新旧规范桥梁设计荷载讲解
桥梁设计新旧规范对比 LUK
《桥梁设计新旧规范对比》文章简介：一、材料强度取值预应力混凝土连续梁桥主要采用强度较高的混凝土、普通钢筋和预应力钢筋，三种材料在新旧规范中在种类和强度方面与旧规范有区别。
（一一、材料强度取值预应力混凝土连续梁桥主要采用强度较高的混凝土、普通钢筋和预应力钢筋，三种材料在新旧规范中在种类和强度方面与旧规范有区别。
（一）混凝土强度取值旧规范混凝土标号为边长200mm的立方体试件，标准值取85％保证率的抗压强度，新规范混凝土强度等级是边长为150mm的立方体试件，具有95％保证率的抗压强度标准值。
与旧规范相比．新规范相应混凝土强度取值降低，说明对混凝土的要求有一定提高。
并且将混凝土的强度等级拓宽到。
（二）普通钢筋强度取值新规范选用的钢筋来自最新国家标准．钢筋抗拉强度标准值应具有不小于95％的保证率。
与旧规范相比．相应钢筋强度取值稍有增加。
新规范对混凝土与钢筋材料强度的保证率统一为95％．更加科学、合理。
新规范取消了原标准（原IV级）钢筋，新规范提出了冷轧带肋钢筋仅用于按构造要求配置的钢筋网。
（三）预应力钢筋强度取值新规范以采用钢绞线和钢丝为主，精轧螺纹钢仅适用于中、小构建或者竖、横钢筋。
旧规范冷拉钢筋一律取消。
对旧规范中的七根钢丝捻制成的钢绞线的公称直径d=9.5、11.1、12.7、15.2mm。
对于钢丝增加了螺旋肋钢丝，公称直径d=4~9mm，预应力钢绞线和钢丝分为I级松弛（普通松弛）和II级松弛（低松弛）。
钢绞线和钢丝的抗拉强度标准值，取自现国家标准规定的极限抗拉强度。
按照最新国家标准的规定，钢绞线和钢丝的条件屈服点为其抗拉强度的0.85倍，考虑旧规范钢绞线和钢丝的安全系数在设计强度基础上再取1.25，因此新规范钢绞线和钢丝的抗拉强度设计值取为，即将其抗拉强度标准值除以材料分项系数而得。
二、汽车荷载新规范将汽车作用分为公路I级和公路II级．结构整体计算采用车道荷载模式．局部分析计算采用车辆荷载模式．替代了旧规范中的的汽车超20级和汽车20级。
新旧规范中的汽车荷载比较
新旧规范中的汽车荷载比较Prepared on 24 November 2020新旧规范中的汽车荷载比较前言：我国公路桥梁结构设计采用的汽车荷载标准长期以来采用汽车车队的形式，计算荷载和验算荷载相结合的模式。
原规范将汽车荷载划分为汽车—超20级、汽车—20级、汽车—15级、汽车—10级共四个等级，并且每个等级规定了验算荷载——挂车和履带车荷载；而新规范只将汽车荷载分为公路—I级和公路—II 级两个等级，取消了原规范规定的汽车—15级和汽车—10级汽车荷载，并且不考虑验算荷载。
公路—I级相当于原规范的汽车—超20，公路—II级相当于原规范的汽车—20级。
两者对简支梁的内力有什么区别，我们接下来就来分析这个问题。
正文：新旧规范汽车荷载对简支梁产生的内力主要体现在两个方面：1.汽车荷载的计算图式不同。
原规范汽车荷载的计算图式是以一辆加重车和具有规定间距的若干辆标准车组成的车队表示的。
新规范采用车道荷载即由均布荷载和集中荷载组成的图式。
2.冲击系数不同。
旧规范近似地认为冲击力与计算跨径成反比，并与桥梁的结构形式有关。
而新规范采用了结构基频来计算桥梁结构的冲击系数。
一．跨径20米的简支梁的内力分析。
下面以混凝土简支梁为研究对象，分析新旧规范标准汽车荷载效应的差别。
该桥标准跨径20m，主梁全长，计算跨径，桥面净空为净—7m+2×。
主梁结构尺寸如下图示。
设计荷载分别采用《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）采用的公路—I 级、公路—II级与《公路桥涵设计通用规范》（JTJ 021-85）采用的汽车—超20级、汽车—20级进行对比分析。
（一）.新桥规计算的荷载效应根据上节中主梁结构纵、横截面的布置，取用其的一根主梁计算其各控制截面的汽车荷载效应。
汽车荷载效应计算按《公路桥涵通用设计规范》（JTG D60-2004）条规定，简支梁结构的冲击系数由下式计算：介于和14HZ之间，冲击系数按下式计算：汽车荷载效应计算结果见下表：汽车一级荷载：汽车二级荷载：（二）．按照旧桥规计算的荷载效应汽车荷载效应计算：在汽车荷载效应计算中，直接用规范中采用的标准汽车荷载在主梁上加载，从而计算出主梁各控制截面（支点、四分点和跨中截面）的最大弯矩和剪力效应。
道路与桥梁工程中的荷载规范要求
道路与桥梁工程中的荷载规范要求在道路与桥梁工程中，荷载规范要求是至关重要的。
荷载规范是指针对不同类型的交通工具、载重条件和路况等因素而设定的一系列要求，旨在确保道路与桥梁结构的安全性和可靠性。
本文将从不同类型的荷载、荷载规范的制定和应用等方面进行讨论。
一、道路与桥梁工程中的荷载类型道路与桥梁工程中所承受的荷载类型多种多样，包括动态荷载和静态荷载。
动态荷载是指交通工具在行驶过程中所产生的载荷，如车辆重量及其运动引起的荷载。
静态荷载是指静止在桥梁上的荷载，如自身重量、雪、风等。
根据实际应用情况，道路与桥梁工程中的荷载可以分为移动荷载和静止荷载。
移动荷载主要包括汽车、卡车、公交车、火车等交通工具所产生的荷载，其特点是载荷大小和分布位置会随车辆类型和载重情况而变化。
静止荷载则是针对特定情况下的桥梁结构所考虑的设计荷载，如桥上设备、修建物的自重以及雪、风等自然因素所带来的荷载。
