移动荷载(包括冲击系数)取值的简单说明
移动荷载和影响线ppt课件
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极值位置时只要荷载移动 Ri tg i 就变号，它就是一个判别式。
在什么情形下它才会变号呢？
R1R1
R2R2
R3R3
临界位置
y1 y 2 0 y2
1 0 x
y3 3 0
临界荷载
总结： 1）选一个荷载置于影响线的某个顶点；
2）利用判别式，看是否变号；
3）求出每个临界位置对应的Z值；
2024/2/17
PP==11
1
A
C
B
I.L RB RA a QC
b
RB
I.L QC
1
b
(4) M C 分段考虑 P=1在AC段，取CB段
MC
RB
b
x l
b
P=1在CB段，取AC 段
I.L MC
MC
RA
a
lx l
a
4
（5）内力影响线与内力图的比较
P=1
P
A
B
l
1
bl
al
ab
I.L QC
1
a
b
l
Pb
l
Q
Pa
l
a
l
b
I.L MC
§８-1 移动荷载与影响线的概念
移动荷载的例子
目的：解决移动荷载作用下结构的内力计算问题。 内容：1）在移动荷载作用下结构内力变化规律和范围；
2）确定内力的最大值及相应的荷载位置——最不利荷载位置。 方法：在各种荷载中抽象出单位荷载（P =1）。
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1
利用平衡条件建立影响线方程:RBຫໍສະໝຸດ 4m2mAB
CD
RC 1
EF
1.25
冲击系数
冲击系数说明书、冲击系数原理1一般，桥梁动载实验中，动力荷载作用与桥梁结构上产生的动挠度或动应变较同样的静荷载所产生的相应的静挠度（静应变）要大。
以动挠度为例，动挠度。
由于挠度反映了桥梁结）与相应的静挠度的比值称为活荷载的冲击系数（1+μ因此活载冲击系数综合反映了动力是衡量结构刚度的主要指标，构的整体变形，车辆行驶速活载冲击系数与桥梁结构的结构形式、荷载对桥梁结构的动力作用。
应使车辆以不同为了测定桥梁结构的冲击系数，度、桥梁的平整度等因素有关。
的速度驶过桥梁，逐次记录跨中截面的挠度时程曲线，按照冲击系数的定义有：Y ???1max Y meanY----动载作用下该测点最大动挠度值；式中：axm Y----相应的静载荷作用下该测点最大挠度值，简称最大静挠度值，其值mean可由动挠度曲线求得：1)YY?Y?(minmaxmean2YY相应的最小挠度值。
如图1为与所示。
其中meaninm图1 移动荷载作用下桥梁动挠度曲线同理，在动载实验中测试动应变时，产生的冲击系数（1+μ）的计算公式如下：1 / 2S??1?max S mean式中：----动载作用下该测点最大动应变值；S axm----相应的静载荷作用下该测点最大应变值，其值可由动应变曲线求S mean得：1 )?SS?(S minmeanmax2 为与相应的最小应变值。
其中SS meanmin另外，在测试动应变时程曲线时，由于应变片的贴法的正负极性不同，用户实测的动应变曲线的主峰很可能往下（为负值），在这种情况下，冲击系数的计SS、都将有所改变，具体如下：、算公式不变，但是S meanaxmmin S----动载作用下该测点最大动应变的绝对值；axm S----相应的静载荷作用下该测点最大应变的绝对值；mean S相应的最小应变的绝对值。
与----S meanmin（范文素材和资料部分来自网络，供参考。
可复制、编制，期待你的好评与关注）2 / 2。
移动和荷载影响线的概念
静力法是绘制影响线的最基本的方法，应能正确的掌握和应用。
影响线的应用主要是最不利荷载位置的确定，为了确定荷载的最不利位置，要掌握如何判定临界荷 载和临界位置。
下面重点分析一下影响线与弯矩图的区别：
弯矩图 图5-15a 承受的荷载是作用位置固定不变 的实际荷载，有单位 横坐标表示所求弯矩的截面位置
弯矩影响线 图5-15b 承受的荷载为数值是1的移动荷 载 横坐标表示单位移动荷载的作用 位置
这样得到的位移图就是 C 截面弯矩的影响线的轮 廓。 为了求得影响系数的数值，将位移图中的数值除 以δZ，即得到图5-7c所示的影响线。 注意这里的虚位移δZ是微小值，不能令其等于1 弧度。
