56 中国公路学报 2008年 3可变荷载系数的取值 宽度系数，可充分代表混凝土构件的计算裂缝宽度 不同规范下可变荷载频遇值系数和准永久值系数的 3.1各类规范下风荷载系数的此较 取值不同。假设控制可变荷载为风荷载，那么在常 若风荷载W和恒载G的荷载效应比为那么 遇荷载效应比下按照中国《公路桥涵设计通用规范》 (8) (JTGD60一2004)和《建筑结构荷载规范》(GB D:只与可变荷载的频遇值系数、准永久系 50009-2001)及德国公路桥梁规范(DIN-Report 数生以及可变荷载和永久荷载的荷载效应比6有 101)计算的D2值和D值见表3。经过比较表明： 关.引入系数D 按照中国现行桥梁规范中风荷载频遇值系数和准永 D=D2(1+⊙ (9) 久值系数的取值验算大型跨海桥梁基础结构构件抗 D表示考虑长期作用影响的短期效应组合裂缝 裂性能较保守 表3 不同规范下D:值和D值的计算结果比书 Tab.3 Comparison on Calculated Results D Values Under Different Codes 不同值下的计算 0.0 0.5 .0 5.0 D2 DD:D D2 D D2 D D2 DD:D D2 D D2 D JTGD60-20040.750.751.500.5001.5002.0621.5002.6251.5003.181.5003.7501.5004.8751.5006.0001.5007.15 cB50009-20010.400.001500.500.417.70o1.357.900.3132.100i.2782.300.2272.700.192 310011633s0m DIN-Ret1010.500.005001.500.4001.750.3332.000.2862.250l.2502.500.200 001. 61 1.1434.00 3.2某大桥的风荷载系数 可变作用的频遇值代表结构上时而出现的较天 作用值，其准永久值代表结构上经常出现的作用值 它们都可以在设计基准期内以一定的跨时率或者跨 阀率来表示。参照文献刀和文状灯8网，并根据《工程 结构可靠度统一标准》(GB50153一92)及《公路工 程结构可靠度统一标准》(CB/T50283一1909)期 定：可变荷载的频遇值可取为设计基准期内5%跨 时间月 时率的荷栽值：可变荷载的准永久值可取为设计基 图2设计月极值风速推定值续计 准期内不超过50%跨时奉的荷载值，实践中常取 Fig.2 Monthly Extrem Wind Velocity 50%跨时率的荷载值。根据某大桥的《气象观测、风 础上进行100a的Monte Carlo模拟，获得了设计基 参数研究报告》所给出的实测月极值风速统计数据， 准期内该大桥月极值风速的模拟值。并对此进行跨 可对该大桥桥位的设计月极值风速进行推定，见图 时率分布统计，见图3图3中，风速出为设定风 1、2 与总时间内出现的最大风速的比值。模拟所得在 100a的设计基准期内5%跨时率风速%.s为32.597 m·s,50%跨时率风速a5为26.223m·s. 该大桥的气象观测、风参数研究报告》中建议 100a设计基准期的设计风速为40.16m·s 那么5%跨时率和50%跨时率的风压值与风压标准 值的比值应分别为 100 r1=(as/k)2=0.6588 (10 图1实测月极值风速统计 r2=(V.5/Vk)=0.4264 (11 Fig. 以上分析针对风速的月极值进行跨时率统计 即相当于夸大了极值风速的历时，因此，100a发 ,在该大桥桥位设计月极值风速推定值统计的基基准期内的5%跨时率和50%跨时率的实际风速值3 可变荷载系数的取值 3 .1 各类规范下风荷载系数的比较 若风荷载 W 和恒载 G 的荷载效应比为 δ,那么 D2 =1 +0 .5 G(1 +ψLδ) G(1 +ψS δ) =1 +0 .5 1 +ψLδ 1 +ψSδ (8) D2 只与可变荷载的频遇值系数 ψS 、准永久系 数 ψL 以及可变荷载和永久荷载的荷载效应比 δ有 关。引入系数 D D =D2(1 +ψS δ) (9) D 表示考虑长期作用影响的短期效应组合裂缝 宽度系数,可充分代表混凝土构件的计算裂缝宽度。 