公路桥梁结构的作用.ppt

,第一篇 总 论,0 概述,1 基本概念、专业术语与发展历程2 桥梁总体规划与设计程序3 公路桥梁结构的作用,概述永久作用可变作用偶然作用作用效应组合,3 公路桥梁结构的作用,回,顾,什么是极限状态？,结构整体或结构局部达到不适合继续使用的特殊状态。,什么是承载能力极限状态？,对应于结构或构件达到最大承载能力，或产生不适于继续,承载变形的极限状态。包括：结构倾覆、失稳、变成几何可,变体系；构件达到极限强度、疲劳强度而破坏，或产生较大,的几何变形等。,什么是正常使用极限状态？,对应于结构或构件达到正常使用和耐久性的各项规定限制,的极限状态。包括结构及构件外观变形过大、开裂、局部破坏、,振动过大等。,汽,车,汽,汽,-1 0 级车-1 5 级车-2 0 级,汽,车-,超 2 0 级,在现役桥梁中，设计荷载为汽 20占多数；,目前，据不完全统计，我国公路桥梁 63万座，因设计荷载等级,偏低、交通日益拥堵、超重超载车辆日益增多，现役桥梁“小马拉大车”现象的普遍存在需要采取运营荷载限制措施的桥梁约占 1/10；,与美国等国规范相比，我国公路桥梁荷载标准明显偏低，汽,20车辆荷载效应设计值仅为美国AASHTO的 68、英国BS5400的 60。,设计作用（尤其是活荷载）确定是一个非常复杂的技术经济问题，既要考虑安全、又要考虑经济；既要满足当前需求、又要为将来留有足够的发展余地。,作用（荷载）确定的重要性我国公路桥规回顾（续）,在进行桥梁结构或构件设计时，需针对不同设计目的采用规定的各种作用值。极限状态不同、代表值也会不同。设计基准期(design reference period)简单地讲，它就是在确定某些作用(这些作用的最大值概率分布与时间有关，如风荷载、车辆活载等)的标准值时需要人为规定一个基准时间参数。对桥梁结构，设计基准期通常取100年。注意!设计基准期使用寿命。,一、概述（5）,概述永久作用可变作用偶然作用作用效应组合,3 公路桥梁结构的作用,二、永久作用,永久作用,在设计基准期内不变或变化可忽略不计的作用，也称,之为恒载，恒载效应占总效应的比例在4095%（跨度越大、,比例越高，反之亦然），主要是指结构本身自重、以及与,结构紧密相关的环境（土、水）所产生的荷载。,预加力在进行正常使用极限状态设计时被视为作用；在进行承载能力极限状态设计时当做抗力。讨论：对预应力为什么这样规定？理由是什么?,概述永久作用可变作用偶然作用作用效应组合,3 公路桥梁结构的作用,可变作用：在设计基准期内随时间变化的作用，也称之为活载及其附加荷载。,三、可变作用,车道荷载计算图及标准值,注：1）桥梁计算跨径在5m50 m之间时，Pk值采用直线内插；,2）计算剪力效应时，表中Pk值应乘以1.2的系数。,车辆荷载：计算图及标准值（550kN重车）,30,120,120,140,140,注：1、车辆荷载的主要技术指标见相关图表；2、公路-、公路-级采用相同标准值。,汽车荷载折减,横向折减原因：横向每一车队同时出现最大荷载的概率随车道数增加而减小。,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，跨度 150m时，纵向折减。,纵向折减系数：0.930.97,方法：多跨连续结构时，按最大计算跨径考虑。,注：折减后的效应不得小于两条车道荷载产生的效应！,f 的计算：常用有限元法，也可简单地按,f=100/L,来估算,=0的情况：重力式墩台填料厚0.5m的拱、涵洞=0.3的情况：局部加载在T梁、箱梁悬臂板加载,V,离心力=C（车辆荷载）（不计冲击力）,离心力系数,2127 R,C,3、汽车离心力,R250m时,要考虑。,离心力,或,原因：弯道行驶,桥面,作用位置：离心力1.2m,（简化计算）,概述永久作用可变作用偶然作用作用效应组合,3 公路桥梁结构的作用,概述永久作用可变作用偶然作用作用效应组合,3 公路桥梁结构的作用,思考讨论题,你认为全国采用统一的规范标准有何好处？有何不合理之处？作为一名未来的工程师，说说你如何看待工程师设计作品与行业规范、国家标准的关系？本章思考讨论题，请选择其中3个，每个题目写成10001500字的小论文，在本学期第10周前网上提交。,