1、關于作用或荷載及作用或荷載效應組合第一張，PPT共三十七頁，創作于2022年6月一、按承載能力極限狀態設計時的作用（或荷載）效應組合公路橋涵結構的承載能力極限狀態設計，按照可能出現的作用，將其分為兩種作用效應組合，即基本組合和偶然組合。作用效應的基本組合是指永久作用設計值效應與可變作用設計值效應的組合，這種組合用于結構的常規設計，是所有公路橋涵結構都應該考慮的。作用效應的偶然組合是指永久作用標準值、可變作用代表值和一種偶然作用標準值的效應組合，視具體情況，也可不考慮可變作用效應參與組合。作用效應偶然組合用于結構在特殊情況下的設計，所以不是所有公路橋涵結構都要采用的，一些結構也可采取構造或其他預

2、防措施來解決。規定，公路橋涵結構按承載能力極限狀態設計時，應采用以下兩種作用效應組合：第二張，PPT共三十七頁，創作于2022年6月1 基本組合。永久作用的設計值效應與可變作用設計值效應相組合，其效應組合表達式為： (4.1.6-1) 或 (4.1.6-2) 式中Sud 承載能力極限狀態下作用基本組合設計值；0 結構重要性系數，按本規范表1.0.9規定的結構設計安全等級采用，對應于設計安全等級一級、二級和三級分別取1.1、1.0和0.9；Gi 第i個永久作用效應的分項系數，應按表4.1.6的規定采用；SGik、SGid 第i個永久作用效應的標準值和設計值； 第三張，PPT共三十七頁，創作于20

3、22年6月Q1 汽車荷載效應(含汽車沖擊力、離心力)的分項系數，取Ql=1.4。當某個可變作用在效應組合中其值超過汽車荷載效應時，則該作用取代汽車荷載，其分項系數應采用汽車荷載的分項系數；對專為承受某作用而設置的結構或裝置，設計時該作用的分項系數取與汽車荷載同值；計算人行道板和人行道欄桿的局部荷載，其分項系數也與汽車荷載取同值；SQ1k、SQ1d汽車荷載效應(含汽車沖擊力、離心 力)的標準值和設計值； Qj在作用效應組合中除汽車荷載效應(含汽車沖擊力、離心力)、風荷載外的其他第j個可變作用效應的分項系數，取1.4，但風荷載的分項系數取1.l；第四張，PPT共三十七頁，創作于2022年6月SGj

4、k、SGjd 在作用效應組合中除汽車荷載效應(含汽車沖擊力、離心力)外的其他第j個可變作用效應的標準值和設計值；c 在作用效應組合中除汽車荷載效應(含汽車沖擊力、離心力)外的其他可變作用效應的組合系數，當永久作用與汽車荷載和人群荷載(或其他一種可變作用)組合時，人群荷載(或其他一種可變作用)的組合系數取c=0.8；當除汽車荷載(含汽車沖擊力、離心力)外尚有兩種其他可變作用參與組合時，其組合系數取c=0.70；尚有三種可變作用參與組合時，其組合系數取c=0.60；尚有四種及多于四種的可變作用參與組合時，取c=0.50。第五張，PPT共三十七頁，創作于2022年6月設計彎橋時，當離心力與制動力同時

5、參與組合時，制動力標準值或設計值按70%取用。2 偶然組合。永久作用標準值效應與可變作用某種代表值效應、一種偶然作用標準值效應相組合。偶然作用的效應分項系數取1.0；與偶然作用同時出現的可變作用，可根據觀測資料和工程經驗取用適當的代表值。地震作用標準值及其表達式按現行公路工程抗震設計規范規定采用。 第六張，PPT共三十七頁，創作于2022年6月表4.1.6 永久作用效應的分項系數 編號作用類別永久作用效應分項系數對結構的承載能力不利時對結構的承載能力有利時1混凝土和圬工結構重力（包括附加重力）1.21.0鋼結構重力（包括結構附加重力）1.1或1.22預加力1.21.03土的重力1.21.04混

