《城市桥梁设计荷载标准》(CJJ77-98)

目次１总则２术语、符号３城市桥梁设计荷载４城市桥梁设计可变荷载附录Ａ本标准用词说明附加说明１总则１．０．１为改进城市桥梁设计荷载现行方法，采用按车道均布荷载进行加载设计，以达到与国际桥梁荷载标准相接轨的目的，制定本标准。１．０．２本标准适用于在城市内新建、改建的永久性桥梁和城市高架道路结构以及承受机动车辆荷载的其他结构物的荷载设计。１．０．３本标准规定的基本可变荷载，适用于桥梁跨径或加载长度不大于１５０ｍ的城市桥梁结构。１．０．４本标准的设计活载分为两个等级，即城－Ａ级和城－Ｂ级。１．０．５城市桥梁设计荷载，除应符合本标准外，尚应符合国家现行有关标准的规定。２术语、符号２．１术语２．１．１作用结构承受各种荷重和变形所引起力效应的通称。２．１．２荷载各种车辆、人、雪、风引起的重力，包括永久性、可变性和偶然性三类。２．１．３永久荷载在设计有效期内，其值不随时间变化，或其变化与平均值相比可忽略不计的荷载。２．１．４可变荷载在设计有效期内，其值随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略的荷载，按其对桥梁结构的影响程度，又可分为基本可变荷载（活载）和其他可变荷载。２．１．５偶然荷载在设计有效期内，不一定出现，一旦出现，其值将很大且持续时间很短的荷载。２．１．６承载能力极限状态设计结构达到承载能力的极限状态时，引起结构的效应等于材料的抗力时作为设计条件的设计方法。２．１．７正常使用极限状态设计结构在正常工作阶段，裂缝、应力与挠度达到最大功能时的设计方法。２．１．８容许应力设计按各种材料截面达到容许应力时的设计方法。２．１．９效应结构或构件承受内力和变形的大小。２．１．１０抗力结构或构件材料抵抗外力的能力。２．１．１１桥面铺装桥梁上部结构面板上铺设的防水层与摩损层。２．１．１２行车道板承受行车重力的板式结构。２．１．１３重力密度物质单位体积的重力。２．１．１４车道横向折减系数多车道桥面在横向车道上，当不同时出现活载时，结构效应应予折减的系数。２．１．１５车道纵向折减系数在桥梁跨径范围内的车道上，实际出现的各种轻型车并不符合标准车辆的设计轴重与间距，按标准车计算的结构效应应予折减的系数。２．１．１６设计车道是指桥面上供单一纵列车辆行驶的条带宽度，按桥梁横断面设计尺寸确定。３城市桥梁设计荷载３．１荷载分类３．１．１城市桥梁设计荷载可分为：永久荷载、可变荷载和偶然荷载三类，荷载类别应采用表３．１．１的规定。３．１．２主要为承受某种其他可变荷载而设置的构件，计算其所承受的荷载时，应作为基本可变荷载。３．２荷载组合３．２．１按承载能力极限状态设计时，应根据可能同时出现的荷载，选择下列荷载组合：１组合Ⅰ：一种或几种基本可变荷载与一种或几种永久荷载相组合；２组合Ⅱ：一种或几种基本可变荷载和一种或几种永久荷载叠加后与一种或几种其他可变荷载相组合；当设计弯桥并采用离心力与制动力组合时，制动力应按７０％计算；３组合Ⅲ：一种或几种基本可变荷载和一种或几种永久荷载叠加后与偶然荷载中的船只或漂流物撞击力相组合；４组合Ⅳ：桥梁在进行施工阶段的验算时，根据可能出现的结构重力、脚手架、材料机具、人群、风力以及拱桥的单向推力等施工荷载进行组合；当桥梁构件在施工吊装时或运输时所产生的冲击力，应根据现场具体情况和设计经验，计入构件的动力系数；５组合Ⅴ：结构重力、预加力、土重及土侧压力，其中的一种或几种与地震力相组合。３．２．２不同时参与组合的其他可变荷载应符合表３．２．２的规定。３．２．３当桥梁采用承载力极限状态设计时，应根据不同的荷载组合，采用不同的荷载分项系数，分别验算变形、裂缝宽度、施工阶段的应力及预应力状态，其荷载组合及荷载安全系数的采用，均应符合现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（ＪＴＪ０２３）的有关规定。３．２．