《桥梁的设计荷》PPT课件.ppt

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1、第四章 桥梁的设计荷载4-1 规范中有关设计荷载的规定4-2 荷载组合4-14-1规范中有关设计荷载的规定规范中有关设计荷载的规定作用永久作用永久作用可变作用可变作用偶然作用偶然作用桥梁使用期内，位置、大小、方向不随时间桥梁使用期内，位置、大小、方向不随时间变化或变化很小可以忽略不计的作用变化或变化很小可以忽略不计的作用主梁结构自重、桥面铺装及附属设施；主梁结构自重、桥面铺装及附属设施；土重、土压力、体内、外预应力、混凝土土重、土压力、体内、外预应力、混凝土收缩、徐变影响、基础变位影响等；收缩、徐变影响、基础变位影响等；跨径越大，比例越高指在设计基准期内，其量值随时间变化，且指在设计基准期内，

2、其量值随时间变化，且其变化与平均值相比有不可忽略的作用其变化与平均值相比有不可忽略的作用如汽车、列车、人群荷载如汽车、列车、人群荷载(习惯上称为活习惯上称为活载）及其冲击力、摩擦力、离心力；风力、载）及其冲击力、摩擦力、离心力；风力、支座摩阻力、支座摩阻力、指在设计基准期内不一定出现，但一旦出现，指在设计基准期内不一定出现，但一旦出现，其值很大且持续时间很短的作用其值很大且持续时间很短的作用地震力、船舶撞击力、漂流物撞击力等地震力、船舶撞击力、漂流物撞击力等公路公路-I-I级：级：q qK KP Pk k=180kN l5m=180kN l5mP Pk k=360kN l50m=360kN l

3、50m5ml50m5ml50m时，直线内插时，直线内插公路公路-II-II级：级：公路公路-I-I级车道荷载的倍采用级车道荷载的倍采用汽车荷载 1 1 1 1、汽车荷载分为、汽车荷载分为、汽车荷载分为、汽车荷载分为公路公路公路公路-I-I-I-I级级级级和和和和公路公路公路公路-II-II-II-II级级级级两个等级。两个等级。两个等级。两个等级。2 2 2 2、汽车荷载由、汽车荷载由、汽车荷载由、汽车荷载由车道荷载车道荷载车道荷载车道荷载和和和和车辆荷载车辆荷载车辆荷载车辆荷载组成。组成。组成。组成。车道荷载由车道荷载由车道荷载由车道荷载由均布荷载均布荷载均布荷载均布荷载和和和和集中荷载集中

4、荷载集中荷载集中荷载组成。组成。组成。组成。3 3 3 3、桥梁结构的整体计算采用车道荷载；、桥梁结构的整体计算采用车道荷载；、桥梁结构的整体计算采用车道荷载；、桥梁结构的整体计算采用车道荷载；4 4 4 4、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、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、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、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，车辆荷载，车辆荷载，车辆荷载，车辆荷载与车道荷载的作用不得叠加。车辆荷载与车道荷载的作用不得叠加。车辆荷载与车道荷载的作用不得叠加。车辆荷载与车道荷载

5、的作用不得叠加。将其中的均布荷载标准值将其中的均布荷载标准值(任意长度，任意截取任意长度，任意截取)满布于使满布于使结构产生最不利效应的同号影响线区段上，而集中荷载标准值结构产生最不利效应的同号影响线区段上，而集中荷载标准值只布置在相应影响线中的一个最大影响线峰值处。只布置在相应影响线中的一个最大影响线峰值处。人群荷载 当当当当桥桥桥桥梁梁梁梁计计计计算算算算跨跨跨跨径径径径小小小小于于于于或或或或等等等等于于于于50m50m50m50m时时时时，公公公公路路路路桥桥桥桥梁梁梁梁人人人人群群群群荷荷荷荷载载载载的的的的标标标标准准准准值值值值为为为为2 2 2 2；当桥梁计算跨径等于或大于当桥

6、梁计算跨径等于或大于当桥梁计算跨径等于或大于当桥梁计算跨径等于或大于150m150m150m150m时，为时，为时，为时，为2 2 2 2；当桥梁计算跨径在当桥梁计算跨径在当桥梁计算跨径在当桥梁计算跨径在50-150m50-150m50-150m50-150m时，按线性内插得到人群荷载标准值。时，按线性内插得到人群荷载标准值。时，按线性内插得到人群荷载标准值。时，按线性内插得到人群荷载标准值。对连续结构桥梁，以主跨为准。对连续结构桥梁，以主跨为准。对连续结构桥梁，以主跨为准。对连续结构桥梁，以主跨为准。对对对对位位位位于于于于城城城城镇镇镇镇郊郊郊郊区区区区行行行行人人人人密密密密集集集集地地

