第 2章 设计荷载
第一节 永久荷载
第二节 可变荷载
第三节 偶然荷载
第四节 荷载组合
第一节 永久荷载
永久荷载,亦称恒载, 在设计使用期内其值
不随时间变化, 或其变化与平均值相比忽略
不计 。
永久荷载包括,结构自重, 桥上附加恒载
（ 桥面, 人行道及附属设备 ）, 作用于结构
上的土重及土侧压力, 基础变位影响力, 水
浮力, 混凝土收缩和徐变的影响力等 。
对于预应力结构
按正常使用极限状态设计时,预加应力属永久
荷载；
按承载能力极限状态设计时,预加应力不作为
荷载，而将预应力筋作为结构抗力的一部分。
但在超静定结构中，由预加力引起的次内力应
属永久荷载。, 规范, 未作明确说明。
各种永久荷载的取值与计算，详见, 规范, 条文。
公路桥涵设计采用的作用分为永久作用、可变作用和偶然作
用三类,
公路桥涵结构设计应考虑结构上可能同时出现的作用，按
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：
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做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。
②当可变作用的出现对结构或结构构件产生有利影响时，
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，不考虑其作用效应的组合。
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设备均应作为临时荷载加
以考虑。组合式桥梁，当把底梁作为施工支撑时，作用效应宜分
两个阶段组合，底梁受荷为第一个阶段，组合梁受荷为第二个阶
段。
④多个偶然作用不同时参与组合。
第二节 可变荷载
可变荷载 设计使用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 。
一, 基本可变荷载
包括：列车活载, 汽车或平板挂车或履带车,
由列车活载和汽车活载引起的冲击力、
曲线上的离心力、
由活载引起的土侧压力。
公路桥中的人群荷载。
铁路桥梁的列车横向摇摆力等。
（一）列车活载
?列车由机车和车辆组成，机车和车辆类型很多，
轴重、轴距各异。
?为规范设计，我国根据机车车辆轴重、轴距对
桥梁不同影响及考虑车辆的发展趋势，制定了
中华人民共和国铁路标准活载图式。
?（简称,中 —活载” ）
?中 —活载 —— 160km/h,200km/h
?ZK—活载 —— 250km/h,300km/h以上高速
“ZK—活载”分 标准活载 和 特种活载
ZK标准活载
ZK特种活 载
,高速暂行规定,,
? 加载时，标准活载计算图式可任意截取
? 单线或双线桥跨：各线均应计入 ZK活载作用。
? 多于双线桥跨：应按下列最不利情况考虑：
1）按双线在最不利位置承受 ZK活载，其余线路不承受
列车荷载；
2）所有线路在最不利位置承受 75％的 ZK活载。
? 空车活载按 10kN/m计算。
“ZK—活载”分 标准活载 和 特种活载
,桥规, 规定：
? 加载时，标准活载计算图式可任意截取
? 双线桥跨：两线活载之和的 90%
? 横向稳定检算：空车 +最大横向风力为最不利，
空车活载标准值为 10kN/m
“中 —活载”分 普通活载 和 特种活载
（二） 汽车、平板挂车和履带车荷载 -旧公路标准
? 设计荷载
大量, 经常出现的汽车荷载, 以车队形式排列 。
汽 — 10级, 汽 — 15级, 汽 — 20级, 汽 — 超 20级
? 验算荷载
偶然, 个别出现的平板挂车或履带车 。
挂 — 80,挂 — 100,挂 — 120,履带 — 50
? 每一车队有一重车, 主车数量不限 。
? 三, 四行车队时可折减 20%和 30%,但不小于
两行车队计算的结果 。
?履带车纵向可考虑多辆行驶, 但两车净距
不小于 50m
?平板挂车全桥均以通过一辆计算
?平板挂车和履带车荷载应靠中以慢速行驶
?验算时, 不考虑冲击力, 人群荷载和其它
非经常作用在桥上的各种外力 。
,公路工程技术标准, （ JTG B01-
2003）
?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。
新规范 车道荷载的计算图式
Kq
PK
多车道桥梁的汽车荷载应考虑折减。当桥涵设计
车道数 ≥ 2时，汽车荷载产生的效应 应该按表
6.0.6-2规定的多车道横向折减系数进行折减，但折
减后的效应不得小于两条设计车道的荷载效应。
（三）冲击力
车辆以一定速度过桥时, 由于动力影响, 桥梁实
际产生的活载应力和变形大于按活载静重计算所得的
结果, 这种动力效应常称为 冲击作用 。
根据以往的试验研究成果, 构成桥梁动力影响的
因素主要有：
?列车以一定速度过桥时引起桥跨振动；
?轮对过钢轨接头时有冲击作用；
?蒸汽机车动轮上的平衡重在随动轮高速旋转中由于
离心力引起的锤击作用；
?桥上轨道竖向和横向不平顺引起桥梁扭转振动；
?桥头线路（路面）不平整，车轮不圆等 。
桥梁设计时中以活载静重乘上动力系数来
反映这种影响。
? 铁路桥动力系数 1+μ
? 公路桥冲击系数 μ
动力系数 （ 或冲击系数 ） 公式中考虑
了不同类型桥跨, 跨度和加载长度的影响 。
?铁路桥动力系数 1+μ
① 混凝土梁
2.0
146.0277.11m8
?
