結(jié)構(gòu)工程師 講義Microsoft PowerPoint 演示文稿PPT課件

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1、第一章：橋梁基本知識第一節(jié) 橋梁的組成與分類一、橋梁的組成 橋梁一般由上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)和附屬工程組成。 上部結(jié)構(gòu)又稱承重結(jié)構(gòu)，是跨越各種障礙的主要承重結(jié)構(gòu)。包括橋面系、承重結(jié)構(gòu)（主梁、桁架或拱圈等）、連接系、支座等部分組成。 下部結(jié)構(gòu)是橋梁墩臺和基礎(chǔ)的總稱，支承上部結(jié)構(gòu)并將上部結(jié)構(gòu)的重力、車輛和人群荷載傳遞給地基。 附屬工程包括護坡、護岸、橋頭搭板、導(dǎo)流構(gòu)造物等。 橋面系包括：橋面鋪裝和防水層、橋面排水系統(tǒng)、伸縮縫、人行道、欄桿（防撞護攔）等。第1頁/共111頁第2頁/共111頁橋梁常用技術(shù)術(shù)語：橋梁長度：兩端橋臺側(cè)墻或八字翼墻后端點之間距離(或橋面長度)，反映橋梁規(guī)模大小。凈跨徑：設(shè)計洪水

2、位以上相鄰兩個橋墩之間凈距離?？偪鐝剑焊骺變艨鐝娇偤?，反映橋梁泄洪能力指標(biāo)。計算跨徑： 對于有支座的梁橋，是指橋跨結(jié)構(gòu)相鄰兩個支座中心之間的距離。拱式橋是兩相鄰拱腳截面形心點之間的水平距離。 標(biāo)準(zhǔn)跨徑： 梁式橋、板式橋以兩橋墩中心線之間距離或橋墩中線與橋臺臺背前緣間的距離；拱式橋和涵洞則為凈跨徑。跨徑在50m及以下時，宜采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑。橋涵標(biāo)準(zhǔn)跨徑為22種。 建筑高度：指橋上行車路面（或軌頂）標(biāo)高至橋跨結(jié)構(gòu)最下緣之間的距離。容許建筑高度：指公路(或鐵路)定線中所確定的橋面（或軌頂）標(biāo)高，對通航凈空頂部標(biāo)高之差。因此橋梁建筑高度必須小于容許建筑高度。第3頁/共111頁二、橋梁分類1.按照跨越障礙性

3、質(zhì)劃分：跨河橋、跨線橋、高架橋等。2.按照建筑材料劃分：圬工橋、鋼筋混凝土橋、預(yù)應(yīng)力混凝土橋、鋼橋、木橋等。3.按照跨徑大小劃分：特大橋、大橋、中橋、小橋和涵洞。4.按照用途劃分：公路橋、鐵路橋、公路鐵路兩用橋、人行天橋等橋梁種類單孔跨徑（標(biāo)準(zhǔn)跨徑）橋梁全長特大橋LK150L1000大橋40LK150100L1000中橋20LK4030L100小橋5LK208L30涵洞LK5（見技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)說明）第4頁/共111頁5.按照受力特點劃分；根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件基本受力方式（拉、壓、彎）及其組合，將橋梁分為五種類型，即（1）梁式橋：上部主梁以受彎為主，采用抗彎能力強的鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土或鋼材修建；下部結(jié)構(gòu)

4、主要承受豎向反力。 梁式橋分為簡支梁、懸臂梁和連續(xù)梁。（2）拱式橋：上部承重結(jié)構(gòu)為主拱圈，主要承受軸向壓力，隨著跨徑增大，彎矩增加。一般采用圬工材料、鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土或鋼材修建。下部結(jié)構(gòu)承受豎向力和水平力，對地基承載力要求較高。（3）剛架橋：界于梁式橋和拱式橋之間，上部梁（板）主要承受彎矩作用，下部結(jié)構(gòu)承受水平力和垂直力。（4）懸索橋（吊橋）：上部主要承重結(jié)構(gòu)為纜索，主要承受拉力，橋兩端依靠巨大錨錠裝置承受拉力作用。（5）組合體系橋梁：由各種橋梁組合而成。例梁式橋與吊橋組合斜拉橋，拱橋與梁橋組合系桿拱橋，梁式橋與剛架橋合連續(xù)剛構(gòu)橋。其他分類方法：梁式橋、拱式橋、剛架橋、懸索橋、斜拉橋、

5、組合體系橋梁。第5頁/共111頁三、橋梁下部結(jié)構(gòu)（1）橋梁墩臺分類：重力式墩臺（圬工結(jié)構(gòu)）、輕型墩臺（鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土）（2）橋梁基礎(chǔ)分類：淺基礎(chǔ)（擴大基礎(chǔ)）：剛性基礎(chǔ)、柔性基礎(chǔ)。剛性基礎(chǔ)應(yīng)滿足剛性角的要求： 5號以下砂漿砌筑時，30； 5 號以上砂漿砌筑時，35； 混凝土澆注時，4045 當(dāng) max應(yīng)配筋按照柔性基礎(chǔ)設(shè)計樁基礎(chǔ)：按照受力分為摩擦樁、嵌巖樁（柱樁） 按照施工分為：鉆（挖）孔灌注樁、預(yù)制沉樁沉井基礎(chǔ)：箱形基礎(chǔ)（組合基礎(chǔ)）：第6頁/共111頁第二節(jié) 橋梁總體設(shè)計 橋梁設(shè)計的總體原則：技術(shù)先進、安全可靠、適用耐久、經(jīng)濟合理，同時按照美觀和有利環(huán)保的原則進行設(shè)計。 （見“設(shè)計通

6、用規(guī)范“1.總則）一、橋梁設(shè)計的一般要求 使用上的要求：滿足橋上行車和行人的需要；滿足橋下泄洪、通航和行車的要求。 經(jīng)濟上的要求：綜合經(jīng)濟效益的合理性。 結(jié)構(gòu)和構(gòu)造上的要求：整體及各構(gòu)件具有足夠的強度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性。 施工上的要求：便于制造和安裝。 美觀上的要求：主要指結(jié)構(gòu)型式與環(huán)境的協(xié)調(diào)。特殊大橋宜進行景觀設(shè)計；上跨高速公路、一級公路的橋梁應(yīng)與自然環(huán)境和景觀相協(xié)調(diào)。第7頁/共111頁二、橋梁設(shè)計程序 設(shè)計前期：包括項目可行性研究、編制項目建議書、項目方案設(shè)計 設(shè)計階段：包括初步設(shè)計和施工圖設(shè)計（兩階段設(shè)計），對于特大橋應(yīng)增加技術(shù)設(shè)計階段（三階段設(shè)計）。 設(shè)計后期：包括施工配合、試驗、

7、鑒定、設(shè)計回訪、設(shè)計總結(jié)。三、橋位的選擇 見“公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)” 大、中橋橋位原則上服從路線的走向，還應(yīng)進行綜合考慮。特大橋應(yīng)重點考慮橋位的選擇。小橋涵位置的確定應(yīng)服從路線的走向。大、中橋一般選擇23個橋位進行綜合比選。四、橋梁凈空 見“設(shè)計通用規(guī)范”3.設(shè)計要求 橋面凈空：按照公路等級和行人密度確定行車道和人行道寬度。 橋下凈空：應(yīng)滿足橋下流水凈空、行車凈空和通航凈空的要求。 橋面標(biāo)高確定： 橋梁基礎(chǔ)埋置深度：無沖刷，河床下至少1米；有沖刷處，在局部沖刷線以下至少1.04.0米以下（與橋梁分類有關(guān)）；在冰凍線以下0.25米。djPqmhhhHH第8頁/共111頁五、橋梁縱斷面設(shè)計與平面布置