7、地地区区区区的的的的公公公公路路路路桥桥桥桥，人人人人群群群群荷荷荷荷载载载载标标标标准准准准值值值值取取取取上上上上述述述述规规规规定值的倍。定值的倍。定值的倍。定值的倍。对人行桥，人群荷载标准值为对人行桥，人群荷载标准值为对人行桥，人群荷载标准值为对人行桥，人群荷载标准值为m m m m2 2 2 2。城市桥梁要按城市桥梁要按城市桥梁要按城市桥梁要按城市桥梁设计荷载标准城市桥梁设计荷载标准城市桥梁设计荷载标准城市桥梁设计荷载标准(CJJ77)(CJJ77)(CJJ77)(CJJ77)人人人人行行行行道道道道(钢钢钢钢筋筋筋筋混混混混凝凝凝凝土土土土)板板板板还还还还应应应应以以以以m m

8、m m2 2 2 2(公公公公路路路路桥桥桥桥)或或或或1.5kN(1.5kN(1.5kN(1.5kN(铁铁铁铁路路路路桥桥桥桥)的的的的荷荷荷荷载载载载进行检算，进行检算，进行检算，进行检算，人人人人群群群群作作作作用用用用于于于于栏栏栏栏杆杆杆杆上上上上的的的的水水水水平平平平推推推推力力力力按按按按m m m m考考考考虑虑虑虑，作作作作用用用用于于于于立立立立柱柱柱柱和和和和扶扶扶扶手手手手的的的的竖竖竖竖向向向向力按考虑。力按考虑。力按考虑。力按考虑。公路一公路一I I级和公路一级和公路一级汽车荷载采用相同的车辆荷载标准值级汽车荷载采用相同的车辆荷载标准值 车辆的布置按桥梁宽度确定车

9、道数车辆荷载的折减公路桥的公路桥的两种极限状态两种极限状态 按按承承载载能能力力极极限限状状态态和和正正常常使使用用极极限限状状态态进进行行作作用用效效应应组组合，取其最不利效应组合进行设计。合，取其最不利效应组合进行设计。三种设计状况：三种设计状况：1 1 持持久久状状况况 指指桥桥涵涵使使用用过过程程中中长长期期承承受受结结构构重重力力、汽汽车车荷荷载载等等作作用用的的状状况况。在在该该状状况况下下，要要求求对对设设想想的的结结构构所所有有功功能能进进行行设计，即应进行承载能力极限状态和正常使用极限状态设计。设计，即应进行承载能力极限状态和正常使用极限状态设计。2 2 短短暂暂状状况况 指

10、指桥桥涵涵施施工工过过程程中中承承受受临临时时性性作作用用的的状状况况。在在该该状状况况下下，仅仅要要求求进进行行承承载载能能力力极极限限状状态态设设计计，必必要要时时才才进进行行正正常使用极限状态设计。常使用极限状态设计。3 3 偶偶然然状状况况 指指桥桥涵涵使使用用过过程程中中可可能能偶偶然然遭遭受受的的地地震震等等状状况况。在在该该状状况况下下，仅仅要要求求进进行行承承载载能能力力极极限限状状态态设设计计，不不需需要要进进行行正常使用极限状态设计。正常使用极限状态设计。4-24-2荷载组合荷载组合 在按持久状况承载能力极限状态设计时，按照结构可能破在按持久状况承载能力极限状态设计时，按照

11、结构可能破坏的严重程度，将公路桥涵划分为三个设计安全等级。根据不坏的严重程度，将公路桥涵划分为三个设计安全等级。根据不同等级，拟定相应的同等级，拟定相应的结构重要性系数结构重要性系数与与作用效应组合值作用效应组合值相乘相乘。一、按承载能力极限状态设计时的作用（或荷载）效一、按承载能力极限状态设计时的作用（或荷载）效应组合应组合 公路桥涵结构的承载能力极限状态设计，按照可能出现的公路桥涵结构的承载能力极限状态设计，按照可能出现的作用，将其分为两种作用效应组合，作用，将其分为两种作用效应组合，即基本组合和偶然组合。作用效应的基本组合作用效应的基本组合是指永久作用设计值效应与可变作是指永久作用设计值

