桥梁规范关于荷载组合系数取值详细解释
2019[讲稿]桥梁的设计荷载及荷载组合.doc
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。
新旧规范桥梁设计荷载讲解
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
12
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
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。
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 )
i 1 j 2
m
n
S ud o ( S Gid S Q1d c S Qjd )
23
偶然作用地震力Fra bibliotek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。
作用(或荷载)与作用(或荷载)效应组合
表4.3.1-1 各级公路桥涵的汽车荷载等级
三级公路公路 — II级
注: 本表编号1中 , 当钢桥采用钢桥面板时 , 永久作用效应分 项系数取1. 1; 当采用混凝土桥面板时 , 取1.2。
表4. 1.6 永久作用效应的分项系数
混凝土和圬工结构重力(包括附加重力)
对结构的承载能力 有利时
对结构的承载能力 不利时
混凝土和圬工结 构
钢结构重力(包括结构附加重力)
混凝土的收缩及徐变作用
关于公式(4. 1.6- 1) 、(4. 1.6-2) 中的作用效应组合系数ψc, 在多数情况下 , 桥涵结构上往往同时作用多个 荷载 , 但是本规范确定的恒载分项系数、汽车荷载分 项系数以及赖以建立这些系数的可靠度指标 , 是在只 有恒载和汽车荷载作用的最基本组合下确定的 , 当结 构上作用着多于上述荷载时 , 综合荷载效应最大值的 统计规律也发生相应的变化 , 从而影响了结构可靠度 指标和恒载、汽车荷载分项系数的取值 。 因此 , 在保 持可靠度指标、恒载和汽车荷载分项系数不变的情况 下 , 对多个可变荷载参与效应组合时 , 引入其值小于 1.0的荷载效应组合系数ψc对荷载标准值效应作等值折 减 。组合系数γc是针对可变荷载效应的不同比值 , 通过 优化方法确定的 , 它随参与组合的可变荷载的增加而 减小 , 本规范给出的ψc值是经优化计算后适当提高的 数值。
汽车荷载在公路工程结构中通常被视为主导的可变作 用 , 在设计表达式中与永久作用一样单独列出。在桥梁设计中 , 汽车荷载分项系数按不同的作用效应 组合采用 。 当某个可变作用对结构或结构构件确实起 到主导影响(在同类效应中其值超过汽车效应) , 则 其分项系数宜采用该作用效应组合的汽车荷载分项系 数 。对于专为承受某作用而设置的结构或装置 , 如钢 桥的风构 , 设计时风荷载可被视为主导作用 , 其分项 系数取与汽车荷载同值 。但当风荷载参与与其他荷载 组合时 , 以往将该组合作为“ 附加组合 ”考虑 , 同时, 风荷载计入瞬时脉动风压的影响 , 比原规范有较大增 加 , 其分项系数只能取1. 1。
14桥梁设计荷载
数设计值计算。 桥涵结构的重要性系数γ0
注:重要桥梁系指高速公路、一级公路、国防公路及城市附近交通繁忙公路上的桥梁
承载能力极限状态桥涵结构的要性系数γ0注:重要桥梁系指高速公路、一级公路、国防公路及城市附近交通繁忙公路上的桥梁
承载能力极限状态
心力作用。 2.计算: ❖ 车辆荷载(不计冲击力)标准值乘以离心力系数C。离心力