6、凝土的收縮及徐變作用1.01.05土側壓力1.41.06水的浮力1.01.07基礎變位作用混凝土和圬工結構0.50.5鋼結構1.01.0注：本表編號1中，當鋼橋采用鋼橋面板時，永久作用效應分項系數取1.1；當采用混凝土橋面板時，取1.2。第七張，PPT共三十七頁，創作于2022年6月作用效應組合表達式中的作用分項系數是在有關作用（恒載、汽車荷載）概率統計分析的基礎上，結合結構抗力的統計分析結果，對原公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范（JTJ02385）進行“校準”，得到用于橋涵設計的結構可靠度指標，然后通過極限狀態設計表達式，運用“抗力最小二乘法”或“可靠指標最小二乘法”的優化方法，求得

7、恒載效應分項系數G=1.2，汽車荷載效應分項系數Q1=1.4。這兩個系數維持了原公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范（JTG02385）相同的量值。 第八張，PPT共三十七頁，創作于2022年6月汽車荷載在公路工程結構中通常被視為主導的可變作用，在設計表達式中與永久作用一樣單獨列出。在橋梁設計中，汽車荷載分項系數按不同的作用效應組合采用。當某個可變作用對結構或結構構件確實起到主導影響（在同類效應中其值超過汽車效應），則其分項系數宜采用該作用效應組合的汽車荷載分項系數。對于專為承受某作用而設置的結構或裝置，如鋼橋的風構，設計時風荷載可被視為主導作用，其分項系數取與汽車荷載同值。但當風荷載參與

8、與其他荷載組合時，以往將該組合作為“附加組合”考慮，同時，風荷載計入瞬時脈動風壓的影響，比原規范有較大增加，其分項系數只能取1.1。第九張，PPT共三十七頁，創作于2022年6月關于公式（4.1.6-1）、（4.1.6-2）中的作用效應組合系數c，在多數情況下，橋涵結構上往往同時作用多個荷載，但是本規范確定的恒載分項系數、汽車荷載分項系數以及賴以建立這些系數的可靠度指標，是在只有恒載和汽車荷載作用的最基本組合下確定的，當結構上作用著多于上述荷載時，綜合荷載效應最大值的統計規律也發生相應的變化，從而影響了結構可靠度指標和恒載、汽車荷載分項系數的取值。因此，在保持可靠度指標、恒載和汽車荷載分項系數

9、不變的情況下，對多個可變荷載參與效應組合時，引入其值小于1.0的荷載效應組合系數c對荷載標準值效應作等值折減。組合系數c是針對可變荷載效應的不同比值，通過優化方法確定的，它隨參與組合的可變荷載的增加而減小，本規范給出的c值是經優化計算后適當提高的數值。第十張，PPT共三十七頁，創作于2022年6月例如：（1）除汽車荷載效應外，只有一種其他可變作用參與組合時，取c=0.8（2）除汽車荷載效應外，尚有兩種其他可變作用參與組合時，取c=0.7（3）除汽車荷載效應外，尚有三種其他可變作用參與組合時，取c=0.6第十一張，PPT共三十七頁，創作于2022年6月二、按正常使用極限狀態設計時的作用（或荷載）

10、效應組合在公路橋梁結構中，對于需要進行正常使用極限狀態設計的結構，需要考慮可變作用的短期效應組合和長期效應組合，其可變作用代表值采用頻遇值和準永久值。眾所周知，正常使用極限狀態設計僅涉及結構及構件的抗裂，裂縫寬度和撓度，其結構可靠度要比承載能力極限狀態低得多。可變作用的頻遇值是指結構上較頻繁出現的且量值較大的作用取值，但它比可變作用的標準值小，實際上由標準值乘以小于1的頻遇值系數1得到。可變作用的準永久值是指在結構上經常出現的作用取值，但它比可變作用的頻遇值又要小一些，實際上是由標準值乘以小于1的準永久值系數2的得到。第十二張，PPT共三十七頁，創作于2022年6月規定，公路橋涵結構按正常使用

