新旧规范桥梁设计荷载讲解.
2019[讲稿]桥梁的设计荷载及荷载组合.doc
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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。
[PPT]桥梁工程设计荷载超全讲解(57页 配图丰富)
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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
桥梁设计荷载
❖ 结构基频估算公汽式：车冲击力
（2）连续梁桥：
正弯矩效应和剪力效应
负弯矩效应
汽车荷载离心力
（三）汽车荷载离心力 1.产生原因： ❖ 当弯道桥梁的曲线半径等于或小于250m时，需考
虑车辆的离心力作用。
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：
可变作用
二、可变作用（活载） （一）汽车荷载 ❖ 汽车荷载分为公路-I级和公路-Ⅱ级。
汽车荷载
1.车道荷载（整体计算）
车道 均布荷载标准值 荷载 集中荷载标准值
qk=10.5kN/m
P k kN
360 180
5
注：
1.计算剪力效应时，集中荷载标准值PK应 乘以1.2的系数。
2.均布荷载标准值应满布于使结构产生
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
作用 Action —— 施加于结构上的一组 集中§力4或-1 分规布范力中有，关或设引计起荷结载构的外规加定变形或 分约类束： 变形的原因。前者称直接作用，也称 1）永久作用 荷Per载man，ent后act者ion称——间在接结构作使用用期。间，其量值不
气温分布
钢桥面板钢桥 最高 最低
混凝土桥面板钢桥
最高
最低
严寒地区
46
-43
39
-32
寒冷地区
46
-21
39
-15
温热地区
46 -9（-3） 39 -6（-1）
注：表中（）内数值适用于昆明、南宁、广州、福州地区。
1.5桥梁的设计荷载-新【精品ppt】
震中烈度与震级的关系
一次里氏5级地震所释放的能量为 21019erg（尔格）
北京地区一幢8~9层 用砖填充框架结构， 它的总水平地震荷 载约为其自重的 0.05~0.08倍。
地震对房屋的破坏主要由水平方向的最大加速度反应引起
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。
1.0.7 公路桥涵结构应按承载能力极限状 态和正常使用极限状态进行设计：
1 承载能力极限状态：对应于桥涵结构 或其构件达到最大承载能力或出现不适于继 续承载的变形或变位的状态；
❖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
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
2 正常使用极限状态：对应于桥涵结构 或其构件达到正常使用或耐久性的某项限值 的状态。
在进行上述两类极限状态设计时，同时 应满足构造和工艺方面的要求。
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）；
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。
桥梁设计常见荷载问题及处理措施
桥梁设计常见荷载问题及处理措施在桥梁设计中，荷载是一个非常重要的因素。
荷载指的是作用在桥梁结构上的各种力和压力，包括静荷载和动荷载。
桥梁设计时需要考虑各种常见荷载，如自重、交通荷载、温度荷载等。
以下是桥梁设计中常见荷载问题及处理措施的介绍。
1. 自重荷载：自重荷载是指桥梁结构自身的重量。
在设计桥梁时，需要考虑各部分结构的自重，并合理分布在桥梁的不同部位，以确保结构的稳定性和安全性。
对于大型桥梁，还需要考虑结构材料的容许应力和变形，选择合适的材料以减轻自重对结构的影响。
2. 交通荷载：交通荷载是指由车辆和行人产生的荷载，包括静荷载和动荷载。
静荷载是指车辆停留在桥上时产生的荷载，而动荷载是指车辆经过桥梁时产生的荷载。
交通荷载是桥梁设计中最重要的荷载，需要根据设计规范和实际交通情况来确定。
对于不同类型的车辆和行人，需要考虑其重量、速度、轮胎布置等因素，以确定合适的交通荷载。
3. 温度荷载：温度荷载是由于温度变化引起的结构应变和形变产生的荷载。
当桥梁结构受热膨胀或受冷缩小时，会产生应力和变形，进而产生温度荷载。
在桥梁设计中，需要考虑结构的热膨胀系数和温度变化范围，采取合适的措施来防止温度荷载对结构的影响，如设置伸缩缝、使用铰链连接、选择适当的结构形式等。
4. 风荷载：风荷载是指风对桥梁结构产生的荷载。
在桥梁设计中，需要考虑风的作用方向、强度以及结构的抗风性能。
对于大跨度和高层桥梁，风荷载是一个重要的设计参数。
常见的处理措施包括使用适当的阻风措施，如设置挡风墙、减小桥面侧面积等。
在桥梁设计中，还需要考虑其他荷载，如水荷载、冰荷载、雪荷载等。
