桥梁工程设计荷载车辆荷载等

新规范 车道荷载的计算图式
PK qK
多车道桥梁的汽车荷载应考虑折减。当桥涵设计
车道数≥2时，汽车荷载产生的效应 应该按表 6.0.6-2规定的多车道横向折减系数进行折减，但折 减后的效应不得小于两条设计车道的荷载效应。
(1) 汽车荷载应分为城-A级和城-B级两个等级。 (2) 城市桥梁汽车荷载的车道荷载规定和公路桥梁汽车 荷载的规定相同，城-A级和公路-I级相同，城-B级和公 路-II级相同。 (3) 汽车荷载应由车道荷载和车辆荷载组成，车道荷载 应由均布荷载和集中荷载组成。桥梁结构整体计算应采 用车道荷载，桥梁结构局部加载、桥台和挡土墙压力等 的计算应采用车辆荷载。车道荷载与车辆荷载的作用不 得叠加。 (4) 车道荷载的均布荷载标准值应满布于使结构产生最 不利效应的同号影响线上；集中荷载标准值应只作用于 相应影响线中一个最大影响线峰值处。


每一车队有一重车，主车数量不限。 三、四行车队时可折减 20% 和 30% ，但不小于 两行车队计算的结果。
履带车纵向可考虑多辆行驶，但两车净距
不小于50m 平板挂车全桥均以通过一辆计算 平板挂车和履带车荷载应靠中以慢速行驶 验算时，不考虑冲击力、人群荷载和其它 非经常作用在桥上的各种外力。

鉴于车辆不可能全部同时刹车 公路《桥规》规定：

1 或 2 车道桥，制动力按一行汽车车队总重量的 10%，但不得小于一辆重车重量的30%。
4车道桥为上述数值的两倍。

铁路《桥规》规定：
制动力按计算长度内列车竖向静活载标准值的15% 计算，牵引力按加载长度等于或小于30m内列车静 活载标准值的30%计算，按控制者设计。 当设计桥墩台时，上述制动力和牵引力按 10% 和 15%计算，按控制者设计。 当制动力与离心力同时计算时，制动力或牵引力按 列车竖向静活载标准值的5%计算。 双线按一线计，多线按两线计。
《公路工程技术标准》（JTG B012003）
汽车荷载分为公路Ⅰ级和公路Ⅱ级两个等级。 汽车荷载由车道荷载和车辆荷载组成。车道
荷载由均布荷载和集中荷载组成。 桥梁结构的整体计算采用车道荷载； 桥梁结构的局部加载、涵洞、桥台和挡土墙 土压力等的计算采用车辆荷载。 车道荷载与车辆荷载的作用不得叠加。
6.2 城市车辆荷载
（三）冲击力
车辆以一定速度过桥时，由于动力影响，桥梁实 际产生的活载应力和变形大于按活载静重计算所得的 结果，这种动力效应常称为冲击作用。 根据以往的试验研究成果，构成桥梁动力影响的 因素主要有： 列车以一定速度过桥时引起桥跨振动； 轮对过钢轨接头时有冲击作用； 蒸汽机车动轮上的平衡重在随动轮高速旋转中由于 离心力引起的锤击作用； 桥上轨道竖向和横向不平顺引起桥梁扭转振动； 桥头线路（路面）不平整，车轮不圆等 。
对铁路桥梁，人行道荷载归为其他可变荷载。
（一）制动力
制动力 是车辆减速或制动时的惯性力。 方向： 与行车方向一致。 牵引力 是车辆起动或加速时车辆与路面 （或钢轨）间作用的摩阻力。 方向： 与行车方向相反。 作用点：铁路轨顶以上2m， 公路桥面以上1.2m。 但在计算墩台时移至支座中心处，不计因此而产生 的竖向力和力矩。
计冲击力。当小于1.0m时
6 1＋＝ 1＋α 30 L
④
α 4(1 - h) 2
空腹式钢筋混凝土拱桥的拱圈和拱肋
15 0.4L 1＋＝ 1＋ 1 100 f
85规范
公路桥冲击系数 μ
结构种类 冲击系数μ
0.3 l 5m 0
混凝土梁、刚构、拱上构造、 柱式墩石
20 1 0.4l / f 1＋＝ 1＋ 100 l1
现行铁路规范－铁路桥动力系数
①
1+μ
简支或连续钢桥跨结构和钢墩台
28 1＋＝ 1＋ 40 L
②
钢与钢筋混凝土板构成的结合梁
22 1＋＝ 1＋ 40 L
现行铁路规范－铁路桥动力系数
③
1+μ
钢筋混凝土的、混凝土的、石砌的桥跨结构及涵洞、 刚架桥，其顶上填土厚度 ≥ 1.0m （从轨底算起）时不

三
偶然作用
偶然作用指船只或漂流物（排筏等）撞击力、 地震作用或者汽车撞击力。
（一） 船只或漂流物撞冲力
撞击力按静力法计算，假定船筏作用于墩的有效动 能转化为撞击力F所做的功。其计算公式为：
G F vsin C1 C 2
离心力率
C

