橋梁工程第三章橋梁的設(shè)計(jì)作用第一節(jié)規(guī)范中有關(guān)設(shè)計(jì)作用的規(guī)定作用的定義：作用在結(jié)構(gòu)上的一組集中力或分布力——直接作用引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束變形的原因——間接作用作用的分類：永久作用：如結(jié)構(gòu)自重、水的浮力等可變作用：如汽車荷載、人群荷載等偶然作用：如地震荷載、汽車撞擊力等編號(hào)作用分類作用名稱1永久作用結(jié)構(gòu)重力（包括結(jié)構(gòu)附加重力）2預(yù)加力3土的重力4土側(cè)壓力5混凝土收縮和徐變作用6水的浮力7基礎(chǔ)變位作用表3-1作用分類作用的分類：第一節(jié)規(guī)范中有關(guān)設(shè)計(jì)作用的規(guī)定作用的代表值——結(jié)構(gòu)或構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)，針對(duì)不同設(shè)計(jì)目的所采用的各種作用規(guī)定值。標(biāo)準(zhǔn)值頻遇值準(zhǔn)永久值永久作用的代表值只有一個(gè)，即標(biāo)準(zhǔn)值?？勺冏饔玫拇碇蹈鶕?jù)不同的極限狀態(tài)而定，可取標(biāo)準(zhǔn)值、頻遇值或準(zhǔn)永久值。偶然作用的代表值為標(biāo)準(zhǔn)值。作用代表值的選?。河嘘P(guān)名詞作用效應(yīng)設(shè)計(jì)值作用效應(yīng)的設(shè)計(jì)值為標(biāo)準(zhǔn)值乘以相應(yīng)的作用分項(xiàng)系數(shù)。分項(xiàng)系數(shù)——為保證所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)具有規(guī)定的可靠度而在設(shè)計(jì)表達(dá)式中采用的系數(shù)。編號(hào)作用分類作用類別作用分項(xiàng)系數(shù)符號(hào)對(duì)結(jié)構(gòu)的承載力不利時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)的承載力有利時(shí)1永久作用混凝土和圬工結(jié)構(gòu)重力（包括結(jié)構(gòu)附加重力）1.21.0鋼結(jié)構(gòu)重力(包括結(jié)構(gòu)附加重力)1.1或1.22預(yù)加力1.23土的重力4混凝土收縮和徐變作用1.05土側(cè)壓力1.46水的浮力1.07基礎(chǔ)變位作用混凝土和圬工結(jié)構(gòu)0.5鋼結(jié)構(gòu)1.0作用分項(xiàng)系數(shù)作用的規(guī)定與計(jì)算一、永久作用概念在結(jié)構(gòu)使用期間，其量值不隨時(shí)間變化，或其變化值與平均值相比可忽略不計(jì)的作用。結(jié)構(gòu)自重、橋面鋪裝及附屬設(shè)施等的重量。

內(nèi)容結(jié)構(gòu)重力計(jì)算方法：結(jié)構(gòu)物的實(shí)際體積乘以其材料的重度（標(biāo)準(zhǔn)值）。一、永久作用預(yù)加力（分兩種情況）在結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)和使用階段構(gòu)件應(yīng)力計(jì)算時(shí)，應(yīng)作為永久作用計(jì)算其主效應(yīng)和次效應(yīng)，計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮相應(yīng)階段的預(yù)應(yīng)力損失，但不計(jì)由于偏心距增大所引起的附加效應(yīng)。在結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，預(yù)加應(yīng)力不作為作用，而將預(yù)應(yīng)力鋼筋作為結(jié)構(gòu)抗力的一部分。在連續(xù)梁等超靜定結(jié)構(gòu)中，仍需考慮預(yù)加力引起的次效應(yīng)。一、永久作用土的重力和土側(cè)壓力（1）靜土壓力一、永久作用土的重力和土側(cè)壓力（2）主動(dòng)土壓力一、永久作用土的重力和土側(cè)壓力（2）主動(dòng)土壓力壓實(shí)填土豎向壓力強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：壓實(shí)填土水平壓力強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：一、永久作用土的重力和土側(cè)壓力（3）承受土側(cè)壓力的墩臺(tái)，作用在每根柱上的土壓力計(jì)算寬度：基礎(chǔ)底面位于透水性地基上的橋梁墩臺(tái)，當(dāng)驗(yàn)算穩(wěn)定時(shí)，應(yīng)考慮設(shè)計(jì)水位的浮力；當(dāng)驗(yàn)算地基應(yīng)力時(shí)，可僅考慮低水位的浮力，或不考慮水的浮力。基礎(chǔ)嵌入不透水性地基的的橋梁墩臺(tái)不考慮水浮力。