处理这些荷载时，需要根据实际情况和设计规范来确定合理的处理措施，以确保桥梁的安全可靠。
还需要考虑桥梁的使用寿命和维护保养等因素，保证桥梁长期运行的安全性和可靠性。
城市桥梁设计荷载标准
城市桥梁设计荷载标准
城市桥梁设计荷载标准是指在城市桥梁设计中所需要考虑的各种荷载情况，包
括静荷载和动荷载等。
城市桥梁设计荷载标准的制定对于确保城市桥梁的安全运行具有重要意义，下面将就城市桥梁设计荷载标准的相关内容进行介绍。
首先，城市桥梁设计荷载标准中需要考虑的静荷载包括桥梁自重、桥面系、人
行道、栏杆、排水系统等构件的重量，以及桥梁在使用过程中可能受到的各种永久荷载，如管线、电缆、信号设备等。
在考虑这些静荷载时，需要根据实际情况合理确定各构件的重量，并考虑其分布情况，以保证桥梁在使用过程中的稳定性和安全性。
其次，城市桥梁设计荷载标准中需要考虑的动荷载包括车辆荷载、行人荷载、
风荷载、地震荷载等。
其中，车辆荷载是城市桥梁设计中需要重点考虑的动荷载之一，其大小和分布情况直接影响桥梁结构的设计。
在考虑车辆荷载时，需要根据城市道路的交通情况、车辆类型和数量等因素进行合理确定，并考虑其对桥梁结构的影响。
另外，城市桥梁设计荷载标准中还需要考虑风荷载和地震荷载。
风荷载是指桥
梁在风力作用下所受的荷载，而地震荷载是指桥梁在地震作用下所受的荷载。
在考虑这些动荷载时，需要根据城市的气候条件和地震烈度等因素进行合理确定，并采取相应的设计措施，以确保桥梁在极端天气和地震情况下的安全性。
总的来说，城市桥梁设计荷载标准是城市桥梁设计中需要重点考虑的内容之一，其合理确定对于确保城市桥梁的安全运行具有重要意义。
在实际设计中，需要根据桥梁所处的具体位置、使用情况、交通情况等因素进行合理确定，并采取相应的设计措施，以确保城市桥梁的安全性和稳定性。
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
第18页/共34页
§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
第19页/共34页
§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。
第14页/共34页
§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
第16页/共34页
§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
第17页/共34页
§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。
(CJJ77-98)《城市桥梁设计荷载标准》
目次１总则２术语、符号３城市桥梁设计荷载４城市桥梁设计可变荷载附录Ａ本标准用词说明附加说明１总则１．０．１为改进城市桥梁设计荷载现行方法，采用按车道均布荷载进行加载设计，以达到与国际桥梁荷载标准相接轨的目的,制定本标准。
１．０．２本标准适用于在城市内新建、改建的永久性桥梁和城市高架道路结构以及承受机动车辆荷载的其他结构物的荷载设计.１．０．３本标准规定的基本可变荷载，适用于桥梁跨径或加载长度不大于１５０ｍ的城市桥梁结构。
１．０．４本标准的设计活载分为两个等级，即城－Ａ级和城－Ｂ级。
１．０．５城市桥梁设计荷载,除应符合本标准外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
２术语、符号２．１术语２．１．１作用结构承受各种荷重和变形所引起力效应的通称。
２．１．２荷载各种车辆、人、雪、风引起的重力，包括永久性、可变性和偶然性三类。
２．１．３永久荷载在设计有效期内，其值不随时间变化，或其变化与平均值相比可忽略不计的荷载.２．１．４可变荷载在设计有效期内，其值随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略的荷载，按其对桥梁结构的影响程度,又可分为基本可变荷载（活载）和其他可变荷载。
２．１．５偶然荷载在设计有效期内,不一定出现，一旦出现，其值将很大且持续时间很短的荷载。
２．１．６承载能力极限状态设计结构达到承载能力的极限状态时，引起结构的效应等于材料的抗力时作为设计条件的设计方法。
２．１．７正常使用极限状态设计结构在正常工作阶段，裂缝、应力与挠度达到最大功能时的设计方法。
２．１．８容许应力设计按各种材料截面达到容许应力时的设计方法。
２．１．９效应结构或构件承受内力和变形的大小。
２．１．１０抗力结构或构件材料抵抗外力的能力.２．１．１１桥面铺装桥梁上部结构面板上铺设的防水层与摩损层。
２．１．１２行车道板承受行车重力的板式结构。
２．１．１３重力密度物质单位体积的重力。
２．１．１４车道横向折减系数多车道桥面在横向车道上，当不同时出现活载时,结构效应应予折减的系数。
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：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。
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。