二、荷载规范的制定荷载规范的制定是基于大量的实测数据和工程经验，并结合结构设计的安全性要求以及国家法规进行的综合分析和研究。
荷载规范通常由国家或地区的交通运输主管部门制定，并定期修订与更新。
荷载规范的制定过程中需要考虑多种因素，如交通工具的类型、载重情况、行驶速度、道路和桥梁的状态等。
同时，还需要考虑到不同结构材料的特性以及工程的寿命和维护情况。
制定荷载规范的目的是为了保证道路与桥梁结构的安全可靠性，同时兼顾经济性和环境可持续性。
三、荷载规范的应用荷载规范的应用在道路与桥梁工程中具有重要的意义。
合理应用荷载规范可以确保工程的结构稳定性和安全性，减少事故和故障的发生，同时也能降低工程的维护成本。
在实际的工程设计中，工程师需要根据具体情况选择适用的荷载规范，并结合工程要求进行计算和分析。
对于不同的工程类型和使用环境，荷载规范的应用也会有所不同。
严格按照规范要求进行设计和施工，可以保证工程的性能达到预期要求，并且具有一定的抗灾能力。
四、荷载规范的更新和发展随着交通运输行业的发展和技术的进步，荷载规范也在不断更新和发展。
新、旧《公路桥涵设计通用规范》中汽车荷载作用的比较分析
新、旧《公路桥涵设计通用规范》中汽车荷载作用的比较分析刘兵;潘芳【摘要】2015年实施的《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2015)将各等级公路的设计荷载及安全等级等进行重新修订.修订后原有部颁空心板通用图在新标准下适用度及已建的各等级公路中小跨度桥梁安全度,一直被设计者和桥梁管养部门所关心.文章以部颁的10m、13m、16m、20 m标准跨径的部分预应力混凝土空心板为研究对象,通过对比空心板跨中承载能力的变化,评价已建成的中、小跨径空心板安全度.研究表明10m、13m跨径空心板的部分中、边板通用图已不能适应新规范的变化;已建成的二、三、四级公路上的中桥及二级公路上的小桥的承载能力已无法满足新规范的要求.【期刊名称】《现代交通技术》【年(卷),期】2017(014)003【总页数】5页(P57-61)【关键词】桥梁工程;设计规范;车道荷载;承载能力【作者】刘兵;潘芳【作者单位】中设设计集团股份有限公司,江苏南京210004;江苏东交工程设计顾问有限公司,江苏南京210002【正文语种】中文【中图分类】U441+.2随着公路桥梁的大规模建设，已使用了11年的《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60—2004）（以下简称《老规范》）进行了修订，新规范（JTG D60—2015）于2015-12正式实施［1-2］，《新规范》从以下几个方面对《老规范》进行了补充和修改：（1）增加了桥涵结构的设计使用年限规定，有利于提升公路桥涵耐久性，促进行业可持续发展；（2）明确了各类公路桥涵结构设计安全等级，对除特大桥外的其他公路桥涵设计安全等级的要求加以提高；（3）改进了作用组合分类及计算方法；（4）调整了公路桥梁设计汽车荷载标准。
设计使用年限是体现桥涵结构耐久性的重要指标，美国、英国、新西兰和日本等多国的桥梁设计规范对桥梁设计使用年限均有明确的规定［3］。
日本提出桥梁的设计使用年限大约为100年；英国规定桥梁的设计年限为120年；美国要求对桥梁的设计使用年限不少于75～100年；欧洲共同体在桥梁设计规范中规定桥梁的设计使用年限为100年。
桥梁工程设计荷载车辆荷载等
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。
ห้องสมุดไป่ตู้
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
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。
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。
（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
桥梁设计荷载解读PPT课件
设
1、汽车荷载
计
2、汽车冲击力
荷
3、离心力
载
4、人群荷载
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§3.2 可变荷载
基本可变荷载
桥
梁
公路桥梁基本可变荷载（活载）
设
1、汽车荷载
计
2、汽车冲击力
荷
3、离心力
载
4、人群荷载
5、车辆荷载引起的土的侧压力
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§3.2 可变荷载
基本可变荷载
桥
梁
公路桥梁其他可变荷载
设
1、制动力
※ 纵向折减 原因：桥跨越长，全桥达到高密度和重载的概率越小，当跨度>150m时进行纵向折减。 纵向折减系数：表。 方法：多跨连续结构时，按最大计算跨径考虑。
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§3.2 可变荷载
基本可变荷载
桥
梁
公路桥梁基本可变荷载（活载）
设
1、汽车荷载
计
2、汽车冲击力
荷
* 原因：桥面不平整 车轮不圆
设
1、汽车荷载
计 荷
2、汽车冲击力
* μ与桥梁基频 f 有关