11、極限狀態設計時，應根據不同的設計要求，采用以下兩種效應組合；1 作用短期效應組合。永久作用標準值效應與可變作用頻遇值效應相組合，其效應組合表達式為： (4.1.7-1)式中 Ssd作用短期效應組合設計值；1j第j個可變作用效應的頻遇值系數，汽車荷載（不計沖擊力）1=0.7，人群荷載1=1.0，風荷載1=0.75，溫度梯度作用1=0.8，其他作用1=1.0；1jSQjk第j個可變作用效應的頻遇值。第十三張，PPT共三十七頁，創作于2022年6月2 作用長期效應組合。永久作用標準值效應與可變作用準永久值效應相組合，其效應組合表達式為： (4.1.7-2) 式中 Sld作用長期效應組合設計值； 2j

12、第j個可變作用效應的準永久值系數，汽車荷載（不計沖擊力）2=0.4，人群荷載2=0.4，風荷載2=0.75，溫度梯度作用2=0.8，其他作用2=1.0； 2jSQjk第j個可變作用效應的準永久值。第十四張，PPT共三十七頁，創作于2022年6月三、汽車荷載計算圖式及加載方法規定，公路橋涵設計時，汽車荷載的計算圖式、荷載等級及其標準值、加載方法和縱橫向折減等應符合下列規定：1 汽車荷載分為公路I級和公路II級兩個等級。2 汽車荷載由車道荷載和車輛荷載組成。車道荷載由均布荷載和集中荷載組成。橋梁結構的整體計算采用車道荷載；橋梁結構的局部加載、涵洞、橋臺和擋土墻土壓力等的計算采用車輛荷載。車輛荷載與

13、車道荷載的作用不得疊加。3 各級公路橋涵設計的汽車荷載等級應符合表4.3.1-1的規定。第十五張，PPT共三十七頁，創作于2022年6月表4.3.1-1 各級公路橋涵的汽車荷載等級二級公路為干線公路且重型車輛多時，其橋涵的設計可采用公路I級汽車荷載。四級公路上重型車輛少時，其橋涵設計所采用的公路II級車道荷載的效應可乘以0.8的折減系數，車輛荷載的效應可乘以0.7的折減系數。公路等級高速公路一級公路二級公路三級公路四級公路汽車荷載等級公路I級公路I級公路II級公路II級公路II級第十六張，PPT共三十七頁，創作于2022年6月4 車道荷載的計算圖式見圖4.3.1-1。1）公路I級車道荷載的均布

14、荷載標準值為qk=10.5kN/m；集中荷載標準值按以下規定選取：橋梁計算跨徑小于或等于5m時，Pk=180kN；橋梁計算跨徑等于或大于50m時，Pk=360kN；橋梁計算跨徑在5m50m之間時，Pk值采用直線內插求得。計算剪力效應時，上述集中荷載標準值Pk應乘以1.2的系數。2）公路II級車道荷載的均布荷載標準值qk和集中荷載標準值Pk按公路I級車道荷載的0.75倍采用。第十七張，PPT共三十七頁，創作于2022年6月3）車道荷載的均布標準值應滿布于使結構產生最不利效應的同號影響線上；集中荷載標準值只作用于相應影響線中一個最大影響線峰值處。5 車輛荷載的立面、平面尺寸見圖4.3.1-2，主要

15、技術指標規定于表4.3.1-2。公路I級和公路II級汽車荷載采用相同的車輛荷載標準值。第十八張，PPT共三十七頁，創作于2022年6月表4.3.1-2 車輛荷載的主要技術指標項 目單位技術指標項 目單位技術指標車輛重力標準值kN550輪距m1.8前軸重力標準值kN30前輪著地寬度及長度m0.30.2中軸重力標準值kN2120中、后輪著地寬度及長度m0.60.2后軸重力標準值kN2140車輛外形尺寸（長寬）m152.5軸 距m3+1.4+7+1.4第十九張，PPT共三十七頁，創作于2022年6月圖4.3.1-2 車輛荷載的立面、平面尺寸（圖中尺寸以米為單位） 第二十張，PPT共三十七頁，創作于2

