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桥梁的设计荷载 2.1.1 公路桥涵的汽车荷载 《公路桥涵设计通用规范》 （ JDG D60-2004）将公路桥梁汽车荷载分为公路-Ⅰ级和公路-Ⅱ级两个等级 汽车荷载由车道荷载和车辆荷载组成车道荷载由均布荷载和集中荷载组成桥梁结构的整体计算采用车道荷载：桥梁结构的局部加载、涵洞、桥台和挡土墙土压力等的计算采用车辆荷载车道荷载与车辆荷载的作用不得叠加 车道荷载的计算图式如图 2-3 所示 Pkqk图 2-3 公路桥梁车道荷载 公路-Ⅰ级车道荷载的均布荷载标准值为 ＝10.5kN/m，集中荷载标准值 按表 2-4选取： kqkP表 2-4 公路桥梁集中荷载标准值 计算跨径 集中荷载标准值 kP 备注 5m≤L480kN m305m 0.45 注： φ为结构基频 《城市桥梁设计荷载标准》（CJJ 77-98 ）对车辆荷载的冲击系数规定如下： (1) 车道荷载冲击系数： )80(20 l+=μ (2-1) 式中 l ——跨径(m) 2.0,20 == μ时当 ml ； 1.0,150 == μ时当 ml (2) 车辆荷载的冲击系数： llog3032.06686.0 −=μ (2-2) 但是μ的最大值不能超过 0.4。

上面两式中，对于简支的主梁、主桁、拱桥的拱圈等主要构件，l 为计算跨径的长度；对于悬臂梁、连续梁、刚构、桥面系等构件、墩台以及受局部荷载的构件，l 为相应内力影响的荷载长度（即为各荷载区段之和） 这里应该指出的是，根据对车桥振动的研究表明，车辆对桥梁的冲击系数的影响因素很多，除以上两本规范的长度因素外，还与路面平整度、结构形式、伸缩缝、车辆作用位置等等因素有关其中路面平整度的影响和伸缩缝结构应特别引起桥梁养护部门的注意桥面施工过程中除保证桥面平整度和伸缩缝的安装质量外，还应保持桥面的整洁；铺装层的破损要及时修补，伸缩缝中的赃物杂物应及时清理，伸缩缝的损坏应及时维修，以尽量减小车辆对桥梁的冲击影响 2.3 汽车荷载离心力 《公路桥涵设计通用规范》（JDG D60-2004）规定：位于曲线上的桥梁，当曲线半径等于或小于 250m 时，须考虑车辆离心力的作用离心力为车辆荷载（不计冲击力）乘以离心系数 C，离心力系数按下式计算： 127RVC2= (2-3) V —设计车速（km/h ），应按照桥梁所在路线的设计车速进行计算； R —曲线半径 在计算四车道的离心力时，应按规定折减汽车荷载。

离心力的着力点在桥面以上 1.2m 《城市桥梁设计荷载标准》（CJJ 77-98 ）的规定同上 2.4 汽车荷载引起的土侧压力 《公路桥涵设计通用规范》（JDG D60-2004）规定：车辆荷载在桥台或挡土墙后填土的破坏棱体上引起的土侧压力，可换算成等代均布土层厚度计算： γBlGh0∑= (2-4) h —换填土层的厚度（ m） γ—土的重力密度（kN/m3） ∑G —布置在 面积内的车轮的总重力（kN ）； olB×ol —桥台或挡土墙后填土的破坏棱体长度（ m），对于墙顶以上有填土的路堤式挡土墙，为破坏棱体范围内的路基宽度部分； olB —桥台横向全宽或挡土墙的计算长度 《城市桥梁设计荷载标准》（CJJ 77-98 ）的规定同上 2.5 人群荷载 《公路桥涵设计通用规范》（JDG D60-2004）规定：公路桥梁设置人行道时，人群荷载按下面规定计算： （1）当桥梁计算跨径小于或等于 50m时，人群荷载标准值为 3.0kN/m2；当桥梁计算跨径等于或大于 150m时，人群荷载标准值为 2.5kN/m2；当桥梁计算跨径在 50m～150m时，可由线性内插得到人群荷载标准值。

