车辆荷载的概念与重要性

在道路工程和桥梁设计领域，了解和准确评估车辆荷载是非常关键的。车辆荷载不仅影响道路和桥梁的设计标准，还直接关系到交通安全、道路耐久性和维护成本。
规范中有关桥梁设计荷载的规定：施加于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，也称荷载，后者称间接作用。

车辆荷载的概念

车辆荷载是指行驶在道路上的各类车辆对其下方路面产生的力的作用。这些力包括车辆的静止重量和动态负载，后者是在车辆行驶过程中由于加速度、制动和转弯等因素产生的附加力。车辆荷载对道路和桥梁的结构性能有着直接的影响。

车辆荷载的分类

1）永久作用 —— 在结构使用期间，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。

2）可变作用 —— 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。

3）偶然作用 —— 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。

一、永久作用（恒载）

包括：结构重力、预加应力、土的重力、土侧压力、混凝土收缩及徐变作用、混凝土收缩及徐变作用和基础变位作用等七种。

结构物自身重力及桥面铺装、附属设施等外加重力均属于结构重力，它们可按照结构物的实际体积或设计拟定的体积乘以材料的容重计算。

预加应力在结构正常使用极限状态设计和使用阶段构件应力计算时，应作为永久荷载来计算其主、次效应，并计入相应阶段的预应力损失；在结构承载能力极限状态设计时，预加应力不作为荷载，而将预应力钢筋作为结构抗力的一部分。但在连续梁等超静定结构中，仍需考虑预加力引起的次效应。

对于超静定的混凝土结构、钢－混凝土组合结构等均应考虑混凝土的收缩和徐变作用的影响，预应力构件还涉及其预应力损失问题。

二、可变作用（活载）

（一）汽车荷载

汽车荷载分为公路-I级和公路-Ⅱ级。

（二）汽车冲击力

1.产生原因：

汽车高速驶过桥梁、桥面不平整、发动机震动等会引起桥梁结构振动，从而造成内力增大，这种动力效应称为冲击作用。

2.冲击系数μ：

汽车过桥时对桥梁结构产生的竖向动力效应的增大系数。

3.需要计算的规定：

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刚制作、板式橡胶支座、盆式橡胶支座及钢筋混凝土柱式墩台，应计算汽车冲击作用。

4.计算：

以结构基频为主要影响因素

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。

（三）汽车荷载离心力

（四）汽车荷载引起的土压力

（五）人群荷载

（六）汽车荷载制动力和牵制力

（七）风荷载

（八）流水压力

（九)温度作用

三、偶然作用
（一）地震作用

（二）船只或者漂流物冲撞

（三）汽车撞击作用

一、 桥博荷载组合

a .桥博里面常用的荷载组合有：

1、承载能力极限状态组合Ⅰ： 基本组合

2、正常使用极限状态组合Ⅰ： 长期效应组合

3、正常使用极限状态组合Ⅱ： 短期效应组合

4、正常使用极限状态组合Ⅲ： 标准值组合

相应荷载组合的基本定义可以查看规范JTG D60-2004第4.1.6条~第4.1.7条的相关规定。

b .桥博里面荷载组合的应用：

1 、钢筋混凝土构件设计：

承载能力极限状态强度验算：查看 承载能力极限状态荷载组合 I 强度验算结果；

正常使用极限状态裂缝宽度验算：查看 正常使用极限状态荷载组合 II 裂缝验算结果；

构件的各种应力可供参考，建议用户对钢筋混凝土构件的压应力应有所控制；

2 、预应力混凝土构件设计：

承载能力极限状态强度验算：查看 承载能力极限状态荷载组合 I 强度验算结果；

正常使用极限状态应力验算：

v 法向压应力：查看 正常使用极限状态荷载组合 III 应力验算结果；（最大压应力验算结果）

v 法向拉应力（抗裂性）：

S 全预应力构件：查看 正常使用极限状态荷载组合 II 应力验算结果；（最大拉应力验算结果）

S 部分预应力 A 类构件：

F 长期效应组合：查看 正常使用极限状态荷载组合 I 应力验算结果；（最大拉应力验算结果）

F 短期效应组合：查看 正常使用极限状态荷载组合 II 应力验算结果；（最大拉应力验算结果）

v 主压应力：查看 正常使用极限状态荷载组合 III 应力验算结果；（最大主压应力验算结果）

v 主拉应力：查看 正常使用极限状态荷载组合 II 应力验算结果；（最大主拉应力验算结果）

v 简单记忆如下：

S 组合III： 最大法向压应力、最大主压应力需要满足；

S 组合I、II： 最大法向拉应力、主拉应力需要满足。