桥梁的设计荷载

桥梁的设计荷载

第一节 规范中有关设计荷载的规定 第二节 荷载组合 目前国际上普遍地将所有引起结构反应的原因统称为 “ 作用 ” , 而 “ 荷载 ” 仅限于表达施加于结构上的直接作用。 一、作用的定义 返回 返回 作用（ Action ）：施加在结构上的一组集中力或分布力，或引起结构外加变形或约束变形的原因。前者称直接作用，亦称荷载，后者称间接作用。 第一节 规范中有关设计荷载的规定 一、永久作用 二、可变作用 三、偶然作用 返回 返回 编 号 作用分类 作用名称 1 永久作用（恒载） 结构重力（包括结构附加重力） 2 预加力 3 土的重力 4 土侧压力 5 混凝土收缩及徐变作用 6 水的浮力 7 基础变位作用 永久作用 —— Permanent action 结构在使用期间，其量值不随时间而变化，或其变化值与平均值比较可忽略不计的作用。 返回 8 可变作用 汽车荷载 9 汽车冲击力 10 汽车离心力 11 汽车引起的土侧压力 12 人群荷载 13 汽车制动力 14 风荷载 15 流水压力 16 冰压力 17 温度（均匀温度和梯度温度）作用 18 支座摩阻力 可变作用 —— Variable action 在结构使用期间，其量值随时间变化，且其变化值与平均值比较不可忽略的作用。 返回 19 偶然作用 地震作用 20 船只或飘流物撞击作用 21 汽车撞击作用 偶然作用 —— Accidental action 在结构使用期间出现的概率很小，一旦出现，其值很大且持续时间很短的作用的作用。 返回 1. 汽车荷载 2. 冲击力 5. 人群荷载 3. 离心力 7. 风荷载 （参考规范） 6. 车辆制动力 8. 温度作用 （参考规范） 9. 流水压力 （参考规范） 10. 冰压力 （参考规范） 11. 支座摩阻力 （参考规范） 二、可变作用 返回 返回 4. 汽车荷载引起的土侧压力 汽车荷载分为公路 Ⅰ 级和公路 Ⅱ 级两个等级。 Ⅰ 级和 Ⅱ 级汽车荷载均由 车道荷载 ( 均布荷载 + 集中荷载）和车辆荷载组成。 （桥涵结构的整体计算采用车道荷载，局部加载、横向桥面板、涵洞、桥台台后汽车引起的土压力和挡土墙上汽车引起的土压力等的计算采用车辆荷载。车辆荷载与车道荷载的作用不得叠加。） 1 ）标准汽车荷载模式 返回 返回 1 汽车荷载 均布荷载标准值： 10.5kN/m 集中荷载： 计算跨径小于等于 5m 时， 180kN 计算跨径大于等于 50m 时， 360kN 计算跨径在 5 至 50m 之间时，直线内插。 剪力效应应再乘以 1.2 的系数。 a) 公路 — Ⅰ 级车道荷载 返回 返回 返回 车道荷载的均布荷载标准值应满布于结构产生最不利效应的同号影响线上；集中荷载标准值只作用于相应影响线中一个最大影响线峰值处。 车道荷载标准值应取公路 — Ⅰ 级汽车荷载的车道荷载标准值的 0.75 倍 b) 公路 — Ⅱ 级车道荷载 返回 返回 标准车辆荷载 公路 — Ⅰ 级和公路 — Ⅱ 级标准车辆荷载采用原汽车 — 超 20 级标准荷载中总重为 550 千牛的加重车。 返回 汽 车 荷 载 等 级 公路 等级 高速公路、一级公路 二、三、四级公路 汽车荷载 等级 公路 — Ⅰ 级 公路 — Ⅱ 级 二级公路为干线公路且重型车辆多时，其桥涵的设计可采用 公路 — Ⅰ 级汽车荷载。 四级公路上重型车辆少时，其桥涵设计采用的公路 — Ⅱ 级车道荷载的效应可乘以 0.8 的折减系数，车辆荷载的效应可乘以 0.7 的折减系数。 多车道桥梁上的汽车荷载应考虑横向折减。