永久作用與偶然作用主講人：楊一希湖南交通職業技術學院C目錄ONTENTS1永久作用2偶然作用橋梁作用類型《公路橋涵設計通用規范》JTGD60-2015作用action指施加在結構上的集中力或分布力（稱為直接作用或荷載）和引起結構外加變形或約束變形的原因（稱為間接作用）。如車輛、人群、結構自重、地震、基礎變位、混凝土收縮和徐變、溫度變化等。橋梁作用類型《公路橋涵設計通用規范》JTGD60-2015作用action

編號作用分類作用名稱1永久作用結構重力(包括結構附加重力)2預加力3土的重力4土側壓力5混凝土收縮、徐變作用6水浮力7基礎變位作用8可變作用汽車荷載9汽車沖擊力10汽車離心力11汽車引起的土側壓力12汽車制動力13人群荷載14疲勞荷載15風荷載16流水壓力17冰壓力18波浪力19溫度(均勻溫度和梯度溫度)作用20支座摩阻力21偶然作用船舶的撞擊作用22漂流物的撞擊作用23汽車撞擊作用24地震作用地震作用永久作用可變作用偶然作用地震作用橋梁作用類型《公路橋涵設計通用規范》JTGD60-2015作用action

在設計基準期內始終存在且其量值變化與平均值相比可以忽略不計的作用，或其變化是單調的并趨于某個限制的作用。永久作用在設計基準期內其量值隨時間而變化，且變化值與平均值相比不可忽略不計的作用。可變作用在設計基準期內不一定出現，而一旦出現其量值很大，且持續時間很短的作用。偶然作用符合現行《公路工程抗震規范》（JTGB02）和《公路橋梁抗震設計細則》（JTGB02-01）的規定地震作用1永久作用永久作用在設計基準期內始終存在且其量值變化與平均值相比可以忽略不計的作用，或其變化是單調的并趨于某個限制的作用。永久作用編號作用分類作用名稱1永久作用結構重力(包括結構附加重力)2預加力3土的重力4土側壓力5混凝土收縮、徐變作用6水浮力7基礎變位作用結構重力

結構重力包括結構自重及橋面鋪裝、附屬設施等附加重力。結構自重是結構物自身材料的體積和材料重力密度標準值的乘積。

材料種類重力密度（kN/m3）材料種類重力密度（kN/m3）鋼、鑄鋼78.5干砌塊石或片石21.0鑄鐵72.5瀝青混凝土23.0～24.0鋼筋混凝土或預應力混凝土25.0～26.0瀝青碎石22.0混凝土或片石混凝土24.0碎（礫）石21.0漿砌塊石或料石24.0～25.0填土17.0～18.0漿砌片石23.0填石19.0～20.0鋅70.5鉛114.0黃銅81.1青銅87.4石灰三合土、石灰土17.5常用材料重度永久作用預加力：在結構承受使用荷載之前，預先加載產生應力，即為預加力。

預加力在結構進行正常使用極限狀態設計和使用階段構件應力計算時，應作為永久作用計算其主效應和次效應，并計入相應階段的預應力損失，但不計由于預加力偏心距增大引起的附加效應。

在結構進行承載能力極限狀態設計時，預加力不作為作用，而將預應力鋼筋作為結構抗力的一部分，但在連續梁等超靜定結構中，仍需考慮預加力引起的次效應。永久作用土的重力：土的自重應力一般是指土的自身有效重力在土體中引起的應力。土的自重應力是地面以下深度z處的土體因自身重量產生的應力，可取該水平截面上單位面積的土柱體的重力；

對于均勻土，自重應力與深度成正比；

對于成層土，可通過各層土的自重應力求和得到。

若土層位于地下水位以下，則應以地下水位面作為分層界面，計算土的自重應力時，界面以下土層應扣除浮力影響。永久作用土側壓力土側壓力可分為以下三種：(1)靜止土壓力：當擋土墻靜止不動，土體處于彈性平衡狀態時，土對墻的壓力稱為靜止土壓力E0。(2)主動土壓力：當擋土墻向離開土體方向偏移至土體達到極限平衡狀態時，作用在墻上的土壓力稱為主動土壓力，一般用Ea表示。

