1、道路與橋梁工程概論南通大學(xué)建筑工程學(xué)院第三篇 橋梁工程概論第四章 橋梁的設(shè)計(jì)荷載第一節(jié) 規(guī)范中有關(guān)設(shè)計(jì)荷載的規(guī)定作用：作用：永久荷載（恒載）永久荷載（恒載）偶然荷載偶然荷載組合：組合：承載力極限狀態(tài)承載力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)一、永久作用（恒載）一、永久作用（恒載）包括： 結(jié)構(gòu)物自重，橋面鋪裝，附屬設(shè)施，土重，土側(cè)壓力，基礎(chǔ)變位影響力，水浮力，預(yù)加應(yīng)力，砼收縮徐變影響力。 跨徑20150m，自重占全部設(shè)計(jì)荷載的3060%以上?？鐝皆酱螅壤礁?。 預(yù)應(yīng)力：正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)入 承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)作為抗力 收縮徐變：超靜定混凝土橋梁基本可變荷載（活載）：汽車（含沖擊力

2、、離心力），平板掛車，履帶車，人群及其土側(cè)壓力其它可變荷載：汽車制動(dòng)力，支座摩阻力，溫度影響力，風(fēng)力，流水壓力，冰壓力， 鐵路橋：列車橫向搖擺力，凍脹力1、汽車荷載（1）等級：公路級、公路級（2）組成：車道荷載和車輛荷載（3）各級公路橋涵設(shè)計(jì)對應(yīng)的汽車荷載等級（4）車道荷載的計(jì)算圖式公路級:公路級:公路級的0.75倍影響線mkNqk/5 .10kNkNPk360180（5）車輛荷載(6)車道荷載橫向分布（7）設(shè)計(jì)車道數(shù)(8)大跨橋梁上的汽車荷載縱向折減 2、汽車、汽車荷載的沖擊力沖擊作用：車輛以較高速度駛過橋梁時(shí)，由于橋面不平整、車輪不圓、發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)等原因， 使橋梁結(jié)構(gòu)引起振動(dòng)。 （1）鋼橋、

3、鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋、污工拱橋等上部構(gòu)造和鋼支座、板式橡膠支座、盆式橡膠支座及鋼筋混凝土柱式墩臺，應(yīng)計(jì)算汽車的沖擊作用。 （2）填料厚度【包括路面厚度)等于或大于0.5m的拱橋、涵洞以及重力式墩臺不計(jì)沖擊力。 （3）支座的沖擊力，按相應(yīng)的橋梁取用。 （4）汽車荷載的沖擊力標(biāo)準(zhǔn)值為汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以沖擊系數(shù)。 （5）沖擊系數(shù)可按下式計(jì)算: （6）汽車荷載的局部加載及在T梁、箱梁懸臂板上的沖擊系數(shù)采用1.3,3、離心力（1）曲線橋梁， 時(shí)，須考慮離心力系數(shù)C。（2）計(jì)算多車道橋梁的汽車荷載離心力時(shí)，車輛荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)乘以規(guī)定的橫向折減系數(shù)。（3）離心力的著力點(diǎn)在橋面以上1.2m處(為計(jì)算簡便也

4、可移至橋面上，不計(jì)由此引起作用效應(yīng)）4、汽車引起的土壓力 （1）車輛荷載在橋臺或擋士墻后填土的破壞棱體上引起的土側(cè)壓力，可按下式換算成等代均布土層厚度h(m）計(jì)算: （2）計(jì)算涵洞頂上車輛荷載引起的豎向土壓力時(shí)，車輪按其著地面積的邊緣向下作角分布。當(dāng)幾個(gè)車輪的壓力擴(kuò)散線相重疊時(shí)，擴(kuò)散面積以最外邊的擴(kuò)散線為準(zhǔn)。mR250RVC1275、人群荷載23mkN25 . 3mkN（1）當(dāng)橋梁計(jì)算跨徑小于或等于50m時(shí).人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值為3.0kN/m2:當(dāng)橋梁計(jì)算跨徑等于或大于150m時(shí)，人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值為2.5kN/m2；當(dāng)橋梁計(jì)算跨徑在50100m之間時(shí)，可由線性內(nèi)插得到人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值。對跨徑不等的連續(xù)