系数按下式计算:
。
汽车荷载引起的土压力
l0
G N
c h
(四)汽车荷载引起的土压力
H1
H2
1.产生原因:
H0
N Ec
a
ET
❖ 车辆荷载作用在桥台台背或路堤挡土墙
d
上,将引起台背填土或挡土墙后填土的
p2 p1
支撑梁
破坏棱体对桥台或挡土墙的土侧压力。
抗震设防要求以地震时地面最大水平加速度的统计值——即地震 动峰值加速度确定。
地震基本烈度与地震动峰值加速度系数的对应关系
偶然作用——船只或漂流物撞击
(二)船只或漂流物撞击力
船只或漂流物撞击力在 有可能的条件下,应采用实 测资料或模拟撞击试验进行 计算,并籍此进行防撞设施 的设计。
内河船舶撞击作用标准值
❖ 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。与行车方向相反。
2.《规范》规定:
①一个设计车道时,按布置在加载长度上汽车重力的 10%计算;
② 但公路-I级汽车荷载制动力标准值不得小于 165kN;
③ 公路-II级不得小于90kN。
汽车荷载制动力
①②多车道时要考虑横向折减,同向行驶双车道的汽 车荷载制动力标准值为一个设计车道制动力标准值 的2倍;同向行驶三车道为一个设计车道的;同向 行驶四车道为一个设计车道的。
桥梁荷载组合
钢筋(拉应力)
σ标施砼压 ≤ 0.8 f施时砼抗压标值
σ标施砼剪 ≤ f施时砼抗拉标值 ≤ 0.25 f 时, 构造配箍
σ标钢筋拉 ≤ 0.75 f钢筋抗拉标值
混凝土(压应力) σ标施砼压 ≤ 0.7 f施时砼抗压标值
混凝土(拉应力) σ标施砼剪 ≤ 1.5 f施时砼抗拉标值
组合 II: 短期效应组合;按规范 JTG D60-2004 第 4.1.7 条规定
Ssd
= (S自重K
+ S预K
+ S收徐K
+
S变位K
)
+
(0.7
S汽冲K 1+ µ
+ 0.8S温梯K
+ 0.75S风K
+1.0S人行K
+1.0S温度K
+1.0S其他可变K)
组合 III:长期效应组合;按规范 JTG D60-2004 第 4.1.7 条规定;
Sld
= (S自重K
+ S预K
+ S收徐K
验算要求: S抗力 ≥1.1Sud
3.2 正常使用极限状态内力组合(弹性范围、线性计算) 组合 I: 标准值组合;按规范 JTG D60-2004 第 4.1.8 条规定(看是否已超出弹性范围)
Ssd
= (S自重K
+ S预K
+ S收徐K
+
S变位K
)
+
(
S汽冲K 1+ µ
+ S温梯K
+ S风K
+ S人行K
允许开裂构件 钢筋混凝土 预应力混凝土
σ标砼开裂截面压≤ 0.5 f砼轴压标值
σ预当砼为0时 + σ承预增量 ≤ 0.65 f预抗拉标值
公路桥梁荷载试验的荷载组合问题探讨
公路桥梁荷载试验的荷载组合问题探讨摘要:随着我国高铁通车公里数增加,新建铁路更多的需过河道、沟壑和山区等复杂区域,建造性能良好、抗震性能好、跨越能力的桥梁尤为重要。
但桥梁尤其是特大桥,结构复杂庞大,建址环境和地质条件复杂,影响高质量的桥梁因素较多,项目主要从公路桥梁荷载方面提升桥梁质量。
关键词:公路;桥梁;荷载试验引言桥梁荷载试验是通过施加荷载对桥梁结构或部件的静力和动力特性进行的现场试验。
通过采集现场试验数据进行分析,并计算结构的静力和动力来评价桥梁结构的承载能力和动态性能。
1公路桥梁荷载试验的荷载组合问题JTG/TJ21-01—2015《公路桥梁荷载试验规程》对控制值S的定义如下:控制荷载对同一荷载控制截面产生的内力或变形的最不利影响的计算值。
该规范第5.4.1条中提到:“当静载试验为交(竣)工验收试验时,应采用设计荷载作为控制荷载;否则,应以目标荷载作为控制荷载。
