桥梁的荷载的分类与组合.
2019[讲稿]桥梁的设计荷载及荷载组合.doc
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桥梁的设计荷载及荷载组合（1）如图:一、桥梁的设计荷载选定荷载和进行荷载分析是比结构分析更为重要的问题。
因为它关系到桥梁结构在它的设计使用期限内的安全和桥梁建设费用的合理投资。
近年来，由于交通量的不断增加，大型超重车辆的不断出现，风载、地震荷载的重要性愈显突出等，导致实际与可能作用在桥梁结构上的荷载越来越复杂，这就为桥梁荷载的选定和分析造成了困难，常因初始设计荷载选定的滞后，而造成桥梁早期破坏或加固。
我国现行的公路桥涵设计通用规范（JTJ021-85）中，将作用在桥梁上的荷载分为三大类：1．永久荷载（恒载）在设计使用期内，其值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计的荷载。
它包括结构重力、预加应力、土的重力及侧压力、混凝土收缩及徐变影响力，基础变位影响力和水的浮力。
2．可变荷载（活载）在设计使用期内，其值随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略的荷载。
按其对桥涵结构的影响程度，又分为基本可变荷载和其他可变荷载。
基本可变荷载包括汽车荷载及其引起的冲击力，平板挂车（或履带车）荷载，人群荷载，离心力，以及所有车辆所引起的土侧压力。
其他可变荷载包括汽车制动力，风力，流水压力，冰压力，温度影响力和支座摩阻力。
3．偶然荷载在设计使用期内，不一定出现，但一旦出现其值很大且持续时间较短的荷载，它包括船只或漂浮物撞击力，地震作用。
下面具体讲述各种荷载的意义：（一）永久荷载结构物的重力及桥面铺装、附属设备等外加重力均属结构重力，可按照结构的实际体积或设计时所假定的体积与材料密度计算。
作用在墩台上的土重力，土侧压力可参照《公路桥涵通用规范》（JTJ021-85）附录一、二和《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85）附录二中规定计算。
对于预应力混凝土结构，预加应力在结构使用阶段设计时，应作为永久荷载计算其效应，计算时应考虑相应阶段的预应力损失；在结构承载能力极限状态设计时，预应力不作为荷载，而将预应力筋作为普通钢筋计入结构抗力。
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
(完整)桥梁荷载分类
桥梁荷载分类一、永久荷载(恒载)永久荷载（恒载）是指结构在设计使用期内其值不随时间变化，或其变化与平均值相比可忽略不计的荷载。
作用在桥梁上部结构的恒载，主要是结构物的重力及附属设备等外加重力；作用在墩台的恒载，主要是上部结构的恒载支座作用力、墩台本身重力、土压力及其引起的土侧压力或水浮力（水中墩台）。
预应力在结构使用极限状态设计时应作为永久荷载计算其效应，在承载能力极限状态设计时，作为结构抗力的一部分,而非永久荷载。
二、可变荷载可变荷载是指结构在设计使用期内其值随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略的荷载。
按其对桥涵结构的影响程度，又分为基本可变荷载（活载）和其它可变荷载。
1、基本可变荷载（活载)包括车辆荷载及其影响力，人群荷载和汽车冲击力，离心力，汽车、平板挂车或履带车引起的土侧压力，即是这些车辆荷载在桥台或挡土墙后填土的破坏棱体上引起的土侧压力。
2、其它可变荷载包括自然和人为产生的各种变化力，如风力（风荷载),汽车制动力，温度影响力，支座摩阻力、流水压力及冰压力等。
三、偶然荷载偶然荷载是指结构在设计使用期内不一定出现,但一旦出现，其值很大，且持续时间很短的荷载。
主要是指地震荷载和船只或漂流物的撞击力。
桥梁分类根据不同的分类标准可以对桥梁进行不同的划分，这些划分对理解整个桥梁体系是很有帮助的,根据大纲要求，应对以下几种主要的划分方法有所了解，对按结构体系分类要进行重点的学习和掌握。
按结构体系分类梁式桥、拱式桥、刚架桥、斜拉桥、悬索桥按跨径分类特大桥、大桥、中桥、小桥按桥面位置分类上承式桥、中承式桥、下承式桥、按材料分类木桥、钢桥、圬工桥、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥。
