公路桥梁概率极限状态设计的标准与规范

4
1659 .61 kN / m Q0 1.2 156.6 1.4 172.84 0.8 1.4 18.7 450.82 kN / m
5、 极限状态设计表达式 1) 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 表达式及应满足：
o Sud o ( Gi SGiK Ql SQlK c Qj SQjk ) R
SGiK ——第i个永久作用效应的标准值；
o Sud o ( Gi SGiK Ql SQlK c Qj SQjk ) R
i 1 j 2
m
n
SQjk ——在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心 力）外的其他第j个可变作用效应的标准值； c ——在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心 力）外的其他可变作用效应的组合系数。当永久作用与汽车 荷载和人群荷载（或其他一种可变作用）组合时，人群荷载 （或其他一种可变作用）的组合系数取 c=0.80； 当除汽车荷载（含汽车冲击力、离心力）外尚有两种其他可 变作用参与组合时，其组合系数取 c =0.70，有三种可变作 用参与组合时，其组合系数取 c =0.60，有四种及多于四种 的可变作用参与组合时，取 c =0.50。
3、公路桥涵结构应按承载能力极限状态和正常 使用极限状态进行设计：

1）承载能力极限状态：对应于桥涵结构或其构件达 到最大承载能力或出现不适于继续承载的变形或变位 的状态；
2）正常使用极限状态：对应于桥涵结构或其构件 达到正常使用或耐久性的某项限值的状态。

在进行上述两类极限状态设计时，同时应满足构造 和工艺方面的要求。
对结构的承载能力.0
1
2
3 4 5 6 7 基础变 位作用
预加力
土的重力 土侧压力 混凝土收缩及徐变作用 水的浮力 混凝土和圬工结构 钢结构
1.2
1.2 1.4 1.0 1.0 0.5 1.0
1.0
0.9 1.0 1.0 1.0 0.5 1.0
例:如图示，为一座五梁式装配式钢筋混凝土简支梁 桥，计算跨径l=19.50m,桥面净空为净—7+2×0.75m 人行道。桥面铺装为2cm的沥青表面处治（重力密度 3 kN / m 为23 ）和平均9cm厚的混凝土层（重力密度为 24 kN / m3 ），T梁翼板C30的重力密度为25 kN / m3.设 3 kN / m 计荷载标准为：公路-Ⅱ级，人群荷载3.0 .结构 重要性系数1.0。结构自重、汽车荷载和人群荷载在 跨中的弯矩分别为763.4 kN / m 、867.7 kN / m 、73.1 kN / m ，在 梁端的剪力 分别为156.6 kN / m 、172.8 kN / m 、18.7 kN / m ，在四分点处的弯矩分别为572.5 kN / m 、650.8 kN / m 、54.9 kN / m ，在跨中的剪 力分别为0 kN / m 、88.07 kN / m 、3.8 kN / m 。试计 算主梁的设计内力。