8、橋梁縱斷面設(shè)計包括確定橋梁的總跨徑、橋梁的分孔、橋面標(biāo)高、橋上和橋頭引道的縱坡以及基礎(chǔ)的埋置深度等內(nèi)容。（1）總跨徑：橋梁的總跨徑一般根據(jù)水文計算確定，必須保證橋下有足夠的排洪面積，使河床不致產(chǎn)生過大的沖刷。但為了使總跨徑不致過大而增加橋梁的總長度，同時又要允許有一定的沖刷。（2）橋梁的分孔：最經(jīng)濟的跨徑就是要使上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的總造價最低，因此當(dāng)橋墩較高或地質(zhì)不良，基礎(chǔ)工程較復(fù)雜而造價較高時，橋梁跨徑就選得大一些；反之，當(dāng)橋墩較矮或地基較好時，跨徑就可選得小一些。（3）橋面標(biāo)高：（4）橋上和橋頭引道的縱坡：橋上的縱坡不宜大于4，橋頭引道的縱坡不宜大于5。位于市鎮(zhèn)混合交通繁忙處，橋上縱坡和橋

9、頭引道縱坡均不得大于3 （5）基礎(chǔ)的埋置深度：第9頁/共111頁第三節(jié) 橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計方法 一、半概率極限狀態(tài)設(shè)計方法 分為承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。公路橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計基準(zhǔn)期為100年。1.承載能力極限狀態(tài)：對應(yīng)于橋涵結(jié)構(gòu)或其構(gòu)件達到最大承載力或出現(xiàn)不適宜于繼續(xù)承載的變形或變位的狀態(tài)。 設(shè)計準(zhǔn)則：荷載效應(yīng)不利組合的設(shè)計值小于或等于結(jié)構(gòu)抗力效應(yīng)的設(shè)計值。2.正常使用極限狀態(tài)：對應(yīng)于橋涵結(jié)構(gòu)或其構(gòu)件達到正常使用或耐久性的某項限值的狀態(tài)。 設(shè)計方法：以塑性理論或彈塑性理論為基礎(chǔ)，進行三項驗算：（1）限制應(yīng)力 （2）短期荷載下變形 （3）裂縫寬度二、容許應(yīng)力設(shè)計方法 設(shè)計準(zhǔn)則：結(jié)構(gòu)構(gòu)件任意截面的

10、最大設(shè)計計算應(yīng)力不大于有關(guān)規(guī)范規(guī)定的材料容許應(yīng)力。 公路橋梁設(shè)計中公路橋涵地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范、公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范采用容許應(yīng)力法進行設(shè)計。第10頁/共111頁三、公路橋涵的設(shè)計狀態(tài) 公路橋涵應(yīng)根據(jù)不同種類的作用（或荷載）及其對橋涵的影響、橋涵所處的環(huán)境條件，考慮以下三種設(shè)計狀況，并對其進行相應(yīng)的極限狀態(tài)設(shè)計。1.持久狀況： 橋涵建成后承受自重、汽車荷載等持續(xù)時間很長的狀態(tài)。該狀態(tài)應(yīng)進行承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)設(shè)計。 公路橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計安全等級，按結(jié)構(gòu)破壞可能產(chǎn)生后果的嚴(yán)重程度分為三個設(shè)計等級，其規(guī)定如下： 一級：特大橋、重要大橋 1.1 (重要指高速、一級公路橋) 二級：大橋、

11、中橋、重要小橋 1.0 三級：小橋、涵洞： 0.92.短暫狀況： 橋涵施工過程中臨時性作用的狀態(tài)。該狀態(tài)下橋涵僅作承載能力極限狀態(tài)設(shè)計，必要時作正常使用極限狀態(tài)設(shè)計。3.偶然狀況：在橋涵使用過程中可能偶然出現(xiàn)的狀態(tài)。 該狀態(tài)下橋涵僅作承載能力極限狀態(tài)設(shè)計。第11頁/共111頁第四節(jié) 橋梁作用（設(shè)計荷載）及作用組合 （見“通用規(guī)范”4 作用）一、作用分類、代表值（一）作用分類公路橋涵設(shè)計采用的作用分為： 永久作用 可變作用 偶然作用第12頁/共111頁編號作 用 分 類作 用 名 稱1永久作用結(jié)構(gòu)重力（包括結(jié)構(gòu)附加重力）2預(yù)加力3土的重力4土側(cè)壓力5混凝土收縮及徐變作用6水的浮力7基礎(chǔ)變位作用8

12、可變作用汽車荷載9汽車沖擊力10汽車離心力11汽車引起的土側(cè)壓力12人群荷載13汽車制動力14風(fēng)荷載15流水壓力16冰壓力17溫度（均勻溫度和梯度溫度）作用18支座摩阻力19偶然作用地震作用20船舶或漂流物的撞擊作用21汽車撞擊作用第13頁/共111頁（二）作用代表值1.永久作用代表值： 結(jié)構(gòu)自重及橋面鋪裝、附屬設(shè)備等附加重力均屬結(jié)構(gòu)重力，可按照結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸與材料的重力密度計算確定。2.可變作用代表值： 可變作用應(yīng)根據(jù)不同的極限狀態(tài)分別采用標(biāo)準(zhǔn)值、頻遇值或準(zhǔn)永久值作為其代表值。 承載能力極限狀態(tài)設(shè)計及按彈性階段計算結(jié)構(gòu)強度時應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)值作為可變作用的代表值。 正常使用極限狀態(tài)按短期效應(yīng)組合設(shè)計

13、時，應(yīng)采用頻遇值作為可變作用的代表值； 按長期效應(yīng)（準(zhǔn)永久）組合設(shè)計時，應(yīng)采用準(zhǔn)永久值作為可變作用的代表值。3.偶然作用代表值偶然作用代表值取其標(biāo)準(zhǔn)值作為代表值。 Vg第14頁/共111頁（三）作用標(biāo)準(zhǔn)值1. 永久作用標(biāo)準(zhǔn)值：其標(biāo)準(zhǔn)值對于結(jié)構(gòu)自重為結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計尺寸與材料的重力密度乘積。2. 可變作用標(biāo)準(zhǔn)值： 按照設(shè)計規(guī)范取用，見“通用規(guī)范”4.3條。可變作用頻遇值=標(biāo)準(zhǔn)值頻遇值系數(shù)1 （1取值：短期效應(yīng)組合時，汽車=0.7，人群=1.0，風(fēng)荷載=0.75.）可變作用準(zhǔn)永久值=標(biāo)準(zhǔn)值準(zhǔn)永久值系數(shù)2（2取值：長期效應(yīng)組合時，汽車=0.4，人群=0.4，風(fēng)荷載=0.75.）3. 偶然作用標(biāo)準(zhǔn)值：根

14、據(jù)調(diào)查、實驗確定。（四）作用設(shè)計值作用設(shè)計值=標(biāo)準(zhǔn)值分項系數(shù) 分項系數(shù)見“通用規(guī)范4.1.6條”1.2 1.4 第15頁/共111頁二、永久作用標(biāo)準(zhǔn)值 見“通用規(guī)范4.2條”1.結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值：Vg2.預(yù)加力標(biāo)準(zhǔn)值： 在結(jié)構(gòu)進行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計和使用階段構(gòu)件應(yīng)力計算時，應(yīng)作為永久作用計算其主效應(yīng)和次效應(yīng)，并計人相應(yīng)階段的預(yù)應(yīng)力損失，但不計由于預(yù)加力偏心距增大引起的附加效應(yīng)。 在結(jié)構(gòu)進行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時，預(yù)加力不作為作用，而將預(yù)應(yīng)力鋼筋作為結(jié)構(gòu)抗力的一部分，但在連續(xù)梁等超靜定結(jié)構(gòu)中，仍需考慮預(yù)加力引起的次效應(yīng)。第16頁/共111頁3.土重及土側(cè)壓力標(biāo)準(zhǔn)值：見“通用規(guī)范4.2.3條” 4

15、.水的浮力標(biāo)準(zhǔn)值：見“通用規(guī)范4.2.4條” 基礎(chǔ)位于透水性地基時,驗算穩(wěn)定時考慮設(shè)計水位浮力;驗算地基應(yīng)力時可僅考慮低水位浮力或不考慮。 基礎(chǔ)嵌入不透水地基時不考慮水的浮力。 作用在樁基承臺底面的浮力，應(yīng)考慮全部底面積；對樁嵌如入不透水地基并灌注混凝土封閉者，不應(yīng)考慮樁的浮力，在計算承臺底面浮力時應(yīng)扣除其面積。 不能確定地基是否透水時，應(yīng)以透水或不透水兩種情況與其他作用組合，取其最不利者。hej221HEj第17頁/共111頁5.混凝土收縮徐變標(biāo)準(zhǔn)值： 外部超靜定結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮；混凝土徐變與混凝土應(yīng)力呈線性關(guān)系；計算圬工拱圈的收縮效應(yīng)時，如考慮徐變影響，作用效應(yīng)可乘以0.45系數(shù)。 超靜定結(jié)構(gòu)當(dāng)