根据不同的分类标准可以对桥梁进行不同的划分，这些划分对理解整个桥梁体系是很有帮助的，根据大纲要求，应对以下几种主要的划分方法有所了解,对按结构体系分类要进行重点的学习和掌握.按结构体系分类梁式桥、拱式桥、刚架桥、斜拉桥、悬索桥按跨径分类特大桥、大桥、中桥、小桥按桥面位置分类上承式桥、中承式桥、下承式桥、按材料分类木桥、钢桥、圬工桥、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥。
各类结构荷载计算及组合
各类结构荷载计算及组合结构荷载计算及组合是结构设计中非常重要的一个环节，它是确定结构受力情况、决定结构尺寸和确定材料选型的基础。
对于不同的结构类型和耐力性能要求，荷载计算及组合的方法也有所不同。
下面将介绍一些常见的结构荷载计算及组合方法。
1.建筑结构荷载计算及组合：建筑结构荷载主要包括自重荷载、活载和风载。
自重荷载是指结构自身的重量，可以通过材料的密度和结构空间的体积计算得出。
活载是指建筑物使用过程中对结构的加荷，如人员、家具、设备等。
风载是指风对建筑物表面造成的压力或吸力，通常根据不同地区的风速标准进行计算。
荷载组合一般按照规范要求进行，常见的有最不利组合法和工作状态组合法。
2.桥梁结构荷载计算及组合：桥梁结构荷载主要包括自重荷载、轮载荷载、斜拉索荷载、温度变形荷载和地震荷载等。
自重荷载和轮载荷载可以根据桥梁材料的密度和设计载荷计算得出。
斜拉索荷载是指悬索桥中斜拉索的拉力对结构的加荷，可以通过斜拉索的拉力和夹角计算得出。
温度变形荷载是指桥梁受到温度变化引起的热胀冷缩的影响，可以通过温度变化和材料的线膨胀系数计算得出。
地震荷载可以根据地震区域的设计地震加速度和结构的地震反应系数计算得出。
对于桥梁结构，荷载组合通常按照规范要求进行，并考虑不同加载位置和不同方向的组合。
3.垂直结构荷载计算及组合：垂直结构主要指高层建筑的竖向承载结构。
除自重荷载外，垂直结构荷载还包括活载（人员、装修材料等）、风载、地震荷载、温度变形荷载和脱水荷载等。
脱水荷载是指建筑物在施工过程中使用的脱水设备引起的结构变形和加荷。
对于垂直结构，荷载组合通常也按照规范要求进行，并根据不同的荷载组合对结构进行强度、稳定性和振动的校核。
4.水平结构荷载计算及组合：水平结构主要指框架结构、剪力墙结构和桩-承台-墙结构等。
水平结构荷载主要包括地震荷载、风载和温度变形荷载。
地震荷载对于水平结构来说是最重要的荷载，通常根据地震区划和结构的设计地震加速度计算得出。
桥梁设计荷载
❖ 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。
在桥梁设计中常用的荷载组合
在桥梁设计中常用的荷载组合
桥梁设计中的荷载组合是指桥梁在设计过程中所需要考虑的不
同类型的荷载，例如结构荷载、工程机械荷载、风荷载和地震荷载。
桥梁在设计过程中，不同的荷载组合必须得到充分的考虑，以确保桥梁的安全可靠性。
结构荷载是指桥梁能够承受的最大荷载，是在桥梁设计过程中必须考虑的最主要因素之一。
结构荷载可以分为静态荷载和动态荷载。
静态荷载指的是桥梁长期承受的荷载，一般主要是桥梁上行驶的车辆组成，动态荷载是桥梁瞬时承受的荷载，一般是来自海冰检查、颠簸检查、内置施工机械、双向平衡等。
工程机械荷载主要是影响到桥梁的施工过程中的机械设备所产
生的荷载，例如拆除、架设、清洗、维护等等。
要设计出能够适应这些设备的荷载，就要考虑到其自身的荷载特性，以及动态荷载对桥梁结构的影响和分布状态等等。
风荷载是指桥梁受到的风力产生的荷载，是一种流动的荷载，也是影响桥梁安全的最重要的荷载之一。
为了设计出能够适应风荷载的桥梁，就必须把风速、风向和风荷载的不同特性等等考虑进去。
地震荷载是指桥梁受到的地震波的作用而产生的荷载，它同样也是桥梁受力的重要因素。
要确保桥梁在发生地震时能够承受起来，就要考虑到地震荷载向桥梁施加的荷载，并以此设计出桥梁的结构和材料，以及是否采用可以改变桥梁固有周期的措施等等。
总结起来，桥梁的荷载组合在桥梁设计中是不可或缺的一部分，