”该规范中并未对桥梁荷载试验的荷载组合进行详细说明,但是在该规范的上行规范JTG/TJ21—2011《公路桥梁承载能力检测评定规程》中则有如下表述:“检算荷载一般情况下按照设计规范取值,当有临时通过的特殊车辆重载时,检算荷载取实际车辆荷载。
”为此笔者认为,既然上行规范有明确表述,那下行规范应严格执行。
桥梁荷载试验检验的是结构的弹性工作状态,因此试验荷载组合应按照正常使用极限状态进行荷载组合。
该规范对于活载(或活载替代值)的荷载组合未有明确表述。
目前,大多数单位还是沿用《大跨径混凝土桥梁的试验方法》中的做法,设计荷载按照汽车(车道)标准值+人群标准值或挂车标准值来取值。
2公路桥梁荷载试验的荷载组合2.1荷载试验技术应用要点(1)环境因素控制。
试验开始前踏勘掌握工程的环境状况,规划总体工期、选定试验时段、协调交通管控等社会关系,营造良好的试验条件。
(2)荷载试验设备和加载车辆控制。
荷载试验设备的质量是试验开展的核心,准备高质量的设备仪器,保障相关测试设备的平稳运行,才能得到精准数据。
试析公路桥梁设计荷载中的几个相关问题
载 组合 形式基 本相 同, 这种 组合的 主要组 成部 分是恒 载和 汽车 荷载 , 本 论文 主要是 对恒 载和 汽车 荷载 的分项系 数做相应 的研 究与对 比, 并 对 两者产生的效应值做有 效的比对。 1 . 1 中国桥梁 规范 中国公路桥 涵设计规 范关于承 载能 力极 限状 态设计 中的 基本组合 恒载 ( 主要 指结 构 自重) 分项 系数 r G l 与汽 车荷 载的分项 系数 r Q 1 的 取 值见表 1 。
试验与研 究数据表 明, 以上述组合箱梁作为研 究背景 依据, 加 拿大 规范所产生 的弯矩组合效应值要大 于我国规范 , 一 般要大百分之二十左
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界其他 国家的规 范荷载 分项 系 数做科 学的比较 与分析, 才能够真正掌握我 国在这 方面发展 的现状与不足 。 所 示。 【 关键词 】 公路桥 梁; 荷载组合 ; 分项系 数; 设计规范 从 数值 上看 , 同欧 洲规 范 相比 , 我 国规范 产生的 弯矩 组合效 应小 2 0 %左右, 且欧洲 规范同我 国规范的差值 在减 小。
裹1 中国荷载组合中分项系数的取值
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公路桥梁设计荷载基本组合的分项系数值及其效应对比
公路桥梁设计荷载基本组合的分项系数值及其效应对比摘要:公路桥梁作为我国交通事业的重要组成部分,桥梁建设质量直接决定了车辆和人们的通行,但从设计的角度分析,为了能够提升和优化公路桥梁的设计质量,荷载基本组合分项系数及其效应的对比分析极为关键,针对公路桥梁的荷载组合设计也是十分有必要的。
我国在桥梁建筑建设和设计等领域中具有很大的优势,尤其是在缺乏建筑材料的基础上,在古代造桥的过程中就考虑了桥梁的荷载组合,从而建设处了设计和施工质量都较高的桥梁结构。
基于此,为了优化公路桥梁荷载组合分项系数的实际取值范围,以美国、英国及欧洲等国家为例,对公路桥梁中荷载分项组合系数的取值进行了对比分析,并且举例了各种桥梁结构,如T梁、组合梁和整体箱梁等为基础的桥梁样本,并结合公路桥梁的相关参数使用规范,重点实现了荷载的优化、并在汽车荷载的作用下,实现了简支梁跨中弯矩、支点结构体系处的弯矩值。
并以此为系数取值原则,结合取值的相关原理,进行了对比分析,最终得出:我国公路桥梁荷载恒载分布系数取值处于中等水准,而汽车荷载,即活载处于偏低水平。
