桥梁上的作用要点

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桥梁结构上的作用和作用效应演示

桥梁结构上的作用和作用效应演示

桥梁结构上的作用和作用效应演示在桥梁结构中,各个部件承担着不同的作用和作用效应。

这些作用和作用效应相互作用,使得整座桥梁能够承载自身重量和外部荷载,保证桥梁的正常运行。

以下将讨论桥梁结构上主要的作用和作用效应。

1.承载作用:桥梁的最基本的功能就是承载行人、交通工具以及其他荷载的作用。

承载作用主要通过梁、墩、翼墙等部件来实现。

当行人或车辆通过桥梁时,其重量会通过桥梁的各个部件传递到地基上,同时梁体的自重也会对桥梁的承载能力产生影响。

因此,桥梁的各个部件需要具备足够的强度和刚度,以承受荷载的作用。

2.水平作用:在桥梁上承载行人和车辆的过程中,由于行人和车辆的力荷载的作用,桥梁结构会受到水平力的作用。

这种水平力主要通过梁和墩体来承载和传递。

为了保证桥梁的稳定性和安全性,桥梁结构需要具备足够的水平刚度,以抵抗水平力的作用。

3.纵向作用:桥梁结构上还会受到纵向作用的影响,主要包括温度变化引起的热膨胀和收缩作用、交通荷载的瞬时载荷、桥墩下沉引起的附加载荷等。

这些纵向作用会对桥梁结构的整体性能和力学行为产生影响,如引起桥梁的伸缩变形、振动和应力集中等。

因此,桥梁结构需要在设计和施工中考虑纵向作用的效应,采取相应的措施来减小不利影响,如设置伸缩缝、采用合适的材料和构造等。

4.风荷载:风荷载也是桥梁结构上常见的外部荷载作用。

当气流通过桥梁时,会对桥梁构件产生风压和风力的作用。

特别是在大跨度和高架桥梁中,由于横冲风的影响,风荷载会对桥梁的稳定性和安全性产生较大影响。

为了抵御风荷载,桥梁结构需要采取相应的措施,如增加构件截面尺寸、设置减风构造物、采用气动稳定性设计等。

除了上述作用和作用效应外,在桥梁结构的运行中还存在一些非正常的荷载作用,如地震、冰雪等自然灾害以及车辆事故等。

这些非正常荷载作用会对桥梁的安全性产生极大威胁,因此在桥梁的设计和施工中需要考虑这些外部荷载的影响,并进行相应的抗震、防火、防冰等措施。

总之,桥梁结构上的作用和作用效应是多种多样的,需要全面考虑各种荷载的作用效应、力学特性和结构性能,以确保桥梁的稳定性、安全性和寿命周期。

桥梁上的作用

桥梁上的作用
桥梁上作用的分类
根据我国《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004) 永久作用
偶然作用
桥梁 作用
可变作用
1 2 3 4
永久作用 可变作用
偶然作用
作用效应组合
永久作用
在结构使用期间,其量值不随时间而 变化或其变化值与平均值比较可忽略不计 的作用。 包括结构重力、预加应力、土的重力、 土侧压力、混凝土收缩徐变、水的浮力、 基础变位等。
2.汽车荷载冲击力标准值等于汽车荷载 标准值乘以冲击系数μ。 3.汽车荷载的局部加载及在T梁、箱梁 悬臂板上的冲击系数采用1.3。
冲击系数μ的计算:
冲击系数与结构基频有关。
式中:f——结构基频(Hz)。
结构基频的计算:
简支梁桥:
式中:l——结构的计算跨径(m);
E——结构材料的弹性模量(N/m2);
人群荷载
1.桥梁计算跨径L0≤50m时,人群荷载 为3.0KN/m2;桥梁计算跨径≥150m时,人群 荷载为2.5 KN/m2;桥梁计算跨径在50m~ 150m之间时,按线性内插求得。跨径不等 的连续结构,以最大计算跨径为准。 城镇郊区行人密集地区,人群荷载取上 述值的1.15倍。 专用人行桥,人群荷载取3.5 KN/m2。
车辆荷载
5.车辆荷载的横桥向布置
6.桥涵车道数的确定
7.汽车荷载的横向折减
多车道桥梁上的汽车荷载应考虑多车道 折减,但折减后的效应不应小于两设计车道 的荷载效应。
横向折减系数 横向布置 车队数 横向折减 系数 3 4 5 6 7 8
0.78 0.67 0.60 0.55 0.52 0.50
8.汽车荷载的纵向折减
Ic——结构跨中截面的截面惯矩(m4);
mc——结构跨中处的单位长度质量 (kg/m);

