公路桥梁概率极限状态设计的标准与规范典尚设计PPT课件

1、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。第1页/共18页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。第2页/共18页第3页/共18页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

2、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。第4页/共18页 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：第5页/共18页 式中： 承载能力极限状态下作用基本组合的效应组合设计值； 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

3、取不小 于1.1、1.0和0.9； 12()mnoudoGiGiKQlQlKcQjQjkijSSSSR udSo 公路桥涵结构的安全等级 表1-3-10o安全等级桥涵类型结构重要性系数一级特大桥、重要大桥1.1二级大桥、中桥、重要小桥1.0三级小桥、涵洞0.9Gi第i个永久作用效应的分项系数，按表1-3-11的规定采用； 12()mnoudoGidQldcQjdijSSSSR第6页/共18页 永久作用效应的分项系数 表1-3-11编号作用类别永久作用效应分项系数对结构的承载能力不利时对结构的承载能力有利时1混凝土和圬工结构重力（包括结构附加重力）1.21.0钢结构重力（包括结构附加重力）1.1

4、1.22预加力1.21.03土的重力1.20.94土侧压力1.41.05混凝土收缩及徐变作用1.01.06水的浮力1.01.07基础变位作用混凝土和圬工结构0.50.5钢结构1.01.0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。第7页/共18页 第i个永久作用效应的标准值； 汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）的分项系数，取 =1.4。当某个可变作用在效应组合中超过汽车荷载效应时，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； 汽车荷载效应（含汽车

5、冲击力、离心力）的标准值； 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，取 =1.4，但风荷载的分项系数取 =1；GiKSlQkQSlQjQjQjlQ 12()mnoudoGiGiKQlQlKcQjQjkijSSSSR第8页/共18页 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； 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 =0.80； 当除

6、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 =0.70，有三种可变作 用参与组合时，其组合系数取 =0.60，有四种及多于四种 的可变作用参与组合时，取 =0.50。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。QjkSccccc 12()mnoudoGiGiKQlQlKcQjQjkijSSSSR第9页/共18页 （2 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1.01.0；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。第10页/

7、共18页2 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：第11页/共18页1 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 式中： 作用短期效应组合设计值； 第j个可变作用效应的频遇值系数，汽车荷载 =0.7，人群荷载 =1.0，风荷载 =0.85， 温度梯度作用 =0.8，其他作用 =1.0。 第j个可变作用效应的频遇值； 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。sdnjQjkjmiGiksdRSSS111sdSj111111QjkjS1sdR第12页/

8、共18页2 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 式中： 作用长期效应组合设计值； 第j个可变作用效应的准永久值系数， 汽车荷载 =0.4，人群荷载 =0.4， 风荷载 =0.8，温度梯度作用 =0.8， 其他作用 =1.0； 第j个可变作用效应的准永久值。 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。ldnjQjkjmiGikldRSSS121ldSj222222QjkjS2ldR第13页/共18页例: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+20

9、.75m人行道。桥面铺装为2cm的沥青表面处治（重力密度为23 ）和平均9cm厚的混凝土层（重力密度为24 ），T梁翼板C30的重力密度为25 .设计荷载标准为：公路-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 、867.7 、73.1 ，在 梁端的剪力 分别为156.6 、172.8 、18.7 ，在四分点处的弯矩分别为572.5 、650.8 、54.9 ，在跨中的剪力分别为0 、88.07 、3.8 。试计算主梁的设计内力。 3/mkN3/mkN3/mkN3/mkNmkN /mkN /mkN /mkN /mkN /mkN /mkN /mkN /mkN /mkN /mkN /mkN /第14页/共18页混凝土弹性模量24/10mmNEc强度等级C15C20C25C30C35C40C45C50C55C60C65C70C75C80弹性模量2.202.552.803.003.153.253.353.453.553.603.653.703.753.80第15页/共18页第16页/共18页mkNQmkNMmkNQmkNM/82.4507 .184 . 18 . 084.1724 . 16 .1562 . 1/61.16599 .5