?
l
l ＋＝＋时，当 ?
2.0
920.0014.11m8
?
?
l
l ＋＝＋时，当 ?
② 钢板梁及钢桁梁
2.0
176.1000.11
?l
＋＝＋ ?
③ 实腹钢筋混凝土拱和石砌拱桥
?
?
??
?
?
? l30
611 ?? ＋＝＋ ? ? 214 ??? h?
④ 空腹钢筋混凝土无铰拱桥和系杆拱桥
? ?fl
l
/4.01
1 0 0
1511
1
?
?
＋＝＋ ?
? ?fl
l
/4.01
1 0 0
2011
1
?
?
＋＝＋ ?
空腹有铰拱桥
?现行铁路规范－铁路桥动力系数 1+μ
① 简支或连续钢桥跨结构和钢墩台
L40
2811
?＋＝＋ ?
② 钢与钢筋混凝土板构成的结合梁
L40
2211
?＋＝＋ ?
?现行铁路规范－铁路桥动力系数 1+μ
③ 钢筋混凝土的, 混凝土的, 石砌的桥跨结构及涵洞,
刚架桥, 其顶上填土厚度 ≥1.0m（ 从轨底算起 ） 时不
计冲击力 。 当小于 1.0m时
L30
611
?＋ α＝＋ ?
④ 空腹式钢筋混凝土拱桥的拱圈和拱肋
?
?
??
?
? ?
? f
L401
1 0 0
1511,
?
? ＋＝＋
2h)-(14 ??α
?85规范 公路桥冲击系数 μ
结构种类 冲击系数 μ
混凝土梁、刚构、拱上构造、
柱式墩石 ? ?? ?m450 m53.0 ??ll
混凝土拱桥的主拱 ? ?
? ?m700
m202.0
?
?
l
l
钢主桁、联合梁、桥面系、
钢墩台等 l?5.37 5.1
吊桥的主桁、主索或主链、
塔架 l?7050
新的 〈 通用规范 JTG D60〉 规定，汽车荷载冲击力应按下列规定计算：
1 钢桥、钢筋混凝土及预应力混凝土桥、圬工拱桥等上部构造和钢支座、
板式橡胶支座、盆式橡胶支座及钢筋混凝土柱式墩台，应计算汽车的冲击作用。
2 填料厚度（包括路面厚度）等于或大于 0.5m的拱桥、涵洞以及重力式墩
台不计冲击力。
3 支座的冲击力，按相应的桥梁取用。
4 汽车荷载的冲击力标准值为汽车荷载标准值乘以冲击系数 μ
5 冲击系数 μ 可按下式计算：
当 Hz时,μ =0.05
当 1.5Hz 14Hz时,μ =0.1767lnf－ 0.0157
当 Hz时,μ =0.45
式中,f 为结构基频（ Hz）。
6 汽车荷载的局部加载及在 T梁、箱梁悬臂板上的冲击系数采用 0.3。
桥梁结构的基频反映了结构的尺寸、类型、建筑材料等动力特性内容，它直接反
映了冲击系数与桥梁结构之间的关系。不管桥梁的建筑材料、结构类型是否有差
别，也不管结构尺寸与跨径是否有差别，只要桥梁结构的基频相同，在同样条件
的汽车荷载下，就能得到基本相同的冲击系数。
1.5f ?
f??
14?f
（四）离心力
车辆在曲线上运行产生离心力 。 公路桥上离心力较小,
当曲线半径等于或小于 250m时, 才考虑离心力的作用 。
离心力等于车辆荷载 （ 不计动力效应 ） 乘以 离心力率
r
C
127
2?
?