关键词:公路桥梁;荷载组合;分项系数;设计规范0引言近几年我国公路桥梁建设事业快速发展,建设成就越来越显著,从理论上看,公路桥梁建设首先要保证使用的安全性,然后再关注桥梁结构自身的耐久性和稳定性等,因此在具体设计环节中,应重点考虑到桥梁综合荷载设计的影响,尤其是大型公路桥梁在设计和建设的过程中,要重视桥梁自身结构的稳定性,对所取值的桥梁荷载效应值进行科学区分,从而优化恒载、活载分项系数标准,提高总荷载作用体系,其次要对所取值的桥梁荷载效应值进行优化,明确恒载、活载分项系数的设计和计算标准,并对其中的主要占比内容进行分析,以此保障和促进我国公路桥梁设计过程中满足交通事业的发展,对比现在状态下桥梁荷载分布系数,并探究不同国家桥梁规范化组合体系,优化汽车荷载分项标准,提升理论研究具有重要意义。
1对比国内外公路桥梁规范荷载分项系数以目前的调查研究现状为主,结合不同国家荷载组合模式,从应用的过程、结果和理论上看,组合效应值中主要包含了恒载、活载两部分,其中,活载主要指的是汽车荷载,而恒载则主要指的是桥梁的结构自重,要从荷载分布和对比系数上进行考虑,优化两者之间的组合效应,针对性的开展后效应值的优化和分析。
混凝土桥梁设计荷载标准
混凝土桥梁设计荷载标准一、引言混凝土桥梁是公路交通中最常见的桥梁类型之一,设计荷载标准是桥梁设计的重要依据之一。
本文将介绍混凝土桥梁设计荷载标准的相关内容。
二、荷载分类桥梁设计荷载分为静荷载和动荷载两类。
静荷载包括自重、活载和附加荷载,动荷载包括车辆荷载和地震荷载。
1. 自重自重是指桥梁本身的重量,包括桥面结构、支承结构、护栏、排水系统等,是静荷载的一种。
2. 活载活载是指桥梁上运行的车辆、行人等荷载,根据不同的使用情况,可分为公路车辆荷载、铁路车辆荷载、行人荷载等。
其中,公路车辆荷载是混凝土桥梁设计中最为重要的活载。
3. 附加荷载附加荷载包括风荷载、温度荷载、冰雪荷载、水荷载等,是静荷载的一种。
4. 车辆荷载车辆荷载是桥梁动荷载中最为重要的一种,包括静态车辆荷载和动态车辆荷载两种。
静态车辆荷载是指车辆停留在桥面上时产生的荷载,动态车辆荷载是指车辆在桥面上行驶时产生的荷载。
5. 地震荷载地震荷载是指地震产生的荷载,是桥梁动荷载中的一种。
三、荷载标准荷载标准是桥梁设计中的重要依据,不同国家和地区的荷载标准不同。
以下将介绍中国大陆地区混凝土桥梁设计荷载标准。
1. 静荷载(1)自重:按照混凝土密度为2400kg/m³计算。
(2)活载:按照《公路桥梁设计荷载规范》GB 50010-2010中规定的荷载标准计算。
其中,公路车辆荷载采用《公路桥梁设计荷载规范》GB/T 12464-2008中规定的标准,包括1类车、2类车、3类车和4类车。
(3)附加荷载:按照《公路桥梁设计荷载规范》GB 50010-2010中规定的荷载标准计算。
2. 动荷载(1)车辆荷载:按照《公路桥梁设计荷载规范》GB/T 12464-2008中规定的标准计算。
(2)地震荷载:按照《公路桥梁抗震设计规范》GB 50206-2012中规定的荷载标准计算。
四、荷载组合在混凝土桥梁设计中,不同荷载的作用是相互叠加的,需要进行荷载组合计算。
(10)桥梁上部结构计算书
桥梁上部结构计算书第一篇理论计算(上部结构)一、20m预应力混凝土组合箱梁计算书1.分析计算的主要内容⑴上部箱梁持久状态极限承载承载能力计算;⑵上部箱梁正常使用阶段抗裂计算;⑶上部箱梁持久状态压应力计算;⑷上部箱梁刚度计算。
2.计算方法及原则上部箱梁纵向计算按平面杆系理论,采用《QJX系列程序》进行计算。
