第三章桥梁的设计作用(荷载)
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02-ppt - 作用的概念、分类、作用代表值
第五节
作用效应组合
什么是作用（荷载）？
第一节 作用概念、分类及作用代表值
JTG D60-2015公路桥涵设计通用规范
➢ 作用（Action）：施加在结构上的一组集中力或分布力（直接作 用，也称之为荷载）和引起结构外加变形或约束变形的原因（间 接作用）。
➢ 作用代表值（Representative value of an action）：结构或 构件设计时，针对不同设计目的所采用的各种作用规定值，包括 作用标准值、准永久值和频遇值。
桥梁工程
Bridge Engineering
主讲人：张熙胤 讲师
第三章 桥梁的设计作用
第一节
作用概念、分类及作用代表值
目录
第二节 第三节 第四节
永久作用 可变作用 偶然作用和地震作用
第五节
作用效应组合
第三章 桥梁的设计作用
第一节
作用概念、分类及作用代表值
目录
第二节 第三节 第四节
永久作用 可变作用 偶然作用和地震作用
桥
梁 作
公路 铁路 桥梁
梁 荷
用
规范
载
分
作用
分
类
区别？
类
表
表
谢
谢
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第一节 作用概念、分类及作用代表值
JTG D60-2015公路桥涵设计通用规范
➢ 设计基准期：为确定可变作用等取值而选用的时间参数。 ➢ 作用标准值：作用的主要代表值，可根据对观测数据的统计、作
用的自然界限或工程经验确定。 ➢ 作用准永久值：在设计基准期内被超越的总时间占设计基准期
比 率表较大的作用值。 ➢ 作用频遇值：在设计基准期内被超越的总时间占设计基准期比率
第3讲第一篇第三章作用(二)可变作用
2011年3月7日
土木与建筑工程学院
主讲人 ： 王丽荣
制动力计算规定：
• 1、一个设计车道上由汽车荷载产生的制动力标准值为车道 荷载标准值在加载长度上计算的总重力的10%计算。 • 但公路—I级汽车荷载的制动力标准值不得小于 165kN； • 公路—Ⅱ级汽车荷载的制动力标准值不得小于 90kN；。 • 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两倍； • 同向行驶三车道为一个设计车道的2.34倍； • 同向行驶四车道为一个设计车道的2.68倍。 • 2、汽车荷载制动力按同向行驶的汽车荷载（不计冲击力） 计算，并应按表3-13的规定，以使桥梁墩台产生最不利纵 向力的加载长度进行纵向折减。
主讲人 ： 王丽荣
（八）流水压力
• 1、计算：标准值 • 2、桥墩形状系数：
桥 墩 形 状 方形桥墩 矩形桥墩（长边与水流平行） 圆形桥墩
Fw KA
V5 1.3 0.8 桥 墩 形 状 尖端形桥墩 圆端形桥墩 K 0.7 0.6
2011年3月7日
土木与建筑工程学院
2011年3月7日
土木与建筑工程学院
主讲人 ： 王丽荣
（3）计算：粗略近似 • A、支座的冲击力，按相应的桥梁取用。 • B、汽车荷载的冲击力标准值为汽车荷载标准值乘以 冲击系数μ。 • C、理论上应与结构自振频率有关，冲击系数μ可按下 式计算： • 当f＜1.5HZ时， μ=0.05 • 当1.5HZ≤f≤14HZ时， μ=0.1767lnf—0.0157 • 当f＞14 HZ时 μ=0.45 • 式中： f——结构基频（HZ）。结构基频宜采用有限 元方法计算
2011年3月7日
土木与建筑工程学院
主讲人 ： 王丽荣
桥梁设计荷载
第4.2.2条 预加力 在结构进行正常使用极限状态设计和使用 阶段应力计算时，应作为永久作用计算其主效 应和次效应，并计入相应阶段的预应力损失， 但不计由于偏心距增大引起的附加效应； 在结构进行承载能力极限状态设计时，预 加力不作为作用，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。
支座摩阻力
F = µ ⋅W
偶然作用
偶然作用
偶然作用是指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。《桥规》中的偶然荷载包 括地震作用、船舶或漂流物的撞击作用和 汽车撞击作用。
地震作用
在地震区建造桥梁，必须考虑地震作用。