永久作用土側壓力土側壓力可分為以下三種：(3)被動土壓力：當擋土墻向土體方向偏移至土體達到極限平衡狀態時，作用在擋土墻上的土壓力稱為被動土壓力，用Ep表示。

Ea＜

Ep＞

Eo被動土壓力主動土壓力靜止土壓力<<根據擋土墻模型實驗、原型觀測和理論研究表明：在相同條件下，主動土壓力小于靜止土壓力，而靜止土壓力又小于被動土壓力，亦即Ea<Eo<Ep永久作用混凝土收縮及徐變作用：混凝土收縮是指在混凝土凝結初期或硬化過程中，混凝土體內所含水分的變化、化學反應以及溫度降低等物理化學因素引起其本身體積縮小的現象。它是不依賴于荷載，而與時間有關的一種變形。塑性收縮化學收縮干燥收縮碳化收縮混凝土收縮溫度收縮永久作用混凝土徐變作用：即混凝土在荷載保持不變的情況下隨時間而增長的變形稱為徐變。

混凝土受力后，水泥石中的膠凝體產生的黏性流動（顆粒間的相對滑動）要延續一個很長的時間骨料和水泥石結合面裂縫的持續發展混凝土在本身重力作用下發生的塑性變形（類似與土的固結）內部因素永久作用混凝土徐變作用：即混凝土在荷載保持不變的情況下隨時間而增長的變形稱為徐變。

應力越大，徐變也越大。實際工程中，如果混凝土構件長期處于不變的高應力狀態是比較危險的，對結構安全是不利的。初始加荷時，混凝土的齡期越早，徐變越大。若加強養護，使混凝土盡早結硬或采用蒸汽養護，可減少徐變。養護溫度越高，濕度越大，水泥水化作用越充分，徐變就越小；試件受荷后，環境溫度低，濕度大，徐變就越小。混凝土中水泥用量越多，徐變越大；水灰比愈大，徐變愈大。材料質量和級配好，彈性模量高，徐變小。應力條件材料質量加荷齡期周圍環境水泥用量外部因素永久作用水的浮力基礎底面位于透水性地基上的橋梁墩臺，當驗算穩定時，應考慮設計水位的浮力；當驗算地基應力時，可僅考慮低水位的浮力，或不考慮水的浮力。基礎嵌入不透水性地基的橋梁墩臺不考慮水的浮力。作用在樁基承臺底面的浮力，應考慮全部底面積。對樁嵌入不透水地基并灌注混凝土封閉者，不應考慮樁的浮力，在計算承臺底面浮力時應扣除樁的截面面積。當不能確定地基是否透水時，應以透水或不透水兩種情況與其他作用組合，取其最不利者。永久作用基礎變位作用基礎變位一般指支座沉降和橋墩長時間作用于地層而產生的沉降量。

基礎變位一旦發生，對結構的影響也是長期的，基礎變位的影響可按工程實際情況加以分析。超靜定結構當考慮由于地基壓密等引起的長期變形影響時，應根據最終位移量計算構件的效應。永久作用2偶然作用偶然作用在設計基準期內不一定出現，而一旦出現其量值很大，且持續時間很短的作用。偶然作用編號作用分類作用名稱21偶然作用船舶的撞擊作用22漂流物的撞擊作用23汽車撞擊作用船舶的撞擊作用跨域江、河、海灣的橋梁，應考慮船舶對橋梁墩臺的撞擊作用。

船舶與橋梁結構的碰撞過程十分復雜，與碰撞時的環境因素（風浪、氣候、水流等）、船舶特性（船舶類型、船舶尺寸、行進速度、裝載情況以及船首、船殼和甲板室的強度和剛度等）、橋梁結構因素（橋梁構件的尺寸、形狀、材料、質量和抗力特性等）及駕駛員的反應時間等因素有關，因此精確確定船舶與橋梁的相互作用力十分困難。偶然作用和地震作用漂流物的撞擊作用有漂流物的水域中的橋梁墩臺，設計時應考慮漂流物的撞擊作用偶然