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绵阳破桩头墩台基础所受作用及作用效应组合

futao 桥梁拆除 2019-04-17 922 0
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绵阳破桩头墩台基础所受作用及作用效应组合

一、作用分类与作用代表值

桥梁所受到的各种作用,都会对桥梁下部结构产生直接或间接的影响,称之为作用效应。

为了便于计算应用,现行《公路桥梁设计通用规范》(JTGD60-2004)(以下简称《公桥通规》)将桥梁所受各种作用,按随时间的变异分为以下3类。

永久作用:在设计使用期内经常作用,且其值不随时间变化或变化微小的作用。

可变作用:数值随时间变化的作用。

偶然作用:作用时间短暂,且发生几率很小的作用。

各类作用具体包括的内容见表1-1。

作用分类表1-1

作用分类表1-1

在进行公路桥涵设计时,对不同的作用应采用不同的代表值。作用代表值就是为结构设计而给定的量值。设计的要求不同,采用的作用代表值也不同。永久作用应采用标准值作为代表值。可变作用应根据不同的极限状态分别采用标准值、频遇值或准永久值作为其代表值。其具体规定为:当按承载能力极限状态及按弹性阶段计算结构强度时,应采用标准值作为可变作用的代表值;当按正常使用极限状态短期效应(频遇)组合设计时,应采用频遇值作为可变作用代表值;当按长期效应(准永久)组合设计时,应采用准永久值作为可变作用的代表值;偶然作用取其标准值作为代表值。

作用的标准值是结构设计的主要参数,是作用的基本代表值,关系到结构设计的安全问题,其量值应为该作用参与在设计基准期内作用组合效应时最不利的值,一般取作用在设计基准期内最大值概率分布的某一分位值。

可变作用的频遇值是指在结构上较频繁出现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的频遇值系数,得到。

可变作用的准永久值是指在结构上经常出现的作用值,它比可变作用的频遇值还要小些,实际上是由标准值乘以小于y的准永久值系数么得到。

偶然作用应根据调查分析、试验资料,并结合工程经验确定其标准值。

二、作用效应组合

桥梁结构要受到多种作用的作用,它们对结构的作用效应、出现的几率各不相同,有的是同时作用,有的则不会同时出现,有的作用还具有变化特性(包括量值、作用的位置和方向),所以在设计计算时要进行作用效应组合。

所谓作用效应组合,就是在进行结构设计时,无论是承载能力极限状态还是正常使用极限状态,均须根据结构物类型、验算项目和要求的不同,选择在营运和施工中可能出现的、同时作用的各种作用因素所产生的最不利效应组合,作为结构设计和验算控制与评价的依据。

(一)承载能力极限状态设计

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

基本组合为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:

(1-1)(1-1)


(1-2)(1-2)

式中:S.a—承载能力极限状态下作用基本组合的效应组合设计值;yo——结构重要性系数,按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1.1、1.0和0.9;yi——第i个永久作用效应的分项系数,按表1-2采用;Sck、Sca——第i个永久作用效应的标准值和设计值;Yo—一汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)的分项系数,取yo1=1.4;当某个可变作用在效应组合中其值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;计算人行道板和人行道栏杆的局部荷载,其分项系数也与汽车荷载取同值;Soal、So1.——汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)的标准值和设计值;yo——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i个可变作用效应的分项系数,取yo;=1.4,但风荷载的分项系数取yo;=1.1;S0k、So%——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i个可变作用效应的标准值和设计值;y。——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/。=0.8;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

。=0.7;尚有三种可变作用参与组合时,其组合系数取/。=0.6;尚有四种及多于四种的可变作用参与组合时,取/.=0.5。

(1-4(1-4

式中:S.a—一作用短期效应组合设计值;

/——第j个可变作用效应的频遇系数,汽车荷载(不计冲击力)w;=0.7,人群荷载;=

1.0,风荷载,=0.75,温度梯度作用y;=0.8,其他作用/;=1.0;y1Son——第j个可变作用效应的频遇值。

2.作用长期效应组合

作用长期效应组合为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:

(1-5)(1-5)

式中:Sa——作用长期效应组合设计值;y—一第i个可变作用效应的准永久值系数,汽车荷载(不计冲击力)/2=0.4,人群荷载y2=0.4,风荷载,=0.75,温度梯度作用/2=0.8,其他作用/2=1.0;

/S0k——第i个可变作用效应的准永久值。

当结构构件需进行弹性阶段截面应力计算时,除特殊指明外,各作用效应的分项系数及组合系数均取1.0,各项应力限值按各设计规范采用。

当验算结构的抗倾覆、滑动稳定时,稳定系数、各作用的分项系数及摩擦系数,应根据不同结构按各有关桥涵设计规范确定。

3.进行作用效应组合的注意事项

(1)当可变作用的出现对结构、结构构件或某验算项目产生有利影响时,该作用不应参与组合。实际不可能同时出现的作用或同时参与组合概率很小的作用,《公桥通规》规定不考虑其作用效应组合(表1-3)。

可变作用不同时组合表表1-3

可变作用不同时组合表表1-3

(2)当结构或结构构件需作不同受力方向验算时,则应以不同方向的最不利作用效应进行组合。

(3)《公桥通规》仅指出了作用效应组合要考虑的范围,其具体组合内容尚需设计者根据实际情况确定。如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。

(4)作用效应偶然组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。

(5)对于专为承受某种作用而设置的结构或装置,如桥墩的防船撞装置设计,船舶撞击作用被视为主导作用,在该作用效应组合时,其分项系数可取与汽车荷载相同值。

(6)施工阶段作用效应组合,应按计算需要及结构所处条件确定,结构上的施工人员和施工机械设备均作为临时荷载加以考虑。

(7)多个偶然作用不同时参与组合。


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