第4.4.1条 地震作用 地 震 动 峰 值 加 速 度 等 于 0.10g 、 0.15g 、 0.20g、0.30g地区的公路桥涵，应进行抗震设 计。 地震作用的计算及结构的设计，应符合现 行《公路工程抗震设计规范》的规定。
车辆荷载
前轮： 0.3×0.2 中、后轮： 0.6×0.2 各荷载等 级采用相同的 车辆荷载。
横向布载
车道荷载横向分布系数应按设计车道数如下图布 置车辆荷载进行计算。
横向布载
桥涵设计车道数应符合下表的规定：
桥面宽度 车辆单向行驶时 车辆双向行驶时 W<7.0 7.0≤W<10.5 6.0≤W<14.0 10.5≤W<14.0 14.0≤W<17.5 14.0≤W<21.0 17.5≤W<21.0 21.0≤W<24.5 21.0≤W<28.0 24.5≤W<28.0 28.0≤W<31.5 28.0≤W<35.0 桥涵设计车道数 1 2 3 4 5 6 7 8
桥梁设计荷载
（1）简支梁桥：
❖ 结构基频估算公汽式：车冲击力
（2）连续梁桥：
正弯矩效应和剪力效应
负弯矩效应
汽车荷载离心力
（三）汽车荷载离心力 1.产生原因： ❖ 当弯道桥梁的曲线半径等于或小于250m时，需考
虑车辆的离心力作用。
2.计算： ❖ 车辆荷载（不计冲击力）标准值乘以离心力系数C。
离心力系数按下式计算：
可变作用
二、可变作用（活载） （一）汽车荷载 ❖ 汽车荷载分为公路-I级和公路-Ⅱ级。
汽车荷载
1.车道荷载（整体计算）
车道 均布荷载标准值 荷载 集中荷载标准值
qk=10.5kN/m
P k kN
360 180
5
注：
1.计算剪力效应时，集中荷载标准值PK应 乘以1.2的系数。
2.均布荷载标准值应满布于使结构产生
第一篇 总论 Introduction
1 概论 2 桥梁的基本组成和分类 3 桥梁总体规划和设计要点 4 桥梁的设计荷载
4-1规范中有关设计荷载的规定
作用 Action —— 施加于结构上的一组 集中§力4或-1 分规布范力中有，关或设引计起荷结载构的外规加定变形或 分约类束： 变形的原因。前者称直接作用，也称 1）永久作用 荷Per载man，ent后act者ion称——间在接结构作使用用期。间，其量值不
气温分布
钢桥面板钢桥 最高 最低
混凝土桥面板钢桥
最高
最低
严寒地区
46
-43
39
-32
寒冷地区
46
-21
39
-15
温热地区
46 -9（-3） 39 -6（-1）
注：表中（）内数值适用于昆明、南宁、广州、福州地区。
❖ 结构基频估算公汽式：车冲击力
（2）连续梁桥：
正弯矩效应和剪力效应
负弯矩效应
汽车荷载离心力
（三）汽车荷载离心力 1.产生原因： ❖ 当弯道桥梁的曲线半径等于或小于250m时，需考
虑车辆的离心力作用。
2.计算： ❖ 车辆荷载（不计冲击力）标准值乘以离心力系数C。
离心力系数按下式计算：
可变作用
二、可变作用（活载） （一）汽车荷载 ❖ 汽车荷载分为公路-I级和公路-Ⅱ级。
汽车荷载
1.车道荷载（整体计算）
车道 均布荷载标准值 荷载 集中荷载标准值
qk=10.5kN/m
P k kN
360 180
5
注：
1.计算剪力效应时，集中荷载标准值PK应 乘以1.2的系数。
2.均布荷载标准值应满布于使结构产生
第一篇 总论 Introduction
1 概论 2 桥梁的基本组成和分类 3 桥梁总体规划和设计要点 4 桥梁的设计荷载
4-1规范中有关设计荷载的规定
作用 Action —— 施加于结构上的一组 集中§力4或-1 分规布范力中有，关或设引计起荷结载构的外规加定变形或 分约类束： 变形的原因。前者称直接作用，也称 1）永久作用 荷Per载man，ent后act者ion称——间在接结构作使用用期。间，其量值不
气温分布
钢桥面板钢桥 最高 最低
混凝土桥面板钢桥
最高
最低
严寒地区
46
-43
39
-32
寒冷地区
46
-21
39
-15
温热地区
46 -9（-3） 39 -6（-1）
注：表中（）内数值适用于昆明、南宁、广州、福州地区。
第三章 桥梁的作用及其效应组合
(2)连续梁桥结构的基频可按下列公式计算:
13.616 EI c f1 = mc 2πl 2 23.651 EI c f2 = mc 2πl 2
计算连续梁的冲击力引起的正弯矩效应和 剪力效应时,采用 f 1 ;计算连续梁的冲击力 引起的负弯矩效应时采用 f 2 .