当桥涵设计车道数大于 2 时，由汽车荷载产生的效应应按表 1-4-4 规定的横向折减系数进行折减，但折减后的效应不得小于两设计车道的荷载效应。桥涵设计车道数按表 1-4-3 确定。 表 1-4-4 横向折减系数 横向布置设计车道数 3 4 5 6 7 8 横向折减系数 0.78 0.67 0.60 0.55 0.52 0.50 2 ）标准荷载的折减 表 1-4-3 桥涵设计车道数 行 车 道 宽 度 W （ m ） 桥涵设计车道数 车辆单向行驶时 车辆双向行驶时 W ＜ 7.0 7.0≤W ＜ 10.5 10.5≤W ＜ 14.0 14.0≤W ＜ 17.5 17.5≤W ＜ 21.0 21.0≤W ＜ 24.5 24.5≤W ＜ 28.0 28.0≤W ＜ 31.5 6.0≤W ＜ 14.0 14.0≤W ＜ 21.0 21.0≤W ＜ 28.0 28.0≤W ＜ 35.0 1 2 3 4 5 6 7 8 返回 返回 计算跨径 L （ m ） 纵向折减系数 计算跨径 L （ m ） 纵向折减系数 150≤L ＜ 400 400≤L ＜ 600 600≤L ＜ 800 0.97 0.96 0.95 800≤L ＜ 1000 L≥1000 0.94 0.93 表 1-4-5 纵向折减系数 施加于长跨桥梁上的汽车荷载应考虑纵向折减。当桥梁计算跨径 L≥150m 时，应按表 1-4-5 规定的纵向折减系数进行折减。当为多跨连续结构时，整个结构均应按最大的计算跨径考虑汽车荷载效应的纵向折减 返回 2. 冲击力 返回 车辆活载以一定的速度在桥上行驶时，会使桥梁发生 振动 ，产生 动力作用 。这种动力作用会使桥梁的内力和变形较静活载作用时大。这种现象就统称为冲击作用。 冲击系数 μ 可按下式计算： 当 时， μ =0.05 当 时， 当 时， μ =0.45 返回 返回 冲击力的计算 ３ . 离心力 返回 返回 离心力的大小指车辆行驶在曲线线路上时。因方向变化而引起的径向水平力。 式中： V —— 设计行车速度 (km/h); R —— 曲线半径（ m); 离心力的着力点在桥面以上 1.2m 处（公路桥）或轨顶面 2m 处（铁路桥）；多车道时应考虑折减。 当弯道桥的曲线半径等于或小于 250m 时，应计算汽车荷载引起的离心力。 离心力的大小等于车辆活载（不计冲击力）乘以离心力系数 C ， C 值按下式计算： 离心力的计算 返回 返回 4 、汽车荷载引起的土侧压力 L ≤ 50 米： 3.0 千牛 / 平方米 L ≥ 150 米： 2.5 千牛 / 平方米 L= 50~150 米： 线性内插 5 、 人群荷载 返回 返回 汽车荷载制动力 1 ）汽车荷载制动力按同向行驶的汽车荷载（不计冲击力）计算，以使桥梁墩台产生最不利纵向力的加载长度进行纵向折减。 一个设计车道上由汽车荷载产生的制动力标准值按本规范第 4.3.1 条规定的车道荷载标准值在加载长度上计算的总重力的 10% 计算，但公路 — Ⅰ 级汽车荷载不得小于 165kN ；公路 — Ⅱ 级汽车荷载不得小于 90kN 。同向行驶双车道的汽车荷载制动力标准值为一个设计车道制动力标准值的两倍；同向行驶三车道为一个设计车道的 2.34 倍；同向行驶四车道为一个设计车道的 2.68 倍。 返回 三 偶然荷载 ２、船只或飘流物的撞击力（参照规范） １、地震力（参照规范） ３、汽车的撞击力（参照规范） 返回 返回 加速度峰值等于 0.1g 、 0.15g 、 0.20g 、 0.30g 地区的公路桥涵，应进行抗震设计； 加速度峰值大于或等于 0.4g 地区的公路桥涵，应进行专门的抗震研究和设计； 加速度峰值小于或等于 0.05g 地区的公路桥涵，除有特殊要求外，可采用简易设防。 