12、效应与可变作用设计值效应的组合。用设计值效应的组合。这种组合用于结构的常规设计，是所有这种组合用于结构的常规设计，是所有公路桥涵结构都应该考虑的。作用设计值为作用的标准值乘以公路桥涵结构都应该考虑的。作用设计值为作用的标准值乘以相应的分项系数。相应的分项系数。作用效应的偶然组合作用效应的偶然组合是指永久作用标准值、可变作用代是指永久作用标准值、可变作用代表值和一种偶然作用标准值的效应组合，视具体情况，也可不表值和一种偶然作用标准值的效应组合，视具体情况，也可不考虑可变作用效应参与组合。考虑可变作用效应参与组合。作用效应偶然组合用于结构在特作用效应偶然组合用于结构在特殊情况下的设计，所以不是所有

13、公路桥涵结构都要采用的，一殊情况下的设计，所以不是所有公路桥涵结构都要采用的，一些结构也可采取构造或其他预防措施来解决。些结构也可采取构造或其他预防措施来解决。通用规范通用规范JTG D60JTG D60规定，公路桥涵结构按承载规定，公路桥涵结构按承载能力极能力极限状态设计时，应采用以下两种作用效应组合：1 1 基本组合基本组合 永久作用的永久作用的设计值设计值效应与可变作用效应与可变作用设设计值计值效应相组合，其效应组合表达式为：效应相组合，其效应组合表达式为：或或 2 2 偶然组合偶然组合 永永久久作作用用标标准准值值效效应应与与可可变变作作用用某某种种代代表表值值效效应应、一种偶然作用标

14、准值效应一种偶然作用标准值效应相组合。相组合。偶然作用的效应分项系数取；偶然作用的效应分项系数取；与与偶偶然然作作用用同同时时出出现现的的可可变变作作用用，可可根根据据观观测测资资料和工程经验取用适当的代表值。料和工程经验取用适当的代表值。地地震震作作用用标标准准值值及及其其表表达达式式按按现现行行公公路路工工程程抗抗震设计规范震设计规范规定采用。规定采用。偶偶然然组组合合用用于于结结构构在在特特殊殊情情况况下下(如如地地震震)的的设设计计，不是所有公路桥梁都要采用。不是所有公路桥梁都要采用。二、正常使用极限状态设计时的作用（或荷载）效应组合二、正常使用极限状态设计时的作用（或荷载）效应组合

15、在在公公路路桥桥梁梁结结构构中中，对对于于需需要要进进行行正正常常使使用用极极限限状状态态设设计计的的结结构构，通用规范通用规范JTG D62JTG D62规定：规定：需需要要考考虑虑可可变变作作用用的的短短期期效效应应组组合合和和长长期期效效应应组组合合，其其可可变变作作用用代代表表值采用值采用频遇值频遇值和和准永久值准永久值。正正常常使使用用极极限限状状态态设设计计仅仅涉涉及及结结构构构构件件的的抗抗裂裂、裂裂缝缝宽宽度度和和挠挠度度，其其结构可靠度要比承载能力极限状态低得多。结构可靠度要比承载能力极限状态低得多。可可变变作作用用的的频频遇遇值值是是指指结结构构上上较较频频繁繁出出现现的的

16、且且量量值值较较大大的的作作用用取取值值，但但它它比比可可变变作作用用的的标标准准值值小小，实实际际上上由由标标准准值值乘乘以以小小于于的的频频遇遇值值系系数数1 1得到。得到。可可变变作作用用的的准准永永久久值值是是指指在在结结构构上上经经常常出出现现的的作作用用取取值值，但但它它比比可可变变作作用用的的频频遇遇值值又又要要小小一一些些，实实际际上上是是由由标标准准值值乘乘以以小小于于1 1的的准准永永久久值值系系数数2 2的得到。的得到。1 1 作用短期效应组合作用短期效应组合 永久作用标准值效应与可变作用频遇永久作用标准值效应与可变作用频遇值效应相组合，其效应组合表达式为：值效应相组合，其效应组合表达式为：2 2 作用长期效应组合作用长期效应组合 永久作用标准值效应与可变作用准永永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应相组合，其效应组合表达式为：久值效应相组合，其效应组合表达式为：当需对结构构件进行持久状况和短暂状况下的截面当需对结构构件进行持久状况和短暂状况下的截面混凝土或钢混凝土或钢筋应力计算时，筋应力计算时，除特别指明外，各作用效应的除特别指明外，各作用效应的分项系数应取为分项系数应取为，各项应力限值应按各设计规范的相应规定采用。各项应力限值应按各设计规范的相应规定采用。v刚架桥示例1本章完！