桥梁上的作用

桥梁上的作用

6. 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 究。目前仍采用简化的办法进行计算。
对铁路桥梁: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10%计算,其作用点一般在轨 顶以上2m处。
对公路桥梁:只考虑制动力,对单车道或双车道桥梁, 规定制动力为一行车队总重的10%,但不小于一辆重车的 30%(公路-I级165kN,公路-II级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2 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; 制动力作用点一般在 桥面以上1.2m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 而产生的竖向力和力矩。
➢ 在结构承载能力极限状态设计时,预加应力不作为作用, 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,仍需考虑预加力的次效应。
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3.土压力
按其产生的条件,分为静土压力、主动土压力和被动 土压力。
桥梁下部结构设计时主要用到静土压力、主动土压力。 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。目前按 库仑理论推导的公式计算土侧压力。
97标准 车队荷载(计算荷载+验算荷载)
新标准 车道荷载(均布荷载+集中荷载) 车辆荷载(55t标准重车荷载)
(注意:桥涵结构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 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 叠加。)
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公路桥梁上的作用

公路桥梁上的作用

22
设计车道数
23
三) 城市桥梁汽车荷载
城市桥梁荷载等级 城-A级汽车荷载 标准载重汽车采
用五轴式货车加载,总重700kN 城-B级汽车荷载 标准载重汽车应
采用三轴式货车加载,总重300kN
汽车荷载: 车辆荷载(标准载重汽车) 车道荷载(标准荷载)
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城-A级车辆荷载
25
城-B级车辆荷载
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37
6)人群荷载
• 当桥梁计算跨径小于或等于50m时,人群荷载标准 值为3.0kN/㎡;当桥梁计算跨径等于或大于 150m时,人群荷载标准值为2.5kN/㎡;当桥梁计 算跨径在50m~150m之间时,可由线性内插得到人 群荷载标准值。
• 对跨径不等的连续结构,以最大计算跨径为准。 • 城镇郊区行人密集地区的公路桥梁,人群荷载标准
城-A级车道荷载和城-B级车道荷载应 按均布荷载加一个集中荷载计算。 均布荷载和集中荷载的标准值应按桥梁的 跨径确定。
27
横隔梁、行车道板、桥台或挡土墙后土 压力的计算应采用车辆荷载。
主梁、主拱和主桁架等的计算应采用车 道荷载。
进行桥梁结构计算时不得将车辆荷载和 车道荷载的作用叠加。
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城-A级车道荷载 城-B级车道荷载
43
• 三、公路桥梁正常使用极限状态设计 • (1)作用短期效应组合,它是永久作用标
准值效应与可变作用频遇值效应相组合。 • (2)作用长期效应组合,它是永久作用标
准值效应与可变作用准永久值效应相组合。
44
• 四、城市桥梁荷载效应组合
• 组合Ⅰ :一种或几种基本可变荷载与一种或几种 永久荷载相组合;
永久作用也叫恒载(dead load)。
主要包括五个部分:结构自重、桥面铺装 及附属设备的重力;结构的预加力;土的重 力及土的侧压力;水的浮力;混凝土收缩及 徐变作用。

第三章 桥梁的作用及其效应组合

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.