16、考慮由于地基壓密等引起長期變形影響時，應(yīng)根據(jù)最終位移量計算構(gòu)件效應(yīng)。 第18頁/共111頁三、可變作用標(biāo)準(zhǔn)值可變作用應(yīng)根據(jù)不同的極限狀態(tài)分別采用標(biāo)準(zhǔn)值、頻遇值或準(zhǔn)永久值作為其代表值。承載能力極限狀態(tài)設(shè)計及按彈性階段計算結(jié)構(gòu)強度時應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)值作為可變作用的代表值。正常使用極限狀態(tài)按短期效應(yīng)組合設(shè)計時，應(yīng)采用頻遇值作為可變作用的代表值；按長期效應(yīng)（準(zhǔn)永久）組合設(shè)計時，應(yīng)采用準(zhǔn)永久值作為可變作用的代表值。1.汽車荷載(見“通用規(guī)范4.3.1條”)汽車荷載分為公路級和公路級兩個等級。汽車荷載由車道荷載和車輛荷載組成，車道荷載由均布荷載和集中荷載組成。在進行橋梁的整體計算時采用車道荷載；橋梁結(jié)構(gòu)局部加載

17、、涵洞、橋臺和擋土墻壓力等的計算采用車輛荷載。車輛荷載與車道荷載的作用不得疊加。公路等級高速公路一級公路二級公路三級公路四級公路汽車荷載等級公路級公路級公路級公路級公路級第19頁/共111頁(1)車道荷載縱向布置圖式荷載取值標(biāo)準(zhǔn)車道荷載車道荷載等級等級均布荷載均布荷載（kN/m）集集 中中 力（力（kN）l5m5ml50ml50m公路公路級級10.5180內(nèi)差計算內(nèi)差計算360公路公路級級7.9135270注：1. 公路級車道荷載標(biāo)準(zhǔn)按公路級車道荷載標(biāo)準(zhǔn)的0.75倍采用； 2.車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)滿布于使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號影響線上；集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值只作用于相應(yīng) 影響線中一個最大影響線

18、峰值處。第20頁/共111頁橫向布置圖示 1.8米 1.3米 1.8米橫向折減系數(shù)（內(nèi)力組合折減）橫向布置設(shè)計車道數(shù)2345678橫向折減系數(shù)1.000.780.670.600.550.520.50縱向折減系數(shù):計算跨徑150L400400L600600L800800L1000L1000縱向折減系數(shù)0.970.960.950.940.93第21頁/共111頁（2）車輛荷載縱向布置圖示只用于計算行車道板、涵洞、擋土墻、橋臺等局部加載。橫向布置圖示第22頁/共111頁ccmEIlf212gGmc2.汽車荷載沖擊力(見“通用規(guī)范4.3.2條”)鋼橋、鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋、圬工拱橋等上部構(gòu)造和鋼

19、支座、板式橡膠支座、盆式橡膠支座及鋼筋混凝土柱式墩臺，應(yīng)計算汽車的沖擊作用。填料厚度（包括路面厚度）等于或大于0.5m的拱橋、涵洞以及重力式墩臺不計沖擊力。汽車荷載的沖擊力標(biāo)準(zhǔn)值為汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以沖擊系數(shù)。沖擊系數(shù)按照下式計算當(dāng)f1.5Hz時， =0.05當(dāng)1.5Hzf14Hz時， =0.176lnf-0.0157當(dāng)f14Hz時， =0.45式中 f結(jié)構(gòu)基頻（Hz）。計算方法見“通用規(guī)范附錄條文說明” 簡支梁： 汽車荷載的局部加載及在T梁、箱梁懸臂板上的沖擊系數(shù)采用1.3（一般用于行車道板計算）。構(gòu)件單位長度的質(zhì)量第23頁/共111頁3.汽車荷載離心力(見“通用規(guī)范4.3.3條”)當(dāng)彎道橋的

20、曲率半徑等于或小于250m時，應(yīng)計算汽車荷載引起的離心力。汽車荷載離心力標(biāo)準(zhǔn)值為車輛荷載的標(biāo)準(zhǔn)值乘以離心力系數(shù)。汽車荷載離心力系數(shù)按下式計算： RVC12724.汽車荷載引起的土側(cè)壓力(見“通用規(guī)范4.3.4條”)當(dāng)車輛荷載作用在橋臺或擋土墻后填土的破壞棱體上時會引起相應(yīng)的土側(cè)壓力，該土側(cè)壓力可按換算成等代均布土層厚度h（m）計算。0BlGh第24頁/共111頁5.汽車制動力(見“通用規(guī)范4.3.6條”) 一個設(shè)計車道上由汽車荷載產(chǎn)生的制動力標(biāo)準(zhǔn)值按車道荷載標(biāo)準(zhǔn)值在加載長度上計算的總重力的10計算，但公路級汽車荷載的制動力標(biāo)準(zhǔn)值不得小于165kn；公路級汽車荷載的制動力標(biāo)準(zhǔn)值不得小于90kn。

21、制動力著力點在橋面以上1.2m處，計算墩臺時，可移至支座鉸中心或支座底面上同向行駛雙車道的汽車荷載制動力標(biāo)準(zhǔn)值為一個設(shè)計車道制動力標(biāo)準(zhǔn)值的兩倍；同向行駛?cè)嚨罏橐粋€設(shè)計車道的2.34倍；同向行駛四車道為一個設(shè)計車道的2.68倍。設(shè)有板式橡膠支座的簡支梁、連續(xù)橋面簡支梁或連續(xù)梁排架式柔性墩臺，應(yīng)根據(jù)支座與墩臺的抗推剛度的剛度集成情況分配和傳遞制動力。設(shè)有板式橡膠支座的 簡支梁剛性墩臺，按單跨兩端的板式橡膠支座的抗推剛度分配制動力。剛性墩臺各種支座傳遞的制動力見表.第25頁/共111頁6.人群荷載作用(見“通用規(guī)范4.3.5條”)1 對于設(shè)置人行道的橋梁，需根據(jù)人群密度選擇確定合適的人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值

22、。人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值按下列規(guī)定采用：當(dāng)橋梁計算跨徑小于或等于50 m時，人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值為3.0kn/m2; 當(dāng)橋梁計算跨徑等于或大于150 m時，人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值為2.5kn/m2; 當(dāng)橋梁計算跨徑在50m150 m之間時，可由線性內(nèi)差得到人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值。對于跨徑不等的連續(xù)結(jié)構(gòu)，以最大計算跨徑為準(zhǔn)。城鎮(zhèn)郊區(qū)行人密集地區(qū)的公路橋梁，人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值取上述規(guī)定值的1.15倍。專用人行橋梁，人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值為3.5kn/m2。2 人群荷載在橫向布置在人行道的凈寬度內(nèi)，在縱向施加于使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利荷載區(qū)段內(nèi)。3 人行道板可以一塊板為單元，按標(biāo)準(zhǔn)值4.0kn/m2的均布荷載考慮。4 作用在欄桿立柱頂水平推力標(biāo)準(zhǔn)值

23、取0.75kn/m2；作用在欄桿立柱頂豎向力標(biāo)準(zhǔn)值取1.0kn/m2。第26頁/共111頁7.風(fēng)荷載(見“通用規(guī)范4.3.7條”) 公路橋梁抗風(fēng)設(shè)計規(guī)范 JTG/T D60-012004 一般來說，風(fēng)對結(jié)構(gòu)作用的計算有三個不同的方面，對于順風(fēng)的平均風(fēng)壓，采用靜力計算方法；對于順風(fēng)的脈動風(fēng)或橫風(fēng)向的脈動風(fēng)，則應(yīng)按隨機振動理論計算；對于橫風(fēng)向的周期性風(fēng)力，產(chǎn)生了橫風(fēng)向振動，偏心時還產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動，通常作為確定荷載對結(jié)構(gòu)進行動力計算。whdwhAWkkkF310 風(fēng)載阻力系數(shù)確定： 橋梁順橋向可不計橋面系及上承式梁所受的風(fēng)荷載，下承式桁架順橋向風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按其橫橋向風(fēng)壓的40乘以桁架迎風(fēng)面積計算。 橋

