第三章 作用及作用效应组合.

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

地震动峰值加速度系数大于或等于0.40g地区的 公路桥涵,应进行专门的抗震研究和设计;
地震动峰值加速度系数小于或等于0.05g地区的 公路桥涵,除有特殊要求外,可采用简易设防。 (2)船舶或漂浮物的撞击作用
跨越江、河、海湾的桥梁,位于通航河道或有 漂流物的河流中的桥梁墩台,设计时必须考虑船舶 或漂流物对桥梁墩台的撞击作用。
其他作用
0.8
1.0
表3-7
编号 作用名称
可变作用不同时组合表
不与该作用同时参与组合的作用编号
13
15 16 18
汽车制动力
流水压力 冰压力 支座摩阻力
15、16、18
13、16 13、15 13
公路桥涵设计时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。 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效应组合进行设计。 当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 可变作用,或组合概率很小的作用,不考虑其作用 效应的组合。 多个偶然作用不同时参与组合。
3.作用及作用效应组合
3.1
作用的分类
3.2
3.3
作用的选定和作用效应组合
作用的规定与计算
3.1
作用的分类
作用定义
3.1.1
作用于桥梁结构的荷载和引起结构外加变形 或约束变形的原因统称为作用。
3.1.2
编 号
作用分类
表3-1 作用分类 作用分类 作用名称
1
2 3 4 5 6 7 永久作用
结构重力(包括结构附加重力)
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。 (3)土的重力和土侧压力
4)水的浮力
基础底面位于透水性地基上的桥梁墩台,当验
1j
Qjk
2)作用长期效应组合
S1d S Gik 2 j S Qjk
i 1 j 1 m n
表3-6
作用类别
可变作用效应频遇值系数和准永久值系数
频遇值 系数 准永久值 系数 作用类别 频遇值系数 准永久值系 数
汽车荷载(不计冲击力)
人群荷载 风荷载
0.7
1.0 0.75
0.4
温度梯度 作用
c
0.8 0.7 0.6 0.5
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。
(2)公路桥涵结构按正常使用极限状态设计时, 应根据不同的设计要求,采用以下两种作用效应组 合。 m n 1)作用短期效应组合 S S S
sd

