桥梁的设计荷载
桥梁的设计荷载范文
桥梁的设计荷载范文桥梁设计荷载是指在进行桥梁结构设计时，考虑到桥梁所承受的各种荷载情况，对桥梁的设计进行的一种荷载要求。
桥梁设计荷载的确定是为了确保桥梁在使用过程中能够安全运行，并保证其结构的承载能力和使用寿命。
桥梁设计荷载通常分为静荷载和动荷载两种。
1.静荷载静荷载是指桥梁上的永久荷载，包括桥梁自重、桥面铺装、护栏、人行道等，以及永久性的附加荷载，如电力线、管道、压力容器等。
这些荷载是长期作用在桥梁上的，不会消失或减小。
2.动荷载动荷载是指桥梁上的临时荷载，包括车辆荷载、列车荷载等。
这些荷载是瞬变荷载，会根据车辆或列车的移动而不断变化。
桥梁设计荷载的确定要考虑到桥梁所在的具体环境和设计要求，以确保桥梁结构的安全性和承载能力。
1.静荷载的确定静荷载的确定一般根据设计规范和标准来进行，包括国内规范和国际规范。
国内常用的规范有《公路桥梁设计规范》、《铁路桥梁设计规范》等，国际常用的规范有《AASHTO LRFD桥梁设计规范》、《Eurocode桥梁设计规范》等。
这些规范中明确了各种静荷载的计算方法和取值，包括桥梁自重、人行道、护栏、路缘带、管道、电力线等。
2.动荷载的确定动荷载主要考虑车辆荷载和列车荷载。
车辆荷载是指桥梁上通过的各类车辆产生的荷载，主要根据当地的交通流量和车辆类型来确定。
列车荷载是指桥梁上通过的火车产生的荷载，主要根据列车类型、列车长度和列车动力等因素来确定。
车辆荷载和列车荷载的计算可以通过实测及统计分析，也可以通过模拟计算和计算机仿真进行。
为了更加准确地确定桥梁设计荷载1.桥梁所在地的地质和地形条件。
不同地质和地形条件下，桥梁所承受的荷载情况会有所不同。
2.桥梁所处的环境条件。
包括气候、温度、风速、震动等，这些因素都会对桥梁的荷载产生影响。
3.桥梁结构的特点和材料性能。
不同类型的桥梁结构和不同材料的特性会影响桥梁的荷载承载能力。
通过综合考虑这些因素，工程师可以确定适当的设计荷载，并进行桥梁的设计计算和结构选型，以确保桥梁的安全可靠性和使用寿命。
桥梁的设计荷载
桥梁的设计荷载第三章桥梁的设计荷载（作⽤）教学⽬的：荷载分析重要，⽐结构分析重要。
教学内容：1、桥梁上的设计荷载分类。
2、根据荷载的重要性和同时作⽤的可能性，《桥规》规定了六种不同的荷载组合。
3、桥梁按极限状态法设计，包括承栽能⼒极限状态和正常使⽤极限状态，前者验算强度和稳定性，后者验算应⼒、变形和裂缝。
重点：设计荷载分类难点：荷载叫法不确切荷载：施加于结构上的直接作⽤。
作⽤：引起结构反应的原因例：结构不均匀沉降、混凝⼟收缩徐变思考题及习题1、试分别列出永久荷载、可变荷载和偶然荷载的主要内容。
2、为什么车道很多或桥梁很长时，汽车荷载效应可予以折减?3、什么叫汽车冲击⼒，它是如何计算的?4、桥梁设计应考虑哪两个极限状态？所含内容分别是什么?第⼀节规范中有关设计荷载的规定三类：永久荷载、可变荷载、偶然荷载⼀、永久荷载永久荷载亦称恒载——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。
础变位影响⼒和⽔的浮⼒。
7种。
⼆、可变荷载可变荷载（活载）——在设计使⽤期内，其值随时间变化，或其变化与平均值相⽐不可忽略不计的荷载。
基本可变荷载——包括：汽车荷载及其引起的冲击⼒、离⼼⼒、⼟侧压⼒、平板挂车（或履车）及其引起的⼟侧压⼒和⼈群。
其它可变荷载——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。
（⼀）基本可变荷载（活载）：车辆荷载车辆荷载影响⼒⼈群荷载各级公路的永久性桥涵参照表2-2确定车辆荷载等级：都进⾏计算，⽽是以⼀种统⼀的标准荷载进⾏设计。
制定标准：⽬前经过统计分析将来车辆荷载等级选⽤表三个等级：汽车－10、汽车－20 和汽车－超20 级（汽车－15取消）标准车：主车加重车（1）单位（T）10 KN＝1T（2）荷载为轴重（3）顺序不变，左进或右进不限（从两端可任进）以产⽣最⼤内⼒为准。
（4）汽车横向布置轮距1.8m，间距1.3m。
偏载时外轮离0.5m，P为轴重。
桥梁设计荷载