16、022年6月圖4.3.1-3 車輛荷載橫向布置（圖中尺寸以米為單位）第二十一張，PPT共三十七頁，創作于2022年6月6 車道荷載橫向分布系數應按設計車道數如圖4.3.1-3布置車輛荷載進行計算。7 橋涵設計車道數應符合表4.3.1-3的規定。多車道橋梁上的汽車荷載應考慮多車道折減。當橋涵設計車道數等于或大于2時，由汽車荷載產生的效應應按表4.3.1-4規定的多車道折減系數進行折減，但折減后的效應不得小于兩設計車道的荷載效應。 第二十二張，PPT共三十七頁，創作于2022年6月表4.3.1-3 橋涵設計車道數橋面寬度W (m)橋涵設計車道數車輛單向行駛時車輛雙向行駛時W7.017.0W10.5

17、6.0W14.0210.5W14.0314.0W17.514.0W21.0417.5W21.0521.0W24.521.0W28.0624.5W28.0728.0W31.528.0W35.08第二十三張，PPT共三十七頁，創作于2022年6月表4.3.1-4 橫向折減系數8 大跨徑橋梁上的汽車荷載應考慮縱向折減。當橋梁計算跨徑大于150m時，應按表4.3.1-5規定的縱向折減系數進行折減。當為多跨連續結構時，整個結構應按最大的計算跨徑考慮汽車荷載效應的縱向折減。 橫向布置設計車道數(條)2345678橫向折減系數1.000.780.670.600.550.520.50第二十四張，PPT共三十七

18、頁，創作于2022年6月表4.3.1.5 縱向折減系數對通用規范JTG D62的上述規定，應加以說明的是：（1）規范給出的車道荷載是個虛擬荷載，它的標準值qk和Pk是由對汽車車隊（車重和車間距）的測定和效應分析得到的。通過對各種橋型的各種跨徑的大量試算，進行車道荷載效應與原規范汽車超20級和汽車20級效應的比較。按車道荷載計算的效應與原規范比較有升有降，總體上升的多，降的少。試算中同時發現，公路II級車道荷載可以按公路I級車道荷載的0.75倍采用。規定當計算剪力效應時，集中荷載標準值Pk應在原規定值的基礎上提高1.2倍，其主要用于驗算下部結構或上部結構腹板的。計算跨徑L0(m)縱向折減系數計算

19、跨徑L0(m)縱向折減系數150L04000.97800L010000.94400L06000.96L010000.93600L08000.95第二十五張，PPT共三十七頁，創作于2022年6月（2）汽車荷載橫向分布系數。橋梁設計時，為取得主梁的最大受力，汽車荷載在橋面上需要偏心加載，其方法仍可按圖4.3.1-3所示的車輛荷載橫向布置偏心加載確定。（3）橫橋向設計車道布置及多車道橫向折減系數。表4.3.1-3列出了橋面寬度與設計車道數的關系，是以公路工程技術標準規定的一個行車道寬度為3.503.75m建立的，也即在某一設計車道數下所建立的行車道寬度，既能適用于3.50m又能容納3.75m。設N

20、為設計車道數，表中的下限為3.5N，上限為3.5(N+1)。如N=3，車輛單向行駛時，行車道寬度即為3.53=10.5m3.54=14.0m，它也容納了3.753=11.25m。但是，在以往的橋梁設計中常遇失去行車道數的概念，在按規范規定的偏載加載時，第二十六張，PPT共三十七頁，創作于2022年6月將雙車道的行車道寬度布置了三行車隊進行計算，例如，以往設計經常出現9.0m的行車道寬度布置了三行車隊的事例，而9.0m甚至于10.0m按表4.3.1-3規定仍屬于雙車道。這樣，就加大了橋梁的設計荷載，造成無謂的浪費。當車輛雙向行駛時，行車道的下限寬度仍為3.5N，但上限寬度應為3.5(N+2)。多

