误解。因此，容易引起人们的误解。因此，目前国际上普遍地将目前国际上普遍地将所有引起结构反应的原因统称为所有引起结构反应的原因统称为“作作用用”,而而“荷载荷载”仅限于表达施加于结构上的直接作用。仅限于表达施加于结

3、构上的直接作用。作用的定义作用的定义编号编号作用分类作用分类作用名称作用名称1永久作用（恒载）永久作用（恒载）结构重力（包括结构附加重力）结构重力（包括结构附加重力）2预加应力预加应力3土的重力土的重力4土侧压力土侧压力5混凝土收缩及徐变作用混凝土收缩及徐变作用6水的浮力水的浮力7基础变位作用基础变位作用8可变作用可变作用汽车荷载汽车荷载9汽车冲击力汽车冲击力10汽车离心力汽车离心力11汽车引起的土侧压力汽车引起的土侧压力12人群荷载人群荷载13汽车制动力汽车制动力14风荷载风荷载15流水压力流水压力16冰压力冰压力17温度温度(均匀温度和梯度温度均匀温度和梯度温度)作用作用18支座摩阻力支座

4、摩阻力19偶然作用偶然作用地震作用地震作用20船舶或漂流物的撞击作用船舶或漂流物的撞击作用21汽车撞击作用汽车撞击作用一、永久作用（恒载）的定义一、永久作用（恒载）的定义永久作用（恒载）永久作用（恒载）作用位置和大小、方向固定不变作用位置和大小、方向固定不变的荷载。的荷载。（二）桥梁下部结构的恒载：（二）桥梁下部结构的恒载：由支座传递下来的结构重力由支座传递下来的结构重力、墩台本身的重力墩台本身的重力、土压力土压力及及水浮力水浮力等。等。（一）桥梁上部结构的恒载：（一）桥梁上部结构的恒载：结构重力结构重力 、附属设备附属设备等外加等外加力。力。二、永久作用的类型二、永久作用的类型3.3.土压力

5、土压力 按其产生的条件，分为按其产生的条件，分为静土压力静土压力、主动土压力主动土压力和和被被动土压力动土压力。桥梁下部结构设计时主要用到桥梁下部结构设计时主要用到静土压力静土压力、主动土压主动土压力力。土的侧压力计算涉及到结构形式、填料性质、墩台。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。目位移和地基变形，还与水文和外加荷载等因素有关。目前前按库仑理论推导的公式按库仑理论推导的公式计算土侧压力。计算土侧压力。5.5.混凝土收缩徐变影响力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，混凝土收缩徐在外部超静定结构的混凝土桥梁中，混凝土收缩徐

6、变影响力是长期存在并起作用的。基础变位一旦发生，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。来进行，基础变位的影响可按工程实际情况加以分析。6.6.水浮力水浮力 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

7、物基础底面的水压力，其值等于建筑物所排开的同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。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。上的墩台，要计考虑水浮力。一、可变作用（活载）的定义一、可变作用（活载）的定义 可变作用可变作用是指在设计使用年限内其作用位置、大是指在设计使用年限内其作用位置、大小和方向随时间变化，且其变化值与平均值相比不可小和方向随时间变化，且其变化值与平均值相比不可忽略

8、的忽略的作用作用。汽车荷载汽车荷载汽车冲击力汽车冲击力汽车离心力汽车离心力汽车引起的土侧压力汽车引起的土侧压力人群荷载人群荷载汽车制动力汽车制动力二、可变作用（活载）的类型二、可变作用（活载）的类型风荷载风荷载流水压力流水压力冰压力冰压力温度温度(均匀温度和梯度温度均匀温度和梯度温度)作用作用支座摩阻力支座摩阻力1.汽车荷载汽车荷载公路等级公路等级汽汽 车车 专专 用用 公公 路路一一 般般 公公 路路高速公路高速公路一一二二二二三三四四计算荷载计算荷载汽车超汽车超2020级级汽车超汽车超2020级级汽车汽车2020级级汽车汽车2020级级汽车汽车2020级级汽车汽车2020级级汽车汽车101

9、0级级验算荷载验算荷载挂车挂车120120挂车挂车120120挂车挂车100100挂车挂车100100挂车挂车100100挂车挂车100100履带履带5050汽车荷载等级（汽车荷载等级（97标准）标准）公路等级公路等级高速公路高速公路一级公路一级公路二级公路二级公路三级公路三级公路四级公路四级公路汽车荷载等级汽车荷载等级公路公路II级级公路公路II级级公路公路IIII级级公路公路IIII级级公路公路IIII级级各级公路桥涵的汽车荷载等级（新规范）各级公路桥涵的汽车荷载等级（新规范）1 1）公路车辆荷载的类型）公路车辆荷载的类型a.等级等级:b.由车道荷载和车辆荷载组成由车道荷载和车辆荷载组成汽