第4.2.2条 预加力 在结构进行正常使用极限状态设计和使用 阶段应力计算时，应作为永久作用计算其主效 应和次效应，并计入相应阶段的预应力损失， 但不计由于偏心距增大引起的附加效应； 在结构进行承载能力极限状态设计时，预 加力不作为作用，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 需考虑预加力引起的次效应。
支座摩阻力
F = µ ⋅W
偶然作用
偶然作用
偶然作用是指在结构使用期间出现的 概率很小，一旦出现，其值很大且持续时 间很短的作用。《桥规》中的偶然荷载包 括地震作用、船舶或漂流物的撞击作用和 汽车撞击作用。
地震作用
在地震区建造桥梁，必须考虑地震作用。
第4.4.1条 地震作用 地 震 动 峰 值 加 速 度 等 于 0.10g 、 0.15g 、 0.20g、0.30g地区的公路桥涵，应进行抗震设 计。 地震作用的计算及结构的设计，应符合现 行《公路工程抗震设计规范》的规定。
车辆荷载
前轮： 0.3×0.2 中、后轮： 0.6×0.2 各荷载等 级采用相同的 车辆荷载。
横向布载
车道荷载横向分布系数应按设计车道数如下图布 置车辆荷载进行计算。
横向布载
桥涵设计车道数应符合下表的规定：
桥面宽度 车辆单向行驶时 车辆双向行驶时 W<7.0 7.0≤W<10.5 6.0≤W<14.0 10.5≤W<14.0 14.0≤W<17.5 14.0≤W<21.0 17.5≤W<21.0 21.0≤W<24.5 21.0≤W<28.0 24.5≤W<28.0 28.0≤W<31.5 28.0≤W<35.0 桥涵设计车道数 1 2 3 4 5 6 7 8
第三章 桥梁设计荷载
四、冲击力
铁路：列车竖向动力作用等于列车静活载乘以动力 系数（1+μ）。目前规范规定的动力系数大小与桥 型及跨径有关。跨径越大冲击系数越小。
公路：根据桥梁的竖向自振频率(结构基频)进行计 算。
五、离心力
铁路：列车在曲线桥梁上运行时需计算离心力。 公路：弯道桥的曲线半径等于或小于250m时应
计算汽车荷载引起的离心力。 离心力系数：
V C 127R
2
式中：V为设计速度（Km/h）； R为曲线半径（m）。
六、温度作用
分为均匀温差（年温差）和日照温差（梯度温度）。 均匀温差应从受到约束时的结构温度开始，考虑最 高和最低有效温度的作用效应。 日照温差的计算模式公路、铁路有所不同。铁路采 用指数模式。
THE END
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车辆荷载
汽车荷载的加载方式
1. 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最大影响线峰值处。 2. 车道荷载横向分布系数应按照设计车道数如 下图布置车辆荷载来进行计算 。
桥梁设计车道数
汽车荷载效应的横、纵向折减
1. 车道数大于2时，汽车荷载效应可进行折减，但不 小于2车道效应。
1.“中—活载”（铁路标准活载）（P.25）
某些轴重较大的车 辆对小跨度桥梁的 不利影响
2. “ZK活载”
二、汽车荷载
汽车荷载分为公路—I级和公路—Ⅱ级两个等级。
二级公路为干线公路且重型车辆多时，其桥涵的设计可 采用公路—I级汽车荷载。 四级公路上重型车辆少时，其桥涵设计所采用的公 路—Ⅱ级车道荷载的效应可乘以0.8的折减系数,车辆荷载 的效应可乘以0.7的折减系数。
桥梁设计荷载等级划分
桥梁设计荷载等级划分1. 引言嘿，大家好！今天我们聊聊桥梁设计的那些事儿。
桥梁，作为连接两岸的“纽带”，在我们的生活中可谓是不可或缺。
想想看，你走在桥上，车从桥下飞驰而过，那感觉就像是在走在时代的前沿。
可是，桥梁可不是随便建建就能用的哦！它们的设计可得考虑到各种各样的荷载等级。
接下来，我们就来一探究竟，看看这些荷载等级到底是个啥意思。
1.1 荷载的定义首先，啥是荷载呢？简单来说，荷载就是桥梁上面承受的重量。
它可以是车流、行人，甚至是自然灾害带来的压力。