μ的计算宜采用有限元法（有限元软件）计算
载
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§3.2 可变荷载
基本可变荷载
桥
梁
公路桥梁基本可变荷载（活载）
设
1、汽车荷载
计
2、汽车冲击力
荷
3、离心力
载
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§3.2 可变荷载
基本可变荷载
桥
梁
公路桥梁基本可变荷载（活载）
载
梁的对相应纵横向设计荷载作了折减。
车辆动载过桥会引起桥梁振动，造成内力增大，桥梁规范用冲击系数考 虑这一因素的影响，不同的桥梁规范有不同的规定。
桥梁的设计荷载
桥梁的设计荷载2.1.1 公路桥涵的汽车荷载《公路桥涵设计通用规范》（JDG D60-2004）将公路桥梁汽车荷载分为公路-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。
车道荷载的计算图式如图2-3所示。
图2-3 公路桥梁车道荷载公路-Ⅰ级车道荷载的均布荷载标准值为＝10.5kN/m，集中荷载标准值按表 2-4选取：k q k P 表2-4 公路桥梁集中荷载标准值计算跨径集中荷载标准值k P 备注5m ≤L480kN m 305m <<L采用直线内插求得50m ≥L360kN计算剪力效应时，上述荷载标准值应乘以1.2的系数。
公路-Ⅱ级车道荷载的均布荷载标准值和集中荷载标准值为公路-Ⅰ级车道荷载的0.75倍。
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，集中荷载标准值只作用于相应影响线中一个影响线峰值处。
k q k P 公路桥梁车辆荷载的立面、平面尺寸如图2-4，其主要技术指标规定如表2-5。
公路-Ⅰ级和公路-Ⅱ级汽车荷载采用相同的车辆荷载标准值。
(a) 立面 (b) 平面 图2-4 公路桥梁车辆荷载布置图(单位：kN.m) 表2-5 公路桥梁车辆荷载主要技术指标项 目 单 位 技 术 指 标项 目 单 位 技 术 指 标车辆重力标准值 kN 550 轮距m 1.8 前轴重力标准值 kN 30 前轮着地宽度及长度 m 0.3×0.2 中轴重力标准值kN2×120中、后轮着地宽度及长度m0.6×0.2后轴重力标准值kN 2×140 车辆外形尺寸(长×宽)m 15×2.5轴距m3+1.4+7+1.4公路工程技术旧标准中把大量、经常出现的汽车荷载排列成车队形式，作为设计荷载，把偶然、个别出现的平板挂车和履带车作为验算荷载。
新旧规范中的汽车荷载比较
新旧规范中的汽车荷载比较前言：我国公路桥梁结构设计采用的汽车荷载标准长期以来采用汽车车队的形式，计算荷载和验算荷载相结合的模式。
原规范将汽车荷载划分为汽车—超20级、汽车—20级、汽车—15级、汽车—10级共四个等级，并且每个等级规定了验算荷载——挂车和履带车荷载；而新规范只将汽车荷载分为公路—I级和公路—II 级两个等级，取消了原规范规定的汽车—15级和汽车—10级汽车荷载，并且不考虑验算荷载。
公路—I级相当于原规范的汽车—超20，公路—II级相当于原规范的汽车—20级。
两者对简支梁的内力有什么区别，我们接下来就来分析这个问题。
正文：新旧规范汽车荷载对简支梁产生的内力主要体现在两个方面：1.汽车荷载的计算图式不同。
原规范汽车荷载的计算图式是以一辆加重车和具有规定间距的若干辆标准车组成的车队表示的。
新规范采用车道荷载即由均布荷载和集中荷载组成的图式。
2.冲击系数不同。
旧规范近似地认为冲击力与计算跨径成反比，并与桥梁的结构形式有关。
而新规范采用了结构基频来计算桥梁结构的冲击系数。
一．跨径20米的简支梁的内力分析。
下面以混凝土简支梁为研究对象，分析新旧规范标准汽车荷载效应的差别。
该桥标准跨径20m，主梁全长19.96m，计算跨径19.50m，桥面净空为净—7m+2×1.75m。
主梁结构尺寸如下图示。
设计荷载分别采用《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）采用的公路—I级、公路—II级与《公路桥涵设计通用规范》（JTJ 021-85）采用的汽车—超20级、汽车—20级进行对比分析。
（一）.新桥规计算的荷载效应根据上节中主梁结构纵、横截面的布置，取用其的一根主梁计算其各控制截面的汽车荷载效应。
汽车荷载效应计算按《公路桥涵通用设计规范》（JTG D60-2004）4.3.2条规定，简支梁结构的冲击系数由下式计算：介于1.5HZ和14HZ之间，冲击系数按下式计算：汽车荷载效应计算结果见下表：（二）．按照旧桥规计算的荷载效应汽车荷载效应计算：在汽车荷载效应计算中，直接用规范中采用的标准汽车荷载在主梁上加载，从而计算出主梁各控制截面（支点、四分点和跨中截面）的最大弯矩和剪力效应。
新旧规范中的汽车荷载比较
新旧规范中的汽车荷载比较前言：我国公路桥梁结构设计采用的汽车荷载标准长期以来采用汽车车队的形式，计算荷载和验算荷载相结合的模式。
原规范将汽车荷载划分为汽车—超20级、汽车—20级、汽车—15级、汽车—10级共四个等级，并且每个等级规定了验算荷载——挂车和履带车荷载；而新规范只将汽车荷载分为公路—I级和公路—II级两个等级，取消了原规范规定的汽车—15级和汽车—10级汽车荷载，并且不考虑验算荷载。