24、墩上的順橋向風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值可按橫橋向風(fēng)壓的70乘以桁架迎風(fēng)面積計算。 懸索橋、斜拉橋橋塔順橋向風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按橫向風(fēng)壓乘以迎風(fēng)面積計算。第27頁/共111頁8.流水、流冰壓力(見“通用規(guī)范4.3.8條”)9.溫度作用(見“通用規(guī)范4.3.10條”) 溫度效應(yīng)采用溫度梯度曲線計算。T1、T2、A內(nèi)差計算 計算圬工拱圈考慮徐變影響引起的溫差作用效應(yīng)時，計算的溫差效應(yīng)應(yīng)乘以0.7的折減系數(shù)。10.支座摩阻力(見“通用規(guī)范4.3.11條”)支座摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值按下式計算： WFgVKAFW22iktibtRmCF 第28頁/共111頁三、偶然作用1.地震作用地震動峰值加速度等于0.10g、0.15g、0.20

25、g、0.30g地區(qū)的公路橋涵，應(yīng)進行抗震設(shè)計。地震動峰值加速度大于或等于0.40g地區(qū)的公路橋涵，應(yīng)進行專門的抗震研究和設(shè)計。地震動峰值加速度小于或等于0.05g地區(qū)的公路橋涵，除有特殊要求者外，可采用簡易設(shè)防。公路橋梁地震作用的計算及結(jié)構(gòu)的設(shè)計，應(yīng)符合現(xiàn)行公路工程抗震設(shè)計規(guī)范的規(guī)定。2.船只或漂流物撞擊力位于通航河流或有漂流物的河流中的橋梁墩臺，設(shè)計時應(yīng)考慮船舶或漂流物的撞擊作用，其撞擊作用標(biāo)準(zhǔn)值可按下列規(guī)定采用或計算。漂流物橫橋向撞擊力標(biāo)準(zhǔn)值按下式計算 3.車輛荷載的撞擊力 橋梁結(jié)構(gòu)必要時可考慮汽車的撞擊力。汽車撞擊力標(biāo)準(zhǔn)值在車輛行駛方向取1000 KN，在車輛行駛垂直方向取500 KN，

26、兩個方向的撞擊力不同時考慮，撞擊力作用于行車道以上1.2 m處，直接分布于撞擊涉及的構(gòu)件上。gTWVF第29頁/共111頁公路橋梁抗震設(shè)計細(xì)則JTG/T B02-01-20081 總則1.0.2 本細(xì)則主要適用于單跨跨徑不超過150m的混凝土梁橋、圬工或混凝土拱橋。 斜拉橋、懸索橋、單跨跨徑超過150m的特大跨徑梁橋和拱橋，參照執(zhí)行。1.0.3 抗震類別：A類、B類、C類、D類1.0.4 抗震設(shè)防烈度為6度及6度以上地區(qū)的公路橋梁，必須進行抗震設(shè)計。1.0.5 本細(xì)則適用于抗震設(shè)防烈度為6度、7度、8度和9度地區(qū)公路橋梁抗震設(shè)計。大于9度地區(qū)的橋梁或有特殊要求大跨徑橋梁，專門設(shè)計。第30頁/共

27、111頁3 基本要求3.1 橋梁抗震設(shè)防目標(biāo)及設(shè)防分類、標(biāo)準(zhǔn) 抗震設(shè)防類別 設(shè)防目標(biāo) E1地震作用 E2地震作用 A類一般不受損壞或不需修復(fù)可繼續(xù)使用可發(fā)生局部輕微損傷，不需修復(fù)或經(jīng)簡單修復(fù)可繼續(xù)使用 B類一般不受損壞或不需修復(fù)可繼續(xù)使用應(yīng)保證不致倒塌或嚴(yán)重結(jié)構(gòu)損傷，經(jīng)臨時加固后可維持應(yīng)急交通使用。 C類一般不受損壞或不需修復(fù)可繼續(xù)使用應(yīng)保證不致倒塌或嚴(yán)重結(jié)構(gòu)損傷，經(jīng)臨時加固后可維持應(yīng)急交通使用。 D類一般不受損壞或不需修復(fù)可繼續(xù)使用第31頁/共111頁3 基本要求3.1.2 橋梁抗震設(shè)防類別使用范圍 抗震設(shè)防類別 使用范圍 A類單跨跨徑超過150m的特大橋。 B類單跨跨徑不超過150m的高速

28、公路、一級公路上的橋梁，單跨跨徑不超過150m的二級公路上的特大橋、大橋。 C類二級公路上的中橋、小橋，單跨跨徑不超過150m的三、四級公路上的特大橋、大橋。 D類三、四級公路上的中橋、小橋。3.1.3 A類、B類、C類橋梁必須進行E1地震作用和E2地震作用下的抗震設(shè)計。 D類橋梁只須進行E1地震作用下的抗震設(shè)計。 抗震烈度為6度地區(qū)的B類、C類、 D類橋梁只進行抗震措施設(shè)計。第32頁/共111頁3 基本要求3.1.4 橋梁抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn) 1 各類橋梁在不同抗震設(shè)防烈度下的抗震設(shè)防措施等級 6 7 8 9 0.05g 0.1g 0.15g 0.2g 0.3g 0.4g A類更高，專門研究 B類9

29、 C類 6 7 7 8 8 9 D類 6 7 7 8 8 9 2 各類橋梁的抗震重要性系數(shù) 橋梁分類 E1地震作用 E2地震作用 A類 1.0 1.7 B類 0.43(0.5) 1.3(1.7) C類 0.34 1.0 D類 0.23 -第33頁/共111頁3.2 基本要求3.2 確定地震作用的基本要求3.2.1 各類公路橋梁抗震設(shè)計要考慮的地震作用,應(yīng)采用所在地區(qū)抗震設(shè)防烈度相應(yīng)的設(shè)計基本動震動加速度反應(yīng)譜特征周期抗震重要性系數(shù)來表征.3.2.2 抗震設(shè)防烈度和水平向設(shè)計基本地震動加速度峰值A(chǔ)關(guān)系抗震設(shè)防烈度 6 7 8 9 A 0.05g 0.10(0.15)g 0.20(0.30)g 0

30、.40g第34頁/共111頁 3.4 作用效應(yīng)組合 3.4.1 公路橋梁抗震設(shè)計應(yīng)考慮以下作用: 1 永久作用,包括結(jié)構(gòu)重力、預(yù)應(yīng)力、土壓力、水壓力。 2 地震作用,包括地震動的作用和地震土壓力、水壓力等。 3.4.2 作用效應(yīng)組合包括永久作用效應(yīng)+地震作用效應(yīng)，組合方式應(yīng)包括各種效應(yīng)的最不利組合。4 場地和地基 4.1.2 在抗震不利地段布設(shè)橋位時，宜對地基采取適當(dāng)抗震加固措施。在軟弱粘性土層、液化土層和嚴(yán)重不均勻土層上，不宜修建大跨徑超靜定橋梁。 4.1.4 對地震時可能發(fā)生滑坡、崩塌造成堰塞湖的地段，應(yīng)合理確定路線高程，選定橋位。 4.1.5 土層剪切波速確定方法第35頁/共111頁 4

31、.2 地基承載力 4.2.1 地基抗震驗算時，應(yīng)采用地震作用效應(yīng)與永久作用效應(yīng)組合。 4.2.2 地基抗震承載力容許值： K地基抗震容許承載力調(diào)整系數(shù)。柱樁取1.5，摩擦樁根據(jù)地基土類取值。 4.3 地基的液化和軟土地基 aaEfKf第36頁/共111頁 5 地震作用 5.1 一般規(guī)定 5.1.1 取值原則 1 一般情況下，公路橋梁可只考慮水平向地震作用，直線橋可分別考慮順橋向X和橫橋向Y的地震作用。 2 抗震設(shè)防烈度為8度和9度的拱式結(jié)構(gòu)、長懸臂橋梁結(jié)構(gòu)和大跨度結(jié)構(gòu)，以及豎向作用引起的地震作用很重要時，應(yīng)同時考慮順橋向X、橫橋向Y和豎向Z的地震作用。 3 地震作用分量組合 4 當(dāng)采用時程分析

