1、Action(作用)Permanent Action(永久作用)Variable Action(可變作用)Accidental Action(偶然作用) Classification of the action 作用的分類作用的分類 按時間的變化情況按時間的變化情況按對結構的反應情況（加速度的大?。┳饔每煞譃椋?Static Action (靜態作用) Dynamic Action (動態作用)Chapter 3 Action on the Bridge 橋梁上的作用SCHOOL OF TRANSPORTATION, WUT PRODUCED BY：X J CHEN第1頁/共45頁1 1永久作

2、用永久作用結構重力（包括結構附加重力）結構重力（包括結構附加重力）預加應力預加應力土的重力土的重力土側壓力土側壓力混凝土收縮及徐變作用混凝土收縮及徐變作用水的浮力水的浮力基礎變位作用基礎變位作用2 23 34 45 56 67 78 8可變作用可變作用汽車荷載汽車荷載汽車沖擊力汽車沖擊力汽車離心力汽車離心力汽車引起的土側壓力汽車引起的土側壓力人群荷載人群荷載風荷載風荷載汽車制動力汽車制動力流水壓力流水壓力冰壓力冰壓力溫度影響力溫度影響力 支座摩阻力支座摩阻力9 91010111112121313141415151616171718181919 偶然作用偶然作用 地震作用地震作用船只或飄流物撞擊

3、力船只或飄流物撞擊力汽車撞擊作用汽車撞擊作用20202121Chapter 3 Action on the Bridge 作用分類作用分類第2頁/共45頁The permanent action varies little in service time在使用使用期內，其量值不隨時間而變化，或其變化值與其平均值相比可以忽略不計的作用。 永久作用7種：n weight of the structure 結構物重力n prestress 預加應力*n gravity of the soil 土的重力n lateral force from the soil 土側壓力n shrinkage and

4、creep of concrete混凝土收縮及徐變作用n deformation of the foundation基礎變位作用n buoyancy水的浮力3.1 Permanent Action 永久作用（恒永久作用（恒載）載）Chapter 3 Action on the Bridge 橋梁上的作用SCHOOL OF TRANSPORTATION, WUT PRODUCED BY：X J CHEN第3頁/共45頁Variable action varies as the time 在結構使用期內，其量值隨時間變化，且其變化值與其平均值相比不可以忽略的作用。共11種:3.2 Variable

5、 action (live load) 可變作用（活載）可變作用（活載）n Load of the motor *n Impact 汽車的沖擊力*n Centrifugal force 汽車的離心力*n Braking 汽車的制動力*n Lateral force of the soil caused by the motor汽車引起的土側壓力n Load of the pedestrian 人群荷載*nWind 風荷載n Hydraulic Pressure of flow流水壓力n Pressure of ice冰壓力n Temperature effect溫度作用n Friction o

6、f the bearing支座摩阻力Chapter 3 Action on the Bridge 橋梁上的作用SCHOOL OF TRANSPORTATION, WUT PRODUCED BY：X J CHEN第4頁/共45頁3.2.1 Load of the motor 最主要的可變作用（活載）NEXT1 ) Chapter 3 Action on the Bridge 橋梁上的作用SCHOOL OF TRANSPORTATION, WUT PRODUCED BY：X J CHEN第5頁/共45頁NEXT ) Chapter 3 Action on the Bridge 橋梁上的作用SCHO

7、OL OF TRANSPORTATION, WUT PRODUCED BY：X J CHEN3.2.1 Load of the motor 最主要的可變作用（活載）第6頁/共45頁NEXT ) the form of Chapter 3 Action on the Bridge 橋梁上的作用SCHOOL OF TRANSPORTATION, WUT PRODUCED BY：X J CHEN3.2.1 Load of the motor- 車道荷載第7頁/共45頁NEXT ) Standard Chapter 3 Action on the Bridge 橋梁上的作用SCHOOL OF TRAN

8、SPORTATION, WUT PRODUCED BY：X J CHEN3.2.1 Load of the motor- 車道荷載第8頁/共45頁第三章 橋梁的作用NEXT ) SCHOOL OF TRANSPORTATION, WUT PRODUCED BY：X J CHEN3.2.1 Load of the motor- 車道荷載第9頁/共45頁NEXT ) 1.82.5.015.01.41.47.0550kN汽車平面尺寸Chapter 3 Action on the Bridge 橋梁上的作用SCHOOL OF TRANSPORTATION, WUT PRODUCED BY：X J CH