４对钢木结构构件仍按容许应力进行设计，其荷载组合、材料容许应力取值，可按现行行业标准《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（ＪＴＪ０２５）执行。３．３永久荷载３．３．１结构物重力及桥面铺装、附属设备等外加重力均属结构重力密度，当缺乏实际资料时，常用材料重力密度可按表３．３．１选用。３．３．２在结构按正常使用极限状态设计时，预加应力应作为永久荷载计算其效应，并应计入相应阶段的预应力损失，但不计由于偏心距增大引起的附加内力；在结构按承载能力极限状态设计时，预加应力不作为荷载，但应将预应力钢筋作为结构抗力的一部分。３．３．３土的重力及土侧压力的计算应符合下列规定：１主动土压力与静土压力的计算，可按现行行业标准《公路桥涵设计通用规范》（ＪＴＪ０２１）附录一、二执行。土的重力密度和内摩擦角，应根据调查或试验确定。当无实际资料时，可按现行行业标准《公路桥涵地基与基础设计规范》（ＪＴＪ０２４）附录二执行。２填土的重力对涵洞的竖向和水平压力强度，可按下式计算：３承受土侧压力的柱式墩台，其柱上的土压力计算宽度应符合下列规定：３．３．４外部超静定的混凝土结构及联合梁桥等应计入混凝土的收缩及徐变影响。并应按照现行行业标准《公路桥涵设计通用规范》（ＪＴＪ０２１）和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（ＪＴＪ０２３）附录四的方法计算。３．３．５当超静定结构计入由于地基压缩等引起的支座长期变位影响时，应根据最终位移量按弹性理论计算构件截面的附加内力。３．３．６水的浮力应按下列情况进行计算：１位于透水性地基上的桥梁墩台，当验算稳定时，其浮力应采用设计水位计算；当验算地基应力时，可仅按低水位时计算浮力，也可不计算水的浮力。２基础嵌入不透水性地基的桥梁墩台，可不计算水的浮力。３作用在桩基承台底面的浮力，应按全部底面积计算。但桩嵌入岩层并灌注混凝土者，在计算承台底面浮力时，应扣除桩的截面面积。３．４偶然荷载３．４．１城市桥梁的抗震力应以桥梁所在城市的基本烈度进行设防。地震力的计算和结构设计应符合现行行业标准《公路工程抗震设计规范》（ＪＴＪ００４）的有关规定。３．４．２处于通航河流或有漂流物河流中的桥梁墩台应计入船只或漂流物的撞击力。当无实测资料时，撞击力可按现行行业标准《公路桥涵设计通用规范》（ＪＴＪ０２１）进行计算。４城市桥梁设计可变荷载４．１基本可变荷载４．１．１汽车荷载等级可划分为：城－Ａ级汽车荷载和城－Ｂ级汽车荷载两个等级。４．１．２汽车荷载可分为车辆荷载和车道荷载。桥梁的横隔梁、行车道板、桥台或挡土墙后土压力的计算应采用车辆荷载。桥梁的主梁、主拱和主桁架等的计算应采用车道荷载。当桥面车行道内有轻轨车辆混合运行时，尚应按有关轻轨荷载规定进行验算，并取其最不利者进行设计。当进行桥梁结构计算时不得将车辆荷载和车道荷载的作用叠加。４．１．３城－Ａ级车辆荷载和城－Ｂ级车辆荷载的标准载重汽车应符合下列规定：１城－Ａ级标准载重汽车应采用五轴式货车加载，总重７００ｋＮ，前后轴距为１８．０ｍ，行车限界横向宽度为３．０ｍ（图４．１．３／１）；２城－Ｂ级标准载重汽车应采用三轴式货车加载，总重３００ｋＮ，前后轴距为４．８ｍ，行车限界横向宽度为３．０ｍ（图４．１．３／２）；３城－Ａ级和城－Ｂ级标准载重汽车的横断面尺寸相同，其横桥向布置应符合图４．１．３／３的规定。４．１．４城－Ａ级车道荷载和城－Ｂ级车道荷载应按均布荷载加一个集中荷载计算。均布荷载和集中荷载的标准值应按桥梁的跨径确定，并应符合下列规定：１跨径为２～２０ｍ时４．１．６当设计车道数目大于２时，应计入车道的横向折减系数，车道横向折减系数可按表４．１．６采用。加载车道位置应选在结构能产生最不利的荷载效应之处。车道的纵向折减不予考虑。４．１．７汽车荷载冲击力的计算应符合下列规定：１钢桥、钢筋混凝土和预应力混凝土桥，混凝土桥和砖石拱桥等的上部构造以及钢支座、橡胶支座或钢筋混凝土柱式墩台，应计算汽车荷载的冲击力。