公路—I级相当于原规范的汽车—超20，公路—II级相当于原规范的汽车—20级。
两者对简支梁的内力有什么区别，我们接下来就来分析这个问题。
正文：新旧规范汽车荷载对简支梁产生的内力主要体现在两个方面：1.汽车荷载的计算图式不同。
原规范汽车荷载的计算图式是以一辆加重车和具有规定间距的若干辆标准车组成的车队表示的。
新规范采用车道荷载即由均布荷载和集中荷载组成的图式。
2.冲击系数不同。
旧规范近似地认为冲击力与计算跨径成反比，并与桥梁的结构形式有关。
而新规范采用了结构基频来计算桥梁结构的冲击系数。
一．跨径20米的简支梁的内力分析。
下面以混凝土简支梁为研究对象，分析新旧规范标准汽车荷载效应的差别。
该桥标准跨径20m，主梁全长19.96m，计算跨径19.50m，桥面净空为净—7m+2×1.75m。
主梁结构尺寸如下图示。
设计荷载分别采用《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）采用的公路—I级、公路—II级与《公路桥涵设计通用规范》（JTJ 021-85）采用的汽车—超20级、汽车—20级进行对比分析。
（一）.新桥规计算的荷载效应根据上节中主梁结构纵、横截面的布置，取用其的一根主梁计算其各控制截面的汽车荷载效应。
汽车荷载效应计算按《公路桥涵通用设计规范》（JTG D60-2004）4.3.2条规定，简支梁结构的冲击系数由下式计算：介于1.5HZ和14HZ之间，冲击系数按下式计算：汽车荷载效应计算结果见下表：汽车一级荷载：汽车二级荷载：（二）．按照旧桥规计算的荷载效应汽车荷载效应计算：在汽车荷载效应计算中，直接用规范中采用的标准汽车荷载在主梁上加载，从而计算出主梁各控制截面（支点、四分点和跨中截面）的最大弯矩和剪力效应。
新旧规范中的汽车荷载比较
新旧规范中的汽车荷载比较前言：我国公路桥梁结构设计采用的汽车荷载标准长期以来采用汽车车队的形式，计算荷载和验算荷载相结合的模式。
原规范将汽车荷载划分为汽车—超20 级、汽车—20级、汽车—15 级、汽车—10级共四个等级，并且每个等级规定了验算荷载——挂车和履带车荷载；而新规范只将汽车荷载分为公路—I 级和公路—II 级两个等级，取消了原规范规定的汽车—15级和汽车—10 级汽车荷载，并且不考虑验算荷载。
公路—I 级相当于原规范的汽车—超20，公路—II 级相当于原规范的汽车—20 级。
两者对简支梁的内力有什么区别，我们接下来就来分析这个问题。
正文：新旧规范汽车荷载对简支梁产生的内力主要体现在两个方面：1.汽车荷载的计算图式不同。
原规范汽车荷载的计算图式是以一辆加重车和具有规定间距的若干辆标准车组成的车队表示的。
新规范采用车道荷载即由均布荷载和集中荷载组成的图式。
2.冲击系数不同。
旧规范近似地认为冲击力与计算跨径成反比，并与桥梁的结构形式有关。
而新规范采用了结构基频来计算桥梁结构的冲击系数。
一．跨径20 米的简支梁的内力分析。
下面以混凝土简支梁为研究对象，分析新旧规范标准汽车荷载效应的差别。
该桥标准跨径20m,主梁全长19.96m,计算跨径19.50m,桥面净空为净一7m+2X1.75m。
主梁结构尺寸如下图示。
设计荷载分别采用《公路桥涵设计通用规范》 (JTG D60-2004)采用的公路—I 级、公路—II 级与《公路桥涵设计通用规范》 (JTJ 021-85)采用的汽车—超20 级、汽车—20 级进行对比分析。
(一).新桥规计算的荷载效应根据上节中主梁结构纵、横截面的布置, 取用其的一根主梁计算其各控制截面的汽车荷载效应。
汽车荷载效应计算按《公路桥涵通用设计规范》( JTG D60-2004) 4.3.2 条规定,简支梁结构的冲击系数由下式计算：介于1.5HZ 和14HZ 之间,冲击系数按下式计算：汽车荷载效应计算结果见下表：（二）.按照旧桥规计算的荷载效应汽车荷载效应计算：在汽车荷载效应计算中，直接用规范中采用的标准汽车荷载在主梁上加载，从而计算出主梁各控制截面（支点、四分点和跨中截面）的最大弯矩和剪力效应。
桥梁的设计荷载及荷载组合
桥梁的设计荷载及荷载组合（1）如图:一、桥梁的设计荷载选定荷载和进行荷载分析是比结构分析更为重要的问题。
因为它关系到桥梁结构在它的设计使用期限内的安全和桥梁建设费用的合理投资。
近年来，由于交通量的不断增加，大型超重车辆的不断出现，风载、地震荷载的重要性愈显突出等，导致实际与可能作用在桥梁结构上的荷载越来越复杂，这就为桥梁荷载的选定和分析造成了困难，常因初始设计荷载选定的滞后，而造成桥梁早期破坏或加固。
我国现行的公路桥涵设计通用规范（JTJ021-85）中，将作用在桥梁上的荷载分为三大类：1．永久荷载（恒载）在设计使用期内，其值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计的荷载。
它包括结构重力、预加应力、土的重力及侧压力、混凝土收缩及徐变影响力，基础变位影响力和水的浮力。
2．可变荷载（活载）在设计使用期内，其值随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略的荷载。
按其对桥涵结构的影响程度，又分为基本可变荷载和其他可变荷载。
基本可变荷载包括汽车荷载及其引起的冲击力，平板挂车（或履带车）荷载，人群荷载，离心力，以及所有车辆所引起的土侧压力。
其他可变荷载包括汽车制动力，风力，流水压力，冰压力，温度影响力和支座摩阻力。