离心力率
对铁路荷载 C不应大于 0.15。
离心力作用点：
铁路轨顶以上 2m,公路桥面以上 1.2m
（五）人群荷载
?公路桥人群荷载一般规定为 3kN/m2，
?城市, 郊区行人密集处可为 3.5kN/m2。
二, 其他可变荷载
包括：制动力或牵引力, 风力, 温度力,
流水压力, 水压力和施工荷载等 。
对铁路桥梁, 人行道荷载归为其他可变荷载 。
（一）制动力
? 制动力 是车辆减速或制动时的惯性力 。
方向,与行车方向一致 。
? 牵引力 是车辆起动或加速时车辆与路面
（ 或钢轨 ） 间作用的摩阻力 。
方向,与行车方向相反 。
? 作用点,铁路轨顶以上 2m，
公路桥面以上 1.2m。
? 但在计算墩台时移至支座中心处，不计因此而产生
的竖向力和力矩。
公路, 桥规, 规定：
鉴于车辆不可能全部同时刹车
? 1或 2车道桥, 制动力按一行汽车车队总重量的
10%,但不得小于一辆重车重量的 30%。
? 4车道桥为上述数值的两倍 。
? 制动力按计算长度内列车竖向静活载标准值的 15%
计算, 牵引力按加载长度等于或小于 30m内列车静
活载标准值的 30%计算, 按控制者设计 。
? 当设计桥墩台时, 上述制动力和牵引力按 10%和
15%计算, 按控制者设计 。
? 当制动力与离心力同时计算时, 制动力或牵引力按
列车竖向静活载标准值的 5%计算 。
? 双线按一线计, 多线按两线计 。
铁路, 桥规, 规定：
（二）风力
基本风压值
2
0 2 ?
?
g
W ?
?, 桥规, 规定, 取平坦空旷地区, 离地面高 10m、
重现期为 100年的 10min的平均最大风速计算基本
风压强度 。
? 铁路横向风荷载标准强度计算公式：
0321 WKKKW t ?
? 超静定结构存在多余约束, 热胀冷缩将产生内力或
支座反力 。
? 静定和超静定结构, 由于结构不同部位温度不同,
内部将产生温差力 。
?, 桥规, 规定：结构温度变形受外约束影响引起的
温度力按结构平均温度计算 。 由于这种温度变化持
续时间较长, 对于混凝土结构在温度变化产生内力
同时, 混凝土徐变作用使温度影响力减小 。 可用折
减弹性模量考虑, 去受压弹性模量的 0.6倍 （ 公路
0.7倍 ） 。
（三）温度力
（四）铁路桥上人行道荷载
铁路人行道桥只考虑巡道和维修人员通行, 维
修时放臵钢轨, 枕木, 道碴等 。
? 道碴桥面：离梁中心线 2.45m内按 10kPa计；
2.45m以外按 4kPa。
活载分项系数取 1.4。
? 明桥面：按 4kPa计, 活载分项系数取 1.1。
? 人行道板还应按竖向集中活载 1.5kN检算 。
? 设计主梁时人行道活载不与列车活载同时计算 。
（五）施工荷载
施工荷载 是指结构在施工过程中承受的荷载。
包括,自重、人群、架桥机、风载、温度力、
吊机或其他机具的荷载及在构件制造、运送、
吊装时作用于构件上的临时荷载。
第三节 偶然荷载
偶然荷载 指船只或漂流物（排筏等）撞击力
和地震荷载。
21
s i n
CC
GvF
?
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（ 一 ） 船只或漂流物撞冲力
撞击力按静力法计算, 假定船筏作用于墩的有效动
能转化为撞击力 F所做的功 。 其计算公式为：
(二 ) 地震力
? 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。
? 地震力大小的决定因素有：地面运动的强烈程
度、结构的动力特性、结构的质量等。
? 基本烈度：反映地震本身的剧烈程度。
? 设计烈度：是由设计者选用的。
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：
iHi
i
iiii WkCXg
WCXmCP ???
2m a x02m a x02 ???
????
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。
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。
（ 1）单质点地震力
m a x
*
m a x XXmXmP g ?????? ???
Wk
X
XX
g
X
mgP H
g
gg
?????
?
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?
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ma x
ma x
*
ma x
??
??????
（ 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。
jijjHiij xkWP ??
*?
?
?
?
n
j
jjjHizii xkWCCP
1
* ??