10、车荷载等级（汽车荷载等级（9797标准）标准）新标准新标准汽车汽车超超2020级、挂车级、挂车120 120 公路公路级级汽车汽车2020级、挂车级、挂车100 100 公路公路级级 汽车汽车1515级、挂车级、挂车8080汽车汽车1010级、履带级、履带50502 2）新旧规范公路车辆荷载的类型）新旧规范公路车辆荷载的类型 9797标准标准 车队荷载车队荷载（计算荷载（计算荷载+验算荷载）验算荷载）新标准新标准 车道荷载车道荷载（均布荷载（均布荷载+集中荷载）集中荷载）车辆荷载车辆荷载（55t标准重车荷载）标准重车荷载）（注意：（注意：桥涵结构的整体计算采用车道荷载，局部加载、横向桥桥涵结构

11、的整体计算采用车道荷载，局部加载、横向桥面板、涵洞、桥台台后汽车引起的土压力和挡土墙上汽车引起的面板、涵洞、桥台台后汽车引起的土压力和挡土墙上汽车引起的土压力等的计算采用车辆荷载。土压力等的计算采用车辆荷载。车辆荷载与车道荷载的作用不得车辆荷载与车道荷载的作用不得叠加。）叠加。）3 3）车道荷载的标准值）车道荷载的标准值 均布荷载标准值：均布荷载标准值：a)a)公路公路级车道荷载级车道荷载kqkP车道荷载图车道荷载图集中荷载：集中荷载：计算跨径小于等于计算跨径小于等于5m5m时时，180kN 180kN 计算跨径大于等于计算跨径大于等于50m50m时时，360kN360kN 计算跨径在计算跨径

12、在5 5至至50m50m之间时之间时，直线内插。，直线内插。剪力效应应再乘以剪力效应应再乘以1.21.2的系数。的系数。qk=10.5kN/m10.5kN/m 车道荷载标准值应取公路车道荷载标准值应取公路级汽车荷载的车道荷载级汽车荷载的车道荷载标准值的标准值的0.750.75倍倍b)公路公路级车道荷载级车道荷载lmPkNk5501803604 4）车辆荷载的标准值）车辆荷载的标准值 731.430 120 1201.4140 140(a)立面布置2.57.01 5.01.81.44.01.4b)平 面 尺 寸车辆荷载主要技术指标车辆荷载主要技术指标 表表1.51.5项目项目单位单位技术指标技术

13、指标车辆重力标准值车辆重力标准值kN550前轴重力标准值前轴重力标准值kN30中轴重力标准值中轴重力标准值kN2120后轴重力标准值后轴重力标准值kN2140轴距轴距m3+1.4+7+1.4轮距轮距m1.8前轮着地宽度及长度前轮着地宽度及长度m0.30.2中、后轮着地中、后轮着地宽度及长度宽度及长度m0.60.2车辆外形尺寸车辆外形尺寸(长长宽宽)m152.50.61.31.82.5单 位：m1.80.52.55 5）横向布置）横向布置 桥涵设计车道数表桥涵设计车道数表行 车 道 宽 度 W（m）桥涵设计车道数车辆单向行驶时车辆双向行驶时W7.07.0W10.510.5W14.014.0W17

14、.517.5W21.021.0W24.524.5W28.028.0W31.56.0W14.014.0W21.021.0W28.028.0W35.012345678 整体计算整体计算采用车道荷载采用车道荷载；局部加载、涵洞、桥台和挡土；局部加载、涵洞、桥台和挡土墙土压力等的计算墙土压力等的计算采用车辆荷载采用车辆荷载。车辆荷载与车道荷载车辆荷载与车道荷载的作用不得叠加。的作用不得叠加。车道荷载的车道荷载的均布荷载标准值均布荷载标准值应满布于使结构产生应满布于使结构产生最不利最不利效应的同号影响线上效应的同号影响线上；集中荷载标准值集中荷载标准值只作用于相应影只作用于相应影响线中一个响线中一个最大

15、影响线峰值处最大影响线峰值处。5 5）加载方式）加载方式横向折减系数表横向折减系数表横向布置车队数横向布置车队数2 23 34 45 56 67 78 8横向折减系数横向折减系数1.001.000.780.780.670.670.600.600.550.550.520.520.500.50计算跨径计算跨径L L（m m）纵向折减系数纵向折减系数计算跨径计算跨径L L（m m）纵向折减系数纵向折减系数150L400400L600600L8000.970.960.95800L1000L10000.940.93纵向折减系数表纵向折减系数表2.2.汽车冲击力汽车冲击力1 1）冲击力的产生）冲击力的产生

