作用（或荷载）及作用（或荷载） 效应组合新颁布的公路桥涵通用规范JTG D60-2004（ 以下简称通用规范JTG D60）修订了公路桥涵结构 设计的作用效应的组合方式及其组合系数，引入了作 用的短期效应组合和长期效应组合，并提出了各种可 变作用短期效应组合时的频遇值系数和长期效应组合 时的准永久值系数；引入了公路桥涵设计的安全等级 及其重要性系数，以桥涵结构破坏可能产生的后果严 重程度的不同采用不同的重要性系数，使结构的设计 更趋合理；取消了原标准汽车荷载等级，改为采用公 路-级和公路-级标准汽车荷载，取消了挂车和履带 车验算荷载，将验算荷载的影响间接反映在汽车荷载 中；将汽车冲击系数以跨径为主要影响因素的计算方 法，改为以结构基频为主要影响因素的计算方法。一、按承载能力极限状态设计时的作用（或 荷载）效应组合l公路桥涵结构的承载能力极限状态设计，按照可能出 现的作用，将其分为两种作用效应组合，即基本组合 和偶然组合。作用效应的基本组合是指永久作用设计 值效应与可变作用设计值效应的组合，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 。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。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。l规定，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：l1 基本组合。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：(4.1.6-1)或 (4.1.6-2)式中Sud 承载能力极限状态下作用基本组合设计值； 0 结构重要性系数，按本规范表1.0.9规定的结构设计安全 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； Gi 第i个永久作用效应的分项系数，应按表4.1.6的规定采用 ； SGik、SGid 第i个永久作用效应的标准值和设计值； lQ1 汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)的分 项系数，取Ql=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；lSQ1k、SQ1d汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心 力)的标准值和设计值； lQj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j个可变作用效应的分 项系数，取1.4，但风荷载的分项系数取1.l；lSGjk、SGjd 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j个可变作用效应的 标准值和设计值；lc 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c=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c=0.70；尚有三种可变作用参与组合时，其组合系 数取c=0.60；尚有四种及多于四种的可变作用参与组 合时，取c=0.50。l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。l2 偶然组合。永久作用标准值效应与可变作用某种代 表值效应、一种偶然作用标准值效应相组合。偶然作 用的效应分项系数取1.0；与偶然作用同时出现的可变 作用，可根据观测资料和工程经验取用适当的代表值 。地震作用标准值及其表达式按现行公路工程抗震 设计规范规定采用。 l表4.1.6 永久作用效应的分项系数 编号作用类别永久作用效应分项系数对结构的承载能力 不利时对结构的承载能力 有利时1混凝土和圬工结构重力（包括附加重力 ）1.2 1.0钢结构重力（包括结构附加重力）1.1或1.22预加力1.21.03土的重力1.21.04混凝土的收缩及徐变作用1.01.05土侧压力1.41.06水的浮力1.01.07基础变位作用混凝土和圬工结 构0.50.5钢结构1.01.0注：本表编号1中，当钢桥采用钢桥面板时，永久作用效应分 项系数取1.1；当采用混凝土桥面板时，取1.2。l作用效应组合表达式中的作用分项系数是在有关作用 （恒载、汽车荷载）概率统计分析的基础上，结合结 构抗力的统计分析结果，对原公路钢筋混凝土及预 应力混凝土桥涵设计规范（JTJ02385）进行“校 准”，得到用于桥涵设计的结构可靠度指标，然后通 过极限状态设计表达式，运用“抗力最小二乘法”或 “可靠指标最小二乘法”的优化方法，求得恒载效应 分项系数G=1.2，汽车荷载效应分项系数Q1=1.4。这两 个系数维持了原公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥 涵设计规范（JTG02385）相同的量值。 l汽车荷载在公路工程结构中通常被视为主导的可变作 用，在设计表达式中与永久作用一样单独列出。l在桥梁设计中，汽车荷载分项系数按不同的作用效应 组合采用。当某个可变作用对结构或结构构件确实起 到主导影响（在同类效应中其值超过汽车效应），则 其分项系数宜采用该作用效应组合的汽车荷载分项系 数。对于专为承受某作用而设置的结构或装置，如钢 桥的风构，设计时风荷载可被视为主导作用，其分项 系数取与汽车荷载同值。