四章桥梁的设计荷载.ppt

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1、第四章 桥梁的设计荷载,4.1桥梁中有关设计荷载的规定作用分类和作用代表值永久作用 可变作用偶然作用 4.2 作用效应组合,4.1桥梁中有关设计荷载的规定,作用分类和作用代表值：作用(action)：所有引起结构反应的原因 按作用的性质，可为两类：一类是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)；另一类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,以前习惯上也称其为“荷载”，但这种叫法并不确切。作用效应(effect of an action)：结构对所受作用的反应，如构件承受的弯矩、剪力，

2、结构的位移等，称为作用效应。,本章主要介绍各类作用的基本概念和计算方法.实际设计时作用的取值按:公路桥涵设计通用规范(JTG D602004)铁路桥涵设计基本规范(TB10002.12005)的规定办理。对城市桥梁，其荷载标准与公路桥梁类似，可参阅城市桥梁设计荷载标准(CJJ77)。,作用分类和作用代表值,公路桥梁的作用,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，是指在设计基准期内，其量值不随时间变化，或其变化与平均值相比可忽略不计的作用，如结构重力。可变作用:指在设计基准期内，其量值随时间变化，且其变化与平均值相比有不可忽略的作用，如汽车、列车、人群荷

3、载(习惯上称为活载)。偶然作用:指在设计基准期内不一定出现，但一旦出现，其值很大且持续时间很短的作用，如地震力。,表31 公路桥梁作用分类表,作用分类和作用代表值,作用代表值:代表作用大小的数值,它采用数理统计的方法或根据工程经验加以确定。在进行桥梁结构或构件设计时，需针对不同设计目的采用规定的各种作用值。作用代表值包括作用标准值、频遇值和准永久值。作用标准值:为各种作用的基本代表值，其值可根据作用在设计基准期内最大值概率分布的某一分位值确定。作用频遇值:是可变作用的一种代表值，其可根据在足够长的观测期内作用任意时点概率分布的0.95分位值确定。作用准永久值:是可变作用的另一种代表值，其可根据

4、在足够长的观测期内作用任意时点概率分布的0.5(或略高于0.5)分位值确定。,作用分类和作用代表值,我国公路桥涵基于极限状态法，设计时对不同的作用采用不同的代表值。对永久作用和偶然作用，采用标准值。对可变作用，根据不同的极限状态和组合方式采用标准值、频遇值或准永久值。设计基准期(design reference period)简单地讲，它就是在确定某些作用(这些作用的最大值概率分布与时间有关，如风荷载、车辆活载等)的标准值时需要人为规定的一个基准时间参数。对桥梁结构，设计基准期通长取100年。注意!设计基准期使用寿命。,永久作用,永久作用：亦称恒载，在设计基准期内其值不随时间变化，或其变化与平

5、均值相比忽略不计的作用。其作用位置、大小和方向一般是固定不变的.永久作用包括：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。结构重力的标准值，可按结构构件的设计尺寸和材料的重力密度计算确定。在进行桥梁结构(尤其是新型结构)分析时，往往需要预先估算恒载。通常，当估算的恒载与设计图完成后确定的恒载之间的差异较小(例如，不超过3%)时，不必修正设计；否则有必要按设计图重新计算恒载，再次进行结构分析。,永久作用,土压力(earth pressure)按其产生的条件，分为:静止土压力主动土压力被动土压力 桥梁下部结构设

6、计时主要用到前两者。土的侧压力计算涉及结构型式、填料性质、墩台位移和地基变形，也与水文和外加荷载等因素有关。水浮力：指由地表水或地下水通过地基土壤的孔隙而传递给建筑物基础底面的(由下而上的)水压力，其值等于建筑物所排开的同等体积的水重。一般，位于岩石地基上的基础被认为是不渗水的，可不计水浮力；对位于碎石类土、砂类土、黏砂土等透水性地基上的墩台，需在设计中考虑水浮力。,永久作用,预加应力(对于预应力结构)按正常使用极限状态设计时：预加应力属永久作用；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

7、。混凝土收缩(shrinkage)及徐变(creep)作用对外部超静定的混凝土桥梁结构以及钢一混组合桥梁结构，混凝土收缩(shrinkage)及徐变(creep)作用是长期存在的。混凝土徐变影响的计算可依据混凝土应力与徐变变形呈线性关系的假定进行分析。混凝土收缩系数和徐变系数的确定，按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)中的规定计算。,永久作用,基础变位 对超静定桥梁结构，由于地基压密等原因，其墩台基础可能发生变位(沉降)。基础变位对结构的影响也是长期的，其作用效应可依据工程实际情况，按最终位移量分析计算。,可变作用,可变作用：指在设计基准期内，其量值随时间变

