本文摘自《现代公路、桥梁、隧道工程设计、施工实用图集》一书，该书由中国交通大学博士 楚京华主编
根据使用任务，桥梁结构除了承受本身自重和各种附加恒载以外，主要是承受桥上各种交通荷载，例如各种汽车、平板挂车、履带车、电车以及各种非机动车和人群荷载。而且，鉴于桥梁结构处在自然环境之中，还要经受气候、水文等种种复杂因素（外力）的影响。
通常可以将作用在公路桥梁上的各种荷载和外力归纳成三类：永久荷载；可变荷载；偶然荷载。我国《公路桥涵设计规范》（以下简称《桥规》）中，还根据可能同时出现的荷载作用情况，规定了设计桥涵时应考虑的不同荷载组合。下面分别介绍规范中有关设计荷载的一些规定。
一、永久荷载
永久荷载亦称恒载，它是在设计使用期内，其作用位置和大小、方向不随时间变化，或其变化与平均值相比可忽略不计的荷载。永久荷载包括结构物自重、桥面铺装及附属设备的重量、作用于结构上的土重及土侧压力、基础变位的影响力、水浮力、长期作用于结构上的人工预施力以及混凝土收缩和徐变的影响力。
结构物的自重和桥面铺装的重量，可按实际体积乘以材料的容重计算。
对于公路桥梁，结构物的自重往往占全部设计荷载的很大部分，例如当跨径为！20~150m时，结构自重约占30%~60% 以上，跨径愈大所占比例愈高。对于特大跨度的圬工桥、钢筋混凝土桥或预应力混凝土桥，活载的影响往往降至次要地位。在此情况下，宜采用轻质、高强材料来减小桥梁的自重。
其他恒载均可按《桥规》有关规定计算。
二、可变荷载
可变荷载为在设计使用期内，其作用位置和大小、方向随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略的荷载。按其对桥涵结构的影响程度，又分为基本可变荷载（亦称活载）和其他可变荷载。
桥梁设计中考虑的基本可变荷载有汽车、平板挂车和履带车的车辆荷载和人群荷载。同时，对于汽车荷载应计及其冲击力和离心力。对于所有车辆荷载尚应计算其所引起的土侧压力。
规范中规定的其他可变荷载包括：汽车制动力、支座摩阻力、温度影响力、风力、流水压力和冰压力等。
以下简要介绍桥梁设计中常用的车辆荷载及其影响力和人群荷载，有关其他可变荷载的详细计算方法，可查阅《桥规》的相应条文。
（一）车辆荷载
众所周知，每一种车辆都有许多不同的型号和载重等级，而且随着交通运输事业的发展，车辆的载重量也将不断增大，因此就需要拟定一种既满足目前车辆情况和将来发展需要，又能便于在设计中应用的简明统一的荷载标准。我国在对现有车型、行车规律等进行大量实地观测和调查研究的基础上，根据汽车工业的发展和国防建设的需要，制定了设计公路桥涵或其他受车辆影响的构造物所用的荷载标准。标准中把大量、经常出现的汽车荷载排列成车队形式，作为设计荷载；把偶然、个别出现的平板挂车或履带车作为验算荷载。
汽车车队分为汽车—10 级、汽车—15 级、汽车—20 级和汽车—超)# 级四个等级。车队的纵向排列和横向布置及其主要技术指标规定如图8-3-1和图8-3-2所示。荷载级别的数字表示一辆主车的重量，以吨计。图中所示的荷载均为轴重。除了辆数不限的主车之外，每一车队中均规定有一辆重车。
在设计四车道桥涵时，考虑到四行车队单向并行通过的机率较小，计算荷载可折减30%，但折减后不得小于用两行车队计算的结果。
图8-3-2 各级汽车的平面尺寸和横向布置
验算荷载分为80、100和120t 的平板挂车（简称挂车—80、挂车—100和挂车—120）以及50t 的履带车（简称履带—50），其荷载图式及主要技术指标规定见图8-3-3。
用验算荷载进行验算时：对于履带车，顺桥纵向可考虑多辆行驶，但两车间净距不得小于50m；对于平板挂车，全桥均以通过一辆计算。履带车或平板挂车通过桥涵时，应靠中以慢速行驶。验算时，不考虑冲击力、人群荷载和其他非经常作用在桥上的各种外力。