桥梁结构必要时需考虑汽车的撞击作用。汽车撞击荷载在规定车辆行驶方向取 1000kN ；在车辆行驶垂直方向取 500kN ，两个方向的撞击荷载不同时考虑，撞击荷载作用于行车道以上 1.2m 处，直接分布于撞击涉及的构件上。 第二节 荷载组合 作用代表值 Representative value of an action 结构或结构构件设计时，针对不同设计目的所采用的各种作用规定值，它包括作用的标准值、准永久值和频遇值等。 设计基准期 Design reference period 在进行结构可靠性分析时，考虑持久设计状况下各项基本变量与时间关系所采用的基准时间参数。 作用标准值： Characteristic value of an action 结构或结构构件设计时，采用的各种作用的基本代表值，其值可根据作用在设计基准期内最大概率分布的某一分为值确定。 作用效应 Effect of action 结构对所受作用的反应，如弯矩、扭矩、位移等。 作用频遇值 Frequent value of an action 结构或构件按正常使用极限状态短期效应组合设计时，采用的一种可变作用代表值，其值可根据在足够长观测期内作用任意时点概率分布的 0.95 分位值确定。 作用准永久值 Quasi-permanent value of an action 结构或构件按正常使用极限状态长期效应组合设计时，采用的另一种可变作用代表值，其值可根据在足够长观测期内作用任意时点概率分布的 0.5 （或略高于 0.5 ）分位值确定。 分项系数 Partial safety factor 为保证所设计的结构具有规定的可靠度而在设计表达式中采用的系数，分作用分项系数和抗力分项系数两大类。 公路桥涵结构应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计： 1 承载能力极限状态：对应于桥涵结构或其构件达到最大承载能力或出现不适于继续承载的变形或变位的状态； 2 正常使用极限状态：对应于桥涵结构或其构件达到正常使用或耐久性的某项限值的状态。 在进行上述两类极限状态设计时，同时应满足构造和工艺方面的要求。 公路桥涵应根据不同种类的作用（或荷载）及其对桥涵的影响、桥涵所处的环境条件，考虑以下三种设计状况，并对其进行相应的极限状态设计： 1 持久状况：桥涵建成后承受自重、车辆荷载等持续时间很长的状况。该状况桥涵应进行承载能力极限状态和正常使用极限状态设计。 2 短暂状况：桥涵施工过程中承受临时性作用的状况。该状况下的桥涵仅作承载能力极限状态设计，必要时才作正常使用极限状态设计。 3 偶然状况：在桥涵使用过程中偶然出现的如罕遇地震的状况。该状况下的桥涵仅作承载能力极限状态设计。 按持久状况承载能力极限状态设计时，公路桥涵结构的设计安全等级，应根据结构破坏可能产生的后果的严重程度划分为三个设计等级，并应符合表 1.0.9 的规定。 设计安全等级 桥涵结构 一级 特大桥、重要大桥 二级 大桥、中桥、重要小桥 三级 小桥、涵洞 注：本表所列特大、大、中桥等系按本规范表 1.0.11 中的单孔跨径确定，对多跨不等跨桥梁，以其中最大跨径为准；本表冠以 “ 重要 ” 的大桥和小桥，系指高速公路上、一级公路上的桥梁。 公路桥涵设计时，对不同的作用应采用不同的代表值。 1. 永久作用应采用标准值作为代表值。 2. 