9、EN3.2.1 Load of the motor- 車輛荷載第10頁/共45頁NEXT7 ) Chapter 3 Action on the Bridge 橋梁上的作用SCHOOL OF TRANSPORTATION, WUT PRODUCED BY：X J CHEN3.2.1 Load of the motor- 車輛荷載第11頁/共45頁NEXT8 ) transverse distribution of the Load of the motor橋橋 面面 寬寬 度度 W W（m m）橋涵設計車道數橋涵設計車道數車輛單向行駛時車輛單向行駛時車輛雙向行駛時車輛雙向行駛時W W7.07.0

10、7.0W7.0W10.510.510.5W10.5W14.014.014.0W14.0W17.517.517.5W17.5W21.021.021.0W21.0W24.524.524.5W24.5W28.028.028.0W28.0W31.531.56.0W6.0W14.014.014.0W14.0W21.021.021.0W21.0W28.028.028.0W28.0W35.035.01 12 23 34 45 56 67 78 8Chapter 3 Action on the Bridge 橋梁上的作用SCHOOL OF TRANSPORTATION, WUT PRODUCED BY：X J

11、 CHEN3.2.1 Load of the motor第12頁/共45頁NEXT9) 多車 ；但不得小于車道計算的結果，否則，以車道計算的結果為準。 車道數 2 3 4 5 6 7 8橫向折減系數Chapter 3 Action on the Bridge 橋梁上的作用SCHOOL OF TRANSPORTATION, WUT PRODUCED BY：X J CHEN3.2.1 Load of the motor第13頁/共45頁NEXT10 ) 施加于長跨橋梁上的汽車荷載應考慮縱向折減。當橋梁計算跨徑L150mL150m時，應按表規定的縱向折減系數進行折減。當為多跨連續結構時，整個結構均應

12、按最大的計算跨徑考慮汽車荷載效應的縱向折減。表表 縱向折減系數縱向折減系數計算跨徑計算跨徑L L（m m）縱向折減系數縱向折減系數 計算跨徑計算跨徑L L（m m） 縱向折減系數縱向折減系數150L150L400400400L400L600600600L600L8008000.970.970.960.960.950.95800L800L10001000L1000L10000.940.940.930.93Chapter 3 Action on the Bridge 橋梁上的作用SCHOOL OF TRANSPORTATION, WUT PRODUCED BY：X J CHEN3.2.1 Load

13、 of the motor第14頁/共45頁3.2.2 Impact caused by motor (Coefficient of impact) NEXT汽車荷載的沖擊力n Cause 產生原因n How to take into account of the impact? 考慮的方法n How to calculate the action? 如何計算Chapter 3 Action on the Bridge 橋梁上的作用SCHOOL OF TRANSPORTATION, WUT PRODUCED BY：X J CHEN第15頁/共45頁NEXT ) Impact is relate

14、d with the frequency of the structure Coefficient of impact calculation based on the present code Hzf5.1HzfHz145.10157.0ln1767.0fHzf14=0.05=0.45Chapter 3 Action on the Bridge 橋梁上的作用SCHOOL OF TRANSPORTATION, WUT PRODUCED BY：X J CHEN3.2.2 Impact caused by motor (Coefficient of impact) 第16頁/共45頁BACK人群3

15、kN/m2 2.5kN/m2人群荷載橫向布置kurb緣石Width of the sidewalk 人行道寬0.75kN/m1.0kN/m3kN/m2 2.5kN/m23.2.3 Load of the pedestrian Chapter 3 Action on the Bridge 橋梁上的作用SCHOOL OF TRANSPORTATION, WUT PRODUCED BY：X J CHEN50m-計算跨徑-150mDensely populated area 行人密集地區：1.15倍系數Bridge for pedestrian only 專用人行橋： 3.5kN/m2第17頁/共45

16、頁NEXTChapter 3 Action on the Bridge 橋梁上的作用SCHOOL OF TRANSPORTATION, WUT PRODUCED BY：X J CHEN3.2.3 Load of the pedestrian 第18頁/共45頁NEXT1）汽車的離心力n曲線橋梁且曲線半徑250mn如何計算 H=CP C 為離心系數， V 為計算行車速度，按橋梁所在線路等級規定取定，km/h R 為曲線半徑，m 車道數大于2時，按前述表折減。RVC12723.2.4 Other live loads Chapter 3 Action on the Bridge 橋梁上的作用SCH