根据桥梁的实际施工过程和施工方案划分施工阶段,并进行结构离散。
1.荷载取值与荷载组合⑴荷载取值①一期恒载:预应力混凝土容重取2.6t/m3。
②二期恒载:包括护栏、桥面铺装等,详见各桥梁取值。
③活载: 公路-Ⅰ级。
④温度梯度:主梁顶、底板日照温差按照《公路桥涵设计通用规范》4.3.10条规定取值计算;竖向梯度温度分布见图7-1(尺寸单位:mm):降温梯度升温梯度图1-1 温度梯度⑤强迫位移:10mm。
⑵材料预制箱梁C40混凝土现浇接头、湿接缝C40混凝土⑶荷载组合组合一:恒载(1.05的自重系数)组合二:恒载+活载(中(边)板横向分布系数,公路I级,车道荷载,不计挂车)组合三:恒载+活载+温度荷载1(整体升温30)组合四:恒载+活载+温度荷载2(整体降温30)组合五:恒载+活载+温度荷载1+强迫位移(不均匀沉降,L/3000)组合六:恒载+活载+温度荷载2+强迫位移3.桥梁计算1.概述上部结构跨径为4×20m,桥宽12.50m。
共设置4片小箱梁,梁高1.2 m。
边跨中梁钢束与边跨边梁钢束布置相同,中跨中梁钢束与中跨边梁钢束布置相同。
采用刚接梁法进行横向分布系数计算,边主梁横向分布系数最大为0.744,中主梁横向分布系数为0.612。
(可以用GQJS计算)2.荷载取值①二期恒载:包括护栏、桥面铺装等,经横向分配后边梁为共计 1.795t/m,中梁为1.673m。
②预应力钢束张拉控制应力取0.75f pk,即1395Mpa。
③冲击系数:按照《公路桥涵设计通用规范》4.3.2计算求得,边梁冲击系数为μ=0.340;中梁冲击系数为μ=0.350。
桥博关于规范中荷载组合的解释
规范计算需注意的问题1 公共部分1.收缩、徐变的处理严格与所选规范一致;2.不均匀沉降的组合处理V3与V2是不同的,使用时应参照输入数据更改部分的内容。
3.位移的自动组合:实际上是没有意义的,V3中放弃了自动组合,如果需要使用位移的组合需用户自行定义组合系数;4.位移的计算:是按照不开裂换算截面刚度计算的,未做折减处理。
5.材料:升级版中的材料与选用规范严格配套,可能使用上有些麻烦,但我们认为确保数据是正确的更为重要,因此在规范之间不能相互引用材料,否则极容易导致用户数据混乱,如果需要做对照比较可使用自定义材料解决。
6.钢筋混凝土构件的应力计算:由于截面开裂导致叠加原理失效,V3中是按照组合内力或累计内力计算截面应力的,并且应力的计算不考虑截面的施工过程。
7.施工阶段中张拉预应力束:一般不要在支架上张拉,最好模拟为在脱架时张拉;先张拉后脱架导致产生含有预应力影响的支架反力,但脱架时系统不认为是预应力效应而作为外荷载处理,虽然应力的影响很小,但在承载能力极限状态强度验算时在扣除预应力效应时会漏掉部分影响,一般情况下两种模拟方法在应力上的差异可以忽略。
8.计算截面:结构内力计算时采用全截面计算,在计算截面应力时采用有效截面计算(公路04规范中预应力产生的轴力引起的应力是按全截面计算的);2 公路04规范1.环境的相对湿度:在总体信息中由用户应自定义。
2.钢束松弛率:由用户定义,松弛时间应添0,松弛完成过程系统自动按规范处理;如果松弛率添0,则松弛损失的计算是按照04规范6.2.6-1公式计算的,其中松弛系数取用0.3;3.收缩、徐变的计算天数:应在施工阶段中输入,使用阶段的收缩徐变天数用户可自己考虑,也可添0。
新规范中的控制思想是结构在寿命期限内的应力指标,而不是仅仅几年内的指标。
4.汽车的冲击系数:用户必须自己定义。
5.预应力引起的截面应力:已经按照规范规定的算法计算,即轴力引起的应力按全截面计算,弯矩引起的应力按有效截面计算。
