橋梁上的作用第1頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月橋梁上作用的分類根據(jù)我國《公路橋涵設計通用規(guī)范》(JTGD60-2004)橋梁作用偶然作用永久作用可變作用第2頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月第3頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月

永久作用1可變作用2偶然作用3作用效應組合4第4頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月永久作用在結構使用期間，其量值不隨時間而變化或其變化值與平均值比較可忽略不計的作用。包括結構重力、預加應力、土的重力、土側(cè)壓力、混凝土收縮徐變、水的浮力、基礎變位等。第5頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月按照結構構件的設計尺寸與材料的重力密度計算確定。

g＝V*γ/L0；ML0/2＝gL02/8

材料密度見表中值

結構重力第6頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月第7頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月第8頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月第9頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月第10頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月第11頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月結構正常使用極限狀態(tài)設計和使用階段構件應力計算時需考慮其主、次效應，并計入相應損失；承載能力極限狀態(tài)設計時，預加應力不作為荷載，預應力鋼筋作為抗力的一部分。超靜定結構中，需考慮預加力引起的次效應，可采用等效荷載法或力法求解。

預加應力第12頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月墩臺基礎中用到土力學中知識按照《公路橋涵設計通用規(guī)范》（JTGD60-2004）中公式計算

土的重力及土側(cè)壓力第13頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月很復雜的內(nèi)容

《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》（JTGD62）的規(guī)定計算。

混凝土的收縮徐變第14頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月超靜定結構，如基礎發(fā)生變位，應根據(jù)最終位移量計算構件內(nèi)力。結構力學內(nèi)容。

基礎變位第15頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月可變作用在結構使用期間，其量值隨時間變化，且其變化值與平均值比較不可忽略的作用。包括汽車荷載、汽車荷載沖擊力、汽車離心力、汽車引起的土側(cè)壓力、人群荷載、汽車制動力、風荷載、流水壓力、冰壓力、溫度作用、支座摩阻力等。第16頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月

1.分為公路－Ⅰ級和公路－Ⅱ級兩個等級；

2.分為車道荷載和車輛荷載。車道荷載由均布荷載和集中荷載組成。橋梁結構整體計算時采用；車輛荷載在橋梁結構局部加載、涵洞、橋臺、和擋土墻土壓力等計算時采用。

公路橋涵汽車荷載第17頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月

3.車道荷載由均布荷載和集中荷載組成，如圖所示。車道荷載第18頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月

1）公路－Ⅰ級車道荷載的均布荷載標準值為qk=10.5KN/m；集中荷載標準值：橋梁計算跨徑L0≤5m時，Pk＝180KN；橋梁計算跨徑L0≥50m時，Pk＝360KN；橋梁計算跨徑在5m～50m之間時，Pk按線性內(nèi)插求得。計算剪力效應時，上述集中荷載標準應乘以1.2的系數(shù)。第19頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月

2）公路－Ⅱ級車道荷載的均布荷載標準值qk和集中荷載標準值Pk按公路－Ⅰ級車道荷載的0.75倍采用。則qk=10.5*0.75=7.875KN/m。

3）車道荷載均布荷載滿布于使結構產(chǎn)生最不利效應的同號影響線上；集中荷載只作用于相應影響線中一個最大影響線峰值處。第20頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月例題：計算跨徑20m的簡支梁橋，承受公路－Ⅰ級汽車荷載作用，求跨中彎矩。解：采用車道荷載計算。均布荷載qk=10.5KN/m；集中荷載Pk按線性內(nèi)插計算：

Pk=4*(L0-5)+180=240KN。第21頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月簡支梁跨中彎矩影響線及荷載布置如圖所示：

M=20*5*10.5/2+240*5=1725KNm第22頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月

4.車輛荷載公路－Ⅰ級和公路－Ⅱ級采用相同的車輛荷載標準值。第23頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月車輛荷載第24頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月

5.車輛荷載的橫橋向布置第25頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月6.橋涵車道數(shù)的確定第26頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月

7.汽車荷載的橫向折減多車道橋梁上的汽車荷載應考慮多車道折減，但折減后的效應不應小于兩設計車道的荷載效應。第27頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月

8.汽車荷載的縱向折減大跨橋梁上的汽車荷載應考慮縱向折減，當為多跨連續(xù)結構時，按最大計算跨徑考慮縱向折減。第28頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車以較高速度駛過橋梁時，由于橋面不平整、發(fā)動機震動等原因，會引起橋梁結構的振動，從而造成內(nèi)力增大，這種動力效應稱為沖擊作用。