3．偶然荷载在设计使用期内，不一定出现，但一旦出现其值很大且持续时间较短的荷载，它包括船只或漂浮物撞击力，地震作用。
下面具体讲述各种荷载的意义：（一）永久荷载结构物的重力及桥面铺装、附属设备等外加重力均属结构重力，可按照结构的实际体积或设计时所假定的体积与材料密度计算。
作用在墩台上的土重力，土侧压力可参照《公路桥涵通用规范》（JTJ021-85）附录一、二和《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85）附录二中规定计算。
对于预应力混凝土结构，预加应力在结构使用阶段设计时，应作为永久荷载计算其效应，计算时应考虑相应阶段的预应力损失；在结构承载能力极限状态设计时，预应力不作为荷载，而将预应力筋作为普通钢筋计入结构抗力。
[PPT]桥梁工程设计荷载超全讲解(57页 配图丰富)
![[PPT]桥梁工程设计荷载超全讲解(57页 配图丰富)](https://img.taocdn.com/s3/m/6b400e93b0717fd5360cdcf5.png)
施加在结构上的力 引起结构外加变形、 约束改变的原因
直接作用（荷载） 间接作用
结构内力的反应 结构对所受作用的反应 结构变位的反应
公路、铁路桥梁作用分类对比
公 路 桥 梁
永久作用 可变作用 偶然作用 恒载 活载+附加力 特殊荷载
作用 永久 作用
偶然 作用
铁 路 桥 梁
可变 作用
结构使用期
公路桥梁各作用随时间变化的性质（示意）
公路－I级 公路－I级 公路－II 级
车道荷载
公路－I级PK
• PK＝360kN，LK≤5m • PK＝180kN，LK≥50m • PK值采用直线内插法确定，5m＜LK＜ 50m时， • 计算剪力效应时，PK应乘以系数1.2 • qK＝10.5kN/m
• 公路—II级的均布荷载标准值qK和集中荷 载标准值PK均按公路—Ⅰ级车道荷载的 0.75倍考虑
纵向折减系数 0.97 0.96 0.95 0.94 0.93
均布荷载，可任意截取，同号影响线满布
加载——就是按最不利原则布置车辆活载，通过结构分析计算桥梁活 载效应（内力和变位）的最不利值。
一般做法——先计算结构内力及位移影响线，然后布载并加载。对均 布荷载，为荷载集度与对应区段影响线面积的乘积；对集中荷载，为 荷载大小与对应影响线纵坐标值的乘积。
偶然作用
船只或漂流物撞击作用
汽车撞击作用
冰压力
温度作用
作用标准值
作用频遇值 作用准永久值
用于所有作用 仅用于可变作用
频率（概率密度）
足够长观测 期内的数据 拟合曲线
推算的设计基准期内 最大值概率密度 (部分可变和偶然作用)
作用频遇值 作用准永久值
“频繁出现” 95%概率分位 “经常出现” 50%概率分位
《公路桥梁荷载试验规程》(JTG T J21-01-2015)精华详解
我国桥梁建设基本概况
经过改革开放30多年的发展，我国桥梁建设取得了举世 瞩目的成就。
截至2015年底，我国仅公路桥梁总数已近78万座，4592 万延米。
我国已建成的梁桥、拱桥、斜拉桥和悬索桥这四类桥梁 的跨径均居世界同类桥梁前列。
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我国桥梁建设基本概况
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我国桥梁建设基本概况
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我国桥梁建设基本概况
对桥梁结构的实际承载能力做出科学的评估， 为桥梁交（竣）工验收提供重要的科学依据， 为桥梁的管养维护提供合理的建议。
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试验目的与意义 对于新建桥梁 为桥梁顺利的投入运营提供可靠依据 为桥梁的长期监测提供完整的初始指纹数据 为同类型桥梁设计与施工积累实测试验资料
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试验目的与意义
对于采用新结构、新材料、新技术、新工艺等修建的桥梁 通过桥梁荷载试验可以直接测得理论分析与计算所需的 相关参数，建立准确的力学模式 掌握桥梁结构在荷载作用下的实际受力和工作状况，探 索桥梁结构的受力特点 为充实、完善和发展桥梁设计计算理论和施工工艺积累 科学的实践资料
拾振器），用放大特性相同的多路放大器和记录特性相同 的多路记录仪，同时测记各测点的振动响应信号。 II. 将结构分成若干段，选择合适的参考点（不动点），在参 考点和各分界点分别布设测振传感器（拾振器），用放大 特性相同的多路放大器和记录特性相同的多路记录仪，同 时测记各测点的振动响应信号。
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第六部分
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荷载试验流程
现场实施阶段主要包括： 现场准备（测点与载位布置、仪器设备安装与调试等） 预加载试验（整个试验观测系统工作状况的检验与调试等
） 正式试验（数据采集、判别与存盘、分级加载、实时监测
等）等工作