要设计出安全可靠、经久耐用的桥梁，就必须仔细考虑结构荷载、工程机械荷载、风荷载和地震荷载等所有不同类型的荷载，以便将桥梁的安全性最大化。
第三章 桥梁设计荷载
四、冲击力
铁路：列车竖向动力作用等于列车静活载乘以动力 系数（1+μ）。目前规范规定的动力系数大小与桥 型及跨径有关。跨径越大冲击系数越小。
公路：根据桥梁的竖向自振频率(结构基频)进行计 算。
五、离心力
铁路：列车在曲线桥梁上运行时需计算离心力。 公路：弯道桥的曲线半径等于或小于250m时应
计算汽车荷载引起的离心力。 离心力系数：
V C 127R
2
式中：V为设计速度（Km/h）； R为曲线半径（m）。
六、温度作用
分为均匀温差（年温差）和日照温差（梯度温度）。 均匀温差应从受到约束时的结构温度开始，考虑最 高和最低有效温度的作用效应。 日照温差的计算模式公路、铁路有所不同。铁路采 用指数模式。
THE END
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车辆荷载
汽车荷载的加载方式
1. 车道荷载的均布荷载标准值应满布于使结构 产生最不利效应的同号影响线上；集中荷载标准值只 作用于相应影响线中一个最大影响线峰值处。 2. 车道荷载横向分布系数应按照设计车道数如 下图布置车辆荷载来进行计算 。
桥梁设计车道数
汽车荷载效应的横、纵向折减
1. 车道数大于2时，汽车荷载效应可进行折减，但不 小于2车道效应。
1.“中—活载”（铁路标准活载）（P.25）
某些轴重较大的车 辆对小跨度桥梁的 不利影响
2. “ZK活载”
二、汽车荷载
汽车荷载分为公路—I级和公路—Ⅱ级两个等级。
二级公路为干线公路且重型车辆多时，其桥涵的设计可 采用公路—I级汽车荷载。 四级公路上重型车辆少时，其桥涵设计所采用的公 路—Ⅱ级车道荷载的效应可乘以0.8的折减系数,车辆荷载 的效应可乘以0.7的折减系数。
桥梁荷载组合
钢筋(拉应力)
σ标施砼压 ≤ 0.8 f施时砼抗压标值
σ标施砼剪 ≤ f施时砼抗拉标值 ≤ 0.25 f 时, 构造配箍
σ标钢筋拉 ≤ 0.75 f钢筋抗拉标值
混凝土(压应力) σ标施砼压 ≤ 0.7 f施时砼抗压标值
混凝土(拉应力) σ标施砼剪 ≤ 1.5 f施时砼抗拉标值
组合 II： 短期效应组合；按规范 JTG D60-2004 第 4.1.7 条规定
Ssd
= (S自重K
+ S预K
+ S收徐K
+
S变位K
)
+
(0.7
S汽冲K 1+ µ
+ 0.8S温梯K
+ 0.75S风K
+1.0S人行K
+1.0S温度K
+1.0S其他可变K）
组合 III：长期效应组合；按规范 JTG D60-2004 第 4.1.7 条规定；
Sld
= (S自重K
+ S预K
+ S收徐K
验算要求： S抗力 ≥1.1Sud
3.2 正常使用极限状态内力组合（弹性范围、线性计算） 组合 I： 标准值组合；按规范 JTG D60-2004 第 4.1.8 条规定（看是否已超出弹性范围）
Ssd
= (S自重K
+ S预K
+ S收徐K
+
S变位K
)
+
(
S汽冲K 1+ µ
+ S温梯K
+ S风K
+ S人行K
允许开裂构件 钢筋混凝土 预应力混凝土
σ标砼开裂截面压≤ 0.5 f砼轴压标值
σ预当砼为0时 + σ承预增量 ≤ 0.65 f预抗拉标值
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桥面的荷载的分类与组合
1．荷载的分类
作用在桥梁上的荷载主要有：
（1）恒载（静荷载及永久荷载）。
包括桥梁上部结构物自重及附属设备重、填土重及土压力等。
（2）车辆荷载（活荷载）及其影响力。
包括车辆荷载及其产生的冲击力、制动力以及所引起的土侧压力等。
（3）其它荷载及外力。
包括人群荷载、温度变化及混凝土收缩影响力、支座阻力、水的浮力、冰压力、漂浮物的撞击力以及施工荷载等。
2．荷载组合
桥梁的荷载组合常有两种：
（1）主要荷载组合。
由恒载、车辆荷载、汽车荷载的冲击力、车辆荷载引起的土侧压力及人群荷载组成。
（2）附加荷载组合。
①由恒载和平板挂车或履带车荷载组成（又称验算荷载组合）；②由主要荷载组合中的一种或几种荷载与可能同时作用的一种或几种荷载和外力组成。
标签：桥面的荷载的分类与组合恒载车辆荷载其它荷载及外力主要荷载组合附加荷载组合。