桥梁的作用

桥梁的作用

桥梁的作用
桥梁是一种连接两个地点的结构,通常跨越河流、道路、铁路等障碍物,具有
重要的交通和社会作用。

桥梁的存在,可以架起人与人、地区与地区之间的沟通桥梁,不仅促进了信息和资源的流通,也有利于经济的发展和社会的进步。

交通载体
首先,桥梁作为交通载体,便于人们的出行和物资的运输。

比如,一座横跨江
河的大桥,可以方便地连接两个城市,缩短了人们的旅行时间,促进了城市之间的交流与合作。

另外,桥梁也为货车、列车等交通工具提供了方便的通道,推动了商品的交换和物流的发展,对于工业和商业的发展起到了积极的促进作用。

沟通枢纽
其次,桥梁作为沟通枢纽,使得地域之间的联系更加紧密。

历史上,许多重要
的商路和文化传播都依托于桥梁。

桥梁不仅仅是连接两地的纽带,更是连接人与人之间情感纽带的象征。

通过桥梁,人们可以走出自己的小圈子,了解更广阔的世界,促进民族间、地区间的交流与融合,减少误解和隔阂。

增进社会友谊
最后,桥梁的存在还有助于增进社会友谊和合作。

当人们在桥梁上相遇、交流,往往会促进彼此之间的情感交流与沟通,增进相互之间的了解与信任。

在桥梁的作用下,跨国合作、文化交流等活动也更加便捷,推动了不同群体之间的和谐发展,维护了世界的和平与稳定。

总而言之,桥梁作为连接两地的纽带,不仅在物质上实现了地区之间的联系,
也在精神上促进了民族之间的交流与融合。

其重要性不可忽视,在推动社会发展、促进文明进步的过程中发挥着不可替代的作用。

愿桥梁永远扮演着沟通和友谊的角色,架起不同地域、民族之间的心灵桥梁,让世界更加和谐美好。

桥梁结构上作用和作用效应

桥梁结构上作用和作用效应
作用准永久值(Quasi-permanent value of an action)一 种可变作用代表值,作用概率分布的0.5分位值,用于正 常使用极限状态长期效应组合设计(经常出现者)
作用频遇值(Frequent value of an action)一种可变作 用代表值,作用概率分布的0.95分位值,用于正常使用 极限状态短期效应组合设计(频繁出现且量值较大者)
设计基准期(Design reference period)在进行结构可靠 性分析时,考虑持久设计状态下各项基本变量与时间关 系所采用的基准时间参数。100年,与桥梁寿命关系
作用代表值的取用
永久作用-标准值 可变作用-根据不同的极限状态分别采用标准值、频
遇值或准永久值作为其代表值。 承载能力极限状态-标准值 按弹性阶段计算结构强度-标准值 正常使用状态按短期效应组合设计-频遇值
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。
作用标准值(of an action)各种作用的基本代表值,其 值可根据作用在设计基准期内最大值概率分布的某一分 位值确定。
15 汽车制动力 流水压力,冰压力,支座摩阻力
16 流水压
汽车制动力,流水压力
19 支座摩阻力
汽车制动力
第二节 永久作用
作用于桥梁上部结构的恒载-结构的重力和附属设备等外加重力 ;
作用在桥梁下部结构的恒载-由支座传递的上部结构的重力、墩 台本身的重力、土压力和水压(浮)力等。
第四章 桥梁结构上的作用和作用效应
作用与荷载
裂缝
作用的种类、型式、大小的确定是否得当?