但当风荷载参与与其他荷载 组合时，以往将该组合作为“附加组合”考虑，同时， 风荷载计入瞬时脉动风压的影响，比原规范有较大增 加，其分项系数只能取1.1。l关于公式（4.1.6-1）、（4.1.6-2）中的作用效应组合系 数c，在多数情况下，桥涵结构上往往同时作用多个 荷载，但是本规范确定的恒载分项系数、汽车荷载分 项系数以及赖以建立这些系数的可靠度指标，是在只 有恒载和汽车荷载作用的最基本组合下确定的，当结 构上作用着多于上述荷载时，综合荷载效应最大值的 统计规律也发生相应的变化，从而影响了结构可靠度 指标和恒载、汽车荷载分项系数的取值。因此，在保 持可靠度指标、恒载和汽车荷载分项系数不变的情况 下，对多个可变荷载参与效应组合时，引入其值小于 1.0的荷载效应组合系数c对荷载标准值效应作等值折 减。组合系数c是针对可变荷载效应的不同比值，通过 优化方法确定的，它随参与组合的可变荷载的增加而 减小，本规范给出的c值是经优化计算后适当提高的 数值。l例如：（1）除汽车荷载效应外，只有一种其他可变作 用参与组合时，取c=0.8l（2）除汽车荷载效应外，尚有两种其他可变作用参与 组合时，取c=0.7l l（3）除汽车荷载效应外，尚有三种其他可变作用参与 组合时，取c=0.6l 二、按正常使用极限状态设计时的作用（或 荷载）效应组合l在公路桥梁结构中，对于需要进行正常使用极限状态 设计的结构，需要考虑可变作用的短期效应组合和长 期效应组合，其可变作用代表值采用频遇值和准永久 值。众所周知，正常使用极限状态设计仅涉及结构及 构件的抗裂，裂缝宽度和挠度，其结构可靠度要比承 载能力极限状态低得多。l可变作用的频遇值是指结构上较频繁出现的且量值较 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1得到。l可变作用的准永久值是指在结构上经常出现的作用取 值，但它比可变作用的频遇值又要小一些，实际上是 由标准值乘以小于1的准永久值系数2的得到。l规定，公路桥涵结构按正常使 用极限状态设计时，应根据不同的设计要求，采用 以下两种效应组合；l1 作用短期效应组合。永久作用标准值效应与可变 作用频遇值效应相组合，其效应组合表达式为：l (4.1.7-1)l式中 Ssd作用短期效应组合设计值；l1j第j个可变作用效应的频遇值系数，汽车荷载 （不计冲击力）1=0.7，人群荷载1=1.0，风荷载 1=0.75，温度梯度作用1=0.8，其他作用1=1.0；l1jSQjk第j个可变作用效应的频遇值。l2 作用长期效应组合。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： l (4.1.7-2)式中 Sld作用长期效应组合设计值；2j第j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 2=0.4，风荷载2=0.75，温度梯度作用2=0.8 ，其他作用2=1.0；2jSQjk第j个可变作用效应的准永久值 。三、汽车荷载计算图式及加载方法l规定，公路桥涵设计时，汽车荷 载的计算图式、荷载等级及其标准值、加载方法和纵 横向折减等应符合下列规定：l1 汽车荷载分为公路I级和公路II级两个等级。l2 汽车荷载由车道荷载和车辆荷载组成。车道荷载由 均布荷载和集中荷载组成。l桥梁结构的整体计算采用车道荷载；桥梁结构的局部 加载、涵洞、桥台和挡土墙土压力等的计算采用车辆 荷载。车辆荷载与车道荷载的作用不得叠加。l3 各级公路桥涵设计的汽车荷载等级应符合表4.3.1-1 的规定。l表4.3.1-1 各级公路桥涵的汽车荷载等级l二级公路为干线公路且重型车辆多时，其桥涵 的设计可采用公路I级汽车荷载。l四级公路上重型车辆少时，其桥涵设计所采用 的公路II级车道荷载的效应可乘以0.8的折减 系数，车辆荷载的效应可乘以0.7的折减系数。公路等 级高速 公路一级 公路二级 公路三级 公路四级 公路汽车荷 载等级公路 I级公路 I级公路 II级公路 II级公路 II级l4 车道荷载的计算图式见图4.3.1-1。l1）公路I级车道荷载的均布荷载标准值为 qk=10.5kN/m；集中荷载标准值按以下规定选取：桥梁 计算跨径小于或等于5m时，Pk=180kN；桥梁计算跨径 等于或大于50m时，Pk=360kN；桥梁计算跨径在 5m50m之间时，Pk值采用直线内插求得。计算剪力效 应时，上述集中荷载标准值Pk应乘以1.2的系数。l2）公路II级车道荷载的均布荷载标准值qk和集中荷 载标准值Pk按公路I级车道荷载的0.75倍采用。l3）车道荷载的均布标准值应满布于使结构产生最不利 效应的同号影响线上；集中荷载标准值只作用于相应 影响线中一个最大影响线峰值处。l5 车辆荷载的立面、平面尺寸见图4.3.1-2，主要技术 指标规定于表4.3.1-2。公路I级和公路II级汽车荷 载采用相同的车辆荷载标准值。l表4.3.1-2 车辆荷载的主要技术指标项 目单 位技术指 标项 目单 位技术 指标车辆重力标 准值kN550轮距m1.8前轴重力标 准值kN30前轮着地宽度 及长度m0.30. 2中轴重力标 准值kN2120中、后轮着地 宽度及长度m0.60. 2后轴重力标 准值kN2140车辆外形尺寸 （长宽）m152. 5轴 距m3+1.4+7 +1.4图4.3.1-2 车辆荷载的立面、平面尺寸（图中尺寸以米为单位） l图4.3.1-3 车辆荷载横向布置（图中尺寸以米为单位）l6 车道荷载横向分布系数应按设计车道数如图4.3.1-3 布置车辆荷载进行计算。l7 桥涵设计车道数应符合表4.3.1-3的规定。多车道桥 梁上的汽车荷载应考虑多车道折减。当桥涵设计车道 数等于或大于2时，由汽车荷载产生的效应应按表4.3.1 -4规定的多车道折减系数进行折