橋梁荷載計算公式;橋梁荷載計算公式表格

01、規范中有關橋梁設計荷載的規定

作用 Action —— 施加于結構上的一組集中力或分布力，或引起結構外加變形或約束變形的原因。前者稱直接作用，也稱荷載，后者稱間接作用。

分類：

1）永久作用 Permanent action——在結構使用期間，其量值不隨時間而變化，或其變化值與平均值比較可忽略不計的作用。

2）可變作用 Variable action——在結構使用期間，其量值隨時間變化，且其變化值與平均值比較不可忽略的作用。

3）偶然作用 Accidental action——在結構使用期間出現的概率很小，一旦出現，其值很大且持續時間很短的作用。

作用分類：

一、永久作用（恒載）

包括：結構重力、預加應力、土的重力、土側壓力、混凝土收縮及徐變作用、混凝土收縮及徐變作用和基礎變位作用等七種。

結構物自身重力及橋面鋪裝、附屬設施等外加重力均屬于結構重力，它們可按照結構物的實際體積或設計擬定的體積乘以材料的容重計算。

預加應力在結構正常使用極限狀態設計和使用階段構件應力計算時，應作為永久荷載來計算其主、次效應，并計入相應階段的預應力損失；在結構承載能力極限狀態設計時，預加應力不作為荷載，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。

對于超靜定的混凝土結構、鋼－混凝土組合結構等均應考慮混凝土的收縮和徐變作用的影響，預應力構件還涉及其預應力損失問題。

二、可變作用（活載）

（一）汽車荷載

汽車荷載分為公路-I級和公路-Ⅱ級。

（二）汽車沖擊力

1.產生原因：

汽車高速駛過橋梁、橋面不平整、發動機震動等會引起橋梁結構振動，從而造成內力增大，這種動力效應稱為沖擊作用。

2.沖擊系數μ：

汽車過橋時對橋梁結構產生的豎向動力效應的增大系數。

3.需要計算的規定：

鋼橋、鋼筋混凝土及預應力混凝土橋、圬工拱橋等上部構造和剛制作、板式橡膠支座、盆式橡膠支座及鋼筋混凝土柱式墩臺，應計算汽車沖擊作用。

4.計算：

以結構基頻為主要影響因素

橋梁結構的基頻反映了結構的尺寸、類型、建筑材料等動力特性內容，它直接反映了沖擊系數與橋梁結構之間的關系。不管橋梁的建筑材料、結構類型是否有差別，也不管結構尺寸與跨徑是否有差別，只要橋梁結構的基頻相同，在同樣條件的汽車荷載下，就能得到基本相同的沖擊系數。

、

02、荷載組合

公路橋涵結構采用以可靠度理論為基礎的概率的極限狀態設計法設計。兩種設計極限狀態：承載能力極限狀態和正常使用極限狀態。

三種情況：

1）持久狀態：橋涵建成后承受自重、汽車荷載等持續時間很長的狀況。該狀況下的橋涵應進行承載能力極限狀態和正常使用極限狀態設計。

2）短暫狀態：橋涵施工過程中承受臨時性作用的狀況。該狀況下的橋涵僅作承載能力極限狀態設計，必要時才作正常使用極限狀態設計。

3）偶然狀態：在橋涵使用過程中可能偶然出現的狀況。該狀況下的橋涵僅作承載能力極限狀態設計。

03、Midas荷載組合與橋博的對應關系

說實話，對于初學者來說，midas的前處理（建模階段）相對來說還算比較容易的，但是后處理（結果分析）階段跟橋博相比就顯的有些無從下手了。畢竟兩個計算軟件是不同的國家開發的。

橋博作為我們國內最優秀的橋梁專業類的計算軟件，比較符合我們中國人的習慣，而且做起直線橋、一般的桿系橋很快捷。而midas這個韓國人開發的軟件，里面多多少少總有些地方我們不是很習慣。這兩個軟件都是很好的軟件，對我們的橋梁設計提供了很大的幫助，當然同時也存在很大的不同，各有千秋。