就像一个小朋友在秋千上荡啊荡，秋千也得承受得住他的体重对吧？所以，桥梁设计时，得把这些“体重”都考虑进去，不然可就出大事儿了！1.2 荷载等级的必要性那荷载等级为什么这么重要呢？别忘了，桥梁可不是一般的建筑，它们得承受来自不同方向的压力。
我们常说“万一出事，后果不堪设想”。
所以，合理划分荷载等级，可以确保桥梁在各种情况下都能安然无恙。
这就好比咱们上楼梯，有些楼梯是给小朋友的，有些是给大人用的，设计得当，才能让大家安全上下。
2. 荷载等级的分类接下来，我们聊聊荷载等级的分类。
桥梁的荷载等级一般分为几个档次，每个档次都对应着不同的使用场景和需求。
2.1 公路荷载首先，公路荷载等级是我们最常见的。
想象一下，每天都有无数辆车从桥上开过，如果不考虑这些车辆的重量，桥可就会“吃不消”了。
公路荷载又分为不同的等级，比如轻型荷载、重型荷载等。
轻型荷载就像是小轿车，而重型荷载就像是大货车、公交车，重得让人心疼。
设计时，要根据交通流量和车流情况来选定合适的荷载等级。
2.2 铁路荷载然后是铁路荷载。
这就更复杂了！想想看，火车那种“庞然大物”一过，简直像是过山车一样，让人肾上腺素飙升。
铁路桥的荷载等级可不能马虎，得考虑到列车的速度、重量，以及通过频率。
这就要求设计师得像侦探一样，仔细推敲各种数据，确保每一条铁路都能安全运行。
3. 荷载等级的影响因素说到这儿，大家可能会问：这些荷载等级是怎么划分的呢？其实，这里面有很多因素需要考虑。
rA第三章桥梁的设计荷载
2020年5月28日
李亚东: 桥梁工程概论 第三章
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公路等级与汽车荷载等级的关系
公路 等级
汽车荷 载等级
高速 公路
公路－I 级
一级 公路
公路－I 级
二级 公路
公路－ II级
三级 公路
公路－ II级
四级 公路
公路－ II级
2020年5月28日
李亚东: 桥梁工程概论 第三章
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行车道
桥涵设计车道数
L0 ≥1000
纵向折减系数 0.97 0.96 0.95 0.94 0.93
对多跨连续结构，按最大计算跨径进行纵向折减
2020年5月28日
李亚东: 桥梁工程概论 第三章
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车辆荷载的立面、平面尺寸
2020年5月28日
李亚东: 桥梁工程概论 第三章
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车辆荷载的横向布置
车辆荷载用于桥梁结构的局部加载、涵洞、桥台等 公路－I级和公路－II级汽车荷载采用相同的车辆荷载 车道荷载横向分布系数应按设计车道数如图布置车辆
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大家监督. 2020年5月28日 3. 请李亚东下: 桥载梁工程试概论用第三后章 二十四
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第三章 桥梁的设计荷载
荷载的种类、型式、大小的确定是否得当，既 关系到桥梁建设的投资，也关系到桥梁的安全
2020年5月28日
李亚东: 桥梁工程概论 第三章
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术语解释（公路）
作用（Action）施加在结构上的一组集中力或分布力 （直接作用，或荷载），或引起结构变形的原因（间 接作用） – 永久作用（Permanent action） – 可变作用（Variable action） – 偶然作用（Accidental action）
桥梁工程桥梁的设计设计荷载
横向折减的含义是：在多车道(或多线)桥梁上行驶的车辆活载使桥梁结构 产生某种最大作用效应时，不同车道上的车辆活载同时处于最不利位置 的可能性大小。显然，车道数越多，可能性(即同时出现最不利加载的几 率)越小。
当桥涵设计车道数≥2时，汽车荷载产生的效应 应 该按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。
