橋梁工程主講：劉振華第二節(jié)橋梁設(shè)計(jì)作用（荷載）主講：劉振華橋梁設(shè)計(jì)作用（荷載）及其組合作用（荷載）：

施加在結(jié)構(gòu)上的一組集中力或分布力，或引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束變形的原因。前者稱(chēng)直接作用，亦稱(chēng)荷載，后者稱(chēng)間接作用。

我國(guó)《橋涵通規(guī)》(JTGD60-2004)將公路橋梁上的各種作用分為永久作用、可變作用和偶然作用三類(lèi)。

一、永久作用：在結(jié)構(gòu)使用期間，其量值不隨時(shí)間而變化，或其變化值與平均值比較可忽略不計(jì)的作用。橋梁設(shè)計(jì)作用（荷載）及其組合

二、可變作用：在結(jié)構(gòu)使用期間，其量值隨時(shí)間變化，且其變化值與平均值比較不可忽略的作用。1.汽車(chē)荷載1）汽車(chē)荷載分為公路—Ⅰ級(jí)和公路—Ⅱ級(jí)兩個(gè)等級(jí)。2）汽車(chē)荷載由車(chē)道荷載和車(chē)輛荷載組成。車(chē)道荷載由均布荷載和集中荷載組成。橋梁結(jié)構(gòu)的整體計(jì)算采用車(chē)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(chē)輛荷載。車(chē)輛荷載與車(chē)道荷載的作用不得疊加。3）各級(jí)公路橋涵設(shè)計(jì)的汽車(chē)荷載等級(jí)應(yīng)符合下表的規(guī)定。公路等級(jí)高速公路一級(jí)公路二級(jí)公路三級(jí)公路四級(jí)公路汽車(chē)荷載等級(jí)公路—I級(jí)公路—I級(jí)公路—I級(jí)公路—II級(jí)公路—II級(jí)橋梁設(shè)計(jì)作用（荷載）及其組合4）車(chē)道荷載的計(jì)算圖式（1）公路—Ⅰ級(jí)車(chē)道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值為＝10.5kN/m；集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值按以下規(guī)定選?。篴）橋梁計(jì)算跨徑小于或等于5m時(shí)，＝270kN；b）橋梁計(jì)算跨徑等于或大于50m時(shí)，=360kN；c）橋梁計(jì)算跨徑在5m～50m之間時(shí)，值采用直線內(nèi)插求得。計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)，上述集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)乘以1.2的系數(shù)。（2）公路—Ⅱ級(jí)車(chē)道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值和集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值按公路—Ⅰ級(jí)車(chē)道荷載的0.75倍采用。（3）車(chē)道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)滿(mǎn)布于使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號(hào)影響線上；集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值只作用于相應(yīng)影響線中一個(gè)最大影響線峰值處。橋梁設(shè)計(jì)作用（荷載）及其組合5）車(chē)輛荷載車(chē)輛荷載的立面、平面尺寸如圖所示。公路—Ⅰ級(jí)和公路—Ⅱ級(jí)汽車(chē)荷載采用相同的車(chē)輛荷載標(biāo)準(zhǔn)值。橋梁設(shè)計(jì)作用（荷載）及其組合車(chē)道荷載橫向分布系數(shù)應(yīng)按設(shè)計(jì)車(chē)道數(shù)如圖布置車(chē)輛荷載進(jìn)行計(jì)算。橋梁設(shè)計(jì)作用（荷載）及其組合2.汽車(chē)沖擊力汽車(chē)以較高速度行駛通過(guò)橋梁時(shí)，由于橋面不平整、發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)等原因，會(huì)引起橋梁結(jié)構(gòu)振動(dòng)，從而造成結(jié)構(gòu)內(nèi)力增大，這種動(dòng)力效應(yīng)稱(chēng)為沖擊作用。3.汽車(chē)離心力當(dāng)彎道橋的曲線半徑等于或小于250m時(shí)，需考慮汽車(chē)荷載引起的離心力。4.汽車(chē)引起的土側(cè)壓力車(chē)輛荷載在橋臺(tái)或擋土墻后填土的破壞棱體上將引起土側(cè)壓力橋梁設(shè)計(jì)作用（荷載）及其組合5.人群荷載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50m～150m之間時(shí)，可由線性?xún)?nèi)插得到人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值。對(duì)跨徑不等的連續(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(zhuān)用人行橋梁，人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值為3.5kN/m2。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1.0kN/m。橋梁設(shè)計(jì)作用（荷載）及其組合三、偶然作用偶然作用是指在結(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。它包括地震作用、船舶或漂流物的撞擊作用和汽車(chē)撞擊作用。偶然作用取其標(biāo)準(zhǔn)值作為代表值。偶然作用標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)根據(jù)調(diào)查、試驗(yàn)資料，結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定。1.地震作用2.船舶或漂流物的撞擊作用3.汽車(chē)撞擊作用四、極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法1.承載能力極限狀態(tài)2.正常使用極限狀態(tài)橋梁設(shè)計(jì)作用（荷載）及其組合五、作用效應(yīng)組合公路橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)上可能同時(shí)出現(xiàn)的作用，按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行作用效應(yīng)組合，取其最不利效應(yīng)組合進(jìn)行設(shè)計(jì)。作用效應(yīng)組合原則如下：⑴只有在結(jié)構(gòu)上可能同時(shí)出現(xiàn)的作用，才進(jìn)行其效應(yīng)的組合，當(dāng)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件需做不同受力方向的驗(yàn)算時(shí)，則應(yīng)以不同方向的最不利的作用效應(yīng)進(jìn)行組合。⑵當(dāng)可變作用的出現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生有利影響時(shí)，該作用不應(yīng)參與組合。⑶施工階段作用效應(yīng)的組合，應(yīng)按計(jì)算需要及結(jié)構(gòu)所處