32、法時，應(yīng)同時輸入三個方向分量的一組地震時程計算地震作用效應(yīng)。 5.1.2 地震作用可用設(shè)計加速度反應(yīng)譜、設(shè)計地震動時程和設(shè)計地震動功率譜表征。222ZYXEEEE第37頁/共111頁 5 地震作用 5.2.1 水平設(shè)計加速度反應(yīng)譜 阻尼比0.05)/()5 . 45 . 5(maxmaxmaxTTSSTSgS=T0.1S0.1STTgT Tg 5.2.2 水平設(shè)計加速度反應(yīng)譜最大值A(chǔ)CCCSdsi25. 2max重要性系數(shù)、場地系數(shù)、阻尼調(diào)整系數(shù)、加速度峰值第38頁/共111頁 5 地震作用 5.2.5 豎向設(shè)計加速度反應(yīng)譜5 . 0) 1 . 0(5 . 20 . 10 . 1T土層場地 R

33、=T0.1S0.1ST0.3ST 0.3S基巖場地R=0.655.3 設(shè)計地震動時程 根據(jù)地震安全性評價結(jié)果確定，或根據(jù)實測記錄確定。5.4 設(shè)計地震動功率譜 根據(jù)地震安全性評價結(jié)果確定，或根據(jù)設(shè)計加速度反應(yīng)譜估算。第39頁/共111頁 6 抗震分析 6.1 一般規(guī)定 6.1.1 適用于單跨跨徑不超過150m的混凝土橋梁、圬工或混凝土拱橋等常規(guī)橋梁的抗震分析；對于墩高超過40m，墩身第一階振型有效質(zhì)量低于60，且結(jié)構(gòu)進入塑性的高墩橋梁應(yīng)做專項研究。 6.1.3 規(guī)則橋梁與非規(guī)則橋梁定義 6.1.4 抗震計算分析方法 TH線性或非線性時程計算方法 SM單振型反應(yīng)譜或功率譜方法 MM多振型反應(yīng)譜或

34、功率譜方法 6.1.5 地震作用下，橋臺臺身地震慣性力可按靜力法計算。 6.1.6 E1作用下，常規(guī)橋梁構(gòu)件抗彎剛度按毛截面計算；E2作用下，延性構(gòu)件有效截面抗彎剛度按式6.1.6計算，其他按毛截面計算。第40頁/共111頁 6 抗震分析 6.1.7 D類橋梁、圬工拱橋、重力式橋墩和橋臺，可只進行E1地震作用下結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)分析。 6.1.8 對于上部結(jié)構(gòu)連續(xù)的橋梁，各橋墩高度宜盡量相近。相鄰橋墩高度相差較大導(dǎo)致剛度相差較大的情況，宜在剛度較大的橋墩處設(shè)置活動支座或板式橡膠支座。 6.1.9 不宜在梁橋的矮墩設(shè)置固定支座，矮蹲宜設(shè)置活動支座或板式橡膠支座。 6.2 梁橋延性抗震設(shè)計 6.2.1

35、 鋼筋混凝土墩柱橋梁，抗震設(shè)計時，墩柱宜作為延性構(gòu)件設(shè)計。橋梁基礎(chǔ)、梁體和結(jié)點宜作為能力保護構(gòu)件。墩柱的抗剪強度宜按能力保護原則設(shè)計。第41頁/共111頁 7 抗震強度與變形驗算 7.1 一般規(guī)定 7.1.1 在E1地震作用下，結(jié)構(gòu)在彈性范圍內(nèi)工作，基本不損傷；在E2作用下，延性構(gòu)件可發(fā)生損傷，產(chǎn)生彈塑性變形，耗散地震能量，但延性構(gòu)件塑性鉸區(qū)域應(yīng)具有足夠的塑性變形能力。 7.1.2 梁橋基礎(chǔ)、蓋梁、梁體及墩柱的抗剪按能力保護原則設(shè)計，在E2作用下基本不發(fā)生損傷。 7.1.3 在E2作用下，混凝土拱橋的主拱圈和基礎(chǔ)基本不發(fā)生損傷；對系桿拱橋，其橋墩、支座和基礎(chǔ)的抗震按梁橋設(shè)計。 7.1.4 對D

36、類橋梁、圬工拱橋、重力式橋墩和橋臺，可只進行E1地震作用下結(jié)構(gòu)的強度驗算。 8 延性構(gòu)件細(xì)節(jié)構(gòu)造第42頁/共111頁 10 橋梁減隔震設(shè)計 11 抗震措施第43頁/共111頁四、作用效應(yīng)組合（一）有關(guān)作用效應(yīng)的規(guī)定 1.只有在結(jié)構(gòu)上可能同時出現(xiàn)的作用才能進行其效應(yīng)組合；當(dāng)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件需做不同受力方向的驗算時，則應(yīng)以不同方向的最不利的作用效應(yīng)進行組合。 2.當(dāng)可變作用的出現(xiàn)對結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生有利影響時，該作用不參與組合。可變作用不能同時組合見下表： 3.施工階段作用效應(yīng)的組合，根據(jù)實際加載條件考慮。 4.多個偶然作用不同時參與組合。汽車制動力流水壓力、冰壓力、支座摩阻力流水壓力汽車制動力、冰

37、壓力冰壓力汽車制動力、流水壓力支座摩阻力汽車制動力第44頁/共111頁（二）作用效應(yīng)組合見“通用規(guī)范4.1.6條” 1.承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時，按照兩種方式組合。 （1）基本組合 永久作用的設(shè)計值效應(yīng)與可變作用設(shè)計值效應(yīng)相組合，其效應(yīng)組合按下式計算minjQjkQjckQQGikGiudSSSS121100minjQjdcdQGidGiudSSSS12100示例：某高速公路上鋼筋混凝土簡支梁橋，L=13米，結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生跨中彎矩150Kn-m，車輛荷載產(chǎn)生跨中彎矩200Kn-m，人群荷載產(chǎn)生跨中彎矩50Kn-m，則其基本組合為：504 . 18 . 02004 . 11502 . 10 . 10

38、udS0=1.1 1.0 0.9G-=1.2Q-=1.4c=0.8第45頁/共111頁（2）偶然組合 永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用某種代表值效應(yīng)、一種偶然作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)相組合。偶然作用的效應(yīng)分項系數(shù)取1.0；與偶然作用同時出現(xiàn)的可變作用，可根據(jù)觀測資料和工程經(jīng)驗取用適當(dāng)?shù)拇碇怠５?6頁/共111頁QjknjjmiGiksdSSS111QjknjjmiGikldSSS1212. 正常使用極限狀態(tài)設(shè)計時，按照兩種方式組合。 見“通用規(guī)范4.1.7條”（1）作用短期效應(yīng)組合。永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用頻遇值效應(yīng)相結(jié)合，其效應(yīng)組合表達式為 （2）作用長期效應(yīng)組合永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用準(zhǔn)永久值

39、效應(yīng)相組合，其效應(yīng)組合表達式為第47頁/共111頁 xlgxMx21281glM xlgxQ221glQ21第二章 橋梁上部結(jié)構(gòu)作用效應(yīng)（內(nèi)力）計算第一節(jié) 主梁計算（簡支梁）一、永久作用（自重）效應(yīng)計算 各片主梁承受的結(jié)構(gòu)自重包括：主梁自重、橋面鋪裝、人行道、欄桿等。一般將橋面鋪裝、人行道、欄桿等的重量平均分?jǐn)偨o各片主梁承受，將恒載轉(zhuǎn)化為均布荷載。 計算圖式：按照均布荷載作用下計算內(nèi)力 第48頁/共111頁第49頁/共111頁第50頁/共111頁23.0/kN m20bLm19.50Lm 例2-9-4一座五梁式裝配式鋼筋混凝土簡支梁橋的主梁和橫隔梁如圖所示，其基本設(shè)計指標(biāo)如下：設(shè)計荷載 公路級

40、，人群荷載： 3.0KN/M2標(biāo)準(zhǔn)跨徑 計算跨徑 材料 混凝土：C25號； 鋼 筋：主鋼筋、彎起鋼筋和架立鋼為II級，其它的為I級。結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)：1.0計算方法: 極限狀態(tài)法設(shè)計依據(jù) 公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范簡稱橋規(guī)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范簡稱公橋規(guī)。 已知每側(cè)欄桿以及人行道的構(gòu)件重量作用力為4.95kN/m。試求邊主梁的結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的內(nèi)力； 第51頁/共111頁mkNq/76.925)214.008.03.1(71.023.16.11(0.160.15)5250.890.7 10.62/2219.5qkN mmkNq/24. 15 .1925527 . 02)15. 016.