桥梁的设计荷载ppt课件
2019年10月26日
李亚东: 桥梁工程概论 第三章
16
公路汽车荷载
汽车荷载等级－公路－I级、公路II级 汽车荷载由车道荷载和车辆荷载组成，两者的作用不
得叠加（取加载不利者） 车道荷载：均布荷载＋集中荷载，用于桥梁结构的整
体计算 加载：均布荷载满布于同号影响线区域，集中荷载只
作用在相应影响线中的一个最大峰值处
地基变形，也与气象、水文和外加荷载等因素有关
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。
对于预应力混凝土桥梁，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。
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，其对结构的影响也是 长期的。
2019年10月26日
李亚东: 桥梁工程概论 第三章
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第三节 可变作用
一、车辆、人群活载 （一）车辆活载
车辆荷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。
的分项系数
除汽车荷载效应外的其他第j个可变作用效应的标准值
2019年10月26日
李亚东: 桥梁工程概论 第三章
9
公路桥涵结构 按正常使用极限状态设计时的短期组合
指南桥梁工程设计荷载
2021年3月9日星期二
11
每条履带单位压力56KN/m
履带—50 4.5
200 200
200 200
挂车—80
1.2
4.0
1.2
总重力500KN
0.7
0.7
2.5 1.0
3.2
横向布置
3.5
250 250
250 250
挂车—100
1.2
=130KN
M =19.0KN/m Q =25.0KN/m
2021年3月9日星期二
图1-4-7 城—B级车道荷载 31
跨径２０m-150m 城－Ａ级 ✓ 计算弯矩，qM=10.0kN/m ✓ 计算剪力，qQ=15.0kN/m ✓ 集中荷载P=300kN ✓ 车道数等于或大于4条时，计算弯矩不乘增
4 15 70 130
15 4
15
4 10 3 7
10 4
15
4 15
1.4 1.4
2021年3月9日星期二
汽车—超20级
9
2.5
1.82.5Biblioteka 1.8 1.84.0
4.0 1.4
7.0
8.0
100KN、150KN、200KN汽车的平面尺寸
300KN汽车的平面尺寸
0.6 2.5 2.5
2.5
3.0 1.4
7.0
1.4
15.0
550KN汽车的平面尺寸
1.8 1.3 1.8 0.5
横向布置
图1-4-2 各级汽车的平面尺寸和平面布置（尺寸单位：m）
2021年3月9日星期二
10
验算荷载：偶然个别出现的平板挂车、履带车 ✓ 验算荷载的等级：
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（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
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。
i 1 j 1
m
n
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 设置的结构或装置，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；
五、作用效应组合
1.作用效应组合的定义 2.作用效应组合的原则 3.作用效应组合的分类
1.作用效应组合的定义
作用效应组合——是指在确定出各种桥梁作用后，需 要根据作用特性、桥梁结构特性、施工方法以及桥位 处的环境等因素来决定各种作用的取舍以及它们同时 作用的可能性。
2.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
23
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。
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
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）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 )
i 1 j 2
m
n
（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《公路工程抗震设计规 范》JTJ004规定采用。2）公桥涵结构按正常使用极限状态设计时
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
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
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