第四节 荷载组合
（一）荷载组合
总原则：
? 凡存在的永久荷载任一项，均应进行组合；
? 凡可能出现的基本可变荷载项，除个别情况外应进
行组合；
? 纵向力与横向力不同时组合；
? 对其他可变荷载的组合，根据同时作用的可能性，
规范具体规定了某种荷载组合时，哪些荷载不同时
参与组合。
? 1、一种或几种永久荷载与基本可变荷载相组合；
? 2、一种或几种永久荷载与基本可变荷载与一种或几
种其他可变荷载相组合；
? 3、一种或几种永久荷载与施工荷载与一种或几种其
他可变荷载相组合；
? 4、一种或几种永久荷载与基本可变荷载与一种偶然
荷载相组合。
? 最不利荷载组合－控制设计的最不利的工况。
根据, 桥规,,对承载能力极限状态和正常使用极
限状态，可以归纳出以下四类荷载效应组合：
（二）一般组合算式与桥跨结构荷载组合系数
将要采用的铁路, 桥规, 是以结构可靠性理论为
基础，采用分项系数表达的概率极限状态设计法。
对于有两种或两种以上的可变荷载参与组合情况，
引入荷载效应组合系数对荷载标准值进行折减。
荷载效应设计值一般计算式和归纳为：
? ? ?
?
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?
?
?
???? ??
??
m
j
jkQjQj
n
i
ikQQikGiGisdd QCQCGGS
21
110 1 ??????
（ 1）一般组合算式
（ 2）桥跨结构荷载分项系数或组合安全系数
可在相应的表格中查出。
公路桥涵结构设计应考虑结构上可能同时出现的作用，
按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：
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做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。
②当可变作用的出现对结构或结构构件产生有利影响
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,考虑其作用效应的组
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设备均应作
为临时荷载加以考虑。组合式桥梁，当把底梁作为施工
支撑时，作用效应宜分两个阶段组合，底梁受荷为第一
个阶段，组合梁受荷为第二个阶段。
④多个偶然作用不同时参与组合。
按承载能力极限状态设计时的作用
（或荷载）效应组合
公路桥涵结构的承载能力极限状态设计，按照可能出现的
作用，将其分为两种作用效应组合,即基本组合和偶然组合。
作用效应的基本组合 是指永久作用设计值效应与可变作
用设计值效应的组合，这种组合用于结构的常规设计，是所有
公路桥涵结构都应该考虑的。作用设计值为作用的标准值乘以
相应的分项系数。
作用效应的偶然组合 是指永久作用标准值、可变作用代
表值和一种偶然作用标准值的效应组合，视具体情况，也可不
考虑可变作用效应参与组合。作用效应偶然组合用于结构在特
殊情况下的设计，所以不是所有公路桥涵结构都要采用的，一
些结构也可采取构造或其他预防措施来解决。
,通用规范 JTG D60,规定，公路桥涵结构按承
载能力极限状态设计时，应采用以下两种作用效应组
合：
1 基本组合 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：
0 u d 0 G i G i k Q 1 Q 1 K Q j Q j k
12
mn
c
ij
S S S S? ? ? ? ? ?
??
??? ? ???
????
0 u d 0 G i d Q 1 d c Q j d
12
mn
ij
S S S S? ? ?
??
??? ? ???
????
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, 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现行, 公路工程抗
震设计规范, 规定采用 。
公路桥涵结构的设计安全等级
注：本表所列特大、大、中桥等系按, 通用规范 JTGD60》
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 高速公路和
一级公路上、国防公路上及城市附近交通繁忙公路上的桥梁。
按正常使用极限状态设计时的作用（或荷载）效应组合
在公路桥梁结构中，对于需要进行正常使用极限状态设计的
结构，需要考虑可变作用的短期效应组合和长期效应组合，其可
变作用代表值采用频遇值和准永久值。众所周知，正常使用极限
状态设计仅涉及结构构件的抗裂，裂缝宽度和挠度，其结构可靠
度要比承载能力极限状态低得多。
可变作用的频遇值是指结构上较频繁出现的且量值较大的作
用取值，但它比可变作用的标准值小，实际上由标准值乘以小于
1.0的频遇值系数 φ 1得到。
可变作用的准永久值是指在结构上经常出现的作用取值，但
它比可变作用的频遇值又要小一些，实际上是由标准值乘以小于
φ 1的准永久值系数 φ 2的得到。
,通用规范 JTG D62,规定，公路桥涵结构按正常使用极限状
态设计时，应根据不同的设计要求，采用以下两种效应组合；
1 作用短期效应组合 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：
2 作用长期效应组合 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：
s d G i k 1 j Q j k
11
mn
ij
S S S?
??
????
d G i k 2 j Q j k
11
mn
l
ij
S S S?
??
????