２填料厚度（包括路面厚度）等于或大于０．５０ｍ的拱桥、涵洞以及重力式墩台可不计汽车荷载冲击力。３汽车荷载的冲击力为汽车荷载乘以冲击系数μ。４汽车荷载的冲击系数μ，可按下列公式计算：４．１．８离心力计算应符合下列规定：１当城市桥梁弯桥的曲率半径Ｒ≤２５０ｍ时，应计算行车离心力作用；离心力的大小应为车辆荷载（不计冲击力）乘以离心力系数Ｃ，离心力系数可按下式计算：２当计算多车道离心力时，应按本标准第４．１．６条进行折减。３离心力的作用点应定在桥面上方１．２ｍ处；为计算简便也可将作用点移到桥面处，但不计由此而引起的力矩。４．１．９人群荷载计算应符合下列规定：１城市桥梁的人群荷载：（１）人行道板（局部构件）的人群荷载应按５ｋＰａ的均布荷载或１．５ｋＮ的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、桁架、拱及其他大跨结构的人群荷载ｗ。可按下列公式计算，且ｗ值在任何情况下不得小于２．４ｋＰａ。２专用人行桥的人群荷载：（１）人行道板（局部构件）的人群荷载应按５ｋＰａ的均布荷载或１．５ｋＮ的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ｗ，可按下列公式计算，且ω值在任何情况下不得小于２．４ｋＰａ。３安全道上设计活载应按２ｋＰａ的均布荷载或１．２ｋＮ的竖向集中力分别计算，并作用在短跨小构件上，取其不利者。当计算与安全道相连构件时，在计入车辆荷载或人群荷载后，可不计安全道上的活载。４计算桥上人行道栏杆时，作用在栏杆扶手上的活载：竖向荷载采用１．２ｋＮ燉ｍ；水平向外荷载采用１．０ｋＮ/ｍ。两者应分别考虑，不得同时作用。作用在栏杆立柱柱顶的水平推力应为１．０ｋＮ/ｍ。防撞栏杆应采用８０ｋＮ横向集中力进行验算。作用点应在防撞栏杆板的中心。４．１．１０土侧压力应符合下列规定：１汽车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，应采用车辆荷载计算，并应按下式换算成等代均布土层厚度：２桥台的计算宽度或挡土墙的计算长度应符合下列规定：（１）桥台的计算宽度应为桥台的横桥向全部宽度；（２）挡土墙的计算长度可按以下两种情况取用；ａ．按城－Ａ级车辆荷载设计时，采用标准载重汽车的扩散长度，但不超过２５ｍ；ｂ．按城－Ｂ级车辆荷载设计时，采用标准载重汽车的扩散长度。当挡土墙分段长度在１０ｍ及以下时，扩散长度不得超过１０ｍ；当挡土墙分段长度在１０ｍ以上时，扩散长度不得超过１５ｍ。（３）各级标准载重汽车的扩散长度，可按下式计算：３计算挡土墙时，标准载重汽车的布置应符合下列规定：（１）纵向布置：当采用挡土墙分段长度时，取分段长度内可能布置的车轮；当采用一辆重车的扩散长度时，取一辆重车；（２）横向布置；破坏棱体长度ｌ０范围内可能布置的车轮，车辆外侧车轮中线距路面（或硬路肩）、或安全带边缘的距离应为０．６ｍ。４当需要进行平板车荷载验算时，桥梁纵向只按一辆车布载。横向应为破坏棱体长度ｌ０范围内可能布置的车轮，车辆外侧车轮距路面（或硬路肩）、或安全带边缘的距离应为１．０ｍ。４．２其他可变荷载４．２．１汽车制动力计算应符合下列规定：１一个设计车道的制动力可按下列要求取值：（１）当采用城－Ａ级汽车荷载设计时，制动力应采用１６０ｋＮ或１０％车道荷载，并取两者中的较大值，但不包括冲击力；（２）当采用城－Ｂ级汽车荷载设计时，制动力应采用９０ｋＮ或１０％车道荷载，并取两者中的较大值，但不包括冲击力。２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。３制动力纵向作用点在设计车道桥面上方１．２ｍ处，在计算墩台时，可移到支座中心（铰或滚轴中心）或滑动支座、橡胶支座、摆动支座的底座面上；计算刚构桥、拱桥时，可移至桥面，但不计由此引起的竖向力和力矩。４．２．２风荷载、温度影响力、支座摩阻力、流冰力、流水压力等的计算应按现行行业标准《公路桥涵设计通用规范》（ＪＴＪ０２１）执行。