第三章 桥梁上的作用

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:
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150≤L<400 400≤L<600 600≤L<800
0.97 0.96 0.95
1. 汽车荷载 2. 汽车冲击力 3. 汽车离心力 4. 汽车引起的土侧压力 5. 人群荷载 6. 汽车制动力
2020/4/23
7. 风荷载 8. 流水压力 9. 冰压力 10. 温度(均匀温度和梯度温度)作用 11. 支座摩阻力
桥梁工程
旧公路桥规对车辆荷载的规定
把经常地、大量出现的汽车排列成车队,作为 计算荷载;把偶然、个别出现的平板车或履带 车作为验算荷载,公路验算荷载只对跨径较小 的桥梁或局部构件起控制作用。
2020/4/23
桥梁工程
作用的定义
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,一类是直接施加于结构上 的外力,可用“荷载”这一术语来概括。另一 类是以间接的形式作用于结构上,它们产生的 效应与结构本身的特性、结构所处环境等有关 , 目前国际上普遍地将所有引起结构反应的 原因统称为“作用”, 而“荷载”仅限于表达 施加于结构上的直接作用。
验算荷载计算时不考虑冲击力。
2020/4/23
桥梁工程
2020/4/23
桥梁工程
2020/4/23
桥梁工程
1. 汽车荷载 汽车荷载类型
a) 公路—Ⅰ级 b)公路—Ⅱ级
各级公路桥涵的汽车荷载等级(新规范)
公路等级
高速 公路
一级 公路
二级 公路
三级 公路
四级 公路
汽车荷载 公路— 公路—
等级
Ⅰ级 Ⅰ级
2020/4/23
桥梁工程
• 车道荷载的匀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。
• 横向分布计算中,需偏心加载时按设计车道 数和规定的布置方式(图1-3-3)进行计算。
2020/4/23
桥梁工程
• 当桥涵设计车道数大于2时,由于每车道上的汽 车活载同时出现最不利加载的几率较小,故应考 虑多车道折减,但折减后的效应不应小于两设计 车道的荷载效应。
公路— 公路— 公路—
Ⅱ级
Ⅱ级
Ⅱ级
2020/4/23
桥梁工程
pK
①荷载标准值
汽车荷载由车道荷载和车辆荷载组成。车道荷载由均布 荷载和集中荷载组成。
Pk a) 公路—Ⅰ级车道荷载
均布荷载标准值:
qk
qk = 10.5kN/m
集中荷载( p)K
计算跨径小于等于5m时,180kN
计算跨径大于等于50m时,360kN
桥梁工程 (Bridge Engineering)
授课人:杨果岳 土木工程与力学学院
第三章 桥梁上的作用
---------------------------------------------------------§3-1 永久作用 §3-2 可变作用 §3-3 偶然作用 §3-4 作用效应组合 ----------------------------------------------------------
计算跨径在5至50m之间时,直线内插。
多跨连续结构,按照最大跨径为基准取值。
剪力效应应再乘以1.2的系数。
2020/4/23
桥梁工程
b)公路—Ⅱ级车道荷载
车道荷载标准值按公路—Ⅰ级汽车荷载的车道荷 载标准值的0.75倍采用.
车辆荷载为一辆总重550kN的标准车,公路—Ⅰ级和公 路—Ⅱ级汽车荷载采用相同的车辆荷载标准值。
2020/4/23
桥梁工程
② 加载方式
• 加载就是按最不利原则布置标准荷载,通过结构 分析计算桥梁活载效应(内力、应力和位移、变 形等)的最不利值(结构影响线)。
• 车道荷载用于桥梁结构的整体计算,车辆荷载用 于桥梁结构的局部加载、涵洞、桥台和挡土压力 的计算。
• 在各计算项目中车辆荷载和车道荷载的作用效应 不得叠加。
21 2020/4/23
作用分类 永久作用
可变作用 偶然作用
作用名称 结构重力(包括结构附加重力) 预加应力 土的重力 土侧压力 混凝土收缩及徐变作用 水的浮力 基础变位作用 汽车荷载 汽车冲击力 汽车离心力 汽车引起的土侧压力 人群荷载 汽车制动力 风荷载 流水压力 冰压力 温度(均匀温度和梯度温度)作用 支座摩阻力 地震作用 船舶或漂流物的撞击作用
2020/4/23
桥梁工程
04桥规对于“作用”的定义:
• 施加在结构上的一组集中力或分布力, 或引起结构外加变形或约束变形的原因。 前者称直接作用亦称荷载,后者称间接 作用。
2020/4/23
桥梁工程
编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
横向折减系数表
横向布置车队数 2
3
4
5
6
7
8
横向折减系数 1.00 0.78 0.67 0.60 0.55 0.52 0.5桥梁计算跨径大于150m时,应考虑计算荷载效应的 纵向折减。当为多跨连续结构时,整个结构按最大跨径 考虑计算荷载的纵向折减。
纵向折减系数表
计算跨径L(m) 纵向折减系数
桥梁工程
汽车撞击作用
第一节 永久作用(恒载)
• 永久作用的定义
在结构使用期间,其量值不随时间而变化,或其
变化值与平均值比较可忽略不计的作用。
永久作用的类型
结构重力(包含附加重力) 、预加应力、土的重力、 土侧压力、混凝土收缩及徐变作用、水的浮力和基础 变位。
2020/4/23
桥梁工程
• 结构重力=结构体积×材料容重
• 土压力分静土压力、主动土压力和被动土压力。 桥梁下部结构设计时主要用到前两者。
• 水浮力是指地表水或地下水通过地基土壤的孔 隙而传递给建筑物基础底面的(由下而上)水 压力。其值等于建筑物所排开的同等体积的水 重。岩石地基上的基础一般不考虑水浮力。
2020/4/23
桥梁工程
• 预加应力在结构正常使用极限状态设计和使用 阶段构件应力计算时,当视为永久作用;在结 构承载能力极限状态设计时,预加力不作为永 久作用。
• 混凝土收缩徐变和基础变位影响力
在外部超静定结构的混凝土桥梁中,混凝 土收缩徐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。
2020/4/23
桥梁工程
第二节 可变作用
一、可变作用的定义
在结构使用期间,其量值随时间变化,且其变化 值与平均值比较不可忽略的作用。
二、可变作用的类型
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