桥梁设计采用极限状态法

1、桥;梁殳十一V7悔:限状态法摘要本文结合广|珠城际轨道交通桥梁设计具有轻轨、地铁和铁路网的特占八、分析了国内外桥梁设计规范极限状态法的各项基本技术参数取值通过实例对不同设计计算方法进行比较阐明广珠城际桥梁设计不仅可以采用容许应力法还可以采用极限状态法并提出广珠城际桥梁荷载分类与组合形式0关键词广珠城际桥梁设计极限状态法引言新建铁路广州至珠海(含中山至江门)城际快速轨道交通桥梁具有类似城市轨道交通桥梁的特占八、且在我国刚刚起步无相应的设计方法与规范0我们有必要对国内外相关规范和设计方法进行充分的研究分析比较加强对本线的桥梁结构的设计计算方法的认识才能有利于推进城际快速轨道交通桥梁设计技术的进步与

2、发展0本文着重根据各国极限状态法的一些规止对相应的技术参数进行分析比较并与其他计算方法进行荷载效应的对比0国内自2000年上海明珠北京、广州、武汉等城交通建设0目刖国内尚梁的设计规范结构设范按容许应力法进行计国外的轨道交通在七十各国相继修订设计规范的成果计算方法也从法发展到极限状态法0一股都采用极限状态设法作为设计表达式0经过对本线桥梁设计荷采用0.61UIC较为合适其营车辆荷载对简支梁的0.41UIC的作用效应相当轻欧洲联盟的设计方同时本线的桥梁比重占方法进行初步分析比较限状态法进行桥梁结构从投资方面考虑也有必线一期建成通车以后市也相继进行城市轨道无城市高架轨道交通桥计参昭八、铁路桥涵设计规

3、算0年代就到了发展且纳入了结构设计最新容许应力法、破坏阶段国外除了个别规范外计运用荷载分项系数载图式的初步研究认为实本线设计概化的运跨中换算静活载效应与因此活载相对来说较法是占兀全值日借鉴的全线95%）以上在对设计的基础上认为采用极设计其经济效可观要对极限状态法进行论证01极限状态法技术参数极限状态法中各规范技类基本一致即:荷载着重从这二个方面技术规范取值寻求适合本范使用阶段极限状态工1承载台匕目匕力极限状态包载参数各种标准的差不同时期的差别也是很有规范)0但是结构自是不变的二口差可台匕目匕性重包载参数0各国规范的活载参数取计中最基本的技术条件活载参数根据活载在导作用在不同的组合1.2、1.0

4、等不同的值0按极限状态法设计的桥须进行两类极限状态计比较与分析术参数差别较大但分、材料与工作条件等参数综合分析国内外线技术参数0国内外规况其技术参数取值均为工况下的技术参数取值别很大0同时一个国豕大的(其中带*者为原重在桥建成以后基本较小因此取1.2作为自值如表3,活载是桥梁设0比较各国规范当中的桥梁设计当中所起的主方式下分别取1.4、梁结构设计根据规止算以保证结构安全、适用、耐久0由于城乐刚起步不可台匕目匕从可罪术参数取值主要参考按荷载的离散程度不同技术参数取值2荷载分类与组合2.1荷载分类荷载的分类按荷载随着及出现机率的大小,将梁上的荷载分为下列几载和偶然荷载02.2荷载组合(1)按承载台

5、匕目匕力极限组合I:永久荷载的一载的一种或几种效应组组合R:永久荷载的一载的一种或几种与其它效应组合组合m:永久荷载一种维修状态荷载的效应组快速轨道交通在国内刚度理论分析来制订各技国内外现有设计规范制订相应参数0推荐的时问变化性台匕目匕的不同以作用在城乐轨道交通桥类:永久荷载、可变荷状态组合:种或几种与基本可变荷合种或几种与基本可变荷可变荷载的一种或几种或几种与施工、养护、合组合V:永久荷载的一种或几种与基本可变荷载的一种或几种,再加上一种偶然荷载的效应组合0(2)按正常使用极限状态组合组合IV：永久荷载的一种或几种与基本可变荷载的一种或几种效应组合03算例3.1基本资料在不同的活载形式作用下

6、计算示例一为一轻轨30m双线预应力混凝土简支梁梁部采用C50）混凝土检算跨中截面进行强度计算示例一为钢筋混凝土连续刚构计算跨度为(10.28+2义12.56+10.28)m梁部采用C50混凝土墩身采用C35混凝土检算其墩顶梁截面与墩顶墩身截面0轻轨活载图式如图1广珠城乐运营车辆荷载图式如图2动车组荷载图式与图2相同轴重15)0KNJo3.2计算结果计算结果如表8表100从表8可以看出轻轨与汽超20活载效应相当采用按极限状态法在轻轨活载作用下广珠城乐快速轨道车辆14%表9的计算结果表截面钢筋的最小根数6025R级钢筋,极限状表10的计算结果均满足的安全储备03.3计算分析及结论以上示例分别对钢筋

7、心受压构件以及预应力算包含了桥梁结构设以上计算可以看出:对推荐的各项技术参容许应力法、破坏内力果表明满足规范要求0采用极限状态法比采力法要节省材料0当然中不仅仅是按截面的梁结构设计还要考虑位移等要求0可节约钢材约24%），在荷载作用下节省钢材明要满足规范要求采用容许应力法计算需态法需5325in级钢筋0规范要求截面有足够混凝土的受弯构件、偏混凝土构件进行了检计的大部分内容0经过数进行的极限状态法与法进行了计算比较结用容许应力法、破坏内在实乐的工程设计当最大承载台匕目匕力去进行桥截面碎和钢索应力以及推荐的技术参数虽然规范或桥梁设计规范的载与材料的分项安全系值在安全度方面的保许应力法、破坏内力法数

8、设计要科学、明确(4)将结构的受力区分算既保证了结构的安功台匕目匕和耐久性概念清有按容许应力法和按破4结语广珠城际快速轨道交通极限状态法的计算方法论是对广珠城际快速轨载还是对动车组荷载随着结构设计理论不断法的日趋成熟对于高说荷载和结构抗力的止性好更适合采用极参考文献是在参昭八、各国结构设计基础之上选取但是荷数、工作条件系数的取证率比较明确较之容对内力凭经验取安全系0为两类极限状态来计全又保证了它的使用楚计算目标明确兼坏内力法设计的优占八、0工程桥梁设计采用采用通过上面的计算无道交通工程运营车辆荷结果表明都是可行的0发展以及极限状态设计架轨道交通桥跨结构来变异性小计算模式确限状态的设计方法01BS5400-1980,-Mr央国标合桥.西南交通大学译2黄黎丽译、严国敏校计规范(有关桥梁部分内部资料,19)9703苏联混凝土和钢筋混(C4H“2.03.01-84).冶金建筑构技术情报研究室,1986.74日本铁路结构设计标构R.铁道部弟二勘本混凝土结构设计标准5JTJ02385,公路钢土桥涵设计规范.6G；B5()157一2()03地铁设计规7国外高速铁路标准及道部标准计算研究所,198AASHTOLRF计规范荷载和抗力划设计研究院译