桥梁临时结构安全检算
2)支护结构的整体失稳破坏和土的隆起破坏 根据不同的支护型式特点,其整体失稳的破坏形
式为: (1)当桩墙—锚杆结构滑动面向外延伸发展时,使
2.1 土压力计算公式 朗金主动土压力计算公式:
朗金被动土压力计算公式:
此外还有库伦土压力计算公式,在使用中注意各 种土质情况下计算理论及公式的不同。
在计算中,注意基坑顶荷载(静载、活载)、土 体的比重(水土结合、水土分离等)计算。
2.2深基坑工程设计计算 基坑侧壁安全等级及重要性系数如下:
基坑支护结构采用以分项系数表示的极限状态设计法进行 设计。
容许应力设计应用简便,是工程结构中的一种 传统设计方法,目前在公路、铁路工程设计中仍 在应用。它的主要缺点是由于单一安全系数是一 个笼统的经验系数,因之给定的容许应力不能保 证各种结构具有比较一致的安全水平,也未考虑 荷载增大的不同比率或具有异号荷载效应情况对 结构安全的影响。
1.2荷载取值及荷载组合 1)结构上的荷载分类 (1)永久荷载,例如结构自重、土压力、预应力等。 (2)可变荷载,例如人群荷载、混凝土倾倒荷载、捣固荷载、
吊车荷载、风荷载、雪荷载等。 (3)偶然荷载,例如爆炸力、撞击力等。 2)分项系数 (1)永久荷载 在普通结构检算中,一般取1.2; (2)可变荷载 在普通结构检算中,一般取1.4; (3)偶然荷载 偶然荷载的代表值不乘分项系数。 3)荷载组合ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ通过不同的分项系数,对所有荷载进行组合,取最不利状态进行
1、临时结构安全检算概述 2、基坑工程 3、支架工程 4、模板工程 5、结束语
作为施工中安全管理者及负责人,我们不需要 对临时结构工程进行详细计算,但需要在方案审 查及施工检查中能指出方案计算及施工中的不足 和不满足规范要求的地方。
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。
第一篇 第三章 桥梁的设计荷载11
二、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。
6 汽车荷载制动力
1)汽车荷载制动力按同向行驶的汽车荷载(不计 冲击力)计算,以使桥梁墩台产生最不利纵向力 的加载长度进行纵向折减。 一个设计车道上由汽车荷载产生的制动力标准 值按本规范第4.3.1条规定的车道荷载标准值在加 载长度上计算的总重力的10%计算,但公路—Ⅰ级 汽车荷载不得小于165kN;公路—Ⅱ级汽车荷载不 得小于90kN。同向行驶双车道的汽车荷载制动力 标准值为一个设计车道制动力标准值的两倍;同 向行驶三车道为一个设计车道的2.34倍;同向行 驶四车道为一个设计车道的2.68倍。
V——设计行车速度(km/h);
2
R——曲线半径(m); 离心力的着力点在桥面以上1.2m处(公路桥)或轨顶面2m处(铁 路桥);多车道时应考虑折减。
• 4、汽车荷载引起的土侧压力
G h Bl 0
5、 人群荷载
L
≤ 50米:
3.0千牛/平方米 L ≥ 150米: 2.5千牛/平方米 L=50~15原则 2.作用效应组合的分类
1.作用效应组合的原则
1)只有在结构上可能同时出现的作用,才进行其效应的组合。 当结构或结构构件需作不同受力方向的验算时,则应以不同方向的 最不利的作用效应进行组合。 2)当可变作用的出现对结构或构件产生有利影响时,该作用不 应参与组合。 3)施工阶段作用效应的组合,应按计算需要及结构所处条件而 定,结构上的施工人员和施工机具均应作为临时荷载加以考虑。