8、化，且其变化与平均值相比有不可忽略的作用，如汽车、列车、人群荷载(习惯上称为活载，live load)车辆活载：指桥梁承受的机动荷载。对公路桥，主要指汽车；对铁路桥，指列车；车辆活载的种类繁多，因此，需要对车辆活载进行调查分析和综合概括，并按照安全、适用和经济的原则，制订出设计采用的标准值。,1 汽车荷载,新公路规范 通用规范JTG D62规定：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，车辆荷载与车道荷载的作用不得叠加。,车道荷载

9、,公路-I级车道荷载的均布荷载标准值为:qk=10.5kN/m；集中荷载标准值按以下规定选取：桥梁计算跨径小于或等于5m时=180kN；桥梁计算跨径等于或大于50m时，pk=360kN；桥梁计算跨径在5m50m之间时，pk值采用直线内插求得。计算剪力效应时，上述集中荷载标准值 应乘以1.2的系数。公路II级车道荷载的均布荷载标准值 和集中荷载标准值 按公路-I级车道荷载的0.75倍采用。车道荷载的均布标准值应满布于使结构产生最不利效应的同号影响线上；集中荷载标准值只作用于相应影响线中一个最大影响线峰值处。,车辆荷载,公路一I级和公路一级汽车荷载采用相同的车辆荷载标准值。,车辆荷载,车辆活载折减

10、,多车道桥梁的汽车荷载应考虑折减。横向折减的含义是：在多车道(或多线)桥梁上行驶的车辆活载使桥梁结构产生某种最大作用效应时，不同车道上的车辆活载同时处于最不利位置的可能性大小。显然，车道数越多，可能性(即同时出现最不利加载的几率)越小。当桥涵设计车道数2时，汽车荷载产生的效应 应该按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。,车辆活载折减,大跨径公路桥梁上的车道荷载，还应考虑纵向折减。这是因为：在制订车道荷载标准时，采用了自然堵塞的车间间距；在确定荷载大小时，采用了重车居多的调查资料。但对大跨径桥梁，随着跨径的增加，实际通行车辆出现上述情况就会逐步缓解。因

11、此，需对汽车荷载(或其效应)按跨度进行折减。规范规定：当桥梁计算跨径大于150m时，应按表3.5进行纵向折减。对多跨连续结构(如连续梁桥)，按主跨进行全桥折减。,车辆活载的加载,加载就是按最不利原则布置标准活载，通过结构分析计算桥梁活载效应(内力、应力和位移、变形等)的最不利值。对公路桥梁的车道荷载，布载时，应将其中的均布荷载标准值(任意长度，任意截取)满布于使结构产生最不利效应的同号影响线区段上，而集中荷载标准值只布置在相应影响线中的一个最大影响线峰值处。对公路桥梁中的车辆荷载，则使用轮系荷载直接加载并通过试算的方法找出最不利值。,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

12、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。为简化设计，引入冲击系数(大于1)来反映车辆活载的动力影响(即采用静力学的方法，用冲击系数乘以车辆重力)。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。冲击力受线路状态(如道路不平顺)、车辆类型(如机车的偏心轮作用)以及桥梁结构形式等因素的综合影响，目前还难以在设计中精确考虑。通常的做法是，在桥梁动载试验的基础上提出近似计

13、算公式，把动力问题简化成静力问题来处理。,通用规范JTG D60 规定，汽车荷载冲击力应按下列规定计算：,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。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。支座的冲击力，按相应的桥梁取用。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冲击系数可按下式计算：当f14Hz时,=0.45 式中，f 为结构基频（Hz）。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。,计算冲击力引起的连续梁正弯矩效应和剪力效应时，采用f

14、1；计算负弯矩效应时，采用f2。也可根据桥梁结构的刚度来确定冲击力。一般而言，桥梁跨径越大、刚度越小，结构对动荷载的缓冲作用越强，即冲击作用越弱。因此，可以近似认为冲击力与计算跨径成反比。此方法计算简便，但不尽合理。,人群荷载,当桥梁计算跨径小于或等于50m时，公路桥梁人群荷载的标准值为3.0kN/m2；当桥梁计算跨径等于或大于150m时，为3.5kN/m2；当桥梁计算跨径在50150m时，按线性内插得到人群荷载标准值。对连续结构，以主跨为准。对位于城镇郊区行人密集地区的公路桥，人群荷载标准值取上述规定值的1.15倍。对人行桥，人群荷载标准值为3.5kNm2。城市桥梁要按城市桥梁设计荷载标准(