16、 车辆活载以一定的速度在桥上行驶时，会使桥梁发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。这种现象就统称为冲击作用。和变形较静活载作用时大。这种现象就统称为冲击作用。冲击作用的大小采用冲击力来衡量。冲击力受冲击作用的大小采用冲击力来衡量。冲击力受线路状线路状态态、车辆类型车辆类型（机车的偏心轮作用）以及（机车的偏心轮作用）以及桥梁结构的形桥梁结构的形式式和和跨度跨度等因素的综合影响。目前还难以精确考虑。等因素的综合影响。目前还难以精确考虑。2 2）冲击力的影响因素）冲击力的影

17、响因素 当竖向活载包括冲击力时，将静活载乘以冲击系数。当竖向活载包括冲击力时，将静活载乘以冲击系数。冲击系数的一般形式是：冲击系数的一般形式是：11ab+L式中：式中：L桥跨长度或（局部）构件的影响线加载长度；桥跨长度或（局部）构件的影响线加载长度；a,b常数，随结构体系或构件的不同而不同。常数，随结构体系或构件的不同而不同。通常的做法是：在桥梁动载试验的基础上提出近似计通常的做法是：在桥梁动载试验的基础上提出近似计算公式，把动力问题简化为静力问题来处理。引入冲击系算公式，把动力问题简化为静力问题来处理。引入冲击系数数（1+1+）。3 3）冲击力的计算）冲击力的计算在新桥规中，在新桥规中，冲击

18、系数冲击系数 可按下式计算：可按下式计算：1.5Hzf 当时，1.5Hz14Hzf当时，0.1767ln0.0157f14Hzf 当时，=0.05=0.45 3.离心力离心力1 1）离心力的产生）离心力的产生 当弯道桥的曲线半径当弯道桥的曲线半径250m250m时，应计算汽车荷载引起时，应计算汽车荷载引起的离心力。离心力的大小等于车辆活载（不计冲击力）乘的离心力。离心力的大小等于车辆活载（不计冲击力）乘以离心力系数以离心力系数C C，C C值按下式计算：值按下式计算：2 2）离心力的计算）离心力的计算 2127vcR 离心力的着力点在桥面以上离心力的着力点在桥面以上1.2m1.2m处（公路桥）

19、或轨顶处（公路桥）或轨顶面面2m2m处（铁路桥）；多车道时应考虑折减。处（铁路桥）；多车道时应考虑折减。式中：式中：VV设计行车速度设计行车速度(km/h)(km/h)RR曲线半径（曲线半径（m)m)4.汽车引起的土侧压力汽车引起的土侧压力 车辆荷载作用在桥台台背或车辆荷载作用在桥台台背或路堤挡土墙上，将引起台背填路堤挡土墙上，将引起台背填土或挡土墙后填土的破坏棱体土或挡土墙后填土的破坏棱体对桥台或挡土墙的土侧压力：对桥台或挡土墙的土侧压力：0GhBl式中：式中：土的容重，以土的容重，以kN/mkN/m3 3计；计；B B 桥台的计算宽度或挡土墙的计算长度，以桥台的计算宽度或挡土墙的计算长度，

20、以m m计；计；l l0 0 桥台或挡土墙后填土的破坏棱体长度，以桥台或挡土墙后填土的破坏棱体长度，以m m计；计；G G 布置在布置在B Bl l0 0面积内的车辆车轮重力，以面积内的车辆车轮重力，以kNkN计。计。注：当涉及多车道加载时，车轮总重力应按表注：当涉及多车道加载时，车轮总重力应按表1.71.7进行折减。进行折减。（1.41.4）lGNpd支 撑 梁H0HhNaEccH2TE1p210(p )2(p )15.人群荷载人群荷载当桥梁的计算跨径小于或等于当桥梁的计算跨径小于或等于50m时，取时，取 3.0kN/m2；当桥梁的计算跨径大于当桥梁的计算跨径大于150m时，取时，取 2.5