下面就荷載組合這個問題來說明一下他們的區別與聯系。

一、 橋博荷載組合

a．橋博里面常用的荷載組合有：

1、承載能力極限狀態組合Ⅰ：基本組合

2、正常使用極限狀態組合Ⅰ：長期效應組合

3、正常使用極限狀態組合Ⅱ：短期效應組合

4、正常使用極限狀態組合Ⅲ：標準值組合

相應荷載組合的基本定義可以查看規范JTG D60-2004第4.1.6條~第4.1.7條的相關規定。

b．橋博里面荷載組合的應用：

1、鋼筋混凝土構件設計：

¨ 承載能力極限狀態強度驗算：查看承載能力極限狀態荷載組合I強度驗算結果；

¨ 正常使用極限狀態裂縫寬度驗算：查看正常使用極限狀態荷載組合II裂縫驗算結果；

¨ 構件的各種應力可供參考，建議用戶對鋼筋混凝土構件的壓應力應有所控制；

2、預應力混凝土構件設計：

¨ 承載能力極限狀態強度驗算：查看承載能力極限狀態荷載組合I強度驗算結果；

¨ 正常使用極限狀態應力驗算：

v法向壓應力：查看正常使用極限狀態荷載組合III應力驗算結果；（最大壓應力驗算結果）

v法向拉應力（抗裂性）：

S全預應力構件：查看正常使用極限狀態荷載組合II應力驗算結果；（最大拉應力驗算結果）

S部分預應力A類構件：

F長期效應組合：查看正常使用極限狀態荷載組合I應力驗算結果；（最大拉應力驗算結果）

F短期效應組合：查看正常使用極限狀態荷載組合II應力驗算結果；（最大拉應力驗算結果）

v主壓應力：查看正常使用極限狀態荷載組合III應力驗算結果；（最大主壓應力驗算結果）

v主拉應力：查看正常使用極限狀態荷載組合II應力驗算結果；（最大主拉應力驗算結果）

v簡單記憶如下：

S組合III：最大法向壓應力、最大主壓應力需要滿足；

S組合I、II：最大法向拉應力、主拉應力需要滿足。

二、 Midas荷載組合

Midas里的荷載組合一般是根據施工階段分析添加的荷載軟件自動組合的。下面以一個4×30(滿堂支架)施工的模型為例說明。

1、用midas打開本模型，然后點midas上菜單上的：結果—荷載組合。如圖：

2、會顯示如圖界面：

3、midas提供了4種生成荷載組合的選擇：

一般、鋼結構設計、混凝土設計、SRC設計。我們需要根據所設計的構件類型選擇相應選項。對于我們常做的預應力混凝土橋，我比較習慣選擇“一般”生成的方法。

然后點“自動生成”機會出現如圖的選擇窗口：

然后選擇相應的材料和規范，以及荷載組合類型（這里我只考慮橋梁的靜力荷載效應，所以我不選擇“偶然組合”）。點擊確認，就會自動生成如圖的組合類型:

由圖所示共生成了27種組合類型，從圖中我們可以清晰看出：1-12組合式基本組合，13是極限組合，14-18是短期組合，19-21長期組合，22-24是彈性階段應力驗算組合，25-27是三種包絡組合。

1-24是分項組合，25-27是包絡組合。

1）、 點擊25號組合：右邊的荷載工況和系數顯示的是：

25號組合式1-12號的包絡組合（即25號包絡了1-12號的最大最小值），這個包絡組合相當于是：規范上的基本組合，對應于橋博里面的承載能力極限狀態組合Ⅰ。

2）、點擊26號組合:

顯示26號組合是包絡了13-21號組合的。相當于26號組合是正常使用組合長、短期效應的最大最小包絡值。這個組合相對應于橋博里面的正常使用組合I、II。由于是包絡在一起的，所以不是很好用，我一般喜歡把他們區分開。

另外添加2個組合：28：正常使用組合I；29：正常使用組合II。

其中28號組合包絡:19-21號組合

其中29號組合包絡：14-18號組合。

這樣就很清楚了，就跟橋博對應起來了：

28號組合相當于長期效應組合，對應橋博里面的正常使用組合I；

29號組合相當于短期效應組合，對應橋博里面的正常使用組合II。

3）、27號組合。

我們查看27號的組合內容包絡了22-24號組合。即包絡了彈性階段應力驗算的三個分項組合。我們查看22-24號組合的組合系數均為1.0。所以22-24為標準值組合的三個分項組合形式。

27號組合即為標準值組合，對應橋博里面的正常使用組合III。

到此midas里面的荷載組合基本上介紹完畢了。剩下的工作就是使用這些組合類型查看相應的內力。

三、midas應力查看

點擊midas上菜單：結果-應力。

其中：“梁單元應力圖”對應于橋博里面的正應力；

“梁單元應力（PSC）”對應于橋博里面的正應力。

總之，當利用midas軟件計算時，你可以記住以下結論：

基本組合：

γ（1.2恒載+1.4汽車荷載+0.75×1.4人群+0.75×1.4梯度溫度+0.75×1.4系統溫度+1.0收縮徐變+0.5基礎變位）

頻遇組合：

1.0恒載+0.7/(1+u)汽車荷載+1.0人群+0.8梯度溫度+1.0系統溫度+1.0收縮徐變+1.0基礎變位

準永久組合:

1.0恒載+0.4/(1+u)汽車荷載+0.4人群+0.8梯度溫度+1.0系統溫度+1.0收縮徐變+1.0基礎變位

標準組合:

1.0恒載+1.0汽車荷載+1.0人群+1.0梯度溫度+1.0系統溫度+1.0收縮徐變+1.0基礎變位

對于橋梁人來說，懂Midas荷載組合分析、懂得橋博荷載使用，會讓你的計算工作得心應手。

04、順橋向、橫橋面橋梁荷載自動組合

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