17、OOL OF TRANSPORTATION, WUT PRODUCED BY：X J CHEN第19頁/共45頁BACKCentrifugal action車輛荷載的離心力n direction and location 作用方向及作用點AA1. 2mA-ARChapter 3 Action on the Bridge 橋梁上的作用SCHOOL OF TRANSPORTATION, WUT PRODUCED BY：X J CHEN3.2.4 Other live loads 第20頁/共45頁BACK橋規規定： 制動力的標準值為布置在加載長度上計算總重力的10%，但公路-1級的制動力的標準值不

18、得小于165KN ；公路-2級的制動力的標準值不得小于90KN ；多車道時，制動力為上述計算值進行橫向折減（2-2；3-2.34；4-2.64）。2）Braking of motor 汽車制動力汽車制動力1.2m固定支座處滑動支座處Chapter 3 Action on the Bridge 橋梁上的作用SCHOOL OF TRANSPORTATION, WUT PRODUCED BY：X J CHEN第21頁/共45頁BACK橋規僅對中、小跨徑橋梁的平均風壓做了規定，對大跨橋梁一般要進行專門的抗風設計和研究風產生的效應 平均風壓 脈動風壓 周期風壓采用靜力計算方法采用隨機振動理論計算采用空氣

19、動力學理論計算3）Load of Wind 風荷風荷載載Chapter 3 Action on the Bridge 橋梁上的作用SCHOOL OF TRANSPORTATION, WUT PRODUCED BY：X J CHEN第22頁/共45頁3.2.4 NEXT4 ) Chapter 3 Action on the Bridge 橋梁上的作用SCHOOL OF TRANSPORTATION, WUT PRODUCED BY：X J CHEN第23頁/共45頁3.2.4 NEXT4 ) 氣溫分區氣溫分區鋼橋面板鋼橋面板鋼橋鋼橋混凝土橋面板混凝土橋面板鋼橋鋼橋混凝土、石橋混凝土、石橋最高最高

20、最低最低最高最高最低最低最高最高最低最低嚴寒地區嚴寒地區4646-43-433939-32-323434-23-23寒冷地區寒冷地區4646-21-213939-15-153434-10-10溫熱地區溫熱地區4646-9-9(-3)(-3)3939-6-6(-1)(-1)3434-3-3（0 0）Chapter 3 Action on the Bridge 橋梁上的作用SCHOOL OF TRANSPORTATION, WUT PRODUCED BY：X J CHEN第24頁/共45頁3.2.4 NEXT4 ) T T1 1（）T T2 2（）混凝土鋪裝混凝土鋪裝25256.76.750mm5

21、0mm瀝青混凝土鋪裝層瀝青混凝土鋪裝層20206.76.7100mm100mm瀝青混凝土鋪裝層瀝青混凝土鋪裝層14145.55.5Chapter 3 Action on the Bridge 橋梁上的作用SCHOOL OF TRANSPORTATION, WUT PRODUCED BY：X J CHEN第25頁/共45頁3.2.4 NEXT4 ) 溫度作用（次內力）：梯度溫度效應的計算 計算橋梁結構由于梯度溫度引起的效應時，可采用豎向溫度梯度曲線，其橋面板表面的最高溫度T1規定于表。對混凝土結構，當梁高H小于400mm時，圖中A=H-100（mm）；梁高H不小于400mm時，A=300mm。對

22、帶混凝土橋面板的鋼結構，A=300mm。 混凝土上部結構和帶混凝土橋面板的鋼結構的豎向日照反溫差為正溫差乘以-0.5。Chapter 3 Action on the Bridge 橋梁上的作用SCHOOL OF TRANSPORTATION, WUT PRODUCED BY：X J CHEN第26頁/共45頁An Accidental Action is such an action that it occurs with uncertainty. If it occurs, it would lasts for a very short time but with great effects

23、 on the structure, even results in the failure of the structure 偶然作用是在設計使用期內不一定出現，但一旦出現，其持續時間很短而數值很大的作用。偶然作用會對結構的安全產生非常大的影響n Earthquake 地震作用：地震動峰值加速度大于0.10g的地區應做抗震設計n Bump of the boat or float船只或漂流物的撞擊力：大小與航道等級有關n Bump of the motor 汽車撞擊作用： 1000KN（行駛方向） 500KN（垂直方向） 3.3 Accidental Action 偶然作用偶然作用Chapt