21、kN/m2；当桥梁的计算跨径在当桥梁的计算跨径在50m-150m之间时，线性内插计算。之间时，线性内插计算。对跨径不等的连续结构，以最大计算跨为准。对跨径不等的连续结构，以最大计算跨为准。城市郊区行人密集区一般取上述值得城市郊区行人密集区一般取上述值得1.15倍。倍。专用人行桥梁，人群荷载标准值为专用人行桥梁，人群荷载标准值为3.5kN/m2。人行道板（钢筋混凝土）可以一块板为单元，按标准值人行道板（钢筋混凝土）可以一块板为单元，按标准值4.0kN/m2。计算栏杆时人群作用于栏杆上的水平推力按计算栏杆时人群作用于栏杆上的水平推力按0.75kN/m考考虑，作用于立柱和扶手的竖向力按虑，作用于立柱

22、和扶手的竖向力按1.0kN/m来考虑。来考虑。lmpkN/m 人501503.02.526.汽车制动力汽车制动力 制动力或（列车牵引力）的传递与分布规律，尚代研制动力或（列车牵引力）的传递与分布规律，尚代研究。目前仍采用简化的办法进行计算。究。目前仍采用简化的办法进行计算。对铁路桥梁：对铁路桥梁：规定列车制动力或牵引力按作用在桥跨规定列车制动力或牵引力按作用在桥跨结构范围内的竖向静活载的结构范围内的竖向静活载的10%计算，其作用点一般在轨计算，其作用点一般在轨顶以上顶以上2m处。处。对公路桥梁：对公路桥梁：只考虑制动力，对单车道或双车道桥梁，只考虑制动力，对单车道或双车道桥梁，规定制动力为一行

23、车队总重的规定制动力为一行车队总重的10%，但不小于一辆重车的，但不小于一辆重车的30%(公路公路-I级级165kN,公路公路-II级级90kN)；同向行驶双车道的；同向行驶双车道的汽车荷载制动力标准值为一个设计车道制动力标准值的汽车荷载制动力标准值为一个设计车道制动力标准值的2倍倍，同向行驶三车道为一个设计车道的，同向行驶三车道为一个设计车道的2.34倍倍;同向行驶同向行驶四车道为一个设计车道的四车道为一个设计车道的2.68倍倍；制动力作用点一般在桥制动力作用点一般在桥面以上面以上1.2m处，在计算墩台时，可移至支座中心（铰或处，在计算墩台时，可移至支座中心（铰或滚轴中心），或滑动支座、橡胶

24、支座、摆动支座的底座面滚轴中心），或滑动支座、橡胶支座、摆动支座的底座面上；计算刚构桥、拱桥时，可移至桥面上，但不计因此而上；计算刚构桥、拱桥时，可移至桥面上，但不计因此而产生的竖向力和力矩。产生的竖向力和力矩。7.风荷载风荷载u分析桥梁结构的强度、刚度、和稳定性时，应考虑风荷分析桥梁结构的强度、刚度、和稳定性时，应考虑风荷载的影响。对大跨度的斜拉桥和悬索桥以及高耸的桥塔载的影响。对大跨度的斜拉桥和悬索桥以及高耸的桥塔和桥墩，风力的影响更大。和桥墩，风力的影响更大。u当风以一定速度运动并受到桥梁的阻碍时，桥梁就承受当风以一定速度运动并受到桥梁的阻碍时，桥梁就承受风压。风压。u风压分为顺风向和横

25、风向；风压分为顺风向和横风向；u顺风向的风压可视为平均风压或脉动风压。采用静力计顺风向的风压可视为平均风压或脉动风压。采用静力计算方法处理平均风压对结构的影响；对脉动风压，要按算方法处理平均风压对结构的影响；对脉动风压，要按随机振动理论进行分析。随机振动理论进行分析。对公路桥梁横向风力可按以下方法计算：横桥向风对公路桥梁横向风力可按以下方法计算：横桥向风力是风压与迎风面积的乘积。力是风压与迎风面积的乘积。风压按下式计算：风压按下式计算：04321WKKKKW 横桥向风力的迎风面积按结构的外轮廓线面积乘以一横桥向风力的迎风面积按结构的外轮廓线面积乘以一定的折减系数来计算。定的折减系数来计算。如对

26、实腹式桥跨结构，折减系数如对实腹式桥跨结构，折减系数为为1.01.0，对钢桁架或钢拱架，折减系数为，对钢桁架或钢拱架，折减系数为0.40.4。风压力的计算风压力的计算风荷载风荷载WhWhAWkkkF0310gVWd220ZdVkkV52)10(10ZVVZZe0001.0012017.0W0基本风压值（kN/m2)。一般情况参照全国基本风压分布图取值；Wd 设计基准风压值（kN/m2)；Awh 横向迎风面积m2，按桥垮结构各部分的实际尺寸计算；V10桥梁所在地区的设计基本风速(m/s)；Vd 高度为Z处的设计基本风速(m/s)；Z 距离地面或水面的高度(m)；空气重力密度(kN/m3)；K0