i 1
Gik

j 1
3)风荷载
4)流水压力
5)温度作用 3.3.3 偶然作用
6)支座摩阻力
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称为偶然作用。 (1)地震作用 地震区建造桥梁,必须考虑地震作用。 对于地震动峰值加速度系数等于0.10g、0.15g、 0.20g、0.30g地区的公路桥涵,应进行抗震设计;
汽车荷载
汽车冲击力 汽车离心力
1.4
Q1
2
汽车引起的土侧压力
3
4 5 6
人群荷载
汽车制动力 风荷载 流水压力
Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8
1.1 1.4
7
8
冰压力
温度(均匀温度和梯度温度)作用
偶然作用
百度文库
支座摩阻力
地震作用 船舶或漂浮物的撞击作用
1.0
3.2.3
线关系的假定并确定适当的徐变系数来进行。
(6)基础变位的影响
3.3.2
可变作用
(1)概念
在结构使用期间,其量值随时间而变化或其变 化值与平均值相比不可忽略不计的荷载作用。
(2)内容
1)汽车荷载及其影响力 汽车荷载 等级:公路-Ⅰ级和公路-Ⅱ级
表3-8 各级公路桥涵的汽车荷载等级 公路等级 汽车荷载等级 高速公路 一级公路 二级公路 三级公路 四级公路 公路二级
表3-10 横向折减系数
横向布置 车队数
3 4 5
横向折减 系数
0.78 0.67 0.60
横向布置 车队数
6 7 8
横向折减 系数
0.55 0.52 0.50
当桥梁计算跨径大于150m时,应按表规定的纵 向折减系数进行纵向折减。
表3-11 纵向折减系数
计算跨径L (m)
纵向折减 系数
计算跨径L (m)
算稳定时,应考虑设计水位的浮力;当验算地基应力
时,可仅考虑低水位的浮力,或不考虑水的浮力。 基础嵌入不透水性地基的的桥梁墩台不考虑水
浮力。
作用在桩基承台底面的浮力,应考虑全部底面 积。对桩嵌入不透水地基并灌注混凝土封闭者,不 应考虑桩的浮力,在计算承台底面浮力时应扣除桩
的截面面积。
当不能确定地基是否透水时,应以透水或不透 水两种情况与其他作用组合,取其最不利者。 (5)混凝土收缩及徐变作用 混凝土收缩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与徐变变形呈直
20
21 偶然作用
船舶或漂浮物的撞击作用
汽车撞击作用
3.2 作用的选定和作用效应组合 3.2.1 作用的代表值 作用代表值一般可分为标准值、频遇值和准永 久值。
表3-2 作用的代表值
作用的分类 代表值
永久作用 标准值
可变作用 标准值、频遇值、准永久值
偶然作用 标准值
在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作为代表值。 在正常使用极限状态按短期效应组合设计时, 应采用频遇值作为代表值;按长期效应组合设计时, 应采用准永久值作为代表值。
(3)汽车撞击作用 桥梁结构必要时可考虑汽车的撞击作用。 汽车撞击力标准值在车辆行驶方向取1000kN, 在车辆行驶垂直方向取500kN,两个方向的撞击力不 同时考虑,撞击力作用于行车道以上1.2m处,直接 分布于撞击涉及的构件上。
预加力 土的重力 土侧压力 混凝土收缩和徐变作用 水的浮力 基础变位作用
续上表 编 8 号 作用分类 作用名称 汽车荷载
9
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 可变作用
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 风荷载 流水压力 冰压力 温度(均匀温度和梯度温度)作用 支座摩阻力 地震作用
纵向折减 系数
150≤L<400 400≤L<600 600≤L<800
0.97 0.96 0.95
800≤L<1000 L≥1000
0.94 0.93
汽车冲击力 当汽车以较高速度通过桥梁时,使桥梁发生振 动而造成内力和变形增大的现象称为冲击作用。
表3-12 钢筋混凝土、圬工桥涵的冲击系数
结构基频 f ( Hz )
i 1 j 2
n
表3-4
桥涵结构 特大桥、重要大桥 大桥、中桥、重要小桥 小桥、涵洞
结构重要性系数及设计安全等级
设计安全等级 一级 二级 三级 结构重要性系数 1.1 1.0 0.9
表3-5 可变作用效应的组合系数 c
作用组合 永久作用+汽车荷载+人群荷载(或其他一种可变作用) 永久作用+汽车荷载+二种可变作用[ 除汽车荷载(含汽车冲击力、离心力)] 永久作用+汽车荷载+三种可变作用[ 除汽车荷载(含汽车冲击力、离心力)] 永久作用+汽车荷载+四种(及多于四种)可变作用[ 除汽车荷载(含汽车冲击力、离心力)]
车辆荷载与车道荷载的作用不得叠加。 加 载 规 定 车道荷载的纵向加载为均布荷载标准值满布 于使结构产生最不利效应的同号影响线上。 集中荷载标准值只用于相应影响线中一个最 大影响线峰值处。 横向分布系数按设计车道车辆荷载计算。 折减规定 当桥涵设计车道数大于2时,由汽车荷载产生的 效应应进行横向折减,但折减后的效应不得小于两 设计车道的荷载效应。
3.3 作用的规定与计算
3.3.1 永久作用(恒载)
(1)概念 在结构使用期间,其量值不随时间变化,或其 变化值与平均值相比可忽略不计的作用。 (2)内容 1)结构重力 结构自重、桥面铺装及附属设施等。
2)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
3.2.2 作用的设计值 作用的设计值为作用的标准值乘以相应的作用 分项系数。
表3-3
编号 作用分类
作用分项系数
作用类别 符号 作用分项系数 对结构的承 对结构的承 载力不利时 载力有利时 1.2 1.1或1.2 1.0
1
永久作用
混凝土和圬工结构重力(包括 结构附加重力) 钢结构重力(包括结构附加重力)
专用人行桥梁,人群荷载标准值为3.5 kN/m2。 人行道板(局部构件)可以一块板为单元,按 标准值4.0 kN/m2的均布荷载计算。 计算人行道栏杆荷载时,作用在栏杆立柱顶上 的水平推力标准值取0.75 kN/m;作用在栏杆扶手上 的竖向力标准值取1.0 kN/m。 人群荷载在横向应布置在人行道的净宽度内, 在纵向施加应使结构产生最不利荷载效应的区段内。
作用效应组合
(1)公路桥涵结构按承载能力极限状态设计时,应 采用以下两种作用效应组合。 1)基本组合
0 Sud 0 ( Gi SGik Q1SQ1k C Qj SQjk )
m n i 1 m j 2
0 Sud 0 ( SGid SQ1d C SQjd )
G1
2
3 4 5
预加力
土的重力 混凝土收缩和徐变作用 土侧压力
G2 G3 G4 G5 G6 G7
1.2
1.0 1.4
6
7 基础变位 作用
水的浮力
混凝土和圬工结构 钢结构
1.0
0.5 1.0
续上表
编号 作用分类 作用类别 作用分项系数 符号 对结构承载力有利和不利
1
可变作用
f 1.5Hz 1.5Hz f 14 Hz
冲击系数 0.05