作用在樁基承臺(tái)底面的浮力，應(yīng)考慮全部底面積。對(duì)樁嵌入不透水地基并灌注混凝土封閉者，不應(yīng)考慮樁的浮力，在計(jì)算承臺(tái)底面浮力時(shí)應(yīng)扣除樁的截面面積。

一、永久作用水的浮力當(dāng)不能確定地基是否透水時(shí)，應(yīng)以透水或不透水兩種情況與其他作用組合，取其最不利者。

一、永久作用混凝土收縮及徐變作用超靜定的混凝土結(jié)構(gòu)、鋼和混凝土的組合結(jié)構(gòu)等應(yīng)考慮混凝土收縮及徐變的作用。混凝土的收縮應(yīng)變和徐變系數(shù)可按《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定計(jì)算。做混凝土徐變的計(jì)算，可假定徐變與混凝土應(yīng)力呈線性關(guān)系。計(jì)算圬工拱圈的收縮作用效應(yīng)時(shí)，如考慮徐變影響，作用效應(yīng)可乘以0.45的折減系數(shù)。一、永久作用基礎(chǔ)變位作用對(duì)于超靜定結(jié)構(gòu)，當(dāng)計(jì)算由于地基壓密等引起的長(zhǎng)期變形影響時(shí)，應(yīng)根據(jù)最終位移量計(jì)算構(gòu)件的效應(yīng)。（2）組成：車道荷載、車輛荷載

橋梁結(jié)構(gòu)的整體計(jì)算采用車道荷載；橋梁結(jié)構(gòu)的局部加載、涵洞、橋臺(tái)和擋土墻土壓力等的計(jì)算采用車輛荷載；車輛荷載與車道荷載的作用不得疊加。（4）車道荷載標(biāo)準(zhǔn)值：Ⅰ級(jí)車道荷載：計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)，Pk的標(biāo)準(zhǔn)值要乘以1.2的系數(shù)。Ⅱ級(jí)車道荷載標(biāo)準(zhǔn)值為Ⅰ級(jí)車道荷載相應(yīng)數(shù)據(jù)乘以0.75的系數(shù)。車輛荷載主要技術(shù)指標(biāo)（6）車輛荷載的橫向布置：（8）汽車荷載的折減：橫向折減：當(dāng)橋涵設(shè)計(jì)車道數(shù)大于2時(shí)，由汽車荷載產(chǎn)生的效應(yīng)應(yīng)進(jìn)行橫向折減，但折減后的效應(yīng)不得小于兩設(shè)計(jì)車道的荷載效應(yīng)。橫向布置設(shè)計(jì)車道數(shù)橫向折減系數(shù)橫向布置設(shè)計(jì)車道數(shù)橫向折減系數(shù)3450.780.670.606780.550.520.50表3-10橫向折減系數(shù)（8）汽車荷載的折減：縱向折減：當(dāng)橋梁計(jì)算跨徑大于150m時(shí)，應(yīng)按表規(guī)定的縱向折減系數(shù)進(jìn)行縱向折減。