27、设计风速的换算系数。因频率与基本风压有关，故该系数体现出结构的重要性。对特大桥及在高速公路、一、二级公路上的大中桥梁采用1.0；其它桥梁采用0.85；K1 风载阻力系数；K2 考虑地面粗糙度类别和梯度风的风速高度变化修正系数。该系数反映出风压随地形、地理条件（一般地区、谷地、山口、沿海海面等）的不同变化而变化的特征，取值视实际情况而定；K3 地形地理条件系数；K5 阵风风速系数。考虑地表情况的修正系数。具体见桥规 位于河流中的桥墩会受到流水压力的作用。通常桥墩上位于河流中的桥墩会受到流水压力的作用。通常桥墩上游迎水一侧会形成高压区，下游一侧会形成低压区。前后的游迎水一侧会形成高压区，下游一侧会

28、形成低压区。前后的压力差便构成水流对桥墩的压力。流水压力与桥墩的截面形压力差便构成水流对桥墩的压力。流水压力与桥墩的截面形状、圬工粗糙率、水流流速和形态等有关，计算公式为：状、圬工粗糙率、水流流速和形态等有关，计算公式为：水的容重（水的容重（kN/mkN/m3 3)水的设计流速（水的设计流速（m/s)m/s)AA桥墩阻水面积（桥墩阻水面积（m m2 2)，一般计算至一般冲刷线处；，一般计算至一般冲刷线处；gg重力加速度重力加速度9.81m/s9.81m/s2 2;KK有实验测得的桥墩形状系数。有实验测得的桥墩形状系数。2kN2wFKAg8.流水压力流水压力9.冰压力冰压力位于冰凌河流或水库的桥

29、梁墩台，应根据当地的具体位于冰凌河流或水库的桥梁墩台，应根据当地的具体情况及墩台的结构形式考虑冰荷载的作用；情况及墩台的结构形式考虑冰荷载的作用；冰荷载可分为以下几种：冰荷载可分为以下几种：河流流冰产生的动压力；河流流冰产生的动压力；由于冰和水流作用于大面积冰层产生的静压力；由于冰和水流作用于大面积冰层产生的静压力；冰覆盖层受温度影响膨胀时产生的静压力冰覆盖层受温度影响膨胀时产生的静压力 冰锥体推移产生的静压力冰锥体推移产生的静压力 冰层因水位升降产生的竖向作用力。冰层因水位升降产生的竖向作用力。影响冰压力的自然因素众多且实验资料欠缺，目前对影响冰压力的自然因素众多且实验资料欠缺，目前对冰压力

30、的研究还不成熟，在援引国外各种计算方法时，应冰压力的研究还不成熟，在援引国外各种计算方法时，应结合具体工点情况进行分析；结合具体工点情况进行分析；10.温度作用温度作用 温度变化将在结构中产生变形和影响力，温度变化将在结构中产生变形和影响力，它的大小应根据当地具体情况、结构物所使用它的大小应根据当地具体情况、结构物所使用的材料和施工条件等因素计算确定。的材料和施工条件等因素计算确定。包括：均匀温度和梯度温度两种影响包括：均匀温度和梯度温度两种影响 对混凝土结构，当梁高对混凝土结构，当梁高H小于小于400mm时，图中时，图中A=H-100（mm）；梁高）；梁高H不小不小于于400mm时，时，A=

31、300mm。对带混凝土。对带混凝土桥面板的钢结构，桥面板的钢结构，A=300mm，图中的，图中的t为混凝土桥面板的厚度（为混凝土桥面板的厚度（mm）。）。混凝土上部结构和带混凝土桥面板的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。竖向梯度温度竖向梯度温度表表4.3.10-24.3.10-2公路桥梁结构的有效温度标准值（公路桥梁结构的有效温度标准值（）气温分区钢桥面板钢桥混凝土桥面板钢桥混凝土、石桥最高最低最高最低最高最低严寒地区46-4339-3234-23寒冷地区46-2139-1534-10温热地区46-9(-3)39-6(

32、-1)34-3（0）结构类型T1（）T2（）混凝土铺装256.750mm沥青混凝土铺装层206.7100mm沥青混凝土铺装层145.5表表4.3.10-34.3.10-3竖向日照正温差计算的温度基数竖向日照正温差计算的温度基数注：表中（）内数值适用于昆明、南宁、广州、福州地区。注：表中（）内数值适用于昆明、南宁、广州、福州地区。11.支座摩阻力支座摩阻力 支座摩阻力是上部结构由温度等引起的变位而产生的，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，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：计算公式为：W作用于活动支座处由上