第一节 作用分类和作用代表值
需要注意的是:
有些作用是设计铁路桥所特有的，如列车横向摇摆力、 牵引力等；
有些作用仅在一本规范中列出，如公路规范中的支座摩 阻力，但在按另一本规范设计桥梁时，可视情况加以采用。
另外，在设计公铁两用桥时，目前的设计实践是：在铁 路荷载的基础上，增加公路桥全部活载的75％；但对仅承受 公路活载的构件，应计及全部公路活载。
我国铁路桥梁设计规范仍基于容许应力法，其各类 荷载的代表值相当于上述标准值，没有规定频遇值和 准永久值。
第一节 作用分类和作用代表值
作用的分类不是绝对的! 例如，铁路钢梁桥的水平联结系(见第六章)主要承受风力和制 动力，在设计水平联结系时，就该视风力和制动力为活载而非 附加力。
设计基准期(design reference period) 简单地讲，它就是在确定某些作用(这些作用的最大值
对铁路桥梁，仅考虑横向折减。
双线桥的主要构件，用于设计的双线活载应取两线标准活 载之和的90％(相当于横向折减系数取0.9);
三线及三线以上者应取各线标准活载之和的80％；
对仅承受局部活载的构件则不考虑折减。
4 车辆活载的加载
加载就是按最不利原则布置标准活载，通过结构分 析计算桥梁活载效应(内力、应力和位移、变形等)的 最不利值。
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。
1.3桥梁的设计荷载
2. 加载方式 ①在横向应布置在人行道的净宽度内，在纵向施加于 使结构产生最不利荷载效应的区段内。 ②人行道板可以一块板为单元，按标准值4.0kN/m2的均 布荷载计算。 ③计算人行道栏杆时，作用在栏杆立柱顶上的水平推 力标准值取0.75KN/m; 作用在栏杆扶手上的竖向力标 准值取1.0kN/m。
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第1篇 总论
土木与建筑工程学院 道桥教研室
第3章 桥梁的设计作用
➢ 重点掌握：
1.桥梁作用分类； 2.作用计算； 3.作用效应组合。
作用——施加于结构上的一组集中力或分布力，或引起结 构外加变形或约束变形的原因。前者称直接作用，也称荷 载,后者称间接作用。
在结构使用期间，其量值不随时间而变化，或 其变化值与平均值比较可忽略不计的作用。
l0 ——桥台或挡土墙后填土的破坏棱体长度，以m计； ∑G ——布置在B×l0面积内的车辆车轮重力，以kN计。
注：当涉及多车道加载时，车轮总重力应按表1.7进行折减。
6、汽车制动力
原因： 车辆减速或制动时为克服车辆的惯性力而在路面 与车辆之间发生的滑动摩擦力。作用于桥跨结构 的方向与行车方向一致。
，比例越高。
2、预加力
预加应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，应作为永久荷载来计算其主、次效应，并计入相应阶 段的预应力损失；在结构承载能力极限状态设计时，预加应力 不作为荷载，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，仍需考虑预加力引起的次效应。
3、混凝土收缩徐变影响力
3） 折减系数
a、当横向布置车队数大于2时，应计入横向折减 ，但折减后不得小于用两行车队计算的结果。
横向折减系数
b、当桥梁计算跨径大于150m时，应考虑计算荷载效应的纵 向折减。
公路工程中的桥梁设计荷载规范要求
公路工程中的桥梁设计荷载规范要求在公路工程中，桥梁设计荷载规范是确保桥梁结构安全可靠的关键要素。
桥梁作为公路交通系统的重要组成部分，承载着车辆和行人的运输需求。
因此，桥梁的设计荷载规范要求必须准确而严格，以保证桥梁在正常和极端工作条件下的稳定性以及安全可靠性。
一、荷载种类桥梁承受的荷载种类繁多，主要包括以下几种：1. 永久荷载：指桥梁自身重量以及固定设施、栏杆等长期存在的荷载，通常称为自重。
永久荷载应根据桥梁材料、结构形式等因素进行合理计算，并按照规范要求予以设计。
2. 活载：指车辆和行人等在桥梁上运行或停留时施加的荷载。