第一节 永久荷载
第二节 可变荷载
第三节 偶然荷载
第四节 荷载组合
第一节 永久荷载
永久荷载,亦称恒载, 在设计使用期内其值
不随时间变化, 或其变化与平均值相比忽略
不计 。
永久荷载包括,结构自重, 桥上附加恒载
（ 桥面, 人行道及附属设备 ）, 作用于结构
上的土重及土侧压力, 基础变位影响力, 水
浮力, 混凝土收缩和徐变的影响力等 。
对于预应力结构
按正常使用极限状态设计时,预加应力属永久
荷载；
按承载能力极限状态设计时,预加应力不作为
荷载，而将预应力筋作为结构抗力的一部分。
但在超静定结构中，由预加力引起的次内力应
属永久荷载。, 规范, 未作明确说明。
各种永久荷载的取值与计算，详见, 规范, 条文。
公路桥涵设计采用的作用分为永久作用、可变作用和偶然作
用三类,
公路桥涵结构设计应考虑结构上可能同时出现的作用，按
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：
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做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。
②当可变作用的出现对结构或结构构件产生有利影响时，
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，不考虑其作用效应的组合。
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设备均应作为临时荷载加
以考虑。组合式桥梁，当把底梁作为施工支撑时，作用效应宜分
两个阶段组合，底梁受荷为第一个阶段，组合梁受荷为第二个阶
段。
④多个偶然作用不同时参与组合。
第二节 可变荷载
可变荷载 设计使用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 。
一, 基本可变荷载
包括：列车活载, 汽车或平板挂车或履带车,
由列车活载和汽车活载引起的冲击力、
曲线上的离心力、
由活载引起的土侧压力。
公路桥中的人群荷载。
铁路桥梁的列车横向摇摆力等。
（一）列车活载
?列车由机车和车辆组成，机车和车辆类型很多，
轴重、轴距各异。
?为规范设计，我国根据机车车辆轴重、轴距对
桥梁不同影响及考虑车辆的发展趋势，制定了
中华人民共和国铁路标准活载图式。
?（简称,中 —活载” ）
?中 —活载 —— 160km/h,200km/h
?ZK—活载 —— 250km/h,300km/h以上高速
“ZK—活载”分 标准活载 和 特种活载
ZK标准活载
ZK特种活 载
,高速暂行规定,,
? 加载时，标准活载计算图式可任意截取
? 单线或双线桥跨：各线均应计入 ZK活载作用。
? 多于双线桥跨：应按下列最不利情况考虑：
1）按双线在最不利位置承受 ZK活载，其余线路不承受
列车荷载；
2）所有线路在最不利位置承受 75％的 ZK活载。
? 空车活载按 10kN/m计算。
“ZK—活载”分 标准活载 和 特种活载
,桥规, 规定：
? 加载时，标准活载计算图式可任意截取
? 双线桥跨：两线活载之和的 90%
? 横向稳定检算：空车 +最大横向风力为最不利，
空车活载标准值为 10kN/m
“中 —活载”分 普通活载 和 特种活载
（二） 汽车、平板挂车和履带车荷载 -旧公路标准
? 设计荷载
大量, 经常出现的汽车荷载, 以车队形式排列 。
汽 — 10级, 汽 — 15级, 汽 — 20级, 汽 — 超 20级
? 验算荷载
偶然, 个别出现的平板挂车或履带车 。
挂 — 80,挂 — 100,挂 — 120,履带 — 50
? 每一车队有一重车, 主车数量不限 。
? 三, 四行车队时可折减 20%和 30%,但不小于
两行车队计算的结果 。
?履带车纵向可考虑多辆行驶, 但两车净距
不小于 50m
?平板挂车全桥均以通过一辆计算
?平板挂车和履带车荷载应靠中以慢速行驶
?验算时, 不考虑冲击力, 人群荷载和其它
非经常作用在桥上的各种外力 。
,公路工程技术标准, （ JTG B01-
2003）
?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。
新规范 车道荷载的计算图式
Kq
PK
多车道桥梁的汽车荷载应考虑折减。当桥涵设计
车道数 ≥ 2时，汽车荷载产生的效应 应该按表
6.0.6-2规定的多车道横向折减系数进行折减，但折
减后的效应不得小于两条设计车道的荷载效应。
（三）冲击力
车辆以一定速度过桥时, 由于动力影响, 桥梁实
际产生的活载应力和变形大于按活载静重计算所得的
结果, 这种动力效应常称为 冲击作用 。
根据以往的试验研究成果, 构成桥梁动力影响的
因素主要有：
?列车以一定速度过桥时引起桥跨振动；
?轮对过钢轨接头时有冲击作用；
?蒸汽机车动轮上的平衡重在随动轮高速旋转中由于
离心力引起的锤击作用；
?桥上轨道竖向和横向不平顺引起桥梁扭转振动；
?桥头线路（路面）不平整，车轮不圆等 。
桥梁设计时中以活载静重乘上动力系数来
反映这种影响。
? 铁路桥动力系数 1+μ
? 公路桥冲击系数 μ
动力系数 （ 或冲击系数 ） 公式中考虑
了不同类型桥跨, 跨度和加载长度的影响 。
?铁路桥动力系数 1+μ
① 混凝土梁
2.0
146.0277.11m8
?