桥梁工程中的规范要求与荷载分析
桥梁工程中的规范要求与荷载分析桥梁是连接两个地点,承受交通运输荷载的重要结构。
为了确保桥梁的安全和可靠性,设计与施工必须符合严格的规范要求,并进行荷载分析。
本文将讨论桥梁工程中的规范要求与荷载分析的重要性和方法。
一、规范要求桥梁工程的规范要求是指设计、施工和维护桥梁所必须遵守的标准和规范。
这些规范要求的制定是为了确保桥梁具有足够的强度、稳定性和耐久性,以应对不同的荷载和环境条件。
1. 结构设计规范结构设计规范主要包括建立桥梁的几何形状、材料的选择和使用、荷载的计算和分析以及设计的细节等方面。
其中,荷载计算和分析是桥梁设计中非常重要的一部分,下文将具体讨论。
2. 施工规范施工规范确保桥梁在建造过程中的质量和安全。
施工规范涵盖了土木工程施工的各个方面,包括基础施工、梁体浇筑、支座安装和防水等。
3. 维护规范维护规范是为了保证桥梁在使用过程中的安全和可靠性。
维护规范包括定期检查、修复损坏部分、涂层保养和草木防治等。
二、荷载分析荷载分析是桥梁工程中不可或缺的环节,目的是确定桥梁所承受的荷载情况,从而对桥梁的结构进行合理设计。
下面将介绍常见的荷载类型和荷载分析方法。
1. 静态荷载静态荷载包括自重荷载、活荷载和附加荷载。
自重荷载是指桥梁自身的重量,活荷载是指桥梁上行驶的车辆和行人的荷载,附加荷载是指其他对桥梁施加的荷载,如雪、风等。
2. 动态荷载动态荷载是指桥梁所受到的振动荷载,主要来自行驶车辆的荷载。
动态荷载分析需要考虑车辆的速度、轴距、振动频率等因素,以确定其对桥梁的影响。
3. 水荷载水荷载主要针对水体桥梁,包括来自洪水、涌浪、冰碛、冰渣等水体运动所产生的荷载。
水荷载分析需要考虑水体的流速、涌浪大小以及冰的厚度等因素。
4. 温度荷载温度荷载是指桥梁受到温度变化产生的热胀冷缩引起的应力和变形。
温度荷载分析需要考虑温度的变化范围和温度对材料性质的影响。
荷载分析方法主要包括静力分析和动力分析两种。
静力分析是根据物体在静力平衡下受力情况,计算变形和应力的方法。
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。
桥梁计算荷载
桥梁计算荷载一、桥梁设计作用的分类:1.概念:作用——公路桥涵设计术语●直接作用〔荷载:施加在结构上的一组集中力或分布力●间接作用:引起结构外加变形或约束变形的原因2.分类:二、桥梁工程作用取值方法(一)设计时,对不同的作用采用不同的代表值1.永久作用:采用标准值作为代表值2.可变作用:根据不同的极限状态分别采用标准值、频遇值、准永久值作为代表值●标准值:承载能力极限状态设计、按弹性阶段计算结构强度●频遇值:正常使用极限状态按短期效应组合设计●准永久值:按长期效应组合设计3.偶然作用:采用标准值作为代表值(二)代表值的取用规定1.永久作用的标准值:●结构自重〔包括结构附加重力:按结构构件的设计尺寸与材料的重力密度计算确定2.可变作用的标准值:(1)汽车荷载:●汽车荷载分为公路—I级和公路—II级●车道荷载:桥梁结构整体计算●车辆荷载:桥梁结构的局部加载、涵洞、桥台、挡土墙土压力等的计算●车辆荷载和车道荷载的作用不重叠(2)车道荷载的计算图式:(3)公路—I级车道荷载:●均布荷载标准值:q k=10.5kN/m●集中荷载标准值:桥梁计算跨径≤5m,P k=180kN5m<桥梁计算跨径<50m,采用直线内插求得桥梁计算跨径≥50m,P k=360kN●计算剪力效应,上述集中荷载标准值P k×1.2 (4)公路—II级车道荷载:●均布荷载标准值q k和集中荷载标准值P