跨径不等的连续结构，采用最大计算跨径的人群荷载标准值 （2）城镇郊区行人密集地区的公路桥梁，人群荷载标准值为上述标准值的 1.15 倍 （3）专用人行桥梁，人群荷载标准值为 3.5kN/m2 《城市桥梁设计荷载标准》（CJJ 77-98 ）规定： （1 ）人行道板的人行荷载为 5kPa 的均布荷载或 1.5kN 竖向集中力分别计算，并作用在一块构件上，取其不利者 （2）梁、桁、拱及其他大跨结构的人群荷载 ，可按照下式计算，且 值在任何情况下不得小于 2.4kPa w w当加载长度 时： 20ml <20w205wp−×= (2-5) 当加载长度 时： 20ml ≥20w205wp−⎟⎠⎞⎜⎝⎛ −×−=8020l2 (2-6) w —单位面积上的人群荷载（kPa ）； l —加载长度（ m）； pw —半桥宽（ m），当大于 4m 时应按 4m 计 人群荷载对于一般的公路桥梁和城市桥梁而言不是主要荷载，通常与车辆荷载组合进行计算但对于人行道的局部构件，栏杆和专用人行桥来说，却起控制作用。

因此，在管理上，对于柔性的人行桥，应注意特殊场合下人群荷载在桥梁横向的严重不均衡和有意无意的动力冲击 2.6 汽车荷载的制动力 制动力是汽车在桥上刹车时为克服其惯性力而在车轮与路面之间发生的滑动摩擦力（摩擦系数可达 0.5 以上） 《公路桥涵设计通用规范》（JDG D60-2004）规定：一个设计车道上，汽车荷载产生的制动力为加载长度上汽车荷载总重的 10%，公路-Ⅰ级汽车荷载的制动力标准值不得小于165kN；公路-Ⅱ级车荷载的制动力标准值不得小于 90kN同向行驶双车道的汽车荷载制动力标准为一个设计车道制动力标准的 2.0 倍；同向行驶三车道为一个设计车道的 2.34 倍；同向行四车道为一个设计车道的 2.68 倍制动力的方向为汽车行车方向，其着力点在桥面以上 1.2m 《城市桥梁设计荷载标准》 （ CJJ77-98）对汽车荷载制动力的规定为：一个设计车道的制动力城-A 级采用 160kN 或 10%车道荷载两者中的较大值；城-B 级采用 90kN 或 10%车道荷载两者中的较大值，车道荷载不包括冲击作用当计算的加载车道为 2 条或 2 条以上时，应以 2 条车道为准，其制动力不折减。

制动力作用点的规定同《公路桥涵设计通用规范》（JDG D60-2004） 同样应该指出，研究表明车辆制动除对主结构产生较大的水平力外，还会引起桥梁的振动，对铺装层推挤磨损甚至破坏虽然设计中考虑了车辆荷载的制动力，但桥梁养护部门仍应注意维持桥面良好的行车条件，尽量避免紧急刹车，特别是高速行驶车辆的急刹车，更应防止桥上的交通事故的发生 2.7 其它作用力 对于风荷载、流水压力、冰压力、温度作用、支座摩阻力的规定和计算，详见《公路桥涵设计通用规范》（JDG D60-2004）和《城市桥梁设计荷载标准》（CJJ77-98 ） 3 偶然作用 偶然荷载包括地震作用和船只、漂流物的撞击作用这种荷载在设计使用期内不一定出现，但一旦出现，其持续时间较短但数值很大 公路桥梁的抗震设防起点，一般应为设计地震烈度 8 度，但连续梁桥、 T 形刚构桥等宜采用设计烈度 7 度地震力的计算和结构设计，应符合《公路工程抗震设计规范》的规定 位于通航河流或有漂流物的河流中的桥梁墩台，在设计中应考虑船只或漂流物的撞击力取用撞击力的数值一般可根据实测资料或与有关部门研究确定当无资料作为依据时，可参照《公路桥涵设计通用规范》 （JDG D60-2004 ）附录中的规定计算。