（2）C 截面剪力影响线 撤去截面 C 处相应与剪力的约束，代以剪力 FQC ，得图5-7d所示的机构。 发生虚位移，在 C 截面处产生相对竖向位移δZ，注意不发生相对转角和水平位移。 令δZ= 1，由几何关系求得影响线的数值。（图5-7e）
3. 临界位置的判断
•
• • •
• •
对于移动荷载是一组集中荷载，要确定某量值 Z 的最不利荷载位置，通常分 以下三个步骤： (1) 求出某量值 Z 达到极值的荷载位置。这种位置称为荷载的临界位置。 (2) 从荷载的临界位置中选取荷载的最不利位置。 (3) 利用叠加原理求出最不利荷载位置时该量值的大小。 以下主要讨论工民建专业中常见的影响线为三角形的情况。 如图5-11(a)是一组间距不变的移动荷载，图5-11(b)是量值 Z 的影响线，要是 量值 Z 的值达到极值，则必有一荷载作用在影响线顶点。 是否任意荷载作用在顶点都可以使 Z 达到极值？ 则需要进一步的判定。 当荷载作用在顶点时， 量值达到极值，则此荷载称为临界荷载，以下 是判定荷载 Fpk 是临界荷载所满足的条件：
11动载荷_2冲击载荷
P
st
d
解得钢丝绳的动荷伸长
d Kd st
式中，动荷因数
l
Kd 1
v2 g
st
静荷伸长
st
Pl EA
d
P
钢丝绳内的静荷应力
st
P A
所以，钢丝绳内的动荷应力
d Kd st 1
v2 g
st
P A
1
v 2 EA gPl
P A
所以，此时轴内的最大扭转切应力
d max
Td Wt
JGIp Wt 2l
1057 MPa
◆ 相较前例，最大切应力增大了约 395 倍。在这种情况下，早 已超过了材料的许用切应力。因此，为了保证转轴的安全，在停 车时应尽量避免急刹车。
解：当滑轮被卡住，重物的速度由 v 瞬间降为零，使钢丝绳受到冲击。
此时，前面公式不再适用。
l
根据能量守恒原理，重物在冲击过程
中损失的动能和重力势能应等于钢丝
绳内增加的弹性变形能，即有
d
v
st
P
1 P v2 P
2g
d st
1 2
Fd d
1 2
Pst
P
在线弹性范围内，
Fd
◆ 与前者相比，此时的动荷应力小了很多。可见，弹簧起到了 缓冲作用，使冲击载荷大大减小。
[例3] 一正方形截面外伸梁如图，已知梁的尺寸 l = 1 m，截面边长 a = 50 mm ，弹性模量 E = 200 GPa。若一重 P = 150 N 的物体，自 高度 h = 75 mm 处自由落下，撞击梁的跨中截面 C ，试计算梁自由 端 D 的动荷挠度与梁内的动荷最大弯曲正应力。
移动荷载
对于曲线梁桥考虑偏载对结构的影响较大（尤其对扭矩的影响）。
一 纵向施加移动荷载
各种布载形式之间的关系：
1.各布载形式（工况）是独立的。 2.最终活载的结果是取各布载形式中的 最不利值，而非累加值。
一 纵向施加移动荷载
1.纵向单梁加载——选择移动荷载规范
注意：
1
2
1.可以选择各国的移动荷载，但各单 位购买模块不同此处显示的规范数量 不同。
一 纵向施加移动荷载
车道数量如何确定：
1.设计车道数量（施工图中的车道数量）。 2.截面可以布置的最多车道数。
公路桥涵设计通用规范 （JTGD60-2004）
一 纵向施加移动荷载
为什么要考虑偏载：
对上述模型分别考虑中载和偏载两种情况,竖向弯矩（My）如下图所示：
6000 4000 2000 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 61 63 65 67 69 71 73 75 77 79 -2000 -4000 -6000
2.梁格模型施加移动荷载
注意： 1.车辆荷载分布： 选择横向联系梁 2.横向联系梁组： 选择对应的横向联系梁组（提前定义的） 3.车道位置仍然通过纵梁单元及相关角度确定具体位置。（上边选 择横向联系梁组，但添加单元为纵梁相关单元）。
一 纵向施加移动荷载
3.人行荷载的加载方式—定义车道
注意： 偏心距离： 人行道中线到单元轴线的距离。 车轮间距： 输入0，考虑人行荷载为线荷载。
二 横向施加移动荷载加载
定义车辆荷载
1）车轮荷载：一个车轮的标准中70kN。 2）分布宽度：1m 纵向宽度：1m 3）最多车道数：该横向框架分析模型上可 能作用的最多车道数。
Midas移动荷载研究