2
127r
对铁路荷载C不应大于0.15。 离心力作用点： 铁路轨顶以上2m，公路桥面以上1.2m
（五）人群荷载
公路桥人群荷载一般规定为3kN/m2， 城市、郊区行人密集处可为3.5kN/m2。
二、其他可变荷载
包括：制动力或牵引力、风力、温度力、 流水压力、水压力和施工荷载等。
桥梁结构的基频反映了结构的尺寸、类型、建筑材料等动力特性内容，它直接反 映了冲击系数与桥梁结构之间的关系。不管桥梁的建筑材料、结构类型是否有差 别，也不管结构尺寸与跨径是否有差别，只要桥梁结构的基频相同，在同样条件 的汽车荷载下，就能得到基本相同的冲击系数。
（四）离心力
车辆在曲线上运行产生离心力。公路桥上离心力较小， 当曲线半径等于或小于250m时，才考虑离心力的作用。 离心力等于车辆荷载（不计动力效应）乘以离心力率
“中—活载”分普通活载和特种活载
《桥规》规定： 加载时，标准活载计算图式可任意截取 双线桥跨：两线活载之和的90% 横向稳定检算：空车+最大横向风力为最不利， 空车活载标准值为10kN/m
“ZK—活载”分标准活载和特种活载
ZK标准活载
ZK特种活载
“ZK—活载”分标准活载和特种活载
《高速暂行规定》：
履带车纵向可考虑多辆行驶但两车净距不小于50m平板挂车全桥均以通过一辆计算平板挂车和履带车荷载应靠中以慢速行驶验算时不考虑冲击力人群荷载和其它非经常作用在桥上的各种外力
一
可变作用
可变作用 设计使用期内其值随时间变化，且
其变化与平均值相比不可忽略的荷载。
一、基本可变作用
包括：列车活载、汽车或平板挂车或履带车、 由列车活载和汽车活载引起的冲击力、 曲线上的离心力、 由活载引起的土侧压力。 公路桥中的人群荷载。 铁路桥梁的列车横向摇摆力等。




加载时，标准活载计算图式可任意截取 单线或双线桥跨：各线均应计入ZK活载作用。 多于双线桥跨：应按下列最不利情况考虑： 1）按双线在最不利位置承受ZK活载，其余线路不承受 列车荷载； 2）所有线路在最不利位置承受75％的ZK活载。 空车活载按10kN/m计算。
铁路车辆荷载（列车荷载）
列车荷载应采用中华人民共和国铁路标准活载。 250 250 250 220 220 220 220 220 92kN/m 80kN/m
桥梁设计时中以活载静重乘上动力系数来 反映这种影响。

铁路桥动力系数 1+μ 公路桥冲击系数 μ 动力系数（或冲击系数）公式中考虑 了不同类型桥跨、跨度和加载长度的影响。
铁路桥动力系数
1+μ
①
混凝土梁
0.146 当l 8m时， 1＋＝ 1.277＋ l 0.2
0.920 当l 8m时， 1＋＝ 1.014＋ l 0.2
（一）列车活载 轴重、轴距各异。 为规范设计，我国根据机车车辆轴重、轴距对 桥梁不同影响及考虑车辆的发展趋势，制定了 中华人民共和国铁路标准活载图式。 （简称“中—活载”） 中—活载——160km/h、200km/h ZK—活载——250km/h、300km/h以上高速
列车由机车和车辆组成，机车和车辆类型很多，
混凝土拱桥的主拱 钢主桁、联合梁、桥面系、 钢墩台等 吊桥的主桁、主索或主链、 塔架
l 45m 0.2 l 20m 0 l 70m
1.5 37.5 l
50 70 l

新的 〈通用规范JTG D60〉规定，汽车荷载冲击力应按下列规定计算： 1 钢桥、钢筋混凝土及预应力混凝土桥、圬工拱桥等上部构造和钢支座、 板式橡胶支座、盆式橡胶支座及钢筋混凝土柱式墩台，应计算汽车的冲击作用。 2 填料厚度（包括路面厚度）等于或大于0.5m的拱桥、涵洞以及重力式墩 台不计冲击力。 3 支座的冲击力，按相应的桥梁取用。 4 汽车荷载的冲击力标准值为汽车荷载标准值乘以冲击系数μ 5 冲击系数μ 可按下式计算： 当 f 1.5 Hz时， μ =0.05 当1.5Hz f 14Hz时，μ =0.1767lnf－0.0157 当 f 14Hz时， μ =0.45 式中， f 为结构基频（Hz）。 6 汽车荷载的局部加载及在T梁、箱梁悬臂板上的冲击系数采用0.3。
国际铁路联盟（UIC） 80kN/m 250
0.8
250
1.6 1.6
250
1.6
250kN
0.8
80kN/m
UIC活载图式
（二） 汽车、平板挂车和履带车荷载
-旧公路标准
设计荷载 大量、经常出现的汽车荷载，以车队形式排列。 汽—10级、汽—15级、汽—20级、汽—超20级 验算荷载
偶然、个别出现的平板挂车或履带车。 挂—80、挂—100、挂—120、履带—50
②
钢板梁及钢桁梁
1.176 1＋＝ 1.000＋ l 0.2
③
实腹钢筋混凝土拱和石砌拱桥
6 1＋＝ 1＋ 30 l
41 h 2
④
空腹钢筋混凝土无铰拱桥和系杆拱桥
15 1 0.4l / f 1＋＝ 1＋ 100 l1
空腹有铰拱桥