3)拱桥结构的基频可按下列公式计算:
3)车道荷载的特点
(1)车道荷载的形式简明.在内力影响线上加载只 要已知影响线面积与最大坐标值就可以,加载手续简 单,电算和手算工作量均减少; (2)通过车道荷载中的均布荷载加集中荷载的模式 可以解决大,中,小不同跨径的活载设计标准,例如 均布荷载的集度在某跨径区段可采用跳跃变化以满足 不同跨径的要求; (3)车道荷载中的集中荷载可采用双值,以满足弯 矩和剪力计算的不同要求;
作用的分类与代表值编号作用分类作用名称永久作用结构重力包括结构附加重力可变作用汽车荷载汽车冲击力10汽车离心力11汽车引起的土侧压力12人群荷载13汽车制动力14风力15流水压力16冰压力17温度作用均匀温度和梯度温度18支座摩阻力19波浪力20偶然作用地震作用21船舶或漂流物的撞击作用22汽车撞击作用表1315作用代表值representativevalueaction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6作用标准值characteristicvalueaction结构或结构构件设计时采用的各种作用的基本代表值
12) 分项系数 partial safety factor 为保证所设计的结构具有规定的可靠度而在设 计表达式中采用的系数.分作用分项系数和抗力 分项系数两类. 13)作用效应组合 combination of action effects 结构上根据不同的设计状况采取的几种作用分 别产生的效应的叠加.
西南交通大学-桥梁工程概论-课程习题讲解
2299
第五章 混凝土简支梁
一、选择题
1.适应于较大跨度混凝土简支梁桥的主梁截面形式为：________。
A.箱形截面
B.T形截面
C.Π形截面
D.空心板式截面
2011-6-20
第四章 桥面构造
三、简答题
B2.试根据下图中混凝土桥面铺装上的车轮荷载作用示意图简述桥 梁结构中桥面铺装层的主要作用。
• 桥面铺装的功用 – 防止车辆轮胎或履带直接磨耗行车道板 – 保护主梁免受雨水侵蚀 – 对车辆轮重的集中荷载起分布作用
9.高速公路和汽车专用公路上的桥梁必须设置人行道栏杆。（ X ） 安全护栏
7
第四章 桥面构造
三、简答题
C3.在桥梁工程中,设置伸缩缝的作用是什么？
原因和作用－桥跨结构在气温变化、活载作用、混凝 土收缩徐变等影响下将会发生伸缩变形。为满足桥面 按照设计的计算图式自由变形，同时又保证车辆能平 顺通过，就要在相邻两梁端之间以及在梁端与桥台或 桥梁的铰接位置上预留断缝，并在桥面设置伸缩装置。
第一章 绪论
一、选择题
5. 下列桥梁中不属于组合体系桥梁的________。 (A) 斜拉桥 (B) 刚构桥 (C) 结合梁桥 (D) 梁拱组合桥
梁 拱 体系 索
组合
1
第一章 绪论
2.桥梁的建筑高度是指_______ 。 A.桥面与桥跨结构最低边缘的高差； C.桥面与地面线之间的高差；
3.公路桥梁总长是指_______ 。 A.桥梁两桥台台背前缘间的距离； C.桥梁两个桥台侧墙尾端间的距离；
跨 越
桥梁是供汽车、 火车、行人等跨越障碍（河流、山谷或其它线路）
的建筑工程物。
11
10
第一章 绪论
第三章 桥梁上的作用
Ic
mc
结构跨中截面的截面惯性矩； 结构跨中处的单位长度质量； 结构跨中处延米结构重力。
G
连续梁桥的结构基频计算公式如下：
13.616 EI c f1 2 l 2 mc 23.651 EI c f2 2 2 l mc