41、0(89. 02mkNq/67. 387)246 . 109. 0236 . 102. 0(3mkNq/98. 149.760.623.671.9816.03/qkN mmkNq/65.1698. 167. 324. 176. 9主梁橫隔梁對于邊主梁對于中主梁橋面鋪裝欄桿人行道合計邊主梁中主梁內(nèi)力截面位置剪力（KN）彎矩(KNM)X=0156.29（162.34）0X=L/478.14（81.17）571.08（596.56）X=L/20（0）760.48（791.42）第52頁/共111頁二、汽車荷載效應(yīng)計算（一）汽車荷載橫向分布計算 1.基本概念： 汽車荷載橫向分布系數(shù)：表示某片主梁所分配

42、到的最大荷載占車輛荷載軸重的倍數(shù)。一般小于1 2.計算方法： 共5種 （1）杠桿原理法： 適用范圍：汽車荷載位于橋梁支點處。 計算原理：假設(shè)行車道板在各片主梁上斷開而簡支在其上的簡支板或懸臂板。第53頁/共111頁iqm21rrm 計算步驟：（1）繪制各主梁荷載橫向分布影響線；（注：各主梁荷載橫向分布影響線成三角形）（2）在橫向分布影響線進行橫向最不利布載；（注：車輪離開人行道至少50cm）（3）計算汽車橫向分布系數(shù)：第54頁/共111頁1121314511001501501號梁2號梁3號梁第55頁/共111頁例1圖為一四梁式鋼筋混凝土簡支T梁，主梁間距2.5m，橋面寬度為凈11+21.5米。

43、計算支點處汽車荷載和人群荷載的橫向分布系數(shù)?？荚囶}型：間距變化第56頁/共111頁21ikikiaaan211111iaaan2511551iaaaiqm21rrm（2）偏心壓力法： 適用范圍：（1）汽車荷載位于橋梁跨中；（2）橫向抗彎剛度無窮大的窄橋（B/L0.5）。 計算原理：中間橫隔梁受力接近偏心受壓構(gòu)件。 計算步驟：（1）繪制各主梁荷載橫向分布影響線； （2）在橫向分布影響線進行橫向最不利布載；（3）計算汽車橫向分布系數(shù)：第57頁/共111頁例2圖為一五梁式鋼筋混凝土簡支T梁，計算跨徑24.5m，主梁間距2.0m，橋面寬度為凈9+21.5米，各主梁截面尺寸相同。計算跨中汽車荷載和人群荷

44、載的橫向分布系數(shù)。解 a1=4.0 a2=2.0 a3=0 a4=2.0 a5=4.040)416(225242322212aaaaaai（1）繪制各主梁荷載橫向分布影響線，1號主梁 6 . 0404451121111iaaan2 . 0404451125115iaaan4 . 0402451122121iaaan0404251125225iaaan2號主梁 2 . 0400451123131iaaan2 . 0404051125335iaaan3號主梁 第58頁/共111頁112131459001501501號梁2號梁3號梁第59頁/共111頁（2）在各主梁荷載橫向分布影響線進行最不利布載。

45、要求最邊車輪需離開人行道50cm。（3）計算各車輪所對應(yīng)荷載橫向分布影響線豎坐標(biāo)，即1號主梁2號主梁3號主梁： 0 . 1128. 0248. 0348. 04 28. 010 . 1248. 0348. 04 28. 010 . 1248. 0348. 04 （4）計算各主梁荷載橫向分布系數(shù)64.0)28.00.1(21210iqm1號主梁：汽車荷載人群荷載5 . 10rrpm88. 0)48. 00 . 128. 0(21210iqm00rm2號主梁：汽車荷載 人群荷載第60頁/共111頁（3）鉸接板梁法： 適用范圍：（1）汽車荷載位于橋梁跨中；（2）橫向鉸接結(jié)構(gòu)。 計算原理：各（板）梁體

46、鉸接縫只傳遞豎向剪力，不傳遞橫向彎矩，利用鉸接縫處相對豎向變位為零的變形協(xié)調(diào)條件求解。 計算方法：（1）實用查表計算；（2）程序計算 第61頁/共111頁25.8( )TIbIl（1）計算各塊板的抗彎慣性矩I和抗扭慣性矩IT；（2）計算剛度參數(shù)（3）利用剛度參數(shù)，查設(shè)計手冊鉸接板（梁）橋荷載橫向分布影響線表，得橫向影響線豎標(biāo)值。（4）利用查出的各板塊的橫向影響線的豎標(biāo)值，繪制各板塊的荷載橫向分布影響線，（5）在影響線上進行最不利布載，求荷載橫向分布系數(shù)m。 第62頁/共111頁（4）橫向剛接梁法： 適用范圍：（1）汽車荷載位于橋梁跨中；（2）橫向剛性聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)。 計算原理：各（板）梁體橫向除傳遞

47、豎向剪力外，還傳遞橫向彎矩，利用鉸接縫處相對豎向變位為零的變形協(xié)調(diào)條件求解。 計算方法：（1）實用查表計算；（2）程序計算（5）比擬正交異性板法（G-M法）： 適用范圍：（1）汽車荷載位于橋梁跨中；（2）各類橋梁結(jié)構(gòu)。 計算原理：一般將空間梁隔系轉(zhuǎn)化為正交異性板，按照彈性薄板理論計算。 計算方法：（1）查表計算；（2）程序計算第63頁/共111頁3.荷載橫向分布系數(shù)沿橋跨范圍的變化規(guī)律 情況一：沿橋跨縱向無中間橫隔梁或僅設(shè)一道中間橫隔梁，跨中為mc,支點為 m0，在1/4截面處按照折線規(guī)律變化。 情況二：沿橋跨縱向設(shè)置多道中間橫隔梁，跨中為mc,支點為 m0，在第一道橫隔梁處按照折線規(guī)律變化。

48、第64頁/共111頁（二）汽車荷載效應(yīng)計算 主要計算汽車荷載作用下，各截面產(chǎn)生的彎矩和剪力。 計算步驟：（1）繪制簡支梁各截面內(nèi)力（彎矩、剪力）影響線；（2）繪制荷載橫向分布系數(shù)沿橋跨分布圖（3）在內(nèi)力影響線上進行最不利布載（4）計算內(nèi)力值。 1.車道荷載跨中彎矩影響線支點剪力影響線橫向分布系數(shù)變化規(guī)律第65頁/共111頁qmyPmMkK001lyK41acckKyaqmmqmyPmQ00211gl21跨中彎矩：式中：（1+）汽車沖擊力系數(shù)；橫向折減系數(shù)；縱向折減系數(shù)；m0跨中橫向分布系數(shù) PK集中力，由荷載等級和跨徑確定；yK集中力對應(yīng)影響線豎坐標(biāo)，跨中彎矩影響線面積，q均布荷載集度，由荷載

49、等級確定；，1/4截面彎矩：計算方法同上，注意彎矩圖的變化和荷載布置在正（或負(fù)）彎矩取段。支點剪力：第66頁/共111頁2.車輛荷載 由于車輛荷載一般用于局部加載和涵洞設(shè)計等，其計算方法同上，即將車輛荷載在內(nèi)力影響線上進行最不利布載后計算最大內(nèi)力值。 重點考慮行車道板計算第67頁/共111頁三、作用效應(yīng)的組合設(shè)計值 簡支梁橋，作用一般只考慮恒載、汽車荷載和人群荷載，因此其作用效應(yīng)組合公式簡化為： RQGudSSSS4 . 18 . 04 . 12 . 100 超靜定結(jié)構(gòu)，應(yīng)同時考慮其他作用效應(yīng)的組合。第68頁/共111頁第二節(jié) 簡支梁行車道板的計算一、行車道板的分類 周邊支承的行車道板其受力情