24、er 3 Action on the Bridge 橋梁上的作用SCHOOL OF TRANSPORTATION, WUT PRODUCED BY：X J CHEN第27頁/共45頁One typical case of the bridge failure resulted from the bump of the boat 船只或漂流物的撞擊力給橋梁產生的破壞實例。Chapter 3 Action on the Bridge 橋梁上的作用SCHOOL OF TRANSPORTATION, WUT PRODUCED BY：X J CHEN第28頁/共45頁Design theory for

25、the bridge structure橋涵結構的設計理論 A）allowance stress method容許應力法彈性理論為基礎B）ultimate state method極限狀態法考慮材料的彈塑性性能的可靠度理論： 承載能力極限狀態 和正常使用極限狀態3.4 Effect Combination of the actions 作用作用效應組合效應組合3.4.1 Review of the design method 設計方法回顧Chapter 3 Action on the Bridge 橋梁上的作用SCHOOL OF TRANSPORTATION, WUT PRODUCED BY：

26、X J CHENAll the actions will not always occur and will not occur in the same time. So to find combination of different action is necessary. 前述的各種作用并不是在所有時期內同時出現的，因此將不同作用效應進行合理組合是必要的。第29頁/共45頁The ultimate state is the specific state for the structure or its component that when beyond the state border

27、 ,the structure or its component would not satisfy the function set by the design code.極限狀態是指整體結構或構件的某一特定狀態，超過這一狀態限界，結構或構件就不能滿足設計規定的某一功能要求?？煽啃裕?承載能力極限狀態安全性（強度、穩定、疲勞） 正常使用極限狀態適用性和耐久性（擾度、抗裂和裂縫寬度）Chapter 3 Action on the Bridge 橋梁上的作用SCHOOL OF TRANSPORTATION, WUT PRODUCED BY：X J CHEN3.4.1 Review of the

28、design method 設計方法回顧3.4 Effect Combination of the actions 作用效應作用效應組合組合第30頁/共45頁 根據橋涵在施工和使用過程中面臨的不同情況，橋涵設計分為3種設計狀況： 1）持久狀況（持續時間長的作用）：必須進行兩種極限狀態設計 2）短暫狀況（臨時作用）：一般只作承載能力極限狀態設計 3）偶然狀況（偶然作用）：只作承載能力極限狀態設計 Chapter 3 Action on the Bridge 橋梁上的作用SCHOOL OF TRANSPORTATION, WUT PRODUCED BY：X J CHEN3.4 Effect Com

29、bination of the actions 作用效作用效應組合應組合3.4.1 Review of the design method 設計方法回顧第31頁/共45頁 公路橋涵設計時，對不同的作用應采用不同的代表值。 1. 永久作用應采用標準值作為代表值。 2. 可變作用應根據不同的極限狀態分別采用標準值、頻遇值或準永久值作為其代表值。承載能力極限狀態設計及按彈性階段計算結構強度時應采用標準值為可變作用的代表值。正常使用極限狀態按短期效應（頻遇）組合設計時，應采用頻遇值為可變作用的代表值；按長期效應（準永久）組合設計時，應采用準永久值為可變作用的代表值。 3. 偶然作用取其標準值為代表值。

30、作用的取值作用的取值3.4 Effect Combination of the actions 作用效應組合3.4.1 Review of the design method 設計方法回顧第32頁/共45頁1 1 、永久作用的標準值，對結構自重（包括結構附加重力），可按結構構件的設計尺寸與材料單位體積的自重（重力密度）計算確定。2 2、 可變作用的標準值應按規范規定采用。 可變作用頻遇值為可變作用標準值乘以頻遇值系數。 可變作用準永久值為可變作用標準值乘以準永久值系數3 3 、偶然作用應根據試驗資料，結合工程經驗確定其標準值。4 4 、作用的設計值規定為作用的標準值乘以相應的作用分項系數作用的

31、代表值取用作用的代表值取用3.4.1 Review of the design method 設計方法回顧第33頁/共45頁Definition :作用效應組合作用效應組合是指在確定出各種橋梁作用后，需要根據作用特性、橋梁結構特性、施工方法以及橋位處的環境等因素來決定各種作用的取舍以及它們同時作用的可能性。 SCHOOL OF TRANSPORTATION, WUT PRODUCED BY：X J CHEN3.4 Effect Combination of the actions 作用效應組合第34頁/共45頁 1 1）只有在結構上可能同時出現的作用，才進行其效應的組合。當結構或結構構件需作不