结构基频 f ( Hz )
f 14 Hz
冲击系数 0.45
0.1767 ln f 0.0157
《桥规》规定: 钢桥、钢筋混凝土及预应力混凝土桥、圬工拱桥 等上部构造和钢支座、板式橡胶支座及钢筋混凝土柱 式墩台,应计算汽车的冲击作用。
l 5m : PK 135kN l 50m : PK 270kN 5m l 50m : Pk 值采用 135 ~ 270kN直线内插
注: l为桥梁计算跨径。计算剪力效应时,表中集中荷载标准值应乘以1.2。
应用:整体计算采用车道荷载;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。
公路一级
组成:车道荷载和车辆荷载
图3-1 车道荷载
图3-2 车辆荷载
表3-9 各级公路桥涵的汽车荷载等级和车道荷载标准值
公路等级
汽车荷载等级 均布荷载标准值 qk(kN/m)
高速公路
一级公路 二级公路 三级公路 四级公路
公路二级 7.785
公路一级 10.5
集中荷载标准值 Pk(kN)
l 5m : PK 180kN l 50m : PK 360kN 5m l 50m : Pk 值采用 180 ~ 360kN直线内插
2)人群荷载
设有人行道的桥梁,在以汽车荷载计算内力时, 应同时考虑人行道上人群荷载所产生的内力,人群 荷载标准值按以下规定采用: 当桥梁计算跨径L0≤50m时,人群荷载标准值为 3.0kN/m2; 当L0≥150m时,人群荷载标准值为2.5kN/m2; 当50m<L0<150m时,可由线性内插得到人群荷 载标准值。 不等跨的连续结构,以最大计算跨径为准。 城镇郊区行人密集地区的公路桥梁,人群荷载 标准值取上述规定值的1.15倍。
汽车荷载的局部加载及在T梁、箱梁悬臂板上的冲 击系数采用0.3。 当填料厚度(包括路面厚度)≥50cm拱桥、涵洞以 及重力式墩台,不计冲击作用。 离心力
C V / 127 R
2
V —设计速度 (km/h) 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。
汽车引起的土压力
G h Bl 0
汽车制动力 《桥规》规定,一个设计车道上由汽车荷载产 生的制动力标准值按车道荷载标准值在加载长度上 计算的总重力的10%,但公路-Ⅰ级汽车荷载的制动 力标准值不得小于165kN;公路-Ⅱ级汽车荷载的制 动力标准值不得小于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。
相关文档
最新文档