活载是桥梁设计中最重要的荷载类型，应根据实际交通流量、车辆类型、桥梁位置等因素进行准确计算。
3. 风荷载：指风力作用下对桥梁结构产生的荷载。
风荷载是桥梁设计中不可忽视的荷载类型，特别是对于高大跨度桥梁而言。
风荷载计算应考虑风速、风向、气候条件等因素，并根据规范要求进行合理估算。
4. 温度荷载：指温度变化引起的桥梁结构长度变化所产生的荷载。
温度荷载是桥梁设计中常见的荷载类型，应根据环境温度变化、结构材料性能等因素进行精确计算。
5. 地震荷载：指地震作用下对桥梁结构产生的惯性荷载。
地震荷载是桥梁设计中的极端荷载类型，应根据地震烈度、地质条件、结构抗震能力等因素进行严格评估和设计。
二、设计荷载规范为确保桥梁结构的安全性和承载能力，各国都有相应的桥梁设计荷载规范。
在中国，桥梁设计荷载规范主要参考《公路桥梁设计荷载规范》（GJ/T 83-2019）。
根据该规范，桥梁设计荷载可分为交通荷载和非交通荷载两部分。
1. 交通荷载交通荷载是指车辆和行人等交通流量对桥梁产生的荷载影响。
根据规范，交通荷载应按照以下方面进行综合考虑：- 不同车辆类型的荷载影响，包括车辆轴重、轴距、轴数等因素；- 不同车道布局的影响，包括单车道、多车道、超宽车道等设计要求；- 桥梁位置对交通流量的影响，包括高速公路、城市快速路、乡村道路等特殊情况；- 涉及桥梁结构的其他特殊荷载，如大型运输车、消防车等异常情况。
1.5桥梁的设计荷载-新
37
当整个结构或结构的一部分超过某一特定状态而不能满 足设计规定的某一功能要求时，则此特定状态称为该功 能的极限状态。对于结构的各种极限状态，均应规定明 确的标志和限值。 1）承载能力极限状态。这种极限状态对应于结构或结 构构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形或变 位的状态。当结构或构件出现下列状态之一时，即认为 超过了承载能力极限状态： （1）整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（如 滑动、倾覆等）； （2）结构构件或连接处因超过材料强度而破坏（包括 疲劳破坏），或因过度的塑性变形而不能继续承载； （3）结构转变成机动体系； （4）结构或结构构件丧失稳定(如柱的压屈失稳等）；
7
❖现行桥梁规范将荷载分为3类：
永久作用 可变作用 偶然作用
8
永久作用
❖ 在结构使用期间，其量值不随时间而变化， 或其变化值与平均值比较可忽略不计的作用
❖ 包括：
结构自重（一期恒载）、
桥面铺装及附属设备的重量（二期恒载） 、
作用在结构上的土重及土侧压力、
基础变位影响力、
水浮力、
长期作用在结构上的人工预加力、
混凝土收缩徐变影响力
9
可变作用
❖ 在结构使用期间，其量值随时间变化，且其 变化值与平均值比较不可忽略的作用。
基本可变作用 其他可变作用
❖ 89版规范规定以车队荷载来计算结构内力； 2004版规范换之以车道荷载，且规定：
当计算整体结构时用车道荷载 当计算局部结构或验算时采用车辆荷载
10
公路桥梁汽车荷载（设计荷载）：以汽车车队表示，每一车队包括一辆重车
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荷载组合
❖ 作用效应组合
结构上几种作用分别产生的效应的随机组合。
桥梁设计荷载
汽 车 车 队 纵 向 排 列
汽车的平面尺寸和横向布置
平板挂车和履带车荷载
2）新规范公路汽车荷载 《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60－2004）
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+
目前桥梁计算中常用的计算方法是采用结构基频来计算冲 击系数，结构自振频率（基频）可以综合的反映出结构尺寸 、类型、材料等动力特性，直接表达了冲击系数与桥梁结构 之间的关系。
3.人群荷载
❖ 铁路桥梁明桥面取竖向静活载为4kN/m2。 ❖ 铁路桥梁道碴桥面，距离梁中心2.45米以内的人行道，