Midas 移动荷载研究1、Midas 中计算支座反力时，是按剪力处理的，即：=1.2() 1.21*()k k P P μ⨯⨯+实际剪力效应系数（车道横向折减系数，以单车道为例）（）(冲击系数)车道荷载集中力验算要求支座反力不计1.2倍剪力放大系数，所以需要自己定义相应的车道荷载。
Midas 计算支座反力时，采用程序自带的公路一级、二级车道荷载时，对于集中力P k 会按剪力放大效应多乘一个1.2的系数，最终支座反力结果=车道横向布载系数×(车道荷载集中力×剪力放大系数+车道荷载均布力×梁长/2)。
采用自定义车道荷载时，选用新公路车道荷载类型，程序也会将自定义的集中力P k 按剪力放大效应多乘一个1.2的系数,最终支座反力结果=车道横向布载系数×(车道荷载集中力×剪力放大系数+车道荷载均布力×梁长/2)。
但是，按照城市桥梁车道荷载类型（CJJ177-98）自定义车辆时，计算支座反力，程序则不会将集中力P k 乘以1.25（规范中规定的剪力效应放大系数），最终支座反力结果=车道横向布载系数×(车道荷载集中力+车道荷载均布力×梁长/2)。
2、Midas 中定义车道时，“桥梁跨度”的输入影响车道荷载的集中载P k 和冲击系数的计算。
（注意不能输入桥梁全长）3、Midas中定义移动荷载工况时，“系数”是车道荷载的增减系数，老工程师常用取1.3来代替冲击系数，若已经定义冲击系数则此项保持为1。
支座反力结果=“系数”×车道横向布载系数×(车道荷载集中力×剪力放大系数+车道荷载均布力×梁长/2)4、以支反力为例，看Midas如何考虑冲击系数。
支座反力结果=（1+μ）（冲击系数）×车道横向布载系数×(车道荷载集中力×剪力放大系数+车道荷载均布力×梁长/2)算例：采用Midas建立L=10m简支梁，截面为5m*1m的矩形截面，单车道加载，材料为C40砼，容重为25kN/m3。
桥梁规范关于荷载组合系数取值详细解释
2.此图主要为永久作用的分项系数取值首先考虑汽车冲击，组合中的移动荷载必须为 1.4*（1+μ）；若其他可变作用超过汽车荷载作用，即荷载组合中只有其他可变作用，肯定没有移动荷载，则其他可变作用的系数取1.4即可。
特殊情况用车辆荷载取1.8。
此条主要意思要理解为，在含有汽车荷载作用且考虑冲击系数的情况下，还含有其他可变作用，其他可
变作用没有超过汽车荷载作用，所以其他可变作用没有替代汽车荷载，此时，其他可变作用的分项系数要取 1.4，但若是风荷载系数要取1.1。
此条主要意思结合上一条红框一起理解，当汽车荷载和其他可变作用同时存在时，其他可变作用不仅要乘以对应工况的分项系数，所有其他可变作用还是一个可变作用组合，这个可变作用组合还要乘以一个组合值系数：0.75。
即开头公式的最后一项的表达式的由来。
所以最终在含有移动荷载的情况下，其他可变作用的系数取值应该为：1.4*0.75=1.05，若是风荷载即为1.1*0.75=0.825。
注：Midas计算过程中的移动荷载结果为计入移动荷载冲击系数的结果，在规范组合中请注意辨别。
材料力学-第14章 冲击载荷
= Fdl3 3EI
解：
B Fd v
A BP
A
材料力学－第14章 冲击载荷
最大冲击力
Fd = v
3PEI gl 3
冲击位移
∆d
=Fd l 3 3EI
动载系数kd怎么确定？
冲击物的动能转化为杆件弹性应变能
Ek = Vε (k - kinetic)
= Ek
1= mv2 2
1= P v2 2g
Pv2 2g
1+
2h ∆st
=P 1+
1+
2h ∆st
所以，再次引入一个量：
动载系数
kd =1+
1+
2h ∆st
∆d = kd∆st = Fd k= d P kd Fst
P
h
∆d
P
Fd
材料力学－第14章 冲击载荷
∆d = kd∆st = Fd k= d P kd Fst
其中Kd为大于1的系数，称为动载系数或动荷因数(coefficient of dynamical load)，它表示构件承受的冲击载荷是静载荷的若 干倍数。
基本假定 能量守恒定律的应用 动载系数
材料力学－第14章 冲击载荷
基本假定
材料力学－第14章 冲击载荷
在冲击过程中，构件上的应力和变形分布比较复杂，因此， 精确地计算冲击载荷，以及被冲击构件中由冲击载荷引起的应 力和变形是很困难的。工程中大都采用简化计算方法，它以如 下假设为前提：