可变作用应根据不同的极限状态分别采用标准值、频遇值或准永久值作为其代表值。承载能力极限状态设计及按弹性阶段计算结构强度时应采用标准值为可变作用的代表值。正常使用极限状态按短期效应（频遇）组合设计时，应采用频遇值为可变作用的代表值；按长期效应（准永久）组合设计时，应采用准永久值为可变作用的代表值。 3 偶然作用取其标准值为代表值。 二、作用的取值 返回 返回 1 永久作用的标准值，对结构自重（包括结构附加重力），可按结构构件的设计尺寸与材料单位体积的自重（重力密度）计算确定。 2 可变作用的标准值应按本规范有关章节中的规定采用。 可变作用频遇值为可变作用标准值乘以频遇值系数。可变作用准永久值为可变作用标准值乘以准永久值系数。 3 偶然作用应根据试验资料，结合工程经验确定其标准值。 4 作用的设计值规定为作用的标准值乘以相应的作用分项系数。 三、作用的代表值取用 返回 返回 四、作用效应组合 1. 作用效应组合的原则 2. 作用效应组合的分类 返回 返回 1 ）只有在结构上可能同时出现的作用，才进行其效应的组合。当结构或结构构件需作不同受力方向的验算时，则应以不同方向的最不利的作用效应进行组合。 1. 作用效应组合的原则 2 ）当可变作用的出现对结构或构件产生有利影响时，该作用不应参与组合。 3 ）施工阶段作用效应的组合，应按计算需要及结构所处条件而定，结构上的施工人员和施工机具均应作为临时荷载加以考虑。 4 ）多个偶然作用不同时参与组合。 5 ）钢筋混凝土和预应力混凝土结构在进行结构构件的承载能力极限状态设计时，可不考虑混凝土收缩和徐变、温度作用效应参与组合；基础变位作用是否参与组合视具体情况确定；拱桥仍应考虑混凝土收缩和徐变、温度作用效应和基础变位作用的组合。 返回 返回 2. 作用效应组合的分类 1 ） 公路桥涵结构按承载能力极限状态设计时 2 ） 公路桥涵结构按正常使用极限状态设计时 4 ） 公路桥涵结构效应组合表达式 3 ） 公路桥涵结构效应组合表达式中各种系数的取值 5 ） 注意事项 返回 返回 1 ）公路桥涵结构按承载能力极限状态设计时 （ 1 ） 基本组合 （ 2 ） 偶然组合 返回 返回 永久作用的设计值效应与可变作用设计值效应相组合，其效应组合表达式为： （ 1 ）基本组合 返回 返回 永久作用标准值效应与可变作用某种代表值效应、一种偶然作用标准值效应相组合。 偶然作用的效应分项系数取 1.0 ；与偶然作用同时出现的可变作用，可根据观测资料和工程经验取用适当的代表值。 地震作用标准值及其表达式按 《 公路工程抗震设计规范 》JTJ004 规定采用。 （ 2 ）偶然组合 返回 返回 2 ）公路桥涵结构按正常使用极限状态设计时 （ 1 ） 作用短期效应组合 （ 2 ） 作用长期效应组合 返回 返回 永久作用标准值效应与可变作用频遇值效应相组合，其效应组合表达式为： （ 1 ）作用短期效应组合 返回 返回 永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应相组合，其效应组合表达式为： （ 2 ）作用长期效应组合 返回 返回 结构重要性系数，按规范表 1.0.9 规定的结构设计安全等级采用。对应于设计安全等级一级、二级和三级分别取 1.1 、 1.0 和 0.9 ； 汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）的分项系数，取 1.4 。 其他第 j 个可变作用效应的分项系数，取 1.4; 但风荷载的分项系数取 1.1. 