?
l
l ＋＝＋时，当 ?
2.0
920.0014.11m8
?
?
l
l ＋＝＋时，当 ?
② 钢板梁及钢桁梁
2.0
176.1000.11
?l
＋＝＋ ?
③ 实腹钢筋混凝土拱和石砌拱桥
?
?
??
?
?
? l30
611 ?? ＋＝＋ ? ? 214 ??? h?
④ 空腹钢筋混凝土无铰拱桥和系杆拱桥
? ?fl
l
/4.01
1 0 0
1511
1
?
?
＋＝＋ ?
? ?fl
l
/4.01
1 0 0
2011
1
?
?
＋＝＋ ?
空腹有铰拱桥
?现行铁路规范－铁路桥动力系数 1+μ
① 简支或连续钢桥跨结构和钢墩台
L40
2811
?＋＝＋ ?
② 钢与钢筋混凝土板构成的结合梁
L40
2211
?＋＝＋ ?
?现行铁路规范－铁路桥动力系数 1+μ
③ 钢筋混凝土的, 混凝土的, 石砌的桥跨结构及涵洞,
刚架桥, 其顶上填土厚度 ≥1.0m（ 从轨底算起 ） 时不
计冲击力 。 当小于 1.0m时
L30
611
?＋ α＝＋ ?
④ 空腹式钢筋混凝土拱桥的拱圈和拱肋
?
?
??
?
? ?
? f
L401
1 0 0
1511,
?
? ＋＝＋
2h)-(14 ??α
?85规范 公路桥冲击系数 μ
结构种类 冲击系数 μ
混凝土梁、刚构、拱上构造、
柱式墩石 ? ?? ?m450 m53.0 ??ll
混凝土拱桥的主拱 ? ?
? ?m700
m202.0
?
?
l
l
钢主桁、联合梁、桥面系、
钢墩台等 l?5.37 5.1
吊桥的主桁、主索或主链、
塔架 l?7050
新的 〈 通用规范 JTG D60〉 规定，汽车荷载冲击力应按下列规定计算：
1 钢桥、钢筋混凝土及预应力混凝土桥、圬工拱桥等上部构造和钢支座、
板式橡胶支座、盆式橡胶支座及钢筋混凝土柱式墩台，应计算汽车的冲击作用。
2 填料厚度（包括路面厚度）等于或大于 0.5m的拱桥、涵洞以及重力式墩
台不计冲击力。
3 支座的冲击力，按相应的桥梁取用。
4 汽车荷载的冲击力标准值为汽车荷载标准值乘以冲击系数 μ
5 冲击系数 μ 可按下式计算：
当 Hz时,μ =0.05
当 1.5Hz 14Hz时,μ =0.1767lnf－ 0.0157
当 Hz时,μ =0.45
式中,f 为结构基频（ Hz）。
6 汽车荷载的局部加载及在 T梁、箱梁悬臂板上的冲击系数采用 0.3。
桥梁结构的基频反映了结构的尺寸、类型、建筑材料等动力特性内容，它直接反
映了冲击系数与桥梁结构之间的关系。不管桥梁的建筑材料、结构类型是否有差
别，也不管结构尺寸与跨径是否有差别，只要桥梁结构的基频相同，在同样条件
的汽车荷载下，就能得到基本相同的冲击系数。
1.5f ?
f??
14?f
（四）离心力
车辆在曲线上运行产生离心力 。 公路桥上离心力较小,
当曲线半径等于或小于 250m时, 才考虑离心力的作用 。
离心力等于车辆荷载 （ 不计动力效应 ） 乘以 离心力率
r
C
127
2?
?
