文档介绍：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
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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
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一、概述(1)
桥梁设计计算
作用在桥梁上的
广义荷载是什
么?变化规律如
何?最大量值是
多少?
这些作用使桥梁
各构件产生什么
样的内力效应?
此内力效应的分
布规律如何?
这些内力效应与
构件的抗力相比
如何?构件、结
构安全度如何?
满足规范的最低
要求吗?
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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:①结构倾覆、失稳、变成几何可
变体系;②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。
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抗力R
R
=S
R——结构抗力
S——作用效应
简单说来,就是要求
Z=R-S>0
的概率大于一个给
定的值,以保障结
构运营安全。
荷载效应S
结构所处状态
R1
R2
Z2
Z1
S2
S1
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结构抗力R——结构构件承受内力和变形的能
力,它是结构材料性能、几何参数等的函数。
作用F——施加在结构上的集中力或分布力,
或引起结构外加变形或约束的原因,它分为直
接作用和间接作用。
作用效应S——结构对所受作用的反应,包括
结构或者构件的内力、变形等。
一、概述(2)
结构设
计原理
建筑结
构/桥梁
工程/地
下工程
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作用(荷载)确定的重要性——两个典型实例
英国福斯湾海峡铁路桥,1890年建成,悬臂钢桁架桥(用钢量
54000t),,受1879年英国泰湾桥风毁事件的影响,
设计建造时非常保守,
( 该地区目前风荷载取值不超过1kN/m2,我国台风登陆地区一般
采用1~ ),虽然安全地服役至今,但在建成同时,有
人估计用钢量是实际所需的5倍。
英国Severn桥,1966年建成,第一座采用扁平流线型钢箱
梁作为加劲梁的悬索桥,跨度305+988+305m,由于过低地
估计货运汽车重量,建成不久后难以适应运输需求,不得
不进行荷载等级提升,虽然耗时7年(1985~1992)、耗费
巨大、千方百计地提高了荷载适应性,但无法避免主缆安
全性能的降低。
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解放之前,我国没有设计规范,桥梁设计主要由外国公司承
担,设计标准套用国外(英美规范居多)规范;
从上世纪五十年代以来,我国在借鉴前苏联规范、欧美规范的
基础上,先后 6次修订公路桥梁设计荷载标准,具体为(车队
荷载模式:若干主车和一辆重车, 名称中数字为主车重量 t)
1954年: 汽-6、汽-8、汽-10、汽-13、汽- 18;
1956年: 增加了 3种验算荷载: 拖-30、拖-60、拖-80;
1967年: 汽-10、汽-15、汽-26; 履带- 50、拖车- 60、拖车- 100;
1972年: 汽- 10、汽-15、汽- 20;履带- 50、挂车- 80、挂车- 100;
1981年: 汽车-10级、汽车-15级、汽车-20级、汽车- 超20级; 履带- 50、
挂车- 80、挂车- 100、挂车- 120;
2003年:公路—Ⅰ级、公路—Ⅱ级;
作用(荷载)确定的重要性——我国公路桥规回顾
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汽
车
汽
汽
- 1 0 级
车- 1 5 级
车- 2 0 级
汽
车-
超 2 0 级
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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)
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