桥梁的设计作用荷载第二部分.ppt
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第四节 偶然作用 偶然作用 :地震作用;船只或漂流物（排筏等）撞击作用;汽车撞击作用;施工荷载力.Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.一 地震作用 * 地震区桥梁的设计计算，必须考虑地震力(earthquake force) 地震力的计算涉及地震理论、结构动力学、工程地质 等多方面的知识 详细计算方法和结构抗震设计可参见《公路工程抗震 设计规范》(JTJ004)和《铁路工程抗震设计规范》 (GBJ111)Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.地震波传播→震区地面运动→桥梁基础受到强迫运动→桥梁振动。
地震力：指强烈的地面运动引起的结构自身的惯性力(地面水平运动加速度与结构质量的乘积)它不仅与地面运动的强烈程度有关，也与结构的动力特性(频率和振型)有关，还与桥址处的地质情况有关 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.v地震作用分竖直方向和水平方向，经验表明地震的水平运动是导致结构破坏的主要因素结构抗震验算时一般只考虑水平地震作用Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.v衡量地震规模的大小一般采用：震级（magnitude）和烈度（intensity）震级M,表示地震的强弱，一次地震只有一个震级。
地震烈度I,表示地震引起的地面运动的强烈程度和对工程设施的 破坏程度，一次地震有若干个烈度地震基本烈度：反映地震本身的剧烈程度根据水平地震系数 Kh(地面最大水平加速度的统计平均值与重力加速度g的比值)加 以划分的 设计烈度：由设计者根据建桥地区的基本烈度、桥梁的重要性 、遭破坏后进行修复的难易程度选用的Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.根据2001年版<<中国地震动参数区划图》(GB18306)，采用地 震动峰值加速度系数取代地震基本烈度的概念，两者之间的关 系见表3.6抗震设防的基本要求表述为：位于地震动峰值加速度为0.1g、0.15g、0.2g和0.3g地区的 桥涵工程，应进行抗震设计；位于地震动峰值加速度大于或等于0.4g地区的桥涵工程， 应进行专门的抗震研究和设计。
Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.地震力的计算方法分静力法和动态法1、静力法静力法是用一个水平方向作用的等效静止荷载 表示地震对结构的作用其计算公式如下： 静力法主要使用于刚度较大结构 规范规定：挡土墙、桥台用静力法计算地震力Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.2、反应谱理论动态法主要有反应谱理论和时程分析法反应谱理论是一种简化的动态分析法，又称动静法。
《桥梁抗震规范》主要采用这种方法计算地震力对于高墩或特大跨度的桥梁，应同时采用时程分析 法，取最不利结果Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.（1）单质点地震力 水平地震系数(地面最大水平加速度的统计平均值与重力加速度g的比值)动力放大系数，表示单质点弹性体系在地震作用下的绝对水平加速度与地面最大水 平加速度的比值，即以地面最大水平加速度为单位的加速度反应谱)Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.（2）多质点系统地震力多质点系统由于地震引起的复杂振动可以看作自振 振型的迭加。
Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.二 船只或漂流物的撞冲作用在通行船舶或有漂流物的河流中，河中墩台需要考虑船舶或漂流物的撞击力(collision impact)船舶或漂流物与桥梁结构的碰撞过程十分复杂，其与碰撞时的环境因素(风浪、气候、水流等)、船舶特性(类型、尺寸、速度、装载情况、船体强度和刚度等)、桥梁结构特性(尺寸、形状、材料、质量和抗力等)等有关Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.目前，撞击力通常按静力法计算，假定船筏作用于 墩的有效动能转化为撞击力F所做的功。
铁路规范计算公式为：V—船舶或漂流物撞击墩台的速度(m／s)； α—船舶或漂流物驶近方向与墩台撞击点处切线所形成的夹角； W——船舶或漂流物重(kN)； C1、C2 —船舶或漂流物的弹性变形系数和墩台(砌体材料)的弹性变形 系数(m／kN)， 缺乏资料时一般假定C1+C2=0.0005Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.公路桥梁规范按照“静力法”，并依据2004年版《内河 通航标准》(GB50139)：给出了一至七级内河航道上、不同吨位的船舶可能产 生的横桥向和顺桥向撞击作用标准值对近海通行海轮区域的船舶(吨级从3000—50000t)产 生的横桥向和顺桥向撞击作用标准值，则是根据国内外 研究成果，并经综合分析比较确定的。
当桥墩配置了防撞设施时，可不计撞击作用 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.三 汽车撞击作用 公路桥梁的某些结构构件(如防撞护栏，跨线桥的桥墩等)必要 时可考虑汽车的撞击作用汽车撞击力标准值在车辆行驶方向取1000kN，在车辆行驶垂直 方向取500kN，两个方向的撞击力不同时考虑，撞击力作用于行车道以上1．2。