离心力率
对铁路荷载 C不应大于 0.15。
离心力作用点：
铁路轨顶以上 2m,公路桥面以上 1.2m
（五）人群荷载
?公路桥人群荷载一般规定为 3kN/m2，
?城市, 郊区行人密集处可为 3.5kN/m2。
二, 其他可变荷载
包括：制动力或牵引力, 风力, 温度力,
流水压力, 水压力和施工荷载等 。
对铁路桥梁, 人行道荷载归为其他可变荷载 。
（一）制动力
? 制动力 是车辆减速或制动时的惯性力 。
方向,与行车方向一致 。
? 牵引力 是车辆起动或加速时车辆与路面
（ 或钢轨 ） 间作用的摩阻力 。
方向,与行车方向相反 。
? 作用点,铁路轨顶以上 2m，
公路桥面以上 1.2m。
? 但在计算墩台时移至支座中心处，不计因此而产生
的竖向力和力矩。
公路, 桥规, 规定：
鉴于车辆不可能全部同时刹车
? 1或 2车道桥, 制动力按一行汽车车队总重量的
10%,但不得小于一辆重车重量的 30%。
? 4车道桥为上述数值的两倍 。
? 制动力按计算长度内列车竖向静活载标准值的 15%
计算, 牵引力按加载长度等于或小于 30m内列车静
活载标准值的 30%计算, 按控制者设计 。
? 当设计桥墩台时, 上述制动力和牵引力按 10%和
15%计算, 按控制者设计 。
? 当制动力与离心力同时计算时, 制动力或牵引力按
列车竖向静活载标准值的 5%计算 。
? 双线按一线计, 多线按两线计 。
铁路, 桥规, 规定：
（二）风力
基本风压值
2
0 2 ?
?
g
W ?
?, 桥规, 规定, 取平坦空旷地区, 离地面高 10m、
重现期为 100年的 10min的平均最大风速计算基本
风压强度 。
? 铁路横向风荷载标准强度计算公式：
0321 WKKKW t ?
? 超静定结构存在多余约束, 热胀冷缩将产生内力或
支座反力 。
? 静定和超静定结构, 由于结构不同部位温度不同,
内部将产生温差力 。
?, 桥规, 规定：结构温度变形受外约束影响引起的
温度力按结构平均温度计算 。 由于这种温度变化持
续时间较长, 对于混凝土结构在温度变化产生内力
同时, 混凝土徐变作用使温度影响力减小 。 可用折
减弹性模量考虑, 去受压弹性模量的 0.6倍 （ 公路
0.7倍 ） 。
（三）温度力
（四）铁路桥上人行道荷载
铁路人行道桥只考虑巡道和维修人员通行, 维
修时放臵钢轨, 枕木, 道碴等 。
? 道碴桥面：离梁中心线 2.45m内按 10kPa计；
2.45m以外按 4kPa。
活载分项系数取 1.4。
? 明桥面：按 4kPa计, 活载分项系数取 1.1。
? 人行道板还应按竖向集中活载 1.5kN检算 。
? 设计主梁时人行道活载不与列车活载同时计算 。
（五）施工荷载
施工荷载 是指结构在施工过程中承受的荷载。
包括,自重、人群、架桥机、风载、温度力、
吊机或其他机具的荷载及在构件制造、运送、
吊装时作用于构件上的临时荷载。
第三节 偶然荷载
偶然荷载 指船只或漂流物（排筏等）撞击力
和地震荷载。
21
s i n
CC
GvF
?
? ??
（ 一 ） 船只或漂流物撞冲力
撞击力按静力法计算, 假定船筏作用于墩的有效动
能转化为撞击力 F所做的功 。 其计算公式为：
(二 ) 地震力
? 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。
? 地震力大小的决定因素有：地面运动的强烈程
度、结构的动力特性、结构的质量等。
? 基本烈度：反映地震本身的剧烈程度。
? 设计烈度：是由设计者选用的。
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：
iHi
i
iiii WkCXg
WCXmCP ???
2m a x02m a x02 ???
????
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。
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。
（ 1）单质点地震力
m a x
*
m a x XXmXmP g ?????? ???
Wk
X
XX
g
X
mgP H
g
gg
?????
?
?
?
?
?
? ?
?
?
?
?
?
?
?
?
? ?
ma x
ma x
*
ma x
??
??????
（ 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。
jijjHiij xkWP ??
*?
?
?
?
n
j
jjjHizii xkWCCP
1
* ??