不同规范下可变荷载频遇值系数和准永久值系数的 取值不同。假设控制可变荷载为风荷载 , 那么在常 遇荷载效应比下按照中国《公路桥涵设计通用规范》 (JTG D60 —2004)和《建筑结构荷载规范》 (GB 50009 —2001)及德国公路桥梁规范(DIN-Report 101)计算的 D2 值和 D 值见表 3 。经过比较表明: 按照中国现行桥梁规范中风荷载频遇值系数和准永 久值系数的取值验算大型跨海桥梁基础结构构件抗 裂性能较保守。 表 3 不同规范下 D2 值和 D 值的计算结果比较 Tab.3 Comparison on Calculated Results of D2 and D Values Under Different Codes 规 范 ψS ψL 不同 ρ值下的计算值 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 3.0 4.0 5.0 D2 D D 2 D D2 D D2 D D2 D D2 D D2 D D2 D JTG D60—2004 0.75 0.75 1.500 1.500 1.500 2.062 1.500 2.625 1.500 3.188 1.500 3.750 1.500 4.875 1.500 6.000 1.500 7.125 GB 50009—2001 0.40 0.00 1.500 1.500 1.417 1.700 1.357 1.900 1.313 2.100 1.278 2.300 1.227 2.700 1.192 3.100 1.167 3.500 DIN-Repo rt 101 0.50 0.00 1.500 1.500 1.400 1.750 1.333 2.000 1.286 2.250 1.250 2.500 1.200 3.000 1.167 3.500 1.143 4.000 3 .2 某大桥的风荷载系数 可变作用的频遇值代表结构上时而出现的较大 作用值,其准永久值代表结构上经常出现的作用值 , 它们都可以在设计基准期内以一定的跨时率或者跨 阀率来表示。参照文献[ 7] 和文献[ 8] , 并根据《工程 结构可靠度统一标准》(GB 50153 —92)及《公路工 程结构可靠度统一标准》(GB/T 50283 —1999)规 定:可变荷载的频遇值可取为设计基准期内 5 %跨 时率的荷载值;可变荷载的准永久值可取为设计基 准期内不超过 50 %跨时率的荷载值 , 实践中常取 50 %跨时率的荷载值 。根据某大桥的《气象观测、风 参数研究报告》所给出的实测月极值风速统计数据 , 可对该大桥桥位的设计月极值风速进行推定, 见图 1 、2 。 图 1 实测月极值风速统计 Fig.1 Statistic of Monthly Extreme Values of Wind Velocity by Actual Measurement 在该大桥桥位设计月极值风速推定值统计的基 图 2 设计月极值风速推定值统计 Fig.2 Statistic of Putative Monthly Extreme Values of Wind Velocity 础上进行100 a 的 M onte Carlo 模拟 ,获得了设计基 准期内该大桥月极值风速的模拟值, 并对此进行跨 时率分布统计 ,见图 3 。图 3 中 ,风速比为设定风速 与总时间内出现的最大风速的比值。模拟所得在 100 a的设计基准期内 5 %跨时率风速 V0 .05为32 .597 m ·s -1 , 50 %跨时率风速 V0 .5 为26 .223 m· s -1 。 该大桥的《气象观测、风参数研究报告》中建议 100 a 设计基准期的设计风速 VK 为 40 .16 m · s -1 , 那么 5 %跨时率和 50 %跨时率的风压值与风压标准 值的比值应分别为 r 1 =(V0 .05 /VK)2 =0 .658 8 (10) r 2 =(V0 .5 /VK) 2 =0 .426 4 (11) 以上分析针对风速的月极值进行跨时率统计, 即相当于夸大了极值风速的历时 , 因此, 100 a 设计 基准期内的 5 %跨时率和 50 %跨时率的实际风速值 56 中 国 公 路 学 报 2008 年