注意： 计算连续梁的冲击力引起的正弯矩效应和剪力效应时，采用 计算连续梁的冲击力引起的负弯矩效应时，采用
6.正常使用极限状态作用短期效应组合：
m n
Ssd SGik 1 j SQjk
i 1 j 1
Ssd
作用短期效应组合设计值； 第j个可变作用效应的频遇值系数，汽车荷载（不计冲击 力）取0.7，人群荷载取1.0，风荷载取0.75，温度梯度 作用取0.8，其他作用取1.0；
1 j
结构重要性系数(Coefficient for importance of a structure)：对不同安全等级 的结构，为使其具有规定的可靠度而采用的作用效应附加的分项系数；
对应于设计安全等级一级、二级和三级分别取为1.1、1.0和0.9；
桥涵的抗震设计不考虑结构的重要性系数。
3.在作用效应组合时应注意，各种作用并非同时作用于桥涵上，故应根据作用
制动力的作用点在桥面以上1.2m处，在计算墩台时，可移至支座铰中心或支 座底座面上；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。
设有板式橡胶支座的简支梁、连续桥面简支梁或连续梁排架式柔性墩台，应 根据支座与墩台的抗推刚度集成情况分配和传递制动力。 设有板式橡胶支座的简支梁刚性墩台，按单跨两端的板式橡胶支座的抗推刚 度分配制动力。
车辆荷载的横向布置如下图所示：行车道宽度与设计车道 Nhomakorabea的关系：
《桥梁工程概论》复习资料及答案
《桥梁⼯程概论》复习资料及答案第⼀章绪论1.桥梁的作⽤是什么？它是由哪⼏个主要部分组成的？各部分的主要作⽤是什么？桥梁是指供车辆和⾏⼈等跨越障碍（河流、⼭⾕、还晚或其他路线等）的⼯程建筑物(跨越障碍的通道）。
桥梁由上部结构（包括桥跨部分和桥⾯构造，前者指直接承受桥上交通荷载的主体部分，后者指为保证桥跨结构能正常使⽤⽽需要的各种附属结构），下部结构（包括桥墩、桥台以及墩台的基础。
是⽀承上部结构、向下传递荷载的结构物）。
和⽀座组成（连接桥跨结构和桥梁墩台，提供荷载传递途径，适应结构变位要求），2.解释以下⼏个术语：总跨径（桥梁孔径）、净跨径、计算跨度、桥长、建筑⾼度、桥渡。
桥梁结构相邻两⽀座间的距离L称为计算跨径对梁式桥，设计洪⽔位上线上相邻两桥墩（或桥台）间的⽔平间距L0,称为桥梁的净跨径。
各孔径跨径之和称为总跨径。
对梁长，两桥台侧墙或⼋字墙尾端之间的距离LT，称为桥梁全长。
桥⾯⾄桥跨结构最下缘的垂直⾼度h，称为桥梁建筑⾼度。
以桥梁为主体包括桥头引线、导流堤等跨越河流、深⾕、低洼地带的全部建筑物称桥渡3.按照⼒学特性（体系）划分，桥梁有哪些基本类型？各类桥梁的受⼒特点是什么？按受⼒特性分，桥梁可分为梁桥、拱桥、悬索桥三种梁桥中，梁作为承重结构，主要是以其抗弯能⼒来承受荷载的。
在竖向荷载作⽤下，其⽀座反⼒也是竖直的；简⽀的梁部结构只受弯剪，不承受轴向⼒。
拱桥的主要承重结构是具有外形的拱圈。
在竖向荷载作⽤下，拱圈主要承受轴向压⼒，但也受弯受剪。
在拱趾处⽀撑⼒除了竖向反⼒外，还有较⼤的⽔平推⼒悬索桥在在竖向荷载下，其索受拉，锚碇处会承受较⼤的竖向（向上）和⽔平（向河⼼）⼒第⼆章桥梁⼯程的规划与设计1.什么是桥梁的净空（限界）？它有什么⽤途？桥梁净空（bridge clearance）包括桥⾯净空和桥下净空。
在净空界限范围内不得有桥跨结构的构件或其他建筑物侵⼊，以保证⾏车安全。
桥⾯净空指保证车辆⾏⼈安全通过桥梁所需要的桥梁净空界限。