取10 kN/m2；距离梁中心2.45米以外的人行道，取4 kN/m2。
❖ 铁路桥梁
仅考虑横向折减。用于设计的双线活载取双线标准活载之和的 90%，三线及三线以上者取各线标准活载之和的80%；对仅承受 局部活载的构件则不考虑折减。
2.冲击力
（1）冲击力的产生
车辆活载以一定的速度在桥上行驶时，会使桥梁发 生振动，产生竖向动力作用。这种动力作用会使桥梁 的内力和变形较静活载作用时大。这种现象就统称为 冲击作用。
车辆荷载横断面布置
四章桥梁的设计荷载
2020/6/9
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北方工业大学建筑工程学院土木工程系
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ห้องสมุดไป่ตู้
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北方工业大学建筑工程学院土木工程系
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❖计算冲击力引起的连续梁正弯矩效应和剪力效应时，采用f1；计算负弯矩效 应时，采用f2 。
❖也可根据桥梁结构的刚度来确定冲击力。一般而言，桥梁跨径越大、刚度 越小，结构对动荷载的缓冲作用越强，即冲击作用越弱。
– 作用准永久值:是可变作用的另一种代表值，其可根据在足够长 的观测期内作用任意时点概率分布的0.5(或略高于0.5)分位值确 定。
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北方工业大学建筑工程学院土木工程系
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作用分类和作用代表值
❖我国公路桥涵基于极限状态法，设计时对不同的作用采用不同 的代表值。对永久作用和偶然作用，采用标准值。对可变作用， 根据不同的极限状态和组合方式采用标准值、频遇值或准永久 值。
一般，位于岩石地基上的基础被认为是不渗水的，可不计水 浮力；对位于碎石类土、砂类土、黏砂土等透水性地基上的墩 台，需在设计中考虑水浮力。
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北方工业大学建筑工程学院土木工程系
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永久作用
– 预加应力(对于预应力结构)
• 按正常使用极限状态设计时：预加应力属永久作用； • 按承载能力极限状态设计时：预加应力不作为荷载，而将预应力筋
车道荷载由均布荷载和集中荷载组成。
3. 桥梁结构的整体计算采用车道荷载；
4. 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，车辆荷载与车道荷载的作用不得叠加。
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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。
桥梁设计荷载
汽车荷载制动力
（六）汽车荷载制动力和牵引力 ❖ 制动力：车辆减速或制动时为克服车辆的惯性力而
在路面与车辆之间发生的滑动摩擦力。作用于桥跨 结构的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。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；
最不利效应的同号影响线上； 3.集中荷载标准值只作用于相应影响线
中一个最大影响线峰值处。 3.公路-Ⅱ级车道荷载的标准值qk 和PK按
公路-Ⅰ级车道荷载的0.75倍采用。
汽车荷载
2.车辆荷载 （局部计算）
3.0
车辆荷载主要技术指标
汽车荷载
3.车辆横向布置
汽车荷载
4.折减系数
注：当横向布置车队数大于2时，应计入横向折减，但折减后不得小于 用两行车队计算的结果。