50、況分為兩類： 單向受力板：長邊與短邊之比大于或等于2時，按照短跨跨徑計算板的受力，單向配筋 雙向受力板：長邊與短邊之比小于2時，雙向受力，雙向配筋。 第69頁/共111頁行車道板有效工作寬度概念 板在局部分布荷載的作用下，不僅直接承壓部分的板帶參加工作，與其相鄰的部分板帶也會分擔(dān)一部分荷載共同參與工作。因此，在橋面板的計算中，就有一個如何確定板的分布寬度（或稱荷載有效分布寬度）的問題。 maxmax/mMaamdxmMx第70頁/共111頁hbb21llhaa32321dlldhaa32321thaa21xthaa221 (一)整體單向受力板 平行與板的跨徑（橫橋向）： 垂直與板的跨徑(順橋向

51、)：1.單個車輪位于板的跨中：2.多個車輪位于板的跨中：3.車輪在板的支承處：4.車輪靠近板的支承處：hbb21chaa221(二)懸臂板平行與板的跨徑（橫橋向）：垂直與板的跨徑（順橋向）：第71頁/共111頁(三)作用在行車道板上的荷載集度 1.作用在橋面鋪裝上: 2.作用在行車道板上荷載集度)2)(2(211hbhaPpabPp2a1b1_ 汽車車輪的著地寬度 見通用規(guī)范表4.3.1-2 0.6*0.2第72頁/共111頁07 . 0MM07 . 0MM05 . 0 MM2081glMG2411blaPMOP220glQG221101YAYAQQ2021glMG2214110201blaP

52、labPMOP三、行車道板的作用效應(yīng)（內(nèi)力）計算 (采用車輛荷載進行計算） 局部加載 (一)整體式行車道板（多跨連續(xù)單向板） 支點彎矩： 跨中彎矩： 板厚與梁肋高度之比大于等于1/4時， 板厚與梁肋高度之比小于1/4時， 支點剪力：按照簡支板計算。 (二)懸臂板 aPlabPQOP212101第73頁/共111頁第三節(jié) 拱橋的計算 拱橋的內(nèi)力計算分為恒載和活載兩部分。在進行活載內(nèi)力計算時，板拱橋可不考慮荷載橫向分布的影響，認(rèn)為活載由主拱圈全寬平均承擔(dān)；對于肋拱、箱拱應(yīng)考慮荷載的橫向分布影響，近似按照杠桿原理法計算。 有關(guān)計算規(guī)定見“設(shè)計規(guī)范“4.3條。 1.無鉸拱和雙鉸拱的計算不考慮拱上建筑與

53、主拱圈的聯(lián)合作用 計算車道荷載引起的拱的正彎矩時，拱頂、拱跨L/4截面乘以折減系數(shù)0.7，拱腳乘以0.9。 2.拱圈軸向力組合設(shè)計值為： 3.當(dāng)板拱寬度小于計算跨徑的1/20應(yīng)考慮拱的橫向穩(wěn)定性。 4.大跨徑拱橋應(yīng)驗算拱頂、3L/8、L/4和拱腳四個截面中、小跨徑拱橋，驗算拱頂和拱腳截面。 5.多孔拱橋，當(dāng)橋墩抗推剛度與主拱圈抗推剛度之比大于37時，可按單跨計算。 6.拱圈溫度變化和混凝土收縮影響時，作用效應(yīng)乘以下列系數(shù)： 溫度效應(yīng)：0.7； 混凝土收縮效應(yīng)：0.45。mddHNcos/第74頁/共111頁 拱橋拱軸線線形選擇 （1）圓弧拱：中小跨徑實腹式拱、涵 （2）懸鏈線拱：大中跨徑空腹式

54、拱 （3）拋物線拱：大跨徑輕型拱 拱圈強度及穩(wěn)定性驗算 公路圬工橋涵結(jié)構(gòu)按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計),(0ddafRS 受壓構(gòu)件cddAfN01111yx第75頁/共111頁 系桿拱當(dāng)其拱肋截面的抗彎剛度與系桿截面的抗彎剛度的比值小于1/100，拱肋可視為僅承受軸向壓力的柔性拱肋； 當(dāng)其拱肋截面的抗彎剛度與系桿截面的抗彎剛度的比值大于100時，系桿視為僅承受軸向拉力的系桿。上述節(jié)點視為鉸接。 系桿拱當(dāng)其拱肋截面的抗彎剛度與系桿截面的抗彎剛度的比值為1/100100時，系桿與拱肋視為剛性連接，此時荷載引起的彎矩在系桿和拱肋之間按抗彎剛度分配。第76頁/共111頁第三章 橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計計算 該部分主

55、要介紹鋼筋混凝土構(gòu)件配筋計算和強度驗算。第一節(jié) 材 料一、混凝土 見“設(shè)計規(guī)范“3.1條 掌握混凝土軸心抗壓、抗拉強度的設(shè)計值。二、鋼筋 見“設(shè)計規(guī)范“3.2條 掌握鋼筋抗拉強度和抗壓的設(shè)計值。第77頁/共111頁 第二節(jié) 持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算一、一般規(guī)定 公路橋涵的持久狀況設(shè)計應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)的要求，對構(gòu)件進行承載力和穩(wěn)定性驗算，必要時進行結(jié)構(gòu)的傾覆和滑移的驗算。 正截面承載力計算的基本假定： （1）平截面假定 （2）應(yīng)力圖形簡化為矩形 （3）極限狀態(tài)，鋼筋應(yīng)力達到強度的設(shè)計值 （4）鋼筋應(yīng)力等于應(yīng)變乘以彈性模量，但不大于強度設(shè)計值。 承載能力極限狀態(tài)表達式：ddafRRS,0第

56、78頁/共111頁 000002ppppdssdcddahAfahfxhxbfM0pppdssdcdppdssdAfAfbxfAfAf0hxb0hxbb2ax 2sax 二正截面抗彎設(shè)計（一）矩形截面或翼緣位于受拉邊的T形截面受彎構(gòu)件（單筋、雙筋通用公式） （受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力筋受拉）滿足條件:（受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力筋受壓） 第79頁/共111頁題型：1.已知：彎矩設(shè)計值Md、混凝土強度等級（fcd）、鋼筋種類（fsd）、截面尺寸b*h、系數(shù)0 求：As 解：選定ag ,h0=h-ag 利用（1）式x帶入（2）式As 000002ppppdssdcddahAfahfxhxbfM0pppdssdcdppdss

57、dAfAfbxfAfAf驗證適用條件第80頁/共111頁2. 已知：彎矩設(shè)計值Md、混凝土強度等級（fcd）、鋼筋種類（fsd）、系數(shù)0 求：截面尺寸b*h、As3. 已知：彎矩設(shè)計值Md、混凝土強度等級（fcd）、鋼筋種類（fsd）、As、截面尺寸b*h、系數(shù)0 驗證：RS 0解題:選定ag,h0=h-ag 利用公式(2) x 帶入（1）式進行驗證第81頁/共111頁0PppdssdffcdppdssdAfAfhbfAfAf0PppdssdffcdppdssdAfAfhbfAfAf 00000022ppppdssfffcddahAfahAfhhhbbxhxbfMsd0pppdsdffcdpp

58、dssdAfAfhbbbxfAfAfss（二）翼緣位于受壓區(qū)的T形截面或I截面受彎構(gòu)件 1.第一類T形梁： 按照矩形截面計算 2. 第二類T形梁：考慮腹板參與受壓 0hxb0hxbb2ax 2sax 滿足條件： （1） （2） （受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力筋受壓） （受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力筋受拉）第82頁/共111頁 題型：1.已知：彎矩設(shè)計值Md、混凝土強度等級（fcd）、鋼筋種類（fsd）、截面尺寸b*h、系數(shù)0 求：As 解：（1）判斷類型； （2）選定ag ,h0=h-ag 利用公式x (3) 利用公式 As0hxb第83頁/共111頁2. 已知：彎矩設(shè)計值Md、混凝土強度等級（fcd）、鋼筋種類（fsd）、