3 ）公路桥涵结构效应组合表达式中各种系数的取值 返回 返回 1.2* 恒荷载 +1.4* 汽车荷载 1.2* 恒荷载 +1.4* 汽车荷载 +0.8*1.4* 人群荷载 1.2* 恒荷载 +1.4* 汽车荷载 + 0.7* （ 1.4* 人群荷载 +1.1* 风荷载） 1.2* 恒荷载 +1.4* 汽车荷载 +0.6* （ 1.4* 人群荷载 +1.1* 风荷载 +1.4* 土压力） 1.2* 恒荷载 +1.4* 汽车荷载 +0.5* （ 1.4* 人群荷载 +1.1* 风荷载 +1.4* 土压力 +1.4* 汽车制动力） 4 ）公路桥涵结构效应组合表达式 返回 返回 各种荷载中，有些是不会同时发生的，如，离心力，风力与列车横向摇摆力或流水压力与冰压力或支座摩阻力与汽车制动力等就不能同时参与组合。 各类荷载及其组合发生的机率也是不同的，恒载和活载是经常发生的，其它可变荷载发生的机率较小，偶然荷载发生的机率就更小。对于发生机率小的荷载，如仅在桥梁建造过程中出现的施工荷载，就不必给予过多的安全储备，因此为使桥梁设计安全、经济对不同的荷载组合，结构的安全储备也应不同。 实际中处理的方法是：按不同的荷载组合，调整荷载安全系数或材料容许应力值。对组合 I ，安全系数或容许应力的调整有限：对组合 II 和组合 III ，调整量可放宽。 5 ）注意事项 返回 返回 桥梁的受力计算特点 桥梁内力计算 设计内力计算： （强度验算和配筋设计） 施工内力 计算： （施工阶段强度和刚度验算） 各施工阶段的临时施工荷载及该阶段的主梁自重引起的内力 活载内力 附加内力：风力或离心力引起 结构次内力：预加力，混凝土收缩徐变和温度变化引起 组合 梁桥中可占整个设计最大内力的 80%~90% 恒载内力 1 ．恒载内力计算 一期恒载内力 （主梁自重引起） （计算与施工方法有关） 二期恒载内力 （桥面构造引起） （按最终体系计算） + 满堂支架现浇： M 0 =(q 1 +q 2 )l 2 /40 简支变连续： M 0 =q 1 l 2 /8+q 2 l 2 /40 连续梁恒载内力： 2 ．活载内力计算 活载内力由基本可变荷载中的汽车及其冲击力、人群产生，其结构体系是最终的结构体系。 1 ）影响线及影响线加载 a. 影响线的定义 当一个单位荷载在结构上移动时，表示某一量值（截面内力、结点位移、支座反力）变化规律的图形称为该量值的影响线 影响线的概念 影响线的概念 b. 影响线的绘制 静力法：利用静力平衡条件列出影响线方程，或用程序计算 n 个离散点 机动法：根据虚位移原理 c. 影响线的加载 （利用影响线求出最大活载内力的过程） 产生最大值的荷载位置称为 最不利荷载位置 。 一般，将车辆的最大轮重置于影响线的最大坐标上 , 经过试算比较确定 ; 程序加载（动态规划加载） 影响线加载 P 1 P 2 P 3 3 ．内力计算及组合 4 ．内力包络图 简支梁内力包络图 连续梁内力包络图 定义： 如沿梁轴的各个截面处，将所采用的控制设计内力按适当的比例尺绘成纵坐标，连接这些坐标点而绘成的曲线称为 内力包络图 作用： 主要为在主梁中配置预应力束筋、纵向主筋、斜筋和箍筋提供依据，并进行各种验算。 第二篇 钢筋混凝土和预应力混凝土简支梁桥 第一章 概论 第一节 钢筋混凝土和预应力混凝土梁 桥的一般特点 第二节 简支梁桥的主要类型及其适用 情况 梁桥按预应力度可分为 : 钢筋混凝土 部分预应力混凝土 —— 在使用荷载的作用下，容许截面上出现不大的拉应力或出现裂缝在限值以下的结构。 全预应力混凝土 —— 在使用荷载的作用下，截面上不出现拉应力的结构。 