桥梁工程

其他可变荷载：

1、制动力和牵引力（只有铁路有牵引力）

用途：计算墩台、刚构桥和拱桥结构

公路桥考虑方法

（1）方向和作用点：行车方向，位置在桥面上1.2m处。

（2）1个车道上由汽车荷载产生的制动力标准值（不计冲击力）是车道荷载标准值在加载长度上计算的总重力的10%，但公路I级≥165KN、公路II级≥90KN。

（3）多车道存在折减；横向折减，考虑同向行驶2、3、4车道时，制动力标准值为1个车道的2、2.34、2、68倍。如果反向行驶，则抵消，多车道因同时刹车的可能性不大。

（4）纵向折减，根据纵向最不利加载长度查表，根据跨度来查表。因制动力来源于车道荷载，车道荷载折减了，制动力也要折减。

（5）算的是桥跨结构，这一跨里总的制动力，墩台怎么分，每个支座传递的制动力按一定比例分配给相应桥跨上的制动力标准值结果，该比例与墩台类型（刚性、柔性）、支座类型（固定、活动）有关，详见规范。

2、风力

风对结构作用的概念

顺方向：平均风压（静力计算）、脉动（过一阵出现以下）风压（随机振动理论计算）

横风向：周期风压（荷载动力计算法）、脉动风压

现行规范主要按静力法计算桥跨结构或桥墩、桥塔上的横向和纵向风力。对风荷载控制设计的桥梁，建议进行随机振动或动力分析，必要时进行风洞实验、采用风致振动的控制措施，所以规范对中小桥没问题，特大桥应进行论证。

横向风力=横向风压×迎风面积（实体是实际轮廓线面积，对于构件组成的结构乘以折减系数，如桁架0.4。纵向风力=纵向风力按横向风压的某百分数（根据桥跨结构类型不同）乘以迎风面积，主要影响下部结构（桥墩），按汽车制动力传给支座同样传递方式考虑，一般只考虑横向风。

3、温度影响力

均匀温度作用：常年气温变化导致，温差，以结构受到约束时的结构温度为基准（如合拢后），考虑最高和最低有效温度。缺乏资料时可根据桥梁和桥面材料的类型、气温分区查表。结构效应为结构线膨胀系数（根据结构种类查表）乘以最大温差计算得到，就是热胀冷缩的概念。

梯度温度作用：局部构件一天内太阳辐射沿结构高度方向形成结构中的非线性温度梯度，从桥跨的顶部到底部是非线性变化，规范提供竖向梯度温度曲线（与铺装类型有关），采取合适结构（构件）模型计算。

4、支座摩阻力

产生原因：上部结构在竖向荷载下，活动支座处会二者之间产生水平位移，产生摩擦力，对墩台产生一个水平力，称为支座摩阻力，算墩台才会算。支座摩阻力标准值=摩擦系数（支座类型查表）乘以活动支座的竖向反力。

5、流水压力（主要对桥墩）

上游迎水面受到流水压力（集中力），大小与桥墩平面形状，桥墩表面粗糙率，水流形态，水温和水的粘结性有关。

流水压力（集中力）规范给出的公式，与水的密度，设计流速，桥墩阻水面积，桥墩形状系数有关，并指定作用位置（设计水位线下0.3倍水深处）

6、冰压力（位于有冰凌河流或水库中的桥墩）

动压力（流冰产生）、静压力（风和水流作用于大面积冰层、冰覆盖层温变膨胀、冰堆整体推移产生）、竖向作用力（冰层因水位升降产生）。

规范有公式，因素和作用位置

偶然荷载：

在结构设计使用期内不一定出现（出现概率很小），但一旦出现，其持续时间很短而数值很大的荷载。

1、地震力：是不是地震抗震设防区

2、船只或漂流物撞击物（前者对通航河流中墩台、后者对跨河桥墩台有影响）

其标准值根据因素查表，作用点规范有规定

3、汽车撞击力（主要对墩台）

荷载组合的概念：

各种荷载并非同时作用于桥上。对所求的某种效应的最不利值，究竟考虑哪些荷载同时作用，才能求出最不利的组合结果用于设计，需要考虑各种可能的、不利的荷载组合。

选取荷载时，一方面要考虑各种荷载同时作用的可能性、合理性、逻辑性，另一方面还要考虑组合后所的结果的量级。

荷载组合的过程：

1）分别计算各种荷载（作用）单独作用下的效应（可能多种同时求出，如多个控制截面的内力等），实际上效应组合，有一些荷载可以一起对结构进行计算

2）选取某种荷载组合方式，根据效应组合表达式，分别将各种荷载单独作用下的某种效应乘以各自的分项系数后相加，得效应组合设计值，但如果分项系数是同一的，可以将全部荷载一起加上去。

桥梁设计中常用的荷载组合方式

1）组合1（主要设计组合）：基本可变+永久

2）组合2（附加设计组合）：基本可变+永久+其他可变

3）组合3（偶然组合）：基本可变+永久+撞击力

4）组合4（施工组合）：永久（如自重）+基本可变（如施工人群）+其他可变（如风）等，根据施工可能出现的情况选择

5）组合5（地震偶然组合）：永久前三项（结构重力、预应力、土重及土侧压力）+地震力

选择根据经验，不一定都选就好。

极限状态设计的概念：

1、极限状态设计原则

1）受力方面

采用承载力极限状态法设计，以塑性理论为基础。设计原则：最不利内力效应组合≤结构抗力的设计值。

2）变形、裂缝宽度方面

采用正常使用极限状态法设计，以弹性理论为基础。

设计原则：最不利的变形效应组合≤变形限值；裂缝宽度效应组合≤裂缝宽度限值；应力效应组合≤应力限值。

2、效应组合

承载能力极限状态设计时

1）基本组合：永久作用设计值效应与可变作用设计值效应组合

2）偶然组合：永久作用设计值效应与可变作用某种代表值（频遇值或准永久值）效应、一种偶然作用标准值效应组合。

正常使用极限状态时

1）作用短期效应组合：永久作用标准值和可变作用频遇值效应组合。

2）作用长期效应组合：永久作用标准值和可变作用准标准值效应组合。

3、作用的代表值

永久作用标准值：按尺寸与密度确定

可变作用标准值：按规范相应条文确定

偶然作用标准值：按规范相应条文确定

永久作用设计值：永久作用标准值×分项系数（可查）

可变作用设计值：可变作用标准值×分项系数（可查）

可变作用频遇值：可变作用标准值×频遇值系数

可变作用准永久值：可变作用标准值×准永久系数

桥梁材料

钢材

用于钢结构：

钢板：结构钢材、连接材料；

型钢

用于混凝土结构：

钢筋：普通钢筋、预应力钢筋（高强钢丝、钢绞线、高强钢筋）；用于缆索：高强钢丝、钢绞线。

混凝土