设计各级公路的永久性桥涵或受车辆影响的构造物，所用的车辆荷载等级应根据公路的使用任务、性质和远景发展等具体情况，一般可参照《公路工程技术标准》第7.0.2条表7.0.2 确定。
（二）车辆荷载的影响力
车辆荷载的影响力包括汽车荷载的冲击力、离心力、车辆荷载引起的土侧压力（以上属基本可变荷载）和汽车制动力（属其他可变荷载）。
1.汽车荷载的冲击力
车辆以较高速度驶过桥梁时，由于桥面不平整、车轮不圆以及发动机抖动等原因，会使桥梁结构引起振动，这种动力效应通常称为冲击作用。在此情况下，汽车荷载（动荷载）对桥梁结构所引起的应力和变形，要比同样大小的静荷载所引起的大。鉴于目前对冲击作用还不能从理论上作出符合实际的精确计算，一般就引出一个荷载增大系数，即冲击系数（1+μ），来计及荷载的冲击作用。冲击作用是根据在现成桥梁上所做的振动试验结果分析整理出来的，在设计中可按不同结构种类选用相应的冲击系数。表8-3-1中列出了钢筋混凝土、混凝土和石砌桥涵等的冲击系数值。
冲击系数（1+μ）是随跨径或荷载长度ι的增大面减小的，当ι在表列数值之间时，可用直线内插法求得。
鉴于结构物上的填料能起缓冲和扩散荷载的作用，故对于拱桥、涵洞以及重力式墩台，当填料厚度（包括路面厚度）等于或大于50cm 时，可以不计冲击作用。
2. 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）。鉴于一行汽车不可能全部同时刹车，制动力就并不等于摩擦系数乘桥上全部车辆荷载。《桥规》规定：对于1~2 车道，制动力按布置在荷载长度内的一行汽车车队总重量的10%计算，但不得小于一辆重车重量的30%；对于, 车道的桥梁，制动力按上述规定数值增加一倍。各种支座传递的制动力可按《桥规》中有关规定采用。履带车和平板挂车不计制动力。
制动力的方向就是行车方向，其着力点在桥面以上1.2m 处。在计算墩台时，可移至支座中心（铰或滚轴中心）或滑动支座、橡胶支座、摆动支座的底板面上；计算刚架桥、拱桥和木桥时，可移至桥面上，但不计因此而产生的力矩。
3. 离心力
位于曲线上的桥梁，当曲率半径等于或小250m时，须考虑车辆离心力的作用。离心力等于车辆荷载（不计冲击力）乘以离心力系数C，即：
为了计算方便，车辆荷载P通常就采用均匀分布的等代荷载。多车道桥的等代荷载亦按规定折减，离心力的着力点在桥面以上!1.2m为计算简便也可移至桥面上，但不计由此引起的力矩）。
4. 车辆荷载引起的土侧压力
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，可按换算的等代均布土层厚度来计算。有关桥台的计算宽度或挡土墙的计算长度可按《桥规》的相应规定来确定。
（三）人群荷载
设有人行道的桥梁，在以汽车荷载计算内力时，应同时考虑人行道上人群荷载所产生的内力。一般公路桥梁的人群荷载规定为300㎏/㎡（3000N/㎡）；城市郊区行人密集地区一般为350㎏/㎡（3500N/㎡），但亦可根据实际情况或参照所在地城市桥梁设计的规定予以确定。
三、偶然荷载
偶然荷载包括地震力和船只或漂流物的撞击力。这种荷载在设计使用期内不一定出现，但一旦出现，其持续时间较短而数值很大。
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。在高速公路，一、二、三级公路和重要工矿公路上的大桥或受震害后修复困难的中桥，除采取抗震措施外，并应按地震力的作用进行强度和稳定性验算（参见《公路工程抗震设计规范》）。验算时只计恒载（城市桥可计入50%的车辆荷载）产生的地震力，不考虑其他荷载和外力同时作用。
位于通航河流或有漂流物的河流中的桥梁墩台，在设计时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《桥规》附录中的规定计算。