k按公路—I级车道荷载的0.75倍采用(5)车道荷载的分布:●均布荷载标准值应满布于使结构产生最不利效应的同好影响线上●集中荷载标准值只作用于相应影响中一个最大影响线峰值处(6)人群荷载标准值的采用规定:●桥梁计算跨径≤50m,人群荷载标准值3kN/㎡●50m<桥梁计算跨径<150m,由线性内插得人群荷载标准值●桥梁计算跨径≥150m,人群荷载标准值2.5kN/㎡●对跨径不等的连续结构,以最大计算跨径为准●城郊行人密集区的公路桥梁:人群荷载标准值取上述规定值的1.15倍●专用人行桥梁:人群荷载标准值为3.5kN/㎡(7)可变作用频遇值=可变作用标准值×频遇系数φ1(8)可变作用准永久值=可变作用标准值×准永久值系数φ23.偶然作用:●应根据调查、试验资料,结合工程经验确定其标准值(三)作用的设计值规定为作用的标准值×相应的作用分项系数三、作用的组合效应(一)公路桥涵结构设计应考虑结构上可能同时出现的作用,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:1.参与组合的效应:●结构上可能同时出现的作用,才进行其效应的组合●结构或结构构件需做不同受力方向的验算时,应以不同方向的最不利的作用效应进行组合2.不参与组合的效应:●可变作用的出现对结构或结构构件产生有利影响时,该作用不参与组合●实际不可能同时出现的作用或同时参与组合概率很小的作用,按规定不考虑其作用效应的组合3.施工阶段作用效应的组合●按计算需要及结构所处条件而定,结构上的施工人员和施工机具设备均应作为临时荷载加以考虑●组合式桥梁,把底梁作为施工支撑时,作用效应宜分为两个阶段,底梁受荷为第一阶段,组合梁受荷为第二阶段4.几个偶然作用不同时参与组合(二)公路桥涵结构按承载能力极限状态设计时,应采用的效应组合: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2.偶然组合:永久作用标准值效应与可变作用某种代表值效应、一种偶然作用标准值效应相组合●偶然作用的效应分项系数取1.0●与偶然作用同时出现的可变作用,可根据观测资料和工程经验取用适当的代表值●地震作用标准值及其表达式按规范规定采用(三)公路桥涵结构按正常使用极限状态设计,根据不同的设计要求,应采用的效应组合: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。
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2.此图主要为永久作用的分项系数取值首先考虑汽车冲击,组合中的移动荷载必须为 1.4*(1+μ);若其他可变作用超过汽车荷载作用,即荷载组合中只有其他可变作用,肯定没有移动荷载,则其他可变作用的系数取1.4即可。
特殊情况用车辆荷载取1.8。
此条主要意思要理解为,在含有汽车荷载作用且考虑冲击系数的情况下,还含有其他可变作用,其他可
变作用没有超过汽车荷载作用,所以其他可变作用没有替代汽车荷载,此时,其他可变作用的分项系数要取 1.4,但若是风荷载系数要取1.1。
此条主要意思结合上一条红框一起理解,当汽车荷载和其他可变作用同时存在时,其他可变作用不仅要乘以对应工况的分项系数,所有其他可变作用还是一个可变作用组合,这个可变作用组合还要乘以一个组合值系数:0.75。
即开头公式的最后一项的表达式的由来。
所以最终在含有移动荷载的情况下,其他可变作用的系数取值应该为:1.4*0.75=1.05,若是风荷载即为1.1*0.75=0.825。
注:Midas计算过程中的移动荷载结果为计入移动荷载冲击系数的结果,在规范组合中请注意辨别。