《城市桥梁设计荷载标准》（CJJ77-98 ）中偶然荷载的计算同《公路桥涵设计通用规范》（JDG D60-2004 ） 三、荷载组合 以上简述了各种可能出现的荷载和外力，显然这些荷载并非都同时作用于桥梁上的根据各种荷载重要性的不同和同时出现的可能性，《公路桥涵设计通用规范》（JDG D60-2004）规定： （1 ）公路桥涵结构设计应考虑结构上可能同时出现的作用，按照承载能力极限状态和正常使用极限状态进行作用效应组合，取其最不利效应组合进行设计 （2 ）当可变作用的出现对结构或结构构件的产生有利影响时，该作用不应参与组合实际不可能同时出现的作用或同时参与组合概率很小的作用，可不考虑其作用效应得组合 （3 ）施工阶段作用效应的组合，应按照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设备均应作为临时荷载加以考虑 （4 ）多个偶然荷载不同时参与组合 1 承载能力极限状态设计 桥涵结构或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 1.1 基本组合 永久作用的设计值与可变作用的设计值效应组合，其效应组合表达式如下： )SγφSγSγ(γSγn2jQjKQjcQ1KQ1m1iGiKGioudo ∑∑==++= (2-7) 或者 (2-8) )SφSS(γSγn2jQjdcQ1dm1iGidoudo ∑∑==++=式中： udS ——承载能力极限状态下作用基本组合的效应组合； oγ ——结构重要性系数，对应于安全等级一级、二级和三级分别取为： 1.1、 1.0、 0.9； Giγ ——第 个永久作用效应的分项系数，见表 2-7； iGiKS ——第 个永久作用效应的标准值和设计值； GidS iQ1γ ——汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）的分项系数，取 。

当某个可变作用在效应组合中，其值超过汽车荷载效应时，则该作用取代汽车荷载，其分项系数应采用汽车荷载的分项系数；对专为承受某作用而设置的结构或装置，设计时该作用的分项系数取与汽车荷载同值；计算人行道板或人行道栏杆的局部荷载，其分项系数也与汽车荷载同值； 1.4γQ1=Q1KSQ1dS ——汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）的标准值和设计值； Qjγ ——在作用效应组合中，除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）外的其他第j个可变作用效应的分项系数，取 1.4γQj= ，但风荷载的分项系数取 1.1γQj=QjKS ——在作用效应组合中，除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）外的其他第QjdSj 个可变荷载作用效应的标准值和设计值； cφ ——在作用效应组合中，除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）外的其他可变作用效应的组合系数，当永久作用与汽车荷载和人群荷载（或其他一种可变作用）组合时，人群荷载（或其他一种可变作用）的组合系数取 ；当除汽车荷载（含汽车冲击力、离心力）外尚有两种其他可变作用参与组合时，其组合系数取0.80φc=0.70φc= ；尚有三种可变作用参与组合时，其组合系数取 ；尚有四种及多于四种的可变作用参与组合时，取 。

0.60φc= 0.50φc=设计弯桥时，当离心力与制动力同时参与组合时，制动力标准值或设计值按 70％取用 表2-7 永久作用效应的分项系数 永久作用效应分项系数 编号 作用类别 对结构的承载能力不利时 对结构的承载能力有利时 混凝土和圬工结构重力 （包括结构附加重力） 1.2 1.0 1 钢结构重力（包括结构附加重力） 1.1 或 1.2 1.0 2 预加力 1.2 1.0 3 土的重力 1.2 1.0 4 混凝土的收缩徐变作用 1.0 1.0 5 土的侧压力 1.4 1.0 6 水的浮力 1.0 1.0 混凝土和圬工结构 1.0 0.5 7 基础变位 钢结构 1.0 1.0 1.2 偶然组合 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。