33、部结构重力产生的效应；作用于活动支座处由上部结构重力产生的效应；支座的摩擦系数，按支座种类取值。支座的摩擦系数，按支座种类取值。F=W支支 座座 摩摩 擦擦 系系 数数支座种类支座种类支座摩擦系数支座摩擦系数滚动支座或摆动支座滚动支座或摆动支座0.050.05板式橡胶支座板式橡胶支座支座与混凝土面接触支座与混凝土面接触0.300.30支座与钢板接触支座与钢板接触0.200.20聚四氟乙烯板与不锈钢聚四氟乙烯板与不锈钢板接触板接触0.06(0.06(加硅脂；温度低于加硅脂；温度低于-25-25时为时为0.078)0.078)0.12(0.12(不加硅脂；温度低于不加硅脂；温度低于-25-25时为

34、时为0.156)0.156)一、地震作用一、地震作用 定义：定义：指地震时强烈的地面指地震时强烈的地面运动引起的结构惯性力，它是运动引起的结构惯性力，它是随机变化的动力荷载，其值的随机变化的动力荷载，其值的大小决定于地震强烈程度和结大小决定于地震强烈程度和结构的动力特性（频率与阻尼等）构的动力特性（频率与阻尼等）以及结构或杆件的质量。以及结构或杆件的质量。地震基本烈度与地震动峰值加速度系数的对应关系地震基本烈度与地震动峰值加速度系数的对应关系地震动峰值地震动峰值加速度系数加速度系数0.05g0.05g0.05g0.05g0.10 g0.10 g0.15g0.15g0.20g0.20g0.30g

35、0.30g0.40g0.40g地震基本烈度地震基本烈度设计要求设计要求简易设防简易设防抗震设计抗震设计专门的抗震研究和设计专门的抗震研究和设计 抗震设防要求以地震时地面最大水平加速度的统计值抗震设防要求以地震时地面最大水平加速度的统计值即地震动峰即地震动峰值加速度确定。值加速度确定。2 2、地震烈度对桥梁结构的影响、地震烈度对桥梁结构的影响u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地震系数k kh h加以划分的。抗震设计中采用的地震烈度称为加以划分的。抗震设计中采用的地震烈度称为设计烈度；设计烈度；u一般，烈度小于一般，烈度小于7

36、 7度的地震影响在桥梁设计中可不予考虑；度的地震影响在桥梁设计中可不予考虑；u铁路桥梁抗震设计规范只适用烈度为铁路桥梁抗震设计规范只适用烈度为7 7度、度、8 8度、度、9 9度的情度的情况；况；u对设计烈度高于对设计烈度高于9 9度或有特殊抗震要求的建筑物及新结构，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。水平地震系数应进行专门的研究和设计。水平地震系数K KH H依设计烈度取依设计烈度取值，当设计烈度分别为值，当设计烈度分别为7 7、8 8、9 9时，时，k kh h分别取分别取0.10.1，0.20.2，0.40.4。地震力的计算可采用静力法或反映谱理论。对重要地震力的

37、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。动力计算公式，直接采用地震波进行动力分析。3 3、地震力的计算方法、地震力的计算方法 静力法静力法 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。震对结构的作用。其计算公式如下：其计算公式如下：iHiiiiiiWkCXgWCXmCP2max02max02 静力法主要使用于刚度较大结构。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。规范规

38、定：挡土墙、桥台用静力法计算地震力。动态法主要有动态法主要有反应谱理 论 和和 时 程 分 析 法。反应谱理论是一种简反应谱理论是一种简化的动态分析法，又称动化的动态分析法，又称动静法。静法。桥梁抗震规范桥梁抗震规范主要采用这种方法计算地主要采用这种方法计算地震力。震力。对于高墩或特大跨度的桥梁，应同时采用时程分析法，取对于高墩或特大跨度的桥梁，应同时采用时程分析法，取最不利结果。最不利结果。二、船只或飘流物的撞击力二、船只或飘流物的撞击力 船只或漂流物撞击力在有可能的条件下，应采用实船只或漂流物撞击力在有可能的条件下，应采用实测资料或模拟撞击试验进行计算，并依此进行防撞设计。测资料或模拟撞击

