承载能力极限状态下的组合-桥梁工程概论

按承载能力极限状态设计时，采用以下两种作用效应组合。

1.基本组合

基本组合指永久作用的设计值效应与可变作用的设计值效应相组合（相当于铁路桥的主力组合）。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。基本组合的表达式为：

或

式中　Sud——承载能力极限状态下基本组合的作用效应组合设计值。所谓设计值，指作用标准值效应与分项系数（partial safety factor）的乘积；分项系数指在设计表达式中采用的各种系数，可分为三类：一类用于作用（如γ，但不包括γ0），一类用于抗力（列在各本具体设计规范中），一类用于作用效应组合（φ）；基于数理统计和结构可靠性分析，调整这些系数的大小，可保证所设计的结构具有不小于规定的可靠度。

S（　）——作用组合的效应函数。

γ0——结构重要性系数，按表3.13规定的结构设计安全等级采用。

γGi——第i个永久作用效应的分项系数，公路桥涵按表3.14采用（铁路桥涵取值，相对比较复杂，请参考相关规范）。

Gik，Gid——第i个永久作用效应的标准值和设计值。

γQ1——汽车荷载效应（含冲击力、离心力）的分项系数：采用车道荷载计算时，取γQ1=1.4；采用车辆荷载计算时，取γQ1=1.8。

Q1k，Q1d——汽车荷载效应（含冲击力、离心力）的标准值和设计值。

γQj——除汽车荷载效应（含冲击力、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γQj=1.4；但风荷载的分项系数取为γQj=1.1。

Qjk，Qjd——除汽车荷载效应（含冲击力、离心力）外的其他第j个可变作用效应的标准值和设计值。

ψc——除汽车荷载效应（含冲击力、离心力）外的其他可变作用效应的组合分项系数，取ψc=0.75；由于若干个独立可变作用效应同时出现的概率较小，故采用这一系数对这些作用效应的组合予以折减，它随着可变作用项数的增加而减少。(www.xing528.com)

γLj——第j个可变作用的结构设计使用年限荷载调整系数。公路桥涵结构的设计使用年限按现行《公路工程技术标准》（JTG B01）取值，可变作用的设计使用年限荷载调整系数取γLj=1.0；否则，γLj取值应按专题研究确定。

当作用与作用效应可按线性关系考虑时，作用基本组合的效应设计值Sud可通过作用效应代数相加计算；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。

表3.14　永久作用的分项系数

注：① 表中序号1中，当钢桥采用钢桥面板时，永久作用分项系数取1.1，当采用混凝土桥面板时取1.2。
② 土的侧压力分项系数取1.4，是因为它在多数情况下是按主导荷载考虑的，但当汽车荷载考虑了分项系数后，由汽车荷载引起的土侧压力不再考虑。
③ 基础变位作用在以往的桥梁计算中是作为附加组合考虑的，其分项系数可采用1.0。对于混凝土和圬工结构，由于混凝土徐变或灰缝变形对基础变位产生的内力的影响，采用0.5的折减系数。

2.偶然组合

偶然组合指永久作用标准值、可变作用代表值和一种偶然作用设计值的效应组合（相当于铁路桥的主力＋特殊荷载组合）。视具体情况，也可不考虑可变作用参与组合；若其参与组合，可根据观测资料和工程经验取用频遇值或准永久值。该组合用于结构在特殊情况下（如地震）的设计，不是所有公路桥梁都要采用的。当组合中包括地震作用时，其作用代表值及其表达式按现行《公路工程抗震设计规范》（JTG B02）规定采用。作用的偶然组合效应设计值可按下式计算：

式中　Sad——承载能力极限状态下作用偶然组合效应设计值；

Ad——偶然作用的设计值；

ψf1——汽车荷载（含汽车冲击力、离心力）的频偶值系数，取ψf1=0.7；当某个可变作用在组合中其效应超过汽车荷载效应时，则该作用取代汽车荷载，人群ψf1=1.0，风荷载ψf1=0.75，温度梯度作用下ψf1=0.8，其他作用ψf1=1.0；

ψf1Q1k——汽车荷载的频遇值；

ψq1，ψqj——第1个和第j个可变作用的准永久值系数，汽车荷载（含汽车冲击力、离心力）ψq=0.4，人群荷载ψq=0.4，风荷载ψq=0.75，温度梯度作用ψq=0.8，其他作用ψq=1.0；

ψq1Q1k，ψqjQjk　——第1个和第j个可变作用的准永久值。

承载能力极限状态组合涉及结构或构件的抗弯（剪、拉、压、扭）承载力以及结构的稳定性（必要时还包括倾覆和滑移）验算。