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荷载试验流程 试验结果分析阶段主要是： 根据实际加载载重与载位进行理论重计算分析 数据处理与分析 荷载试验报告编制等
新旧规范桥梁设计荷载讲解共97页文档
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新旧规范桥梁设计荷载讲解
21、静念园林好，人间良可辞。 22、步步寻往迹，有处特依依。 23、望云惭高鸟，临木愧游鱼。 24、结庐在人境，而无车马喧；问君 何能尔 ？心远 地自偏 。 25、人生归有道，衣食固其端。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
新旧规范桥梁设计荷载讲解
5.混凝土收缩徐变影响力
在外部超静定结构的混凝土桥梁中，混凝土收缩徐
变影响力是长期存在并起作用的。基础变位一旦发生，
对结构的影响也是长期的。混凝土收缩徐变的计算可按 结构降温考虑，混凝土徐变影响的计算可依据混凝土应
力预徐变变形呈直线关系的假定并确定适当的徐变系数
来进行，基础变位的影响可按工程实际情况加以分析。
四、作用的代表值取用
1 永久作用的标准值，对结构自重（包括结构附加重力），可按结构
构件的设计尺寸与材料单位体积的自重（重力密度）计算确定。
2 可变作用的标准值应按本规范有关章节中的规定采用。 可变作用频遇值为可变作用标准值乘以频遇值系数。可变作用准永 久值为可变作用标准值乘以准永久值系数。 3 偶然作用应根据试验资料，结合工程经验确定其标准值。 4 作用的设计值规定为作用的标准值乘以相应的作用分项系数。
（2）公路车辆荷载
1）概述
2）公路车辆荷载的类型
3）新旧规范公路车辆荷载的类型
4）标准汽车荷载模式
5）车队荷载标准模式的主要不足之处
1）概述
公路车辆荷载是按实际情况（车辆轮轴数目、前后轴间距和轴重， 荷载发展趋势等）进行了标准化的活载。将经常地、大量出现的汽车 排成车队，作为计算荷载（见图3-3和图3-4）；把偶然的个别出现的 平板挂车或履带车作为验算荷载。类似于铁路特种荷载，公路验算荷 载也只对较小跨径的桥梁或局部构件起控制作用。 汽车车队分为汽车-10级、汽车-15级、汽车-20级汽车-超20级4个 等级。汽车车队重由一辆是重车，其余为主车（数量不限）。验算荷 载分为500kN履带车（简称履带-50），800kN、1000kN和1200kN平板挂 车（简称挂-80、简称挂-100、简称挂-120）等4种。履带车载顺桥向 可考虑多辆行驶，但车辆净距不得小于50m；平板挂车则全桥只按一辆 车计算。验算荷载不计冲击力。
桥梁荷载规范
桥梁荷载规范桥梁荷载规范是指为了确保桥梁运行安全和正常使用而制定的一系列规范和标准。
桥梁荷载规范的主要内容包括荷载类型、荷载标准、荷载计算方法等方面。
首先，在桥梁荷载规范中，荷载类型主要包括永久荷载和可变荷载两类。
永久荷载是指对桥梁产生长期作用且保持恒定的荷载，如桥梁自重、路面、护栏等的重量。
可变荷载是指对桥梁产生短期作用且在时间和空间上变化的荷载，如车辆荷载、人行荷载等。
荷载类型的分类对桥梁的设计、建造和维护起到了关键的作用。
其次，桥梁荷载规范中规定了不同类型桥梁的荷载标准。
根据桥梁的不同用途和重要性，将桥梁划分为不同等级，对应不同的荷载标准。
例如，高速公路桥梁、铁路桥梁和市区交通桥梁等分别有不同的荷载标准。
荷载标准的制定考虑了桥梁的结构强度、挠度、稳定性等因素，以确保桥梁在各种荷载作用下的安全性和可靠性。
此外，桥梁荷载规范中还包括了荷载计算方法。
荷载计算是桥梁设计和评估的基础，是确定桥梁结构尺寸和材料的重要依据。
桥梁荷载计算主要分为静态荷载计算和动态荷载计算。
静态荷载计算是指桥梁在静止状态下所受到的各种荷载的计算，包括永久荷载和可变荷载。
动态荷载计算是指桥梁在运行状态下所受到的动态荷载的计算，如车辆行驶时对桥梁产生的摩擦力、惯性力等。
荷载计算方法要求准确、科学，并且考虑到各种不确定因素，以保证桥梁设计的合理性和安全性。
总结起来，桥梁荷载规范是桥梁工程中非常重要的一部分。
它规定了桥梁荷载类型、荷载标准和荷载计算方法，确保了桥梁的设计、建造和使用的安全性和可靠性。
桥梁荷载规范的制定和实施对于保障公众交通安全、促进经济发展、改善民众出行条件等具有重要意义。
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25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
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26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
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27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
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28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
