3.1.4 桥梁结构的荷载（作用）

1.结构的设计荷载（作用）种类

（1）荷载与作用的区别
       作用：所有引起结构反应的原因，包括（荷载）和间接作用。
       直接作用：直接施加于结构上的外力，如结构重力、车辆、人群等，称为“荷载”(Load)；
       间接作用：不是以力的形式施加于结构，其产生的效果与结构本身的特性及结构所处环境等有关，如基础变位、混凝土收缩和徐变，温度变化等。

（2）设计荷载与作用的分类    
       按其随时间变化的性质，分为永久作用、可变作用、偶然作用。
       永久作用：习惯上称为恒载，是指在桥梁的设计生命周期内（如100年），其量值不随时间变化或变化可以忽略不计的作用。如，结构的重力。

可变作用：习惯上称为活载，指在桥梁的设计生命周期内，量值随时间变化、且其变化不可忽略的作用。如，汽车、列车、人群荷载。

                  

偶然作用：指在桥梁的设计生命周期内不一定出现，但一旦出现，其值很大且持续时间很短的作用，如地震力和船只的撞击力。

2.结构的设计可变作用

（1）汽车荷载
      汽车荷载由车道荷载和车辆荷载组成。
      车道荷载：用于桥梁结构的整体计算。
      车辆荷载：桥梁结构的局部加载、涵洞、桥台和挡土墙土压力等的计算。

                                                   车道荷载

                                                 车辆荷载

（2）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。
    影响因素：
    线路状态(如道路不平顺)、车辆类型(如机车的偏心轮作用)以及桥梁结构形式。

（3）离心力
    当车辆运行在曲线的车道或轨道时，将对桥梁结构产生离心力。
    公路桥曲线半径等于或小于250米时，需要考虑离心力的作用。

（4）制动力
     当车辆减速或者制动时对桥梁结构产生的惯性力。
     作用方向：与行车方向一致。  

3.结构的设计偶然作用

（1）地震作用
        1）定义
    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)。
    地震作用的机理：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。
    地震作用分竖直方向和水平方向，一般只考虑水平地震作用。

2）震级与烈度的区别
    地震震级：表示地震的强弱，一次地震只有一个震级。
    地震烈度：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。
    地震烈度的影响因素：受地震大小、震源深浅、离震中远近、当地工程地震地质条件等因素的影响。

（2）撞击作用
        1）船舶与漂流物
      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。
      影响因素：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。

2）汽车
    公路桥梁的某些结构构件(如防撞护栏，跨线桥的桥墩等），需要考虑汽车的撞击作用。