返回 梁桥按施工方法可分为： 整体式 —— 将桥梁上部结构在桥位上整体现场浇筑或整体预制安装就位。 装配式 —— 将桥梁上部结构分成若干节段，在桥位上整体现场浇筑制造或整体预制安装就位。 返回 下页 返回 图 2.1.1 主梁截面 一、钢筋混凝土梁桥的优缺点 就地取材、工业化施工、耐久性好、适应性强、整体性好、美观。 技术成熟 自重大，跨越能力小 如就地浇注，施工工期长，支架和模板消耗多 钢筋混凝土梁带裂缝工作 无法利用高强度材料来减轻结构自重，增大跨越能力 返回 第一节 钢筋混凝土和预应力混凝土梁 桥的一般特点 二、预应力混凝土梁桥的优缺点 充分利用高强材料，减小了构件截面，增大跨越能力； 节省用钢量，与钢筋混凝土相比，可节省 30 ～ 40 ％； 消除或减少截面裂缝，减少建筑高度，扩大了对多种桥型的适应性，提高了结构的耐久性； 扩展了施工方法； 但需要优质高强钢材，保证高强度混凝土的施工质量，制作高精度的锚具，掌握较复杂的施工工艺。 返回 第二节简支梁桥的主要类型及其适用情况 1 、板桥 2 、肋板式梁桥 3 、箱形梁桥 构造简单、施工方便、建筑高度小 自重大，浪费部分材料，不经济 适合于小跨径桥梁， 10m 以下 一 板桥 返回 （ 1 ） 整体式矩形实心板 （图 2-1-2a)     形状简单、施工方便、建筑高度小、结构整体刚度大；但截面材料不经济、自重大。 （ 2 ） 装配式实心板 （图 2-1-2c)     相对于整体式实心板来说，避免了现场浇筑混凝土的缺点。 （ 3 ） 空心板 （图 2-1-2d)     减小自重，材料相对较经济。 板式截面分类 下页 返回 （ 4 ） 装配组合式板 （图 2-1-2e)      施工简易，在缺乏起重设备的场合更为适用。 （ 5 ） 异形板 （图 2-1-3)      尽可能减轻板的自重，与柱型桥墩结合，桥下净空大，造型美观；但现场浇筑施工复杂。 板式截面分类 返回 图 2.1.2 板梁截面 图 2.1.3 板梁截面 返回 下页 肋板式梁桥 在横截面内形成明显肋形结构 截面效率指标高 充分利用了扩展的混凝土桥面板的抗压能力，又有效地发挥了集中布置在梁肋下部受力钢筋的抗拉作用，从而使结构构造与受力性能达到理想的配合。 自重小、材料省 多用于纵向分缝装配式桥梁 适合于中等跨径简支桥梁 返回 肋板式截面的分类 形、 I 形、 T 形 返回 返回 箱形梁桥 整体性能好，抗扭惯矩大 上下缘均可受压、适合于连续桥梁 适合中等以上跨径桥梁 施工模板复杂 返回 箱形截面截面的分类 单箱单室、单箱多室 分离多箱 返回 第二章 桥面构造 公路桥面构造 公路桥面构造包括： 桥面铺装 、 排水防水系统 、 人行道 （安全带）、 路缘石 、 栏杆 、 灯柱 、 安全护栏 和 伸缩装置 等。 一般公路桥梁的桥面构造如 图 2-2-1 所示： 高速公路、汽车专用公路实行封闭式运行，一般不设人行道，但在路缘和中央分隔带设置安全护栏。 返回 返回 图 2-2-1 公路桥面一般构造 返回 返回 返回 第一节、 桥面铺装 返回 作用： 防止车辆轮胎或履带直接磨耗行车道板，保护主梁免受雨水的侵蚀，并对车辆轮重的集中荷载起分布作用。 1. 桥面铺装的作用 返回 要求： 具有抗车辙、行车舒适、抗滑、不透水、刚度好。 2. 桥面铺装的要求 返回 一、 桥面纵、横坡 公路桥面设置横坡的目的是：迅速排除雨水、防止和减少雨水对铺装层的渗透，从而保护行车道板，延长桥梁使用寿命。 