39、试验进行计算，并依此进行防撞设计。计算方法：计算方法：21sinCCWFFF撞击力（撞击力（KNKN）船只或排筏驶进方向与墩台撞击点处切线所形成的夹角；船只或排筏驶进方向与墩台撞击点处切线所形成的夹角；WW船只或排筏重力（船只或排筏重力（kNkN）C1C1、C2C2船只或排筏的弹性变形系数和墩台圬工的弹性变形系数船只或排筏的弹性变形系数和墩台圬工的弹性变形系数缺乏资料时一般假定缺乏资料时一般假定C1+C2=0.0005C1+C2=0.0005。船只或排筏撞击墩台的速度船只或排筏撞击墩台的速度(m/s(m/s）动能折减系数，斜撞时为动能折减系数，斜撞时为0.20.2，正向撞击时为，正向撞击时为0

40、.30.3；船只或漂流物船只或漂流物撞击力在有可能的条撞击力在有可能的条件下，应采用实测资件下，应采用实测资料或模拟撞击试验进料或模拟撞击试验进行计算，并籍此进行行计算，并籍此进行防撞设施的设计。防撞设施的设计。内河船舶撞击作用标准值内河船舶撞击作用标准值内河航道内河航道等级等级船舶吨级船舶吨级DWTDWT（t t）横桥向撞击作横桥向撞击作用（用（kNkN）顺桥向撞击作用顺桥向撞击作用（kNkN）一一300030001400140011001100二二2000200011001100900900三三10001000800800650650四四500500550550450450五五300300

41、400400350350六六100100250250200200七七5050150150125125当缺乏实际调查资料时当缺乏实际调查资料时:三、汽车的撞击力三、汽车的撞击力 撞击力标准值在行驶方向取撞击力标准值在行驶方向取1000kN1000kN，与之垂直方向取为，与之垂直方向取为500kN500kN，两个方向的不同时考虑；作用于行两个方向的不同时考虑；作用于行车道上车道上1.2m1.2m处，直接分布于撞击涉处，直接分布于撞击涉及的构件上。及的构件上。对于设有防撞设施的结构构件，对于设有防撞设施的结构构件，可视设施的防撞能力予以可视设施的防撞能力予以折减折减，但，但折减后不应低于上述的折减后

42、不应低于上述的1/61/6。为防止或减少因撞击产生的破为防止或减少因撞击产生的破坏，对易受到汽车撞击的构件的相坏，对易受到汽车撞击的构件的相关部位应采取相应的关部位应采取相应的构造措施构造措施，并，并增设增设钢筋钢筋或或钢筋网钢筋网。u只有在结构上可能同时出现的作用，才进行其效应的组只有在结构上可能同时出现的作用，才进行其效应的组合。合。u凡存在的凡存在的永久作用永久作用任一项，均应进行组合；任一项，均应进行组合；u凡可能出现的凡可能出现的基本可变作用项基本可变作用项，除个别情况外应进行组，除个别情况外应进行组合；合；u纵向力与横向力不同时组合；纵向力与横向力不同时组合；u对对其他可变作用其他

43、可变作用的组合，根据的组合，根据同时作用的可能性同时作用的可能性，规范，规范具体规定了某种荷载组合时，哪些荷载不同时参与组合。具体规定了某种荷载组合时，哪些荷载不同时参与组合。一、组合总原则一、组合总原则作用名称及编号作用名称及编号 不同时参与组合的作用及编号不同时参与组合的作用及编号13 汽车制动力汽车制动力 15 流水压力、流水压力、16 冰压力、冰压力、18 支座摩阻力支座摩阻力15 流水压力流水压力13 汽车制动力、汽车制动力、16 冰压力冰压力16 冰压力冰压力 13 汽车制动力、汽车制动力、15 流水压力流水压力18 支座摩阻力支座摩阻力 13 汽车制动力汽车制动力可变作用可变作用

44、不同时组合表不同时组合表u当结构或结构构件当结构或结构构件需作不同受力方向的验算需作不同受力方向的验算时，则应时，则应以不同以不同方向的最不利的作用效应进行组合方向的最不利的作用效应进行组合。u当可变作用的出现对结构或构件产生有利影响时，当可变作用的出现对结构或构件产生有利影响时，该作用不该作用不应参与组合。应参与组合。u施工阶段作用效应的组合施工阶段作用效应的组合，应按计算需要及结构所处条件而，应按计算需要及结构所处条件而定，定，结构上的施工人员和施工机具均应作为临时荷载加以考结构上的施工人员和施工机具均应作为临时荷载加以考虑。虑。u多个偶然作用不同时参与组合多个偶然作用不同时参与组合。u钢

