铁路桥梁的设计荷载.ppt

桥梁工程 主讲李勇 第四讲铁路桥梁设计荷载 4 1荷载的种类 4 2荷载的计算 4 3荷载的组合 铁路桥梁荷载的种类 荷载的计算 恒载活载附加力特殊荷载 恒载 由支座传递来的梁及桥面的重量 梁的重量查有关标准图 桥面的重量按均布荷载计算 单线直线包括双侧人行道木枕 38KN m 预应力混凝土枕 39 2KN m曲线 46 3KN m和48 1KN m单线明桥面 无人行道 6KN m人行道木板 8KN m人行道砼或钢板 10KN m 恒载 圬工等重量 体积乘容重 KN m3 容重可查 铁路桥涵设计基本规范 TB10002 1 2005 桥规 1 基础襟边上土壤重量体积乘容重 桥台不考虑椎体横向变坡影响土压力墩台上土的侧压力 主动土压力 库仑理论 实体墩台水浮力10kN m3 位于透水地基 列车竖向静活载 列车竖向静活载应采用中华人民共和国铁路标准活载 中 活载 计算时截取 下图 中 活载 制定于1975年 计算桥梁抗倾覆稳定性时采用空车竖向活载10KN m 活载 活载 离心力 桥梁在曲线上 应考虑离心力 离心力水平向外作用于轨定以上2m处 集中活载N 分布活载q 活载 离心力 F 离心力 kN N 中 活载 图式中的集中荷载 kN q 中 活载 图式中的分布荷载 kN m v 设计行车速度 km h R 曲线半径 m f 竖向活载折减系数 L 桥上曲线部分荷载长度 m 当L 2 88m或v 120km h时取1 0 当L 150m时取计算值 活载 列车竖向动力作用为列车静活载乘以动力系数 1 但钢筋混凝土 混凝土 石砌的桥跨结构及涵洞 钢架桥 其填土厚度h 1m时 从轨底计算 及实体墩台不及列车冲击力 活载土压力为因活载引起的侧向土压力 按列车静活载换算为当量均布土层压力计算 具体算法参照 桥规 1 附加力 制动力或牵引力 制动力或牵引力大小接近相等 大小为竖向活载的10 作用点在轨顶以上2m处 与离心力或冲击力不同时发生 同时计算时只按竖向静荷载的7 计算 墩台计算时移到支座中心处 计算台顶时移至轨底且不计算因移动计算点产生的力矩 双线桥在计算时采用单线的制动力或牵引力 采用特种荷载时 不计算制动力或牵引力 附加力 制动力或牵引力 制动力或牵引力是经过支座传递至墩台的 但支座种类不同 传递力的大小也不同 桥规 1 规定简支梁传递至墩台上的纵向水平力按下列规定计算 固定支座为全孔的100 滑动支座为全孔的50 滚动支座为全孔的25 同一桥墩安设固定支座及活动支座时 按上述值相加 不等跨时不大于较大跨的固定支座的纵向水平力 等跨时不大于其中一跨的固定支座的纵向水平力 对于桥台应分别计算梁跨和台上部分 计算方法同上 对桥头填方破坏棱体范围内的制动力或牵引力不予计算 大部分被轨道带走 附加力 风力 风力是水平力 有纵向和横向 其值为受风面积乘风荷载强度W 详见 桥规 1 列车的受风面积按3m高的长方带计算 作用点子啊轨顶以上2m高出 仅算横行不算纵向梁及桥面系的受风面积 对于整片结构为侧轮廓面积 对于桁式结构按轮廓面积适当折减桥墩的纵横向风力分别按两个方向的受风面积计算 验算桥台时时 桥台本身所受风力不予计算桥上有车时 风荷载强度采用W的80 计算 并不大于1250pa 桥上无车时按原值W计算 详见 桥规 1 附加力 流水压力 作用于桥墩的流水压力P kN K 桥墩形状系数 数值如下 方形桥墩1 47矩形桥墩 长边与水流平行 1 33圆形桥墩0 73尖端形桥墩0 67圆端形桥墩0 60A 桥墩阻水面积m2 计算至一般冲刷线 水的重度 一般取10kN m 计算时采用的水的流速m s gn 标准自由落体加速度m s2流水压力的分布为倒三角形 其着力点在水位线以下1 3水深处 特殊荷载 地震力地震力不与其他附加力同时计算 计算方法详见 铁路工程抗震规范 震级与裂度 其他荷载一般情况下吧控制验算 荷载组合 铁路桥梁在运营过程中 以上四类荷载同时发生的可能性很小 设计时若上述荷载同时考虑 桥梁设计会很保守 且不能充分发挥材料的力学性能很浪费 设计时有一个荷载组合的问题 经常发生是恒载和活载必须考虑 个别发生可能性较大的附加力需要考虑 特殊荷载一般用于结构验算 详见 桥规 1