设计弯桥时，当离心力与制动力同时参与组合时，制动力标准值或设 计值按70%取用。
（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。
2）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：
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，其效应组合表达式及应满足
S ld S Gik 2 j S Qjk Rld
i 1 j 1 m n
式中： Sld ——作用长期效应组合设计值； 2 j ——第j个可变作用效应的准永久值系数， 汽车荷载 2 =0.4，人群荷载 2 =0.4， 风荷载 2 =0.8，温度梯度作用 2 =0.8， 其他作用 2 =1.0； 2 j SQjk ——第j个可变作用效应的准永久值。 Rld ——正常使用极限状态时长期荷载效应组合下 结构抗力设计值，如应力、变形、裂缝宽 度等限值。
设计与计算的基本原则
1、公路桥涵应根据所在公路的使用任务、性质 和将来发展的需要，按照安全、适用、经济、美 观和有利于环保的原则进行设计，并考虑因地制 宜、就地取材，便于施工和养护等因素，使公路 桥涵的设计符合技术先进、安全可靠、适用耐久、 经济合理的要求。
设计与计算的基本原则
2、公路桥梁结构采用以概率论为基础的极限状态 设计方法，以可靠指标度量结构构件的可靠度， 按分项系数的设计表达式进行设计。 公路桥涵结构的设计基准期限为100年。
i 1 j 2
m
n
o Sud o ( SGid SQld c SQjd ) R
m
n
式中： Sud — 承载能力极限状态下作用基本组合的效应组合设计值； o — 结构重要性系数，按表1-3-10规定的结构设计安全等级采 用。对应于设计安全等级一级、二级和三级分别取不小 于1.1、1.0和0.9； 公路桥涵结构的安全等级 表1-3-10
公路桥梁概率极限状态设计的标准与规范
国家标准《公路工程结构可靠度设计统一标准》 BG/T50283-1999 是我国用来指导公路工程各类设计规范编制的 统一性文件。它规定了设计依据的目标可靠指标， 还在结构可靠性分析方法、极限状态设计原则和表 达式、结构作用和抗力、结构分析与试验、质量控 制等方面做出了原则性的规定。
跨中：M 1 1.2 763.4 1.4 867.7 0.8 1.4 73.1
2
2212 .78 kN / m Q1 1.2 0 1.4 88.07 0.8 1.4 3.8
2
127.56 kN / m 四分点：M 1 1.2 572.5 1.4 650.8 0.8 1.4 54.9
注：本表编号1中，当钢桥采用钢桥面板时，永久作用效应分项系数取1.1；当 采用混凝土桥面板时，取1.2。
o Sud o ( Gi SGiK Ql SQlK c Qj SQjk ) R
i 1 j 2
m
n
Ql ——汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）的分项系数， Ql 。当某个可变作用在效应组合中超过汽车荷载效 取 =1.4 应时，则该作用取代汽车荷载，其分项系数应采用汽车荷载 的分项系数；对专为承受某作用而设置的结构或装置，设计 时该作用的分项系数取与汽车荷载同值； SQlk ——汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）的标准值； Qj ——在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、 离心力）、风荷载外的其他第j个可变作用效应的分项系数， ； Qj ，但风荷载的分项系数取 =1 Qj 取 =1.4
i 1
j 2
安全等级 一级 二级
桥涵类型 特大桥、重要大桥 大桥、中桥、重要小桥
结构重要性系数 o 1.1 1.0
三级
Gi
小桥、涵洞
0.9
——第i个永久作用效应的分项系数，按表1-3-11的规定采用；
永久作用效应的分项系数
表1-3-11
永久作用效应分项系数
编 号
作用类别
混凝土和圬工结构重力 （包括结构附加重力） 钢结构重力（包括结构附加重力）
4、公路桥涵应根据不同种类的作用（或荷载）及 其对桥涵的影响、桥涵所处的环境条件，考虑以 下三种设计状况，并对其进行相应的极限状态设 计：



1）持久状况：桥涵建成后承受自重、车辆荷载 等持续时间很长的状况。该状况桥涵应进行承载 能力极限状态和正常使用极限状态设计； 2）短暂状况：桥涵施工过程中承受临时性作用 的状况。该状况下的桥涵一般仅作承载能力极限 状态设计，必要时才作正常使用极限状态设计； 3）偶然状况：在桥涵使用过程中偶然出现的如 罕遇地震的状况。该状况下的桥涵仅作承载能力 极限状态设计。
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，其效应组合表达式及应满足
S sd S Gik 1 j S Qjk Rsd
i 1 j 1 m n
式中：S sd ——作用短期效应组合设计值； 1 j ——第j个可变作用效应的频遇值系数，汽车荷载 1 =0.7，人群荷载 1 =1.0，风荷载 1 =0.85， 温度梯度作用 1 =0.8，其他作用 1 =1.0。 1 j S Qjk ——第j个可变作用效应的频遇值； Rsd ——正常使用极限状态设计时短期荷载效应组合下 结构抗力设计值，如应力、变形裂缝宽度等限 值。