5、結(jié)構(gòu).以最大計(jì)算跨徑為準(zhǔn)。 城鎮(zhèn)郊區(qū)行人密集地區(qū)的公路橋梁，人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值取上迷規(guī)定值的1.15倍。 專用人行橋梁，人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值為3.5kN/m2時(shí)。 （2）人群荷載在橫向應(yīng)布置在人行道的凈寬度內(nèi)，在縱向施加于使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利荷載效應(yīng)的區(qū)段內(nèi)。 （3）人行道板（局部構(gòu)件)可以一塊板為單元，按標(biāo)準(zhǔn)值4.0kN/m2的均布荷載計(jì)算。 （4）計(jì)算人行道欄桿時(shí).作用在欄桿立柱頂上的水平推力標(biāo)準(zhǔn)值取0.75kN/m;作用在欄桿扶手上的豎向力標(biāo)準(zhǔn)值取1kN/m。6、制動(dòng)力制動(dòng)力：汽車在橋上剎車時(shí)，為克服其慣性力而在車輪與路面之間發(fā)生的滑動(dòng)摩擦力。 （1）汽車荷載制動(dòng)力按同向行駛的汽車荷載(不計(jì)沖擊力)計(jì)

6、算，進(jìn)行縱向折減。 （ 2）制動(dòng)力的著力點(diǎn)在橋面以上1.2m處，計(jì)算墩臺時(shí)，可移至支座鉸中心或支座底且面上。計(jì)算剛構(gòu)橋、拱橋時(shí)，制動(dòng)力的著力點(diǎn)可移至橋面上，但不計(jì)因此而產(chǎn)生的豎向力和力矩。 （3）設(shè)有板式橡膠支座的簡支梁、連續(xù)橋面簡支梁或連續(xù)梁排架式柔性墩臺，應(yīng)根數(shù)支座與墩臺的杭推剛度的剛度集成情況分配和傳遞制動(dòng)力。 設(shè)有板式橡膠支座的簡支梁剛性墩臺，按單跨兩端的板式橡膠支座的抗推剛度分配制動(dòng)力。 （4）設(shè)有固定支座、活動(dòng)支座(滾動(dòng)或擺動(dòng)支座、聚四氟乙烯板支座)的剛性墩臺傳遞的制動(dòng)力，按表4.3.5的規(guī)定采用。每個(gè)活動(dòng)支座傳遞的制動(dòng)力，其值不應(yīng)大于其摩阻力，當(dāng)大于摩阻力時(shí)，按摩阻力計(jì)算。偶然荷

7、載 偶然荷載在設(shè)計(jì)使用期內(nèi)不一定出現(xiàn)，但一旦出現(xiàn)，其持續(xù)時(shí)間較短而數(shù)值很大。 地震加速度大于0.5g進(jìn)行抗震設(shè)防，連續(xù)梁橋、T形剛構(gòu)橋等為7度。 汽車撞擊力 通航河流、有漂流物的河流： 橋梁墩臺，應(yīng)考慮船只或漂流物的撞擊力。包括： 地震力，船只、漂流物的撞擊力，施工荷載等第二節(jié) 荷載組合 按承載力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)作用效應(yīng)組合按承載力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)作用效應(yīng)組合2、偶然組合。永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用某種代表值效應(yīng)、一種偶然作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)相組合。偶然作用的效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)取1.0;與偶然作用同時(shí)出現(xiàn)的可變作用，可根據(jù)觀測資料和工程經(jīng)驗(yàn)取用適當(dāng)?shù)拇碇怠５卣鹱饔脴?biāo)準(zhǔn)值及其表達(dá)式按現(xiàn)行公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范

8、規(guī)定采用。1、基本組合。永久作用的設(shè)計(jì)值效應(yīng)與可變作用設(shè)計(jì)值效應(yīng)相組合。其效應(yīng)組合表達(dá)式為:1、作用短期效應(yīng)組合。永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用頻遇值效應(yīng)相組合，其效應(yīng)組合表達(dá)式為:二、正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的作用效應(yīng)組合2、作用長期效應(yīng)組合。永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用準(zhǔn)永久值效應(yīng)相組合，其效應(yīng)組合表達(dá)式為:第一節(jié) 橋梁總體規(guī)劃原則和基本設(shè)計(jì)資料原則：技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、實(shí)用耐久、經(jīng)濟(jì)合理和適當(dāng)照顧美觀、有利于環(huán)保，同時(shí)，考慮因地制宜、就地取材?；举Y料：選擇橋位繪制橋位地形圖橋位地質(zhì)鉆探報(bào)告水文情況風(fēng)向、風(fēng)速及地震資料其他情況一、橋梁設(shè)計(jì)的基本要求(一)使用上的要求(二)經(jīng)濟(jì)上的要求(三)結(jié)