公路桥面的横坡，一般为 1.5% ~ 2% ，通常有下面三种形式： 1 、盖梁顶设横坡（用于桥墩设有横坡的） 2 、三角垫层（用于宽度小的桥梁） 返回 桥面上设置纵坡，首先有利于排水，降低墩台标高，减少桥头引道土方量。桥面的纵坡，一般都做成双向纵坡，在桥中心设置曲线，纵坡一般以不超过 3-4 ％为宜。  3 、结构设横坡（主要针对于箱形断面） 图 2-2-2 桥梁横坡设置方法 返回 二、桥面铺装的类型 1 、普通水泥混凝土或沥青混凝土铺装 5~8cm 防水混凝土铺装 8~10cm+ 沥青表处 2cm 具有贴式或涂料防水层的水泥混凝土或沥青混凝土铺装 低强度混凝土三角垫层 + 三油二毡（ 1~2cm)+ 低强度细集料混凝土（ 4cm ） + 沥青混凝土或水泥混凝土 改性沥青粘结料、高分子聚合物沥青防水涂层、环氧树脂。 不透水、有一定强度、弹性和韧性、耐腐蚀性和耐老化性较好。 返回 桥面的防水层，设置在行车道铺装层下边，它将透过铺装层渗下的雨水汇集到排水设备（泄水管）排出。 在桥面伸缩缝处应连续铺设，不可切断；桥面纵向应铺过桥台背；桥面横向两侧，应伸过缘石地面，从人行道与缘石砌缝里向上叠起 0.10m 。 返回 防水层有三种类型： ①洒布薄层沥青或改性沥青，其上撒布一层砂，经碾压形成沥青涂胶下封层； ②涂刷聚氨脂胶泥、环氧树脂、阳离子乳化沥青、氯丁胶乳等高分子聚合物涂胶； ③铺装沥青或改性沥青防水卷材，以及浸渍沥青的无纺土工布等。 公路桥面铺装构造 返回 第二节 桥面排水系统 1. 目的与作用 2. 一般规定 3. 混凝土梁式桥采用的泄水管道的几种形式 返回 为防止雨水积滞于桥面并渗入梁体而影响桥梁的耐久性应在桥上设计一个完整的排水系统。除设置纵向、横向排水坡外，常需要一定数量的泄水管。 1. 目的与作用 返回 1. 当公路桥桥面纵坡 大于 2% ，而桥长 小于 50 米 时，一般能保证通过桥头引道排水，桥上可不设泄水管。可在引道两侧设置流水槽，以免雨水冲刷引道路基。 2. 公路桥桥面纵坡 大于 2% ，而桥 长大于 50 米 时，为防止雨水积滞于桥面，就需设置泄水管，一般每隔 12 ~ 15m 长度设置一个；当桥面纵坡 小于 2% 时，泄水管就需要设置更密一些 ，一般每隔 6 ~ 8m 设置一个。 3. 泄水管可沿行车道两侧左右对称排列，也可交错排列，泄水管距离路缘石的距离为 0.10 ~ 0.50 米。 2. 一般规定 返回 在人行道下面设置泄水管 返回 1. 金属泄水管（适用于具有防水层的铺装结构； 使用效果好，但结构复杂。） 2. 钢筋混凝土泄水管（适用于不设防水层而采用防水混凝土的铺装构造；构造比较简单，可以节省钢材） 3. 横向排水孔道（跨径不大，不设人行道的小桥；做法简便，但因孔道坡度平缓，易于淤塞） 4. 封闭式排水系统 设在桥台处 梁体内的泻水管道 3. 混凝土梁式桥采用的泄水管道有下列几种形式 返回 金属泻水管 混凝土泻水管 返回 封闭式排水系统 返回 梁体内的泻水管道 返回 第三节 桥面伸缩缝 返回 桥跨结构在气温变化、活载作用、混凝土收缩和徐变等影响下将会发生变形。为了满足桥面按设计的计算图示自由变形，同时又保证车辆能平顺通过，就要在相邻两梁端之间、或梁端与桥台之间或桥梁的交接位置上预留伸缩缝，并在桥面（公路桥是路面，铁路桥是钢轨）设置伸缩装置。 返回 伸缩缝 —— 为适应材料胀缩变形对结构的影响，而在结构 的两端设置的间隙。 伸缩装置 —— 为使车辆平稳通过桥面并满足桥面变形的 需要，在桥面伸缩缝处设置的各种装置的总称。 