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2025-09-30
混凝土结构设计计算方法：承载能力极限状态
【摘要】：公路桥涵承载能力极限状态是对应于桥涵及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。公路桥涵的持久状态设计按承载能力极限状态的要求，对构件进行承载力及稳定计算，必要时还应对结构的倾覆和滑移进行验算。进行承载能力极限状态计算时，作用(或荷载)的效应应采用其组合设计值；结构材料性能采用其强度设计值。
公路桥涵承载能力极限状态是对应于桥涵及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。
按照《工程结构可靠性设计统一标准》(GB 50153—2008)的规定，公路桥涵进行持久状况承载能力极限状态设计时，为使桥涵具有合理的安全性，应根据桥涵结构破坏所产生后果的严重程度，按表2.2划分的3个安全等级进行设计，以体现不同情况的桥涵的可靠度差异。在计算上，不同安全等级是用结构重要性系数(对不同安全等级的结构，为使其具有规定的可靠性而采用的作用效应附加的分项系数)γ0来体现的。γ0的取值如表2.2所示。
表2.2 公路桥涵结构的安全等级
表2.2中所列特大、大、中桥等按《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2015)的单孔跨径确定，对多跨不等跨桥梁，以其中最大跨径为准；表中冠以“重要”的大桥和小桥，指高速公路、国防公路及城市附近交通繁忙的城郊公路上的桥梁。
一般情况下，同一座桥梁只宜取一个设计安全等级，但对个别构件，也允许在必要时作安全等级的调整，但调整后的级差不应超过一个等级。
公路桥涵的持久状态设计按承载能力极限状态的要求，对构件进行承载力及稳定计算，必要时还应对结构的倾覆和滑移进行验算。进行承载能力极限状态计算时，作用(或荷载)的效应(其中汽车荷载应计入冲击系数)应采用其组合设计值；结构材料性能采用其强度设计值。
《公路桥规》规定桥梁构件的承载能力极限状态的计算以塑性理论为基础，设计的原则是作用效应最不利组合(基本组合)的设计值必须小于或等于结构抗力的设计值，其基本表达式为：(https://www.chuimin.cn)
式中 γ0——桥梁结构的重要性系数，按表2.2取用；
Sd——作用(或荷载)效应(其中汽车荷载应计入冲击系数)的基本组合设计值；
R——构件承载力设计值；
fd——材料强度设计值；
ad——几何参数设计值，当无可靠数据时，可采用几何参数标准值ak，即设计文件规定值。
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