1.填料厚度（包括路面厚度）≥0.5m的拱橋、涵洞以及重力式墩臺不計沖擊力。

汽車沖擊力第29頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月

2.汽車荷載沖擊力標準值等于汽車荷載標準值乘以沖擊系數(shù)μ。

3.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。第30頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月沖擊系數(shù)μ的計算：沖擊系數(shù)與結構基頻有關。式中：f——結構基頻（Hz）。第31頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月結構基頻的計算：簡支梁橋：式中：l——結構的計算跨徑(m)；

E——結構材料的彈性模量(N/m2)；

Ic——結構跨中截面的截面慣矩(m4);第32頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月

mc——結構跨中處的單位長度質(zhì)量

(kg/m);

G——結構跨中處延米結構重力(N/m);

g——重力加速度，g=9.81(m/s2)。第33頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月結構基頻的計算：連續(xù)梁橋：計算連續(xù)梁的沖擊力引起的正彎矩效應和剪力效應時，采用f1；計算連續(xù)梁的沖擊力引起的負彎矩效應時，采用f2。第34頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月

1.橋梁計算跨徑L0≤50m時，人群荷載為3.0KN/m2；橋梁計算跨徑≥150m時，人群荷載為2.5KN/m2；橋梁計算跨徑在50m～150m之間時，按線性內(nèi)插求得。跨徑不等的連續(xù)結構，以最大計算跨徑為準。城鎮(zhèn)郊區(qū)行人密集地區(qū)，人群荷載取上述值的1.15倍。專用人行橋，人群荷載取3.5KN/m2。

人群荷載第35頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月

2.人群荷載在橫向，布置在人行道的凈寬內(nèi)；縱向施加于使結構產(chǎn)生最不利荷載效應的區(qū)段內(nèi)。

3.人行道板可以一塊板為單元，按4.0KN/m2計算。

4.計算人行道欄桿時，作用在欄桿立柱頂?shù)乃酵屏θ?.75KN/m，作用在欄桿扶手上的豎向力取1.0KN/m。第36頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月

1.汽車離心力當彎道橋的曲線半徑等于或小于250m時，應計算汽車荷載引起的離心力。汽車荷載離心力標準值等于汽車荷載（不計沖擊）標準值乘以離心力系數(shù)C計算。C=v2/127R

式中：v——計算行車速度（Km/h）；

R——曲線半徑（m）。

其他第37頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月計算離心力時需考慮橋梁的橫向折減和縱向折減，離心力的著力點在橋面以上1.2m處（為計算簡便也可移至橋面上，不計由此引起的作用效應）。第38頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月可按《公路橋涵設計通用規(guī)范》（JTGD60-2004）中公式計算，采用車輛荷載加載，將車輛荷載換算成等代土厚度。橋臺計算時使用。2.汽車引起的土側(cè)壓力第39頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月車輛在減速或剎車時為克服車輛的慣性力而在路面與車輛之間發(fā)生的滑動摩阻力。按《公路橋涵設計通用規(guī)范》（JTGD60-2004）的規(guī)定取值。制動力的著力點在橋面以上1.2m處。在計算墩臺時，可移至支座底面上；計算剛構橋、拱橋時，可移至橋面上，但不計因移動產(chǎn)生的力矩。3.汽車制動力第40頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月對于大跨橋梁，特別是斜拉橋和懸索橋，風荷載是極為重要的設計荷載。

1940年在華盛頓州建成的主跨853m的塔科馬老橋，在建成當年的11月7日近中午的時候被風吹斷。

塔科馬老橋風毀事故的發(fā)生，使大跨懸索橋的修建停頓了約10年之久。4.風荷載第41頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月塔科馬海峽橋第42頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月中小橋按靜風壓計算，按《公路橋涵設計通用規(guī)范》（JTGD60-2004）中公式計算。大橋按動力計算，斜拉、懸索橋需進行風洞試驗。第43頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月橋墩計算時涉及的?？砂础豆窐蚝O計通用規(guī)范》（JTGD60-2004）計算。5.流水壓力和冰壓力第44頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月環(huán)境因素、人工熱源、混凝土本身水化熱——溫度變化——結構變形和影響力。分為均勻溫度和梯度溫度。對于斜拉橋、拱橋需在合適的溫度合龍，以減小溫度內(nèi)力。6.溫度作用第45頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月第46頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月

F=μW7.支座摩阻力第47頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月

1.車輛包括汽車荷載、平板車或履帶車。汽車荷載：汽車－10級、汽車－15級、汽車－20級、汽車－超20級。平板車和履帶車荷載：掛－80、掛－100、掛－120、履帶－50。