15、CJJ77)人行道(钢筋混凝土)板还应以4.0kNm2(公路桥)的荷载进行检算。人群作用于栏杆上的水平推力按0.75kNm考虑，作用于立柱和扶手的竖向力按1.0kN考虑。,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）乘以离心力系数(率)离心力系数(率)离心力作用点：公路桥面以上1.2m,风荷载,当风以一定速度运动并受到桥梁阻碍时，桥梁就承受到风压。因此，桥梁结构设计时，应考虑风荷载(wind load)。对大跨度的斜拉桥、悬索桥以及高耸的桥塔和桥墩等，尤其如此。风压分顺风向和横风向。顺风向的风压可

16、视为平均风压或脉动风压。采用静力学方法简化计算平均风压对结构的影响，是桥梁设计的常规做法；对脉动风压，往往需按结构(随机)振动理论进行分析。横桥向风荷载的大小是风压与结构迎风面积的乘积。但风压与风速及空气重力密度有关，而风速受到地理位置、地形条件、地面粗糙程度、高度等因素的影响。,风荷载,公路规范规定：取平坦空旷地面、离地面10m高、重现期为100年的10min平均最大风速，为桥梁所在地区的设计基本风速，记为V10(单位：m/s)，该风速可按规范取值并经实地调查核实后采用。注意V10是根据离地面10m高处的数据经统计得到的，在实用中，根据结构计算高度修正,高度Z处的设计基准风速记为Vd(m/s

17、)，基本风压W0设计基准风压Wd 风荷载标准值,风荷载,K2-考虑地面粗糙度类别和梯度风的风速高度变化修正系数；按地表状况，地面粗糙度分为A、B、C、D四类(例如，B类对应的地表状况为田野、乡村、丛林及低层建筑物稀少地区，对山间盆地、谷地或峡谷、山口等特殊地形，也按B类取值)，梯度风则反映出风速随高度变化的特征；由于受地面摩擦的影响，气流贴近地面运动时的速度会降低，离地面越高，受影响越小，故k2随离地面高度的增加而增大；K5-阵风风速系数，对A、B类地表，其取值为1.38；对C、D类地表为1.7。K0-设计风速重现期换算系数，因重现期长短与基本风压有关，故该系数体现出构的重要性；对于单孔跨径指

18、标为特大桥和大桥的桥梁(见表1.1)，取1.0；对其他桥梁，取0.90；对正在施工的桥梁，取0.75；当桥梁位于台风多发地区时，可根据实际情况适当提高k0值；K1-风载阻力系数，该系数反映出风压与结构本身的体型、尺寸比的关系；其值主要随构件(桁架、桥墩和桥塔)的截面类型和尺寸等而变；K3-地形、地理条件系数；该系数反映出风压随地形、地理条件的不同而变化的特征；对一般地区，取1.0；对山间盆地或谷地，取0.750.85；对峡谷口或山口，取1.201.4。,风荷载,对于顺桥向的风荷载，规定如下：对下承式桁架桥，风荷载标准值按其横桥向风压的40乘以桁架迎风面积计算；对桥墩，按其横桥向风压的70乘以桥

19、墩迎风面积计算；对于斜拉桥、悬索桥的桥塔，按其横桥向风压乘以桥塔迎风面积计算。,车辆制动力,制动力是车辆减速或制动时的惯性力。作用点：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。汽车荷载制动力按同向行驶的汽车荷载(不计冲击力)计算，并考虑纵向折减，以使桥梁墩台产生最不利纵向力的方式进行加载。一个车道上的制动力标准值按加载长度范围内车道荷载总重力的10%计算，但公路一I级汽车荷载的制动力标准值不得小于165kN；公路一级者不得小于90kN。当车道增多时，也需要采用类似于横向折减的办法，对制动力进行折减。对同向行驶双车道桥(包括双向4车道桥)，制动力标准值为按

20、一个设计车道计算结果的两倍；同向行驶三车道者为一个设计车道的2.34倍；同向行驶四车道者为一个设计车道的2.68倍。,车辆制动力,关于制动力在支座或墩台间的传递与分配，规范制订出若干具体规定。基本原则是：对刚性墩台，制动力全部由固定支座承担；对设有板式橡胶支座的刚性墩台，按跨径两端支座的抗推刚度进行分配；对设有板式橡胶支座的柔性墩台，按支座与墩台刚度集成方法进行传递和分配。,温度作用,温度作用指因温度的变化而引起的结构变形和附加力。温度的变化可分为(年平均)均匀温度变化和梯度温度(温差)两种情况：前者表示结构整体在一年中的温度变化；后者表示结构截面上的不同点或不同材料之间的温度差异，即沿横截面