45、筋混凝土和预应力混凝土结构在进行结构构件钢筋混凝土和预应力混凝土结构在进行结构构件的承载能力的承载能力极限状态设计时，极限状态设计时，可不考虑混凝土收缩和徐变、温度作用效可不考虑混凝土收缩和徐变、温度作用效应参与组合应参与组合,基础变位作用是否参与组合视具体情况确定基础变位作用是否参与组合视具体情况确定；u拱桥拱桥仍应考虑混凝土收缩和徐变、温度作用效应和基础变位仍应考虑混凝土收缩和徐变、温度作用效应和基础变位作用的组合。作用的组合。注意事项：注意事项：公路桥涵设计时，对不同的作用应采用不同的代表值。公路桥涵设计时，对不同的作用应采用不同的代表值。永久作用应采用永久作用应采用标准值标准值作为代表

46、值。作为代表值。可变作用应根据不同的极限状态分别采用可变作用应根据不同的极限状态分别采用标准值标准值、频遇值频遇值或或准永久值准永久值作为其代表值。作为其代表值。偶然作用取其偶然作用取其标准值标准值为代表值。为代表值。1.1.作用的设计值作用的设计值规定为规定为作用的代表值乘以相应的作用作用的代表值乘以相应的作用分项系数分项系数。二、二、作用的取值作用的取值三、组合方式及相关系数三、组合方式及相关系数 在桥梁设计中应关注桥涵结构的两种极限状态（在桥梁设计中应关注桥涵结构的两种极限状态（承载能承载能力力和和正常使用正常使用），同时也也应考虑其在施工和使用过程中），同时也也应考虑其在施工和使用过程

47、中的三种设计状况（的三种设计状况（持久持久、短暂短暂和和偶然偶然）。）。持久状况持久状况承载能力极限状态设计承载能力极限状态设计正常使用极限状态设计正常使用极限状态设计短暂状况短暂状况承载能力极限状态设计承载能力极限状态设计正常使用极限状态设计正常使用极限状态设计（必要时）（必要时）偶然状况偶然状况承载能力极限状态设计承载能力极限状态设计四类设计组合四类设计组合:承载能力承载能力极限状态极限状态基基 本本 组组 合合偶偶 然然 组组 合合正常使用正常使用极限状态极限状态短短 期期 效效 应应 组合组合长长 期期 效效 应应 组合组合 承载能力极限状态设计：承载能力极限状态设计：以以塑性理论塑性

48、理论为基础，其为基础，其设计设计原则原则即：荷载效应最不利组合的设计值与重要性系数的乘积即：荷载效应最不利组合的设计值与重要性系数的乘积，必须小于或等于，必须小于或等于结构抗力结构抗力的设计值。的设计值。正常使用极限状态设计：正常使用极限状态设计：以以弹性理论或弹塑性理论弹性理论或弹塑性理论为为基础，基础，涉及构件的抗裂、裂缝宽度和挠度三个方面的验算涉及构件的抗裂、裂缝宽度和挠度三个方面的验算。公路桥涵结构按承载能力极限状态设计公路桥涵结构按承载能力极限状态设计 永久作用的设计值效应与可变作用设计值效应相组合永久作用的设计值效应与可变作用设计值效应相组合，其效应组合表达式为：，其效应组合表达式

49、为：001112()mnudGiGiKQQKcQjQjkijSSSS00112()mnudGidQ dcQjdijSSSS1 1）基本组合）基本组合u汽车荷载效应（含汽车荷载效应（含汽车冲击力汽车冲击力、离心力离心力;超过汽车荷载效应超过汽车荷载效应或或对专为承受某作用时对专为承受某作用时;其他第其他第j j个可变作用效应个可变作用效应）的分项）的分项系数取系数取1.41.4;风荷载的分项系数取风荷载的分项系数取1.11.1。u除汽车荷载，只有人群荷载参与组合时除汽车荷载，只有人群荷载参与组合时c c取取0.80.8；另有二；另有二种可变作用取种可变作用取0.70.7,三种取三种取0.60.6

50、,四种或多于四种时取四种或多于四种时取0.50.5。桥涵结构的设计安全等级桥涵结构的设计安全等级桥涵结构桥涵结构特大桥、重要大桥特大桥、重要大桥大桥、中桥、重要小桥大桥、中桥、重要小桥小桥、涵洞小桥、涵洞设计安全等级设计安全等级一级一级二级二级三级三级结构重要系数结构重要系数0 01.11.00.9注：本表编号注：本表编号1中，当钢桥采用钢桥面板时，永久作用效应分项系数取中，当钢桥采用钢桥面板时，永久作用效应分项系数取1.1；当采用混凝土桥面板时，取；当采用混凝土桥面板时，取1.21.21.2*恒荷载恒荷载+1.41.4*汽车荷载汽车荷载1.21.2*恒荷载恒荷载+1.41.4*汽车荷载汽车荷