32、同受力方向的驗算時，則應以不同方向的最不利的作用效應進行組合。The principles of the Effect Combination of the actions作用效應組合的原則作用效應組合的原則 2 2）當可變作用的出現對結構或構件產生有利影響時，該作用不應參與組合。 3 3）施工階段作用效應的組合，應按計算需要及結構所處條件而定，結構上的施工人員和施工機具均應作為臨時荷載加以考慮。 4 4）多個偶然作用不同時參與組合。 5 5）鋼筋混凝土和預應力混凝土結構在進行結構構件的承載能力極限狀態設計時，可不考慮混凝土收縮和徐變、溫度作用效應參與組合；基礎變位作用是否參與組合視具體情況確

33、定；拱橋仍應考慮混凝土收縮和徐變、溫度作用效應和基礎變位作用的組合。SCHOOL OF TRANSPORTATION, WUT PRODUCED BY：X J CHEN3.4 Effect Combination of the actions 作用效應組合第35頁/共45頁3.4.2 Combination under the ultimate state of capacity承載能力極限狀態下的組合：基本組合和偶然組合 永久作用的設計值效應與可變作用設計值效應相組合，其效應組合表達式為：)(2111QjknjQjcKQQGiKmiGioudSSSS)(211njQjdcdQmiGidoud

34、SSSS（1 1）Primary Combination 基本組合SCHOOL OF TRANSPORTATION, WUT PRODUCED BY：X J CHENChapter 3 Action on the Bridge 橋梁上的作用3.4 Effect Combination of the actions 作用效應作用效應組合組合第36頁/共45頁 結構重要性系數，按規范表1.0.91.0.9規定的結構設計安全等級采用。對應于設計安全等級一級、二級和三級分別取1.11.1、1.01.0和0.90.9； 汽車荷載效應（含汽車沖擊力、離心力）的分項系數，取1.41.4。當某個可變作用在效應

35、組合中其值超過汽車荷載效應時，則該作用取代汽車荷載，其分項系數應采用汽車荷載的分項系數；對專為承受某作用而設置的結構或裝置，設計時該作用的分項系數取與汽車荷載同值； 在作用效應組合中除汽車荷載效應（含汽車沖擊力、離心力）、風荷載外的其他第j j個可變作用效應（含本規范第4.3.54.3.5條規定的人行道板等局部構件和人行道欄桿上的可變作用效應）的分項系數，取1.41.4，但風荷載的分項系數取1.11.1； SCHOOL OF TRANSPORTATION, WUT PRODUCED BY：X J CHEN3.4.2 Combination under the ultimate state of

36、 capacity承載能力極限狀態下的組合：基本組合和偶然組合Chapter 3 Action on the Bridge 橋梁上的作用3.4 Effect Combination of the actions 作用效作用效應組合應組合（1 1）Primary Combination 基本組合第37頁/共45頁n1.21.2恒荷載+1.4 +1.4 汽車荷載n1.2 1.2 恒荷載+1.4 +1.4 汽車荷載+0.8 +0.8 1.4 1.4 人群荷載n1.2 1.2 恒荷載+1.4 +1.4 汽車荷載+0.7 +0.7 （1.4 1.4 人群荷載+ + 1.1 1.1 風荷載）n1.2 1.

37、2 恒荷載+1.4 +1.4 汽車荷載+0.6 +0.6 （1.4 1.4 人群荷載+ + 1.1 1.1 風荷載+ 1.4 + 1.4 土壓力）n1.2 1.2 恒荷載+1.4 +1.4 汽車荷載+0.5 +0.5 （1.4 1.4 人群荷載+ + 1.1 1.1 風荷載+1.4 +1.4 土壓力+1.4 +1.4 汽車制動力）基本組合表達式（舉例解釋）SCHOOL OF TRANSPORTATION, WUT PRODUCED BY：X J CHEN（1 1）Primary Combination 基本組合第38頁/共45頁 永久作用標準值效應與可變作用某種代表值效應、一種偶然作用標準值效

38、應相組合。 偶然作用的效應分項系數取1.01.0；與偶然作用同時出現的可變作用，可根據觀測資料和工程經驗取用適當的代表值。 地震作用標準值及其表達式按公路工程抗震設計規范JTJ004JTJ004規定采用。SCHOOL OF TRANSPORTATION, WUT PRODUCED BY：X J CHEN3.4.2 Combination under the ultimate state of capacity Accidental Combination 偶然組合Chapter 3 Action on the Bridge 橋梁上的作用3.4 Effect Combination of the actions 作用效作用效應組合應組合第39頁/共45頁3.4.3