59、系數(shù)0 求：截面尺寸b*h、As3. 已知：彎矩設(shè)計值Md、混凝土強度等級（fcd）、鋼筋種類（fsd）、As、截面尺寸b*h、系數(shù)0 驗證： 解：（1）判斷類型； （2）選定ag ,h0=h-ag 利用公式x （3）帶入公式驗證RS 0第84頁/共111頁2ax 2sax 0aahAfaahAfMsssdpppdd 00spPppdsssdpppddaaAfaahAfaahAfM（三）當(dāng)受壓區(qū)縱向鋼筋不滿足 或 受彎構(gòu)件正截面強度驗算符合下列條件1.受壓區(qū)配置預(yù)應(yīng)力鋼筋且受壓時 2. 受壓區(qū)配置預(yù)應(yīng)力鋼筋且受拉時 第85頁/共111頁三、受彎構(gòu)件斜截面抗剪強度計算 1.計算截面確定 見“設(shè)計

60、規(guī)范”5.2.6條 （1）簡支梁和連續(xù)梁近邊支點梁段 距支座h/2處；彎筋位置；錨固筋位置；箍筋數(shù)量或間距變化處；截面尺寸變化處 （2）連續(xù)梁和懸臂梁近中間支點梁段 支點橫隔梁邊緣處；梁高變化處；其他位置（通上）2.抗剪強度計算公式pbsbcsdVVVV0svsvkcucsffPbhV.033216 . 021045. 0ssbsdsbAfVsin1075. 03ppbpdpbAfVsin1075. 03 符號含義與取值第86頁/共111頁)(1051. 00,30kNbhfVkcuddV)(1050. 00230kNbhfVtdddV 3.抗剪強度上限（矩形、T形和I字形截面） 超過此剪力上

61、限，應(yīng)重新修改設(shè)計，加大尺寸或提高混凝土等級。式中：Vd剪力組合設(shè)計值（KN）；尺寸單位MM 小于此剪力值，只需按構(gòu)造要求配置箍筋，無須進行抗剪設(shè)計。4. 抗剪強度下限（矩形、T形和I字形截面）第87頁/共111頁2020,623216 . 02102 . 0dsvsvkcuVVbhfAfPS 5.計算步驟 見“設(shè)計規(guī)范”第5.2.11條 （1）繪制剪力包絡(luò)圖，確定最大剪力設(shè)計值。其中簡支梁和連續(xù)梁支點處取距支座h/2處剪力值；連續(xù)梁和懸臂梁近中點支點處取橫隔梁邊緣處剪力值。（2）混凝土和箍筋承擔(dān)60剪力值；彎起鋼筋承擔(dān)40剪力值。（3）選定箍筋種類和直徑，計算箍筋間距。 （4）彎起鋼筋的計算

62、 第88頁/共111頁（4）彎起鋼筋的計算 第一排彎起鋼筋：簡支梁和連續(xù)梁近邊支點梁段，剪力取距支點中心處由彎起鋼筋承擔(dān)的部分剪力；連續(xù)梁和簡支梁近中間支點梁段，取支點橫隔梁邊緣處由彎起鋼筋承擔(dān)的那部分剪力。 計算第一排彎起鋼筋以后的每一排彎起鋼筋時，對于簡支梁、連續(xù)梁近邊支點和等高度連續(xù)梁與懸臂梁近中間支點梁段，取用前一排彎起鋼筋下彎點處由彎起鋼筋承擔(dān)的那部分剪力；對于變高度連續(xù)梁和懸臂梁近中間支點的變高度梁段，取用各排彎起鋼筋下面彎點處由彎起鋼筋承擔(dān)的那部分剪力。 彎起鋼筋截面積計算：)(sin1075. 0230mmfVAssdsbsb第89頁/共111頁09 . 0ssdcddAfAf

63、NmmsosdscorcddAkfAfAfNsd09 . 0四、受壓構(gòu)件計算（一）軸心受壓構(gòu)1.配置箍筋（或螺旋筋、橫向鋼筋），正截面抗壓承載力 見“設(shè)計規(guī)范”第5.3.1條 2.配置螺旋式箍筋或焊接環(huán)式間接鋼筋，且間接鋼筋換算面積不小于全部縱向鋼筋截面面積的25；間距不大于80或d/5，構(gòu)件長細(xì)比48時，正截面抗壓承載力為 第90頁/共111頁bhx0bhx010 xhEiscus（二）偏心受壓構(gòu)件大小偏心受壓構(gòu)件判斷條件：以相對界限受壓區(qū)高度b作為判別條件。屬于大偏心受壓破壞特征：鋼筋先屈服，混凝土后壓碎屬于小偏心受壓破壞特征：混凝土先壓碎，鋼筋應(yīng)力。偏心受壓構(gòu)件承載力計算： 見“設(shè)計規(guī)范

64、”5.3.5條、5.3.6條。受拉構(gòu)件: 見“設(shè)計規(guī)范”第5.4條；受扭構(gòu)件: 見“設(shè)計規(guī)范”第5.5條；局部承壓構(gòu)件: 見“設(shè)計規(guī)范”第5.7條。第91頁/共111頁第三節(jié) 持久狀況正常使用極限狀態(tài)計算 一、一般規(guī)定 1.公路橋涵的持久狀況設(shè)計應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)的要求，采用作用的短期效應(yīng)組合、長期效應(yīng)組合或短期效應(yīng)組合并考慮長期效應(yīng)組合的影響，對構(gòu)件的抗裂、裂縫寬度和撓度進行驗算，并使各項計算值不超過規(guī)范規(guī)定值。 2. 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件分類 全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件：在作用短期效應(yīng)組合下控制的正截面的受拉邊緣不允許出現(xiàn)拉應(yīng)力。 部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件：在作用短期效應(yīng)組合下控制的正截面的受拉邊緣允許

65、出現(xiàn)拉應(yīng)力：當(dāng)拉應(yīng)力加以限制時，為A類預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件；當(dāng)拉應(yīng)力超過限值時，為B類預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件。 跨徑大于100米的橋梁主要構(gòu)件不宜進行部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計。第92頁/共111頁3. 預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉控制應(yīng)力值規(guī)定：鋼絲、鋼鉸線：0.75fpk (0.8)螺紋鋼筋:0.90fpk (0.95)4. 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件截面性質(zhì)規(guī)定（1）先張法構(gòu)件采用換算截面；（2）后張法構(gòu)件，計算作用引起的應(yīng)力時，孔道壓漿前采用凈截面，壓漿后采用換算截面；計算預(yù)加力引起應(yīng)力時，除指明者外采用凈截面。 二、預(yù)加力產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力及相應(yīng)階段預(yù)加力筋應(yīng)力 三、預(yù)應(yīng)力筋合力及合力偏心矩計算第93頁/共111頁四

66、、預(yù)應(yīng)力損失計算 1.預(yù)應(yīng)力損失種類 共六種：（1）l1孔道摩阻損失（后張）（2） l2鋼筋回縮、接縫壓密損失（先、后張）（3） l3鋼筋與臺座之間溫差損失（先張）（4） l4混凝土彈性壓縮損失（先、后張）（5） l5預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力松弛損失（先、后張）（6） l6混凝土的收縮和徐變損失（先、后張） 2.計算方法 3.各階段預(yù)應(yīng)力損失組合 先張法 后張法錨固時l2+ l3 + l4 + l5/2l1+ l2 + l4錨固后l5/2 + l6 l5 + l6第94頁/共111頁五、截面應(yīng)力計算 正截面拉應(yīng)力 斜截面主拉應(yīng)力 主應(yīng)力計算六、裂縫寬度驗算 1.裂縫寬度應(yīng)按作用短期效應(yīng)組合并考慮長期效應(yīng)影響進行驗算。 2.裂縫寬度限值： 鋼筋混凝土構(gòu)件：、類環(huán)境：0.20mm；、類環(huán)境：0.15 mm 粗螺紋預(yù)應(yīng)力鋼筋：、類環(huán)境：0.20mm；、類環(huán)境：0.15 mm 3.鋼絲、鋼鉸線：、類環(huán)境：0.10mm；、類環(huán)境：不得進行帶裂縫的B類構(gòu)件設(shè)計 4.計算公式： 見“設(shè)計規(guī)范”第6.4.3條28. 03021dECCCWssstk第95頁/共111頁七、撓度驗算 1.受彎構(gòu)件剛度及撓度計算：簡支