人群荷载
2.加载方式
① 在横向应布置在人行道的净宽度内，在纵向施加于使结构产生最 不利荷载效应的区段内。
② 人行道板可以一块板为单元，按标准值4.0kN/m2的均布荷载计算 。
③ 计算人行道栏杆时，作用在栏杆立柱顶上的水平推力标准值取 0.75KN/m; 作用在栏杆扶手上的竖向力标准值取1.0kN/m。
第一篇 总论 Introduction
1 概论 2 桥梁的基本组成和分类 3 桥梁总体规划和设计要点 4 桥梁的设计荷载
4-1规范中有关设计荷载的规定
§4-1 规范中有关设计荷载的规定
作用 Action —— 施加于结构上的一组集中力或分布力，或引 起结构外加变形或约束变形的原因。前者称直接作用，也称荷载 ，后者称间接作用。
可变作用
二、可变作用（活载） （一）汽车荷载
桥梁的设计荷载
桥梁荷载分类
根据荷载出现的概率划分
– 主要荷载、次要荷载及特殊荷载
我国目前的公路设计规范划分
– 永久荷载、可变荷载、偶然荷载
荷载分类表
第一节 永久荷载
不随时间变化或基本不随时间变化的荷 载——恒载
第二节 可变荷载
一、基本可变荷载
——桥梁的使用荷载：车辆、人群、由车辆间 接引起的荷载 （一）车辆荷载——按照各种车辆统计值确定 的轴重及轴距 按出现的几率分为：计算荷载、验算荷载
第三节 偶然荷载
一、地震力 二、船只或漂流物撞击力
第四节 荷载组合
六类荷载组合
第五节 荷载的确定与选用
桥梁设计基准使用期内结构总体的正常 使用 对主要承重结构与局部受力构件强度储 备的合理性 对长、短桥跨的不同影响 对于大跨结构必须注意结构实际工作状 态中可能遇到的一些复杂而巨大的荷载
（三）汽车冲击力
– 目前规范规定与桥型及跨径有关 跨径越大冲击系数越小 – 理论上应与结构自振频率有关
（四）离心力
– 曲线桥梁半径小于250米时应计算汽车荷载 的离心力
（五）汽车、平板挂车或履带车引起的土 侧压力——计算桥台时使用
二、其它可变荷载
– 风力——中小桥按静风压计算，大桥按动力 计算 – 汽车制动力——计算支座及桥墩时使用 – 温度影响力——日照及常年温差 –支座摩阻力、流水压力及冰压力——计算桥 墩时使用
车辆的布置——按桥梁宽度确定车道数
车辆荷Байду номын сангаас的折减
横向折减系数 横向布置 车队数 横向折减 系数 3 4 5 6 7 8
0.78 0.67 0.60 0.55 0.52 0.50
（二）人群荷载
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第二节 可变作用
一、汽车荷载 汽车荷载分为公路—I级和公路—II级。 汽车荷载由车道荷载和车辆荷载组成。车道荷载
用于桥梁结构的整体计算（例如主梁、主拱和主桁架 等的计算）；车辆荷载用于局部加载、涵洞、桥台和 挡土墙压力等计算。
结构或构件按正常使用极限状态短期效应组合 设计时，采用的另一种可变作用代表值，其值可根 据在足够长观测期内作用任意时点概率分布的0.95 （或略高于0.5）分位值确定。
10）作用效应 effect of action 结构对所受作用的反应，如弯矩、扭矩、位移等。
11）作用效应设计值 design value of an action effect 作用标准值效应与作用分项系数的乘积。
表1-3-1
编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
作用分类 永久作用
可变作用 偶然作用
作用名称 结构重力（包括结构附加重力）
预加力 土的重力 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 人群荷载 汽车制动力
第三章 桥梁上的作用
本章主要内容：
作用的种类和组合 如何考虑结构的作用 概率极限状态设计法
专业术语
1）作用 action 施加在结构上的一组集中力或分布力，或引
起结构外加变形或约束变形的原因。前者称直 接作用，亦称荷载，后者称间接作用。
专业术语
2）永久作用 permanent action 在结构使用期间，其量值不随时间而变化，或
与可变作用准永久值效应的组合。
