橋梁的設(shè)計(jì)荷載及荷載組合

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1、橋梁的設(shè)計(jì)荷載及荷載組合（1）　　如圖:　　一、橋梁的設(shè)計(jì)荷載　　選定荷載和進(jìn)行荷載分析是比結(jié)構(gòu)分析更為重要的問(wèn)題。因?yàn)樗P(guān)系到橋梁結(jié)構(gòu)在它的設(shè)計(jì)使用期限內(nèi)的安全和橋梁建設(shè)費(fèi)用的合理投資。近年來(lái)，由于交通量的不斷增加，大型超重車輛的不斷出現(xiàn)，風(fēng)載、地震荷載的重要性愈顯突出等，導(dǎo)致實(shí)際與可能作用在橋梁結(jié)構(gòu)上的荷載越來(lái)越復(fù)雜，這就為橋梁荷載的選定和分析造成了困難，常因初始設(shè)計(jì)荷載選定的滯后，而造成橋梁早期破壞或加固。　　我國(guó)現(xiàn)行的公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTJ021-85）中，將作用在橋梁上的荷載分為三大類：　　1．永久荷載（恒載）在設(shè)計(jì)使用期內(nèi)，其值不隨

2、時(shí)間變化，或其變化與平均值相比可以忽略不計(jì)的荷載。它包括結(jié)構(gòu)重力、預(yù)加應(yīng)力、土的重力及側(cè)壓力、混凝土收縮及徐變影響力，基礎(chǔ)變位影響力和水的浮力。2．可變荷載（活載）在設(shè)計(jì)使用期內(nèi)，其值隨時(shí)間變化，且其變化與平均值相比不可忽略的荷載。按其對(duì)橋涵結(jié)構(gòu)的影響程度，又分為基本可變荷載和其他可變荷載。基本可變荷載包括汽車荷載及其引起的沖擊力，平板掛車（或履帶車）荷載，人群荷載，離心力，以及所有車輛所引起的土側(cè)壓力。其他可變荷載包括汽車制動(dòng)力，風(fēng)力，流水壓力，冰壓力，溫度影響力和支座摩阻力。　　3．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)其值很大且持續(xù)時(shí)間

3、較短的荷載，它包括船只或漂浮物撞擊力，地震作用。下面具體講述各種荷載的意義：　?。ㄒ唬┯谰煤奢d　　結(jié)構(gòu)物的重力及橋面鋪裝、附屬設(shè)備等外加重力均屬結(jié)構(gòu)重力，可按照結(jié)構(gòu)的實(shí)際體積或設(shè)計(jì)時(shí)所假定的體積與材料密度計(jì)算?！　∽饔迷诙张_(tái)上的土重力，土側(cè)壓力可參照《公路橋涵通用規(guī)范》（JTJ021-85）附錄一、二和《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ024-85）附錄二中規(guī)定計(jì)算。　　對(duì)于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，預(yù)加應(yīng)力在結(jié)構(gòu)使用階段設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)作為永久荷載計(jì)算其效應(yīng)，計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮相應(yīng)階段的預(yù)應(yīng)力損失；在結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，預(yù)應(yīng)力不作為荷載，而將預(yù)應(yīng)力筋作為普

4、通鋼筋計(jì)入結(jié)構(gòu)抗力?！　』炷潦湛s、徐變和基礎(chǔ)變位將使超靜定結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力，這些力的計(jì)算可根據(jù)《公路橋涵通用規(guī)范》（JTJ021-85）中有關(guān)規(guī)定計(jì)算。　　水的浮力對(duì)橋梁墩臺(tái)的影響，當(dāng)墩臺(tái)位于透水性地基上時(shí)，驗(yàn)算墩臺(tái)的穩(wěn)定性，應(yīng)采用設(shè)計(jì)水位浮力，而驗(yàn)算地基應(yīng)力時(shí)，僅考慮低水位時(shí)的浮力或不考慮水的浮力；當(dāng)基礎(chǔ)嵌入不透水性地基上時(shí)，可不考慮水的浮力；當(dāng)不能肯定地基是否是透水時(shí)，應(yīng)以透水和不透水兩種情況分別計(jì)算與其他荷載組合，取其最不利者。可變荷載　　1．基本可變荷載　　1）公路橋梁汽車荷載　?。?）《公路橋涵通用規(guī)范》（JTJ021-85）的規(guī)定：　　該規(guī)

5、范把大量、經(jīng)常出現(xiàn)的汽車荷載，作為設(shè)計(jì)荷載；把偶然，個(gè)別出現(xiàn)的平板掛車或履帶車作為驗(yàn)算荷載?！　∑嚭奢d以汽車車隊(duì)表示，分為汽車-10級(jí)、汽車-15級(jí)、汽車-20級(jí)、汽車-超20級(jí)四個(gè)等級(jí)。車隊(duì)的縱向排列和橫向布置如圖1-5-1和圖1-5-2所示。荷載級(jí)別的數(shù)字表示一輛主車的重量，以噸計(jì)。每級(jí)車隊(duì)中有一輛是重車，其前后都是主車，主車的數(shù)量在計(jì)算跨長(zhǎng)內(nèi)不限。　　圖1-5-1各級(jí)汽車的縱向排列（重力單位：KN；尺寸單位：m）　　圖1-5-2各級(jí)汽車的平面尺寸和橫向布置（尺寸單位：m）10驗(yàn)算荷載分為800KN、1000KN、和1200KN平板掛車（簡(jiǎn)稱掛

6、車—80、掛車—100和掛車—120）以及履帶500KN（簡(jiǎn)稱履帶—50）四種。其縱向排列和橫向布置見(jiàn)圖1-5-3。　?。?）《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTG10B01-2003)的規(guī)定　　2003年新頒布的《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)于車輛荷載進(jìn)行了新的規(guī)定：取消掛車或履帶車荷載，同時(shí)將汽車荷載分為公路—Ⅰ級(jí)和公路—Ⅱ級(jí)兩個(gè)等級(jí)，其等級(jí)按照表1-5-1確定。　　汽車荷載由車道荷載和車輛荷載組成。車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。車道荷載與車輛荷載的作用不得疊加

7、。車道荷載的計(jì)算圖式如圖1-5-4所示：　　　公路—Ⅰ級(jí)車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值為；集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值10按以下規(guī)定選取：　　橋涵計(jì)算跨徑小于或等于5m時(shí)，；　　橋涵計(jì)算跨徑大于或等于50m時(shí)，；　　橋涵計(jì)算跨徑大于5m，小于50m時(shí)，采用直線內(nèi)插求得?！　∮?jì)算剪力效應(yīng)時(shí)，上述荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)乘以1.2的系數(shù)?！　」贰蚣?jí)車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值和集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值，為公路—Ⅰ級(jí)車道荷載的0.75倍。車輛荷載：　　公路—Ⅰ級(jí)和公路—Ⅱ級(jí)汽車荷載采用相同的車輛荷載標(biāo)準(zhǔn)值。車輛荷載布置如圖1-5-5所示。其主要技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1-5-5。　　表1-5-2車輛荷載主要技

8、術(shù)指標(biāo)　　車道荷載橫向分布稀疏，應(yīng)按設(shè)計(jì)車道數(shù)如圖1-5-6布置車輛荷載進(jìn)行計(jì)算。汽車外側(cè)車輪的中線，離人行