桥梁的设计荷载-

1、地震力的考虑 计算方法：静力法、反应谱理论，动态时程分析
F k h W
反应谱理论
W F m g max khW g max g
静力法
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第四节 偶然荷载
1、地震力的考虑
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第四节 偶然荷载
1、地震力的考虑
的基本代表值，其值可根据作用在设计基准期内最大值概
率分布的某一分位值确定。 3.作用准永久值（Quasi-permanent value of an action）一 种可变作用代表值，作用概率分布的0.5分位值，用于正常 使用极限状态长期效应组合设计（经常出现者） 足够长的
观测期内
第一节 作用分类和作用代表值
偶然 作用
结构使用期内发生概 率很小，但出现后影 响很大、持续时间又 很短的作用
地震作用 船、车撞击 作用
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《规范》
第一节 作用分类和作用代表值
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二. 作用代表值
1.作用代表值（Representative value of an action）结构或 构件设计时，针对不同设计目的所采用的各种作用规定值， 包括作用标准值、准永久值和频遇值。 2.作用标准值（Characteristic value of an action）各种作用
二. 作用代表值
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3.作用频遇值（Frequent value of an action）一种可变作用 代表值，作用概率分布的0.95分位值，用于正常使用极限
状态短期效应组合设计（频繁出现且量值较大者）足够长
的观测期内
4.设计基准期（Design reference period）在进行结构可靠 性分析时，考虑持久设计状态下各项基本变量与时间关系 所采用的基准时间参数。100年，与寿命的关系
第一节 作用分类和作用代表值
一. 作用分类
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（铁路）桥梁荷载 主力 恒载 活载 附加力 特殊荷载
永久作用（Permanent action） 可变作用（Variable action）
偶然作用（Accidental action）
第一节 作用分类和作用代表值
永久 作用
第三节 可变作用
2、公路车辆荷载
公路-Ⅱ级 公路- Ⅱ级
汽车荷载由车道荷载和车辆荷载组成。 车道荷载由长度不限的均布荷载和一个集中荷载组成。
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第三节 可变作用
2、公路车辆荷载
车辆荷载的立面布置
车辆荷载的平面布置
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第三节 可变作用
2、公路车辆荷载
2、船舶撞击力的考虑
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第四节 偶然荷载
2、船舶撞击力的考虑
防撞措施
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第四节 偶然荷载
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一、作用效应组合
结构上几种作用分别产生的效应的叠加
第五节 作用效应组合
二、作用效应组合的原则
依据 参照相关设计规范要求进行组合
方法
必需考虑各种作用效应的取舍以及它们同时作用的可能性
目的
以桥梁在施工和运营时可能处于最不利的受力状态为原则
三、公路桥梁作用效应组合
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相关术语解释
承载能力极限状态 A.设计中结构的状态 正常使用极限状态
第五节 作用效应组合
公路桥采用基于结构可靠性理论的极限状态设计方法。应考虑结构可能
4.预应力混凝土桥梁，在检算结构的使用性能（如混凝土 应力）时，预加应力当视为恒载；在检算结构的承载能力 （如抗弯强度）时，预加应力不作为恒载，但把预应力钢 筋视为结构抗力的一部分，但在连续梁等超静定结构中， 仍需考虑其次效应。
5.在外部超静定的混凝土桥梁结构中，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，其对
1、铁路列车活载
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第三节 可变作用
1、铁路列车活载
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考察我国目前实际运行的列车及其发展趋势，可以
第三节 可变作用
1、铁路列车活载
看出， 1975 年制订的中－活载标准已不太适用。例如，
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。根据这些情况
第一节 作用分类和作用代表值
1.永久作用－标准值
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2.可变作用－根据不同的极限状态和组合方式分别采用标 准值、频遇值或准永久值作为其代表值。 承载能力极限状态－标准值 按弹性阶段计算结构强度－标准值
二. 作用代表值
正常使用状态按短期效应组合设计－频遇值
频遇值－标准值乘以频遇值系数φ1 正常使用状态按长期效应组合设计－准永久值 准永久值－标准值乘以准永久值系数φ2 3.偶然作用－标准值
作用短期效应组合（Combination
for short-term action effects） 正常使用极限状态设计时，永久作用标准值效应与可变作用频 遇值效应的组合
作用长期效应组合（Combination
for long-term action effects） 正常使用极限状态设计时，永久作用标准值效应与可变作用准 永久值效应的组合
同时出现的作用，分别按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行作用 效应组合，取其最不利效应组合进行设计。
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B.作用效应 作用设计值效应＝作用标准值效应×作用效应分项系数
作用效应（Effect
第五节 作用效应组合
相关术语解释
of an action）结构对所受作用的反应，如弯 矩、位移等（通过结构分析得到） 作用效应设计值（Design value of an action effect）作用标准值 效应与分项系数的乘积。 分项系数（Partial safety factor）为保证结构具有规定的可靠度 而在设计表达式中采用的系数，分为作用分项系数和抗力分项系 数。 –对公路桥，作用分项系数是显式的，在作用组合时采用；抗 力分项系数是隐式的，包含在材料强度取值中。 –对铁路桥，无分项系数，各荷载效应直接组合，结构安全度 包含在材料强度取值和单一安全系数K中。
第三节 可变作用
八、流水压力、冰压力和支座摩阻力
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第三节 可变作用
八、流水压力、冰压力和支座摩阻力
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第三节 可变作用
八、流水压力、冰压力和支座摩阻力
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第三节 可变作用
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第四节 偶然荷载