第一节 永久作用
在结构使用期间，其Байду номын сангаас值不随时间而变化，或 其变化值与平均值比较可忽略不计的作用。
包括结构重力、预加应力、土的重力、土侧压 力、混凝土收缩及徐变作用、水的浮力和基础变 位等作用等七种。
第二节 可变作用
在结构使用期间，其量值随时间变化，且其变 化值与平均值比较不可忽略的作用。
风力 流水压力
冰压力 温度作用（均匀温度和梯度温度）
支座摩阻力 波浪力
地震作用 船舶或漂流物的撞击作用
汽车撞击作用
5）作用代表值 representative value of an action 结构或结构构件设计时，针对不同设计目的所采用
的各种作用规定值，它包括作用标准值、准永久值和 频遇值等。
与可变作用某种代表值效应、一种偶然作用标准值
效应的组合。
18）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。
19）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
12) 分项系数 partial safety factor 为保证所设计的结构具有规定的可靠度而在设
计表达式中采用的系数。分作用分项系数和抗力 分项系数两类。
13）作用效应组合 combination of action effects 结构上根据不同的设计状况采取的几种作用分
别产生的效应的叠加。
不利值同时出现的概率较小而对作用采用的折减系数。
16）作用效应基本组合 fundamental combination of 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。
17）作用效应偶然组合 accidental combination of action effects 承载能力极限状态设计时，永久作用标准值效应
6）作用标准值 characteristic value of an action 结构或结构构件设计时，采用的各种作用的基本代
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。
7）设计基准期 design reference period 在进行结构可靠性分析时，考虑持久设计状况下
1）车道荷载的计算图式示于图1-3-1 。
Pk q
k
图1-3-1 车道荷载
Pk
q k
车道荷载由均布荷载标准值 Pk 和集中荷载标 准值 qK组成，按下列不同用途采用：
（1）用于计算主梁弯矩的公路—I级车道荷载：均布 荷载 qK 10.5kN / m ，集中荷载当桥梁计算跨径 L 5m 时 PK 180kN ；当计算跨径时L 50m，PK 360kN ；计算跨 径在两者之间时，Pk 值按直线内插求得。用于主梁剪力和反 力计算时上述 Pk 应乘以1.2的系数 （2） 公路—II级车道荷载的 qK和 Pk 按公路—I级的0.75倍 采用
其变化值与平均值比较可忽略不计的作用。 3）可变作用 variable action
在结构使用期间，其量值随时间变化，且其变 化值与平均值比较不可忽略的作用。 4）偶然作用 accidental action
在结构使用期间出现的概率很小，一旦出现， 其值很大且持续时间很短的作用。
作用的分类与代表值
14）结构重要性系数 coefficient for importance of structure 对不同安全等级的结构，为使其具有规定的可靠度
而采用的系数。
15）作用效应组合系数 coefficient for combination of action effects 在作用效应组合中，由于几个独立可变作用效应最
各项基本变量与时间关系所采用的基准时间参数。
8）作用频遇值 frequent value of an action 结构或构件按正常使用极限状态短期效应组合设
计时，采用的一种可变作用代表值，其值可根据在 足够长观测期限内作用任意时点概率分布的0.95分 位值确定。
9）作用准永久值 quasi-permanent value of an action