計(jì)算跨徑L（m）縱向折減系數(shù)計(jì)算跨徑L（m）縱向折減系數(shù)150≤L＜400400≤L＜600600≤L＜8000.970.960.95800≤L＜1000L≥10000.940.93表3-11縱向折減系數(shù)二、可變作用(二)汽車荷載沖擊力：沖擊作用：由于荷載的動(dòng)力作用使橋梁發(fā)生振動(dòng)而造成內(nèi)力和變形增大的現(xiàn)象稱為沖擊作用。

（1）鋼橋、鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋、圬工拱橋等上部構(gòu)造和鋼支座、板式橡膠支座及鋼筋混凝土柱式墩臺(tái)，應(yīng)計(jì)算汽車的沖擊作用。（2）當(dāng)填料厚度（包括路面厚度）≥50cm拱橋、涵洞以及重力式墩臺(tái)，不計(jì)沖擊作用。（3）支座的沖擊力按相應(yīng)的橋梁取用。(二)汽車荷載沖擊力：（4）計(jì)算方法：汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)值×沖擊系數(shù)表3-12

鋼筋混凝土、圬工橋涵的沖擊系數(shù)結(jié)構(gòu)基頻沖擊系數(shù)結(jié)構(gòu)基頻沖擊系數(shù)0.050.45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0.3。當(dāng)填料厚度（包括路面厚度）≥50cm拱橋、涵洞以及重力式墩臺(tái)，不計(jì)沖擊作用。二、可變作用二、可變作用(三)汽車荷載離心力：V—設(shè)計(jì)速度

（km/h）

R—曲線半徑(m)

（2）離心力的著力點(diǎn)在橋面以上1.2m處（公路橋）或軌頂面2m處（鐵路橋）；多車道時(shí)應(yīng)考慮橫向折減。離心力系數(shù)：汽車荷載離心力=車輛荷載（不計(jì)沖擊力）×離心力系數(shù)（1）彎橋的曲線半徑等于或小于250m時(shí)，應(yīng)計(jì)算汽車荷載引起的離心力。二、可變作用(四)汽車引起的土壓力：①車輛荷載在橋臺(tái)或擋土墻后填土的破壞棱體上引起的土側(cè)壓力，可換算成等代均布土層厚度計(jì)算；②計(jì)算涵洞頂上車輛荷載引起的土壓力，車輪按其著地面積的邊緣向下作30°角分布。二、可變作用(六)汽車制動(dòng)力：（1）《橋規(guī)》規(guī)定，一個(gè)設(shè)計(jì)車道上由汽車荷載產(chǎn)生的制動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)值按車道荷載標(biāo)準(zhǔn)值在加載長(zhǎng)度上計(jì)算的總重力的10%，但公路-Ⅰ級(jí)汽車荷載的制動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)值不得小于165kN；公路-Ⅱ級(jí)汽車荷載的制動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)值不得小于90kN。同向行駛雙車道的汽車荷載制動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)值為一個(gè)設(shè)計(jì)車道制動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)值的兩倍；同向行駛?cè)嚨罏橐粋€(gè)設(shè)計(jì)車道的2.34倍；同向行駛四車道為一個(gè)設(shè)計(jì)車道的2.68倍。（2）制動(dòng)力的著力點(diǎn)在橋面以上1.2m處，計(jì)算時(shí)可移至橋面上，但不計(jì)由此引起的力矩。二、可變作用（五）人群荷載

當(dāng)橋梁計(jì)算跨徑L0≤50m時(shí)，人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值為3.0kN/m2；當(dāng)L0≥150m時(shí)，人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值為2.5kN/m2；當(dāng)50m＜L0＜150m時(shí)，可由線性內(nèi)插得到人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值。不等跨的連續(xù)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)值取上述規(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。二、可變作用（五）人群荷載

人群荷載在橫向應(yīng)布置在人行道的凈寬度內(nèi)，在縱向施加應(yīng)使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利荷載效應(yīng)的區(qū)段內(nèi)。

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。計(jì)算人行道欄桿荷載時(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1.0kN/m。二、可變作用風(fēng)荷載