第三节 可变作用
五、风荷载
当风以一定速度运动并受到桥梁阻碍时，桥梁就承受到风压。
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第三节 可变作用
六、车辆制动力
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第三节 可变作用
七、温度作用
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第三节 可变作用
八、流水压力、冰压力和支座摩阻力
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2.土的重力及土侧压力计算涉及结构型式、填料性质、墩 台位移和地基变形，也与气象、水文和外加荷载等因素有 关
3.水浮力指由地表水或地下水通过地基土壤的孔隙而传递
给建筑物基础底面的（由下而上的）水压力；对位于碎石
类土、砂类土、粘砂土等透水性地基上的墩台，需在设计
中考虑水浮力。
第二节 永久作用
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2. 作用效应组合的不同方法
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第五节 作用效应组合
作用效应基本组合（Fundamental
combination for action effects）承载能力极限状态设计时，永久作用设计值效应与可 变作用设计值效应的组合
作用效应偶然组合（Accidental
combination for action effects） 承载能力极限状态设计时，永久作用标准值效应与可变作用标 准值效应、一种偶然作用标准值效应的组合
结构重力＝结构体积与材料容重（重力密度）的乘积 在确保结构安全的前提下，减小结构自重是设计的目标。
第二节 永久作用
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位于水中的构造均会受到水的浮力作用
第二节 永久作用
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预应力
＋
第二节 永久作用
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第三节 可变作用
可以认为，我国新的列车活载标准应与国际铁路联盟
（UIC）制订的活载标准较为一致。
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第三节 可变作用
2、公路车辆荷载
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新的汽车荷载分为：公路-Ⅰ级、公路-Ⅱ级
公路等级 高速公路 汽车荷载 公路-Ⅰ级 等级 一级公路 公路-Ⅰ级 二级公路 三级公路 四级公路 公路- Ⅱ级
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第三节 可变作用
2、公路车辆荷载
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车辆活载以一定的速度在桥上行驶时，会使桥梁发生振动，
第三节 可变作用
二、冲击力
产生动力作用。这种动力作用会使桥梁的内力和变形较静活
载作用时大。这种现象就称之为冲击作用。冲击作用的大小
采用冲击力来加以衡量。
结构的影响也是长期的。
第二节 永久作用
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附属结构（铺装、护栏等）附加的重量，二期恒载
受力结构（梁）自身的重量，一期恒载
混凝土的收缩徐变会产生变形， 超静定结构中还会产生内力。 土对下部结构的侧压力及重力 超静定结构中基础变位会产生内力
12
第二节 永久作用
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结构使用期内量值不 变或变化很小的作用
预应力
——————————————— 结构重力 结构附属部分的重力
土的重力及侧压力 水的浮力
一. 作用分类
收缩徐变 基础变位
汽车荷载
可变 作用
结构使用期内量值随 时间变化，且变化值 与平均值相比不可忽 略的作用
汽车冲击力 人群荷载 风荷载 温度作用
汽车离心力 汽车制动力 汽车产生的土压力 流水（冰）压力
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一、车辆活载 车辆活载指桥梁承受的机动交通活载。对铁路 桥，指列车活载；对公路桥，指汽车、挂车、履带
车等。车辆荷载的种类繁多，因此，需要对车辆荷
载进行调查分析和综合概括，并按照安全、适用和
经济的原则，确定出设计采用的标准活载。
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第三节 可变作用
对大跨度的斜拉桥、悬索桥以及高耸的桥塔和桥墩等，尤其 如此。 顺风向风压和横风向风压 顺风向：平均风压和脉动风压 Fwh k0k1k3Wd Awh 公路桥横桥向风荷载按下式计算 Fwh——横桥向风荷载标准值（kN） Wd——设计基准风压 （kN/m2） k0—— 设计风速重现期换算系数 k1—— 风载阻力系数 k3—— 地形、地理条件系数 铁路桥的风荷载计算按《铁路桥涵设计基本规范》 （TB10002.1—99）办理。
桥梁工程概论
第三章 桥梁的设计作用（荷载）
第三章 桥梁的设计荷载
第一节 作用分类和作用代表值 施加在结构上的力 作 用
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直接பைடு நூலகம்用
又称为“荷载”
引起结构外加变形、 约束改变的原因
间接作用 弯矩 轴力
作 用 效 应
结构内力的反应 结构对所受作用 的反应
剪力 扭矩
结构位移的反应
第二节 永久作用
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作用于桥梁上部结构的恒载－结构的重力和附属 设备等外加重力； 作用在桥梁下部结构的恒载－由支座传递的上部 结构的重力、墩台本身的重力、土压力和水压（浮） 力等。
1.结构重力＝结构体积与材料容重（重力密度）的乘积
第二节 永久作用
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设计方法
第五节 作用效应组合
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第四节 偶然荷载
1、地震力的考虑
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第四节 偶然荷载
1、地震力的考虑
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第四节 偶然荷载
2、船舶撞击力的考虑
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第四节 偶然荷载
2、船舶撞击力的考虑
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第四节 偶然荷载
在设计中，引入冲击系数（1+）。当竖向活载包括冲击力
时，系指将汽车荷载标准值乘以冲击系数（1+）。
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第三节 可变作用
二、冲击力
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第三节 可变作用
三、离心力
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第三节 可变作用
四、人群荷载
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