21、竖向、横向的温度梯度。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。对静定结构：均匀温度作用通常只会导致结构的伸长或缩短，不产生温度附加力；超静定结构：由于气温变化引起的变形受到约束，导致结构中产生相应的附加力。由日照、骤冷等天气情况引起的温差，则对静定或超静定的桥梁结构，均可能会产生附加力。例如，由于材料导热性的差异，在由混凝土桥面板和钢梁组成的简支结合梁中，会因温差在截面土产生附加应力。均匀温度的取值，可按桥梁所在地区的气温条件(一般取当地最高和最低月平均气温)确定；均匀温度的变化值，应自结构合龙时的温度算起。,温度作用

22、,对公路桥，计算由温度梯度引起的温度作用效应时，竖向温度梯度可采用图3.7所示的曲线;图中:T1表示桥面板表面的温度;T2表示桥面板表面下100mm处的温度(它们的取值依据桥面铺装类型而定);H为梁高，A为对应温度梯度曲线上零点与T2间的的结构高度(按结构类型及梁高取值，例如，当混凝土结构的梁高大于或等于400mm时，取A=300mm)；t为结合梁中混凝土桥面板的厚度。图37所示的为结构表面正温差(升温)的情况，将其乘以-0.5，就得到负温差(降温)时的竖向温度梯度曲线。不计及横向温度梯度作用:考虑到结构两侧腹板外的悬臂板较长，腹板受太阳直接辐射较少，梁底始终不受日照。,流水压力和冰压力,位于

23、河流中的桥墩会受到流水压力的作用。通常，桥墩上游迎水一侧会形成高压区,下游一侧会形成低压区。这种前后压力差便构成水流对桥墩的压力。流水压力标准值与桥墩的截面形状、表面粗糙率、水流流速和形态等有关，其计算公式为:因流水压力分布可近似假定为倒三角形，故其着力点在设计水位以下1/3水深处。,位于冰凌河流或水库的桥梁墩台，应根据当地冰凌的具体条件及墩台的结构型式，考虑冰荷载的作用。冰荷载可分为以下几种：河流流冰(因顺流而下、撞击桥墩而)产生的动压力；由于风及水流作用于(常在水库内形成的)大面积冰层产生的静压力；冰覆盖层受温度影响膨胀(且受到约束)时产生的静压力；冰堆整体推移产生的静压力(与大面积冰层的

24、情况类似)；冰层因水位升降产生的竖向作用力。桥梁结构受冰部位宜采用实体结构。对位于强烈流冰河流中的桥墩，其迎冰面宜做成圆弧形、多边形或尖角。影响冰压力的自然因素众多且试验资料欠缺,应结合工程具体分析!,支座摩阻力,支座上的摩阻力是因上部结构由温度、制动力、顺桥向风力、混凝土收缩等引起的变位而产生的。其作用方向与上部结构的变位方向相反;作用点在支座处;计算公式为:式中：W作用于活动支座上由上部结构重力产生的效应(对直 桥，指竖向反力；对弯桥，还包括径向反力)；支座的摩擦系数，其根据支座种类取值；例如，对 直接与混凝土面接触的板式橡胶支座，=0.30。,偶然作用,偶然作用：在设计使用期内不一定出现

25、，但一旦出现，其持续时间较短而数值很大。地震作用;船只或漂流物（排筏等）撞击作用;汽车撞击作用;施工荷载力。,地震作用,地震区桥梁的设计计算，必须考虑地震力(earthquake force)。地震力的计算涉及地震理论、结构动力学、工程地质等多方面的知识。详细计算方法和结构抗震设计可参见公路工程抗震设计规范(JTJ004)。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。地震力：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)。它不仅与地面运动的强烈程度有关，也与结构的动力特性(频率和振型)有关，还与桥址处的地质情况有关。地震作用分竖直方向和水平方向，经验表明地

26、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。,地震作用,衡量地震规模的大小一般采用：震级（magnitude）和烈度（intensity）震级M,表示地震的强弱，一次地震只有一个震级。地震烈度I,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。地震基本烈度：反映地震本身的剧烈程度。根据水平地震系数Kh(地面最大水平加速度的统计平均值与重力加速度g的比值)加以划分的。设计烈度：由设计者根据建桥地区的基本烈度、桥梁的重要性、遭破坏后进行修复的难易程度选用的。,地震作用,根据2001年版中国地震动参数区划图(GB18306)，采用地震动峰