流水壓力溫度作用支座摩阻力三、偶然作用定義：在結(jié)構(gòu)使用期間，出現(xiàn)的概率很小，一旦出現(xiàn)，其值很大且持續(xù)時(shí)間很短的作用稱為偶然作用。

1地震作用地震區(qū)建造橋梁，必須考慮地震作用。公路橋梁地震作用的計(jì)算及結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，應(yīng)符合現(xiàn)行《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ004-89）。

對(duì)于地震動(dòng)峰值加速度等于0.10g、0.15g、0.20g、0.30g地區(qū)的公路橋涵，應(yīng)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)；地震動(dòng)峰值加速度大于或等于0.40g地區(qū)的公路橋涵，應(yīng)進(jìn)行專門設(shè)計(jì)。三、偶然作用2船舶或漂流物的撞擊作用（1）內(nèi)河上船舶撞擊作用的標(biāo)準(zhǔn)值三、偶然作用2船舶或漂流物的撞擊作用（2）海輪撞擊作用的標(biāo)準(zhǔn)值三、偶然作用2船舶或漂流物的撞擊作用（3）可能遭受大型船舶撞擊作用的橋墩，應(yīng)進(jìn)行橋墩防撞設(shè)施設(shè)計(jì)。當(dāng)設(shè)有與橋墩分開的防撞擊的防護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，橋墩可不計(jì)船舶的撞擊作用。（4）漂流物的橫橋向撞擊力可按下式計(jì)算：（5）作用點(diǎn)位置（內(nèi)河船舶、海輪、漂流物）三、偶然作用3汽車撞擊作用汽車撞擊力標(biāo)準(zhǔn)值在車輛行駛方向取1000kN，在車輛行駛垂直方向取500kN，兩個(gè)方向不同時(shí)考慮；撞擊力作用于行車道以上1.2m處，直接分布于設(shè)計(jì)的構(gòu)件上。對(duì)于設(shè)有防撞設(shè)施的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，可適當(dāng)折減，但折減后的汽車撞擊力標(biāo)準(zhǔn)值不應(yīng)低于上述規(guī)定值的1/6。第二節(jié)橋梁作用效應(yīng)組合一、按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的作用效應(yīng)組合（一）基本組合作用的設(shè)計(jì)值為標(biāo)準(zhǔn)值乘以相應(yīng)的作用分項(xiàng)系數(shù)。表3-9結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)及設(shè)計(jì)安全等級(jí)橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全等級(jí)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)特大橋、重要大橋一級(jí)1.1大橋、中橋、重要小橋二級(jí)1.0小橋、涵洞三級(jí)0.9作用組合永久作用+汽車荷載+人群荷載(或其他一種可變作用)0.8永久作用+汽車荷載+二種可變作用[除汽車荷載(含汽車沖擊力、離心力)]0.7永久作用+汽車荷載+三種可變作用[除汽車荷載(含汽車沖擊力、離心力)]0.6永久作用+汽車荷載+四種（及多于四種）可變作用[除汽車荷載(含汽車沖擊力、離心力)]0.5可變作用效應(yīng)的組合系數(shù)第二節(jié)橋梁作用效應(yīng)組合上部結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)的基本組合：第二節(jié)橋梁作用效應(yīng)組合（二）偶然組合永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)+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)第二節(jié)橋梁作用效應(yīng)組合二、按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的作用效應(yīng)組合（一）作用短期效應(yīng)組合（二）作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合第二節(jié)橋梁作用效應(yīng)組合可變作用效應(yīng)頻遇值系數(shù)和準(zhǔn)永久值系數(shù)作用類別頻遇值系數(shù)準(zhǔn)永久值系數(shù)作用類別頻遇值系數(shù)準(zhǔn)永久值系數(shù)汽車荷載(不計(jì)沖擊力)0.70.4溫度梯度作用0.8人群荷載1.0其他作用1.0風(fēng)荷載0.75