原公路橋涵設計可變作用第48頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月

2.汽車沖擊力沖擊系數(shù)與跨徑有關。第49頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月

3.人群荷載一般取為3.0KN/m2，城鎮(zhèn)郊區(qū)行人密集地區(qū)可為3.5KN/m2

。人行道板為鋼筋混凝土板時，還應以1.2KN集中豎向力作用于一塊板上進行驗算。計算人行道欄桿時，作用在欄桿立柱頂?shù)乃酵屏θ?.75KN/m，作用在欄桿扶手上的豎向力取1.0KN/m。第50頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月

1.汽車荷載分為城市－A級和城市－B級兩個等級。分為車道荷載和車輛荷載。

城市橋梁設計可變作用第51頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月車道荷載由均布荷載和集中荷載組成，如圖所示。車道荷載第52頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月

1）城市－A級車道荷載：橋梁跨徑為2~20m時，計算彎矩時，均布荷載標準值qm為22.5KN/m，計算剪力時，均布荷載標準值qQ為37.5KN/m，集中荷載為140KN；橋梁跨徑為20m～150m時，計算彎矩時，均布荷載標準值qm為10.0KN/m，計算剪力時，均布荷載標準值qQ為15.0KN/m，集中荷載為300KN，車道數(shù)大于等于4時，計算剪力增長系數(shù)為1.25。第53頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月

2）城市－B級車道荷載：橋梁跨徑為2~20m時，計算彎矩時，均布荷載標準值qm為19.0KN/m，計算剪力時，均布荷載標準值qQ為25.0KN/m，集中荷載為130KN；橋梁跨徑為20m～150m時，計算彎矩時，均布荷載標準值qm為9.5KN/m，計算剪力時，均布荷載標準值qQ為11.0KN/m，集中荷載為160KN，車道數(shù)大于等于4時，計算剪力增長系數(shù)為1.30。第54頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月車輛荷載（城－A）第55頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月（城－B）第56頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月車輛荷載的橫橋向布置第57頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車荷載的橫向折減第58頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月

2.汽車沖擊力沖擊系數(shù)的計算：1）車道荷載沖擊系數(shù)μ=20/（80+l），l≤20m時，μ=0.2，l≥150m時，μ=0.1。2）車輛荷載沖擊系數(shù)

μ=0.6686-0.3032logl≤0.4第59頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月

3.人群荷載可按公式計算。計算人行道欄桿時，作用在欄桿立柱頂?shù)乃酵屏θ?.0KN/m，作用在欄桿扶手上的豎向力取1.2KN/m。第60頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月在結構使用期間出現(xiàn)的概率很小，一旦出現(xiàn)，其值很大且持續(xù)時間很短的作用。包括地震作用、船只或漂流物撞擊作用、汽車撞擊作用。偶然作用第61頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月地震作用屬于動力荷載，隨機變量。除與地震烈度有關外，還與結構本身的動力特性有關。地震作用的計算及結構的設計應符合《公路工程抗震設計規(guī)范》（JTJ004－89）的規(guī)定。第62頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月地震動峰值加速度為0.10g以上地區(qū)的公路橋涵，應進行抗震設計；大于或等于0.40g地區(qū)的公路橋涵，應進行專門的抗震研究和設計；小于或等于0.05g地區(qū)的公路橋涵，可采用簡易設防。第63頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月船只或漂流物撞擊力第64頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車撞擊作用行駛方向1000KN，與之垂直方向500KN，兩個方向不同時考慮，作用與行車道上1.2m處。第65頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月作用效應組合作用效應：作用施加于結構引起的效應，如彎矩M、軸力N、剪力V、扭矩T、撓度f、裂縫寬度W等。

作用效應組合包括：承載能力極限狀態(tài)作用效應組合；正常使用極限狀態(tài)組合。第66頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月對承載力極限狀態(tài)一般考慮荷載效應基本組合:式中：——結構重要形系數(shù)；——承載能力極限狀態(tài)下作用基本組合的效應組合設計值；——第i個永久作用效應的分項系數(shù)；——第i個永久作用效應的標準值；——汽車荷載效應(含汽車沖擊力、離心力)分項系數(shù)，值為1.4；——汽車荷載效應(含汽車沖擊力、離心力)標準值；第67頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月

——作用效應組合中除汽車荷載效應、風荷載外的其他第j個可變作用效應的分項系數(shù)，值為1.4，風荷載的分項系數(shù)為1.1；——作用效應組合中