9、構(gòu)尺寸和構(gòu)造上的要求(四)施工上的要求(五)美觀上的要求二、設(shè)計(jì)資料調(diào)查 調(diào)查研究橋梁的具體任務(wù) 選擇橋位 繪制橋位地形圖 橋位地質(zhì)鉆探報(bào)告 水文情況 風(fēng)向、風(fēng)速及地震資料 建材情況 施工水平 其他情況1、預(yù)可行性研究報(bào)告與可行性研究報(bào)告 預(yù)可行性研究報(bào)告：在工程可行的基礎(chǔ)上，著重研究建設(shè)上的必要性和經(jīng)濟(jì)上的合理性。 可行性研究報(bào)告：在預(yù)可行性研究報(bào)告審批后，在必要性和合理性得到確認(rèn)的基礎(chǔ)上，著重研究工程上和投資上的可行性。三、設(shè)計(jì)程序 經(jīng)濟(jì)可行性論證造價(jià)及回報(bào)問題資金來源及償還問題2、初步設(shè)計(jì)進(jìn)一步的水文、勘測工作橋式方案比選施工組織設(shè)計(jì)概算3、技術(shù)設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)技術(shù)補(bǔ)充勘探結(jié)構(gòu)總體及細(xì)部的

10、技術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)施科研項(xiàng)目結(jié)構(gòu)各部分詳細(xì)的設(shè)計(jì)圖紙修正概算4、施工設(shè)計(jì)、施工設(shè)計(jì)施工鉆探繪制施工詳圖編制工程預(yù)算第二節(jié) 橋梁縱、橫斷面設(shè)計(jì)和平面布置一、橋梁縱斷面設(shè)計(jì)1、確定總跨徑一般橋梁：水文計(jì)算要求：排洪面積足夠，沖刷小，縮短總長度淺基礎(chǔ)：總跨大，路堤不壓河床深基礎(chǔ)：允許較大沖刷，總跨小2、橋梁分孔跨徑越大，孔數(shù)越少，上部結(jié)構(gòu)造價(jià)高，墩臺造價(jià)低。最經(jīng)濟(jì)的分孔，使上下部結(jié)構(gòu)的總造價(jià)最低。通航河流：滿足通航要求平原區(qū)：主槽布置跨徑大的通航孔山區(qū)深谷：加大跨徑，可采用特大單孔跨越，減少中間橋墩不利地質(zhì)段：移橋基，加跨徑多孔跨徑的比例：鋼筋砼三跨連續(xù)梁： 中跨/邊跨 = 1.00 / 0.80 五跨連續(xù)

11、梁: 1.00 / 0.90 / 0.65多孔橋梁：奇數(shù)跨（結(jié)構(gòu)對稱）基礎(chǔ)工程：在大橋施工中起控制作用，應(yīng)減少基礎(chǔ)數(shù)量，加大跨徑。美觀要求：整體規(guī)劃橋梁分孔時(shí)應(yīng)考慮3、橋道標(biāo)高、橋下凈空及縱坡 根據(jù)設(shè)計(jì)洪水位、橋下通航（通車）凈空等需要，結(jié)合橋型、跨徑等確定。 梁橋 梁底高出設(shè)計(jì)洪水位（包括壅水和浪高）不小于50 cm， 支座底面高出設(shè)計(jì)洪水位不小于25cm 無鉸拱橋 拱腳淹沒深度不超過拱圈矢高的2/3，拱頂?shù)酌娓叱鲈O(shè)計(jì)洪水位1.0m 通航孔 通航凈空：在橋跨中垂直于流水方向所規(guī)定的空間界限（多邊形圖） 立體交叉 車輛凈空高度（橋梁橫斷面設(shè)計(jì)）二、橋梁橫斷面設(shè)計(jì)橋面行車道凈寬標(biāo)準(zhǔn)： 2*凈-7.5，2*凈-7.0， 凈-7.0， 凈-6.0人行