第四节 荷载组合
（一）荷载组合
总原则：
? 凡存在的永久荷载任一项，均应进行组合；
? 凡可能出现的基本可变荷载项，除个别情况外应进
行组合；
? 纵向力与横向力不同时组合；
? 对其他可变荷载的组合，根据同时作用的可能性，
规范具体规定了某种荷载组合时，哪些荷载不同时
参与组合。
? 1、一种或几种永久荷载与基本可变荷载相组合；
? 2、一种或几种永久荷载与基本可变荷载与一种或几
种其他可变荷载相组合；
? 3、一种或几种永久荷载与施工荷载与一种或几种其
他可变荷载相组合；
? 4、一种或几种永久荷载与基本可变荷载与一种偶然
荷载相组合。
? 最不利荷载组合－控制设计的最不利的工况。
根据, 桥规,,对承载能力极限状态和正常使用极
限状态，可以归纳出以下四类荷载效应组合：
（二）一般组合算式与桥跨结构荷载组合系数
将要采用的铁路, 桥规, 是以结构可靠性理论为
基础，采用分项系数表达的概率极限状态设计法。
对于有两种或两种以上的可变荷载参与组合情况，
引入荷载效应组合系数对荷载标准值进行折减。
荷载效应设计值一般计算式和归纳为：
? ? ?
?
?
?
?
?
???? ??
??
m
j
jkQjQj
n
i
ikQQikGiGisdd QCQCGGS
21
110 1 ??????
（ 1）一般组合算式
（ 2）桥跨结构荷载分项系数或组合安全系数
可在相应的表格中查出。
公路桥涵结构设计应考虑结构上可能同时出现的作用，
按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：
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做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。
②当可变作用的出现对结构或结构构件产生有利影响
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,考虑其作用效应的组
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设备均应作
为临时荷载加以考虑。组合式桥梁，当把底梁作为施工
支撑时，作用效应宜分两个阶段组合，底梁受荷为第一
个阶段，组合梁受荷为第二个阶段。
④多个偶然作用不同时参与组合。
按承载能力极限状态设计时的作用
（或荷载）效应组合
公路桥涵结构的承载能力极限状态设计，按照可能出现的
作用，将其分为两种作用效应组合,即基本组合和偶然组合。
作用效应的基本组合 是指永久作用设计值效应与可变作
用设计值效应的组合，这种组合用于结构的常规设计，是所有
公路桥涵结构都应该考虑的。作用设计值为作用的标准值乘以
相应的分项系数。
作用效应的偶然组合 是指永久作用标准值、可变作用代
表值和一种偶然作用标准值的效应组合，视具体情况，也可不
考虑可变作用效应参与组合。作用效应偶然组合用于结构在特
殊情况下的设计，所以不是所有公路桥涵结构都要采用的，一
些结构也可采取构造或其他预防措施来解决。
,通用规范 JTG D60,规定，公路桥涵结构按承
载能力极限状态设计时，应采用以下两种作用效应组
合：
1 基本组合 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：
0 u d 0 G i G i k Q 1 Q 1 K Q j Q j k
12
mn
c
ij
S S S S? ? ? ? ? ?
??
??? ? ???
????
0 u d 0 G i d Q 1 d c Q j d
12
mn
ij
S S S S? ? ?
??
??? ? ???
????
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, 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现行, 公路工程抗
震设计规范, 规定采用 。
公路桥涵结构的设计安全等级
注：本表所列特大、大、中桥等系按, 通用规范 JTGD60》
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 高速公路和
一级公路上、国防公路上及城市附近交通繁忙公路上的桥梁。
按正常使用极限状态设计时的作用（或荷载）效应组合
在公路桥梁结构中，对于需要进行正常使用极限状态设计的
结构，需要考虑可变作用的短期效应组合和长期效应组合，其可
变作用代表值采用频遇值和准永久值。众所周知，正常使用极限
状态设计仅涉及结构构件的抗裂，裂缝宽度和挠度，其结构可靠
度要比承载能力极限状态低得多。
可变作用的频遇值是指结构上较频繁出现的且量值较大的作
用取值，但它比可变作用的标准值小，实际上由标准值乘以小于
1.0的频遇值系数 φ 1得到。
可变作用的准永久值是指在结构上经常出现的作用取值，但
它比可变作用的频遇值又要小一些，实际上是由标准值乘以小于
φ 1的准永久值系数 φ 2的得到。
,通用规范 JTG D62,规定，公路桥涵结构按正常使用极限状
态设计时，应根据不同的设计要求，采用以下两种效应组合；
1 作用短期效应组合 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：
2 作用长期效应组合 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：
s d G i k 1 j Q j k
11
mn
ij
S S S?
??
????
d G i k 2 j Q j k
11
mn
l
ij
S S S?
??
????