27、值加速度系数取代地震基本烈度的概念，两者之间的关系见表3.6。抗震设防的基本要求表述为：位于地震动峰值加速度为0.1g、0.15g、0.2g和0.3g地区的桥涵工程，应进行抗震设计；位于地震动峰值加速度大于或等于0.4g地区的桥涵工程，应进行专门的抗震研究和设计。,地震作用,地震力的计算方法分静力法和动态法。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。静力法主要适用于刚度较大结构。规范规定：挡土墙、桥台用静力法计算地震力。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，

28、应同时采用时程分析法，取最不利结果。,船只或漂流物的撞冲作用,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(collision impact)。船舶或漂流物与桥梁结构的碰撞过程十分复杂，其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。目前，撞击力通常按静力法计算，假定船筏作用于墩的有效动能转化为撞击力F所做的功。公路桥梁规范按照“静力法”，并依据2004年版内河通航标准(GB50139)：给出了一至七级内河航道上、不同吨位的船舶可能产生的横桥向和顺桥向撞击作用标准值

29、。对近海通行海轮区域的船舶(吨级从300050000t)产生的横桥向和顺桥向撞击作用标准值，则是根据国内外研究成果，并经综合分析比较确定的。当桥墩配置了防撞设施时，可不计撞击作用。,汽车撞击作用,公路桥梁的某些结构构件(如防撞护栏，跨线桥的桥墩等)必要时可考虑汽车的撞击作用。汽车撞击力标准值在车辆行驶方向取1000kN，在车辆行驶垂直方向取500kN，两个方向的撞击力不同时考虑，撞击力作用于行车道以上12m处。对于设有防撞设施的结构构件，可视防撞设施的防撞能力，对汽车撞击标准值予以折减，但折减后的撞击力不应低于上述规定值的1/6。,施工荷载,在桥梁设计中，需考虑到结构在建造、运输、架设安装等施

30、工阶段可能遇到的各种临时荷载，如施工人员、架桥机、挂篮、起吊机具和其他材料或设备的重力。这些施工荷载(siteload)的数值及其对结构的影响可视具体情况分析。,4.2 作用效应组合,作用效应组合(combination of action effects)为了保证桥梁结构的安全和使用,需要根据作用的特性、桥梁结构的特性、施工方法以及桥位处的环境等因素，针对结构的不同状况、不同安全等级、不同设计或验算内容，确定各种作用效应的取舍以及各种作用效应对结构的共同效果(叠加值)，即作用效应组合。组合总原则：作用效应组合应只涉及结构上可能同时出现的作用效应，并以桥梁在施工或运营时可能处于最不利受力状态为

31、原则。,作用效应组合,公路桥考虑两种极限状态：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。三种设计状况：持久状况：桥涵使用过程中长期承受结构重力、汽车荷载等作用的状况。在该状况下，要求对设想的结构所有功能进行设计，即应进行承载能力极限状态和正常使用极限状态设计。短暂状况：指桥涵施工过程中承受临时性作用的状况。在该状况下，仅要求进行承载能力极限状态设计，必要时才进行正常使用极限状态设计。偶然状况：指桥涵使用过程中可能偶然遭受的地震等状况。在该状况下，仅要求进行承载能力极限状态设计，不需要进行正常使用极限状态设计。,作用效应组合,在按持久状况承载能力极限状态设

32、计时，按照结构可能破坏的严重程度，将公路桥涵划分为三个设计安全等级，见表3.7。根据不同等级，拟定相应的结构重要性系数与作用效应组合值相乘。,按承载能力极限状态设计时的作用效应组合,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

33、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。,基本组合,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：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：或,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。偶然组合用于结构在特殊情况下(如地震)的设计，不是所有公

34、路桥梁都要采用。,正常使用极限状态设计时的作用效应组合,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，通用规范JTG D62规定：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1的准永久值系数2的得到。,正常使用极限状态设计时的作用效应组合,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：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：当需对结构构件进行持久状况和短暂状况下的截面混凝土或钢筋应力计算时，除特别指明外，各作用效应的分项系数应取为1.0，各项应力限值应按各设计规范的相应规定采用。,思考题,作用代表值包括、和。桥梁设计荷载分为哪几类？各类荷载主要包括哪些作用力？绘出公路汽车荷载的“车道荷载”、“车辆荷载”图示。何谓作用效应组合？有哪些组合？,