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29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
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30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
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1）公路桥涵结构按承载能力极限状态设计时
（1）基本组合
（2）偶然组合
（1）基本组合 永久作用的设计值效应与可变作用设计值效应相组 合，其效应组合表达式为：
S ud o ( Gi S GiK Q1 S Q1K c Qj S Qjk )
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n
S ud o ( S Gid S Q1d c S Qjd )
构本身的特性、结构所处环境等有关，如地震、基础变位、混凝土收
缩和徐变、温度变化等，它们是间接作用于结构的，如果也称“荷载 ”，容易引起人们的误解。因此，目前国际上普遍地将所有引起结构 反应的原因统称为“作用”, 而“荷载”仅限于表达施加于结构上的 直接作用。
二、作用的分类
编号 作用分类 作用名称
1
桥梁设计荷载讲解
第一节 第二节 第三节 第四节 荷载组合与分类 永久荷载 可变荷载 偶然荷载
第一节
作用分类与组合
一、作用的定义 二、作用的分类 三、作用的取值
四、作用的代表值取用
五、作用效应组合
一、作用的定义
长期以来，我们一般习惯地称所有引起结构反应的原因为“荷载” ，这种叫法实际并不科学和确切。引起结构反应的原因可以按其作用 的性质分为截然不同的两类，一类是施加于结构上的外力，如车辆、 人群、结构自重等，它们是直接施于结构上的，可用“荷载”这一术 语来概括。另一类不是以外力形式施加于结构，它们产生的效应与结
等体积的水重。
位于岩石地基上的基础一般被认为是不透水的，可不 计水浮力；对于碎石类土、砂类土、粘砂土等透水性地基
上的墩台，要计考虑水浮力。
4.预加力 对预应力混凝土桥梁结构，预加力在结构正常使用
极限状态设计和使用阶段构件应力计算时，应作为永久 作用计算其主效应和次效应，计算时应考虑相应阶段的 预应力损失，但不计由于偏心距增大所引起的附加效应； 在结构承载能力极限状态设计时预加应力不作为作用， 而将预应力钢筋作为结构抗力的一部分，但在连续梁等 超静定结构中，仍需考虑预加力的次效应。
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结构重力（包括结构附加重力）
预加应力 土的重力
永久作用（恒载）
土侧压力 混凝土收缩及徐变作用 水的浮力 基础变位作用 汽车荷载 汽车冲击力 汽车离心力 汽车引起的土侧压力
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13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
人群荷载
风荷载
可变作用
汽车制动力 流水压力 冰压力 温度影响力 支座摩阻力（公路桥） 列车横向摇摆力（铁路桥） 冻胀力（铁路桥） 船只或飘流物撞击力
4）多个偶然作用不同时参与组合。 5）钢筋混凝土和预应力混凝土结构在进行结构构件的承载能力极 限状态设计时，可不考虑混凝土收缩和徐变、温度作用效应参与组合 ；基础变位作用是否参与组合视具体情况确定；拱桥仍应考虑混凝土 收缩和徐变、温度作用效应和基础变位作用的组合。
3.作用效应组合的分类 1）公路桥涵结构按承载能力极限状态设计时 2）公路桥涵结构按正常使用极限状态设计时 3）公路桥涵结构效应组合表达式中各种系数的取值 4）公路桥涵结构效应组合表达式 5）注意事项
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偶然作用
地震力
施工荷载（铁路桥
三、作用的取值
公路桥涵设计时，对不同的作用应采用不同的代表值。 1. 永久作用应采用标准值作为代表值。 2. 可变作用应根据不同的极限状态分别采用标准值、 频遇值或准永久值作为其代表值。承载能力极限状态设计及 按弹性阶段计算结构强度时应采用标准值为可变作用的代表 值。正常使用极限状态按短期效应（频遇）组合设计时，应 采用频遇值为可变作用的代表值；按长期效应（准永久）组 合设计时，应采用准永久值为可变作用的代表值。 3 偶然作用取其标准值为代表值。
第三节 可变作用
一、可变作用（活载）的定义 二、可变作用（活载）的类型
一、可变作用（活载）的定义
可变作用是指在设计使用年限内其作用位臵、大 小和方向随时间变化，且其变化值与平均值相比不可 忽略的作用。
二、可变作用（活载）的类型
1.车辆荷载 2.冲击力 3.人群荷载 4.离心力
6.车辆制动力和（列车）牵引力 7.温度作用 8.列车横向摇摆力（铁路） 9.流水压力 10.冰压力 11.支座摩阻力
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3）公路桥涵结构效应组合表达式中各种系数的取值