21、車道橫向折減的含義是，在橋梁多車道上行駛的汽車荷載使橋梁構件的某一截面產生最大效應時，其同時處于最不利位置的可能性大小，顯然，這種可能性隨車道數的增加而減小，而橋梁設計時各個車道上的汽車荷載都是按最不利位置布置的，因此，計算結果應根據上述可能性的大小進行折減。這是個概率事件，可以認為各車道上的汽車荷載加載是互不相關的，按重復獨立試驗隨機事件的概率理論，建立多車道橫向折減系數與相關變量的關系式，得到折減系數的具體數值。第二十七張，PPT共三十七頁，創作于2022年6月汽車荷載縱向折減系數。規范規定的汽車荷載標準值是在特定的條件下確定的，例如，在汽車荷載的可靠性分析中，用于計算各類橋型結構效應的車

22、隊，采用了自然堵塞時的車間間距；汽車荷載本身的重力，也采用了路上運煤車或其他重車居多的調查資料。但是，在實際橋梁上通行的車輛不一定都能達到上述條件，特別是大跨徑的橋梁。所以，國外有些規范對車輛荷載適用跨徑做了限制。本規范采用縱向折減的方法，對特大跨徑橋梁的計算效應進行折減。折減系數采用專題研究得到的下列公式：（L0）=0.979134.7185105L0，式中L0為計算跨徑，以m計。折減系數以加載長度為函數更合理些，但考慮到折減值較小，且跨徑很大的橋梁才進行折減，以L0為函數計算起來更方便一些。第二十八張，PPT共三十七頁，創作于2022年6月四、汽車荷載沖擊系數汽車的沖擊系數是汽車過橋時對橋

23、梁結構產生的豎向動力效應的增大系數。沖擊影響與結構的剛度有關。一般來說，跨徑越大、剛度越小對動荷載的緩沖作用越強，以往規范近似地認定沖擊力與計算跨徑成反比（直線變化），無論是梁式橋還是拱式橋等，均規定在一定的跨徑范圍內考慮汽車荷載的沖擊力作用，此模式計算方便，但不能合理、科學地反映沖擊荷載的本質。本次規范修訂，結合公路橋梁可靠度研究的成果，采用了結構基頻來計算橋梁結構的沖擊系數。 第二十九張，PPT共三十七頁，創作于2022年6月汽車荷載的沖擊系數可表示為： （4-2）式中 Yjmax在汽車過橋時測得的效應時間歷程曲線上，最大靜力效應處量取的最大靜力效應值；Ydmax在效應時間歷程曲線上最大靜

24、力效應處量取的最大動效應值。通過規范JTG D60規定，汽車荷載沖擊力應按下列規定計算：1 鋼橋、鋼筋混凝土及預應力混凝土橋、圬工拱橋等上部構造和鋼支座、板式橡膠支座、盆式橡膠支座及鋼筋混凝土柱式墩臺，應計算汽車的沖擊作用。2 填料厚度（包括路面厚度）等于或大于0.5m的拱橋、涵洞以及重力式墩臺不計沖擊力。3 支座的沖擊力，按相應的橋梁取用。第三十張，PPT共三十七頁，創作于2022年6月4 汽車荷載的沖擊力標準值為汽車荷載標準值乘以沖擊系數。5 沖擊系數可按下式計算：當f14Hz時，=0.45式中 f結構基頻（Hz）。6 汽車荷載的局部加載及在T梁、箱梁懸臂板上的沖擊系數采用1.3。 第三十一張，PPT共三十七頁，創作于2022年6月橋梁結構的基頻反映了結構的尺寸、類型、建筑