假设冲击物的变形忽略不计，即认为冲击物是刚体。从 开始冲击到冲击产生最大位移时，冲击物与被冲击构件一起运 动，而不发生回弹。
材料力学
第十四章 冲击载荷
材料力学－第14章 冲击载荷
动荷载计算
动荷载计算动荷载计算是工程设计中一个重要的步骤，用于确定结构在运行过程中受到的各种动力荷载。
动荷载可以分为静态荷载和动态荷载两种类型，其中动态荷载可以进一步分为周期性荷载和非周期性荷载。
在工程设计中，动荷载计算是为了保证结构的安全性和稳定性。
结构在运行过程中受到的动荷载主要包括风荷载、地震荷载、交通荷载等。
这些荷载的大小和方向都会对结构产生影响，因此需要进行准确的计算和分析。
风荷载是结构设计中常见的一种动荷载。
风荷载的大小和方向与风速、风向、建筑物的形状和高度等因素有关。
为了计算风荷载，需要根据规范中的公式和方法进行计算。
在计算过程中，需要考虑建筑物的结构特点和地理环境，以确定风荷载的作用点和作用方向。
地震荷载是另一种重要的动荷载。
地震荷载的大小和方向与地震的震级、震源距离、土壤的特性等因素有关。
为了计算地震荷载，需要根据规范中的地震设计参数和计算方法进行分析。
在计算过程中，需要考虑结构的动力特性和地震波的传播规律，以确定地震荷载的大小和方向。
交通荷载是结构在运行过程中受到的另一种动荷载。
交通荷载的大小和方向与车辆的类型、速度、荷载分布等因素有关。
为了计算交通荷载，需要根据规范中的荷载系数和荷载分布进行计算。
在计算过程中，需要考虑结构的受力特点和车辆的运行规律，以确定交通荷载的作用点和作用方向。
除了上述几种常见的动荷载外，还有一些特殊情况下需要考虑的动荷载，如水荷载、爆炸荷载等。
这些荷载的计算方法和分析步骤与其他动荷载有所不同，需要根据具体情况进行处理。
在动荷载计算过程中，需要进行详细的荷载计算和分析，以确定结构在运行过程中受到的动荷载。
这些计算和分析的结果将作为设计依据，用于确定结构的尺寸、材料和构造等参数。
通过合理的动荷载计算，可以保证结构的安全性和稳定性，提高工程质量。
动荷载计算是工程设计中一个重要的步骤，用于确定结构在运行过程中受到的各种动力荷载。
通过准确的计算和分析，可以保证结构的安全性和稳定性，提高工程质量。
midas预应力荷载和移动荷载说明
目录Q1、钢束布置形状中坐标轴与适用桥型的关系 (2)Q2、如何进行体外预应力模拟？ (2)Q3、目前程序可以进行哪些移动荷载分析 (2)Q4、车道和车道面定义时的注意事项 (2)Q5、车道单元、虚拟车道、横向联系梁都适用于哪些情况？ (2)Q6、车道定义时桥梁跨度和跨度始点的作用 (3)Q7、车辆荷载定义时车轮宽度的影响 (3)Q8、人群荷载定义时“宽度”的作用 (3)Q9、公路车道荷载和城市车道荷载计算时荷载取值原则 (3)Q10、移动荷载工况定义中单独与组合的应用 (3)Q11、移动荷载分析控制选项 (4)Q12、移动荷载分析时如何得到同时发生反力情况 (4)Q13、公路QC移动荷载分析时的QC加载方法 (5)Q14、移动荷载分析时不能使用的其他功能 (6)Q1、钢束布置形状中坐标轴与适用桥型的关系A1．直线法：适用于所有类型构件的钢束布置；曲线法：仅适用于圆曲线梁上的钢束布置；单元法：仅适用于直梁、斜梁上的钢束布置。
严禁用于弯桥钢束布置中。
Q2、如何进行体外预应力模拟？A2．体外预应力有两种，一种是体外预应力钢筋，一种是体外预应力拉索。
前者用钢束预应力荷载模拟，钢束特性值选择体外；后者通过建立拉索的桁架单元来模拟拉索，并对拉索施加初拉力荷载模拟体外荷载。
用体外预应力钢筋模拟时，体外放大弯矩在线帮助说的很清楚：输入计算抗弯承载力时所需的体外束的有效预应力的增加量。
所输入的预应力增加量将用于预应力混凝土结构的设计中。
这项内容仅在PSC设计的抗弯承载力计算时作为预应力提供的抗弯承载力的一部分存在。
可以不予输入。
体外类型荷载工况是专门针对成桥阶段桁架单元施加初拉力而言的，在成桥阶段，默认桁架单元的初拉力荷载的加载方式为体内力，如果要按体外力形式加载，可以通过设置体外荷载类型来实现。
该功能对其他单元、其他荷载分析不起作用。
在施工阶段，桁架单元初拉力的加载方式是体内还是体外，可以在施工阶段分析控制选项中指定。