结构重要性系数，按规范表1.0.9规定的结构设计安全等级采用。 对应于设计安全等级一级、二级和三级分别取1.1、1.0和0.9；
汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）的分项系数，取1.4。当 某个可变作用在效应组合中其值超过汽车荷载效应时，则该作用取代汽 车荷载，其分项系数应采用汽车荷载的分项系数；对专为承受某作用而 设臵的结构或装臵，设计时该作用的分项系数取与汽车荷载同值； 在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）、风 荷载外的其他第j个可变作用效应（含本规范第4.3.5条规定的人行道板 等局部构件和人行道栏杆上的可变作用效应）的分项系数，取1.4，但 风荷载的分项系数取1.1；
4）公路桥涵结构效应组合表达式 1.2*恒荷载+1.4*汽车荷载 1.2*恒荷载+1.4*汽车荷载+0.8*1.4*人群荷载
1.2*恒荷载+1.4*汽车荷载+
0.7*（1.4*人群荷载+1.1*风荷载） 1.2*恒荷载+1.4*汽车荷载 +0.6*（1.4*人群荷载+1.1*风荷载+1.4*土压力） 1.2*恒荷载+1.4*汽车荷载+0.5*（1.4*人群荷载 +1.1*风荷载+1.4*土压力+1.4*汽车制动力）
（2）公路车辆荷载
1）概述
2）公路车辆荷载的类型
3）新旧规范公路车辆荷载的类型
4）标准汽车荷载模式
5）车队荷载标准模式的主要不足之处
1）概述
公路车辆荷载是按实际情况（车辆轮轴数目、前后轴间距和轴重， 荷载发展趋势等）进行了标准化的活载。将经常地、大量出现的汽车 排成车队，作为计算荷载（见图3-3和图3-4）；把偶然的个别出现的 平板挂车或履带车作为验算荷载。类似于铁路特种荷载，公路验算荷 载也只对较小跨径的桥梁或局部构件起控制作用。 汽车车队分为汽车-10级、汽车-15级、汽车-20级汽车-超20级4个 等级。汽车车队重由一辆是重车，其余为主车（数量不限）。验算荷 载分为500kN履带车（简称履带-50），800kN、1000kN和1200kN平板挂 车（简称挂-80、简称挂-100、简称挂-120）等4种。履带车载顺桥向 可考虑多辆行驶，但车辆净距不得小于50m；平板挂车则全桥只按一辆 车计算。验算荷载不计冲击力。
（1）作用短期效应组合 （2）作用长期效应组合
（1）作用短期效应组合 永久作用标准值效应与可变作用频遇值效应相组合 ，其效应组合表达式为：
S sd
S
i 1
m
Gik
j 1
n
1j
S Qjk
（2）作用长期效应组合
永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应相 组合，其效应组合表达式为：
S ld S Gik 2 j S Qjk
5.混凝土收缩徐变影响力
在外部超静定结构的混凝土桥梁中，混凝土收缩徐
变影响力是长期存在并起作用的。基础变位一旦发生，
对结构的影响也是长期的。混凝土收缩徐变的计算可按 结构降温考虑，混凝土徐变影响的计算可依据混凝土应
力预徐变变形呈直线关系的假定并确定适当的徐变系数
来进行，基础变位的影响可按工程实际情况加以分析。
四、作用的代表值取用
1 永久作用的标准值，对结构自重（包括结构附加重力）ห้องสมุดไป่ตู้可按结构
构件的设计尺寸与材料单位体积的自重（重力密度）计算确定。
2 可变作用的标准值应按本规范有关章节中的规定采用。 可变作用频遇值为可变作用标准值乘以频遇值系数。可变作用准永 久值为可变作用标准值乘以准永久值系数。 3 偶然作用应根据试验资料，结合工程经验确定其标准值。 4 作用的设计值规定为作用的标准值乘以相应的作用分项系数。
2）公路车辆荷载的类型
a) 公路—Ⅰ级车道荷载 b)公路—Ⅱ级车道荷载 c)城市桥梁荷载
3）新旧规范公路车辆荷载的类型
汽车荷载等级（97标准） 汽车—超20级、挂车—120 汽车—20级、挂车—100
新标准 公路—Ⅰ级 公路—Ⅱ级
汽车—15级、挂车—80
5.风荷载
1.车辆荷载 （1）列车荷载（铁路） （2）公路汽车荷载 （3）标准荷载的折减 （4）标准荷载加载 （5）标准荷载的等级选定
（1）列车活载
列车活载采用中华人民共和国铁道部标准活载（简称中——活载） 见图3-1。 中——活载象征性的模拟列车载重的情况，普通活载左面5个集中荷 载相当于一台机车的重量，其右侧一段30m长的均布荷载大致与两台煤水 车及另一台机车相当；最右侧的均布荷载表示列车的车辆载重，其长度 不限。对跨度很短的桥，往往由3个轴重所组成的特种荷载控制设计。 对专用线上的铁路桥梁，如矿区铁路桥梁，其活载标准当根据实际 情况确定，并在设计中加以说明。 由于蒸汽机车已停止生产，内燃和电力机车得到广泛应用；货车的 重载轴重时常高于机车的轴重。 我国制定新的列车活载标准应与国际铁路联盟（UIC）制定的活载标 准一致。目前修订工作正在进行。见图3-2
按其产生的条件，分为静土压力、主动土压力和被动土压力。 桥梁下部结构设计时主要用到静土压力、主动土压力。土的侧 压力计算涉及到结构形式、填料性质、墩台位移和地基变形，还与 水文和外加荷载等因素有关。目前按库仑理论推导的公式计算土侧 压力。
3.水浮力
水浮力指由地表水或地下水通过地基土壤的孔隙传递 给建筑物基础底面的水压力，其值等于建筑物所排开的同