返回 （ 2 ）牢固可靠； （ 3 ）车辆驶过时应平顺、无突跳与噪音； （ 4 ）可防止雨水和垃圾泥土渗入阻塞； （ 5 ）安装、检查、养护、清污、都要简易方便； （ 1 ）在与桥面轴线平行、垂直的两个方向均能自由伸缩。 注意：在设置伸缩装置处，栏杆与桥面铺装都需要断开。 （ 6 ）经济价廉； 返回 伸缩装置类型的选用，主要取决于桥梁的伸缩量， 可按下式计算： 其中： —— 温度的变化引起的伸缩量 ； —— 混凝土收缩引起的收缩量； 注意： 2. 对大跨度桥梁，还应计入因荷载作用及梁体温差等引起的梁端转角伸缩变形量。 1. 上式各量取绝对值之和。 —— 安全富裕量。可按计算变形量的 30% 计算； —— 混凝土徐变引起的收缩量； 返回 公路桥面伸缩装置，依据伸缩装置的传力方式及其构造特点，分为五类： （ 1 ） U 形锌铁皮式伸缩缝 （ 2 ）跨搭钢板式伸缩缝 （ 3 ）橡胶伸缩缝 返回 一： U 形锌铁皮式伸缩缝 二、 跨搭钢板式伸缩缝 三、橡胶伸缩缝 伸缩装置 钢与橡胶组合的模数式伸缩装置 主要部分是异型钢和密封橡胶带组成的伸缩体，加上支承横梁、位移控制系统以及弹簧支承系统。每个伸缩体的伸缩量为 60~100mm ，伸缩量更大时，可以用两个以上伸缩体，中间用若干根中梁隔开。 特点 ：伸缩量大，结构较为复杂，功能比较完善。 返回 伸缩装置的工作过程 返回 返回 下页 返回 下页 GPF 伸缩装置 返回 下页                                                                                                                                                                     GQF-F80 型伸缩装置 GQF-RG 型伸缩装置 返回 下页                                                                                                                                                                     GQF-F2 型伸缩装置 返回 下页 第四节 安全带、人行道、栏杆灯柱、安全护栏 一、安全带 （自学） 二、人行道 （自学） 三、栏杆、灯柱 （自学） 四、安全护栏 （自学） 返回 作业 1 、什么叫作用？试述作用的分类及其组合。 2 、现行桥梁设计规范中对公路 I 级和公路 Ⅱ 级荷载是如何规定的？ 习题 第三章 桥梁的设计荷载 1 、什么叫作用？试述作用的分类及其组合。 2 、分析温度对桥梁结构的影响。 3 、为什么要考虑多车道活载的折减，如何考虑其折减？ 4 、简述影响风荷载取值的因素。 5 、试述冲击力与冲击系数的含义。 6 、现行桥梁设计规范中对公路 I 级和公路 Ⅱ 级荷载是如何规定的？ 7 、为什么要对大跨度桥梁的活载进行纵向折减？ 8 、举出一个混凝土徐变使桥梁产生内力变化的实例。 第四章 桥面构造 1 、试述公路桥面的组成及其作用。 2 、设置纵横坡的目的是什么 ? 3 、试述伸缩装置选择的依据。 4 、常用的伸缩装置有哪些？简述其工作原理。 5 、公路桥梁人行道布设有哪几种方式？ 6 、栏杆的设计应考虑哪些因素？ 7 、简述桥面铺装的作用。 8 、公路桥面横坡设置方式有哪些？ 9 、对于桥面防水层的要求有哪些？ 10 、公路桥梁最容易受到损坏的部分有哪些？ 11 、试分析车辆超载超限对公路桥梁有什么影响？