公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范 JTGD64-2015-5構(gòu)件設(shè)計(jì)(疲勞)

1、5 構(gòu)件設(shè)計(jì)（疲勞）吳 沖同濟(jì)大學(xué)橋梁工程系公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范5.5.1 結(jié)構(gòu)構(gòu)件與連接疲勞驗(yàn)算細(xì)節(jié)5.5.1 承受汽車荷載的結(jié)構(gòu)構(gòu)件與連接，應(yīng)按疲勞細(xì)節(jié)類別進(jìn)行疲勞驗(yàn)算。5.5.1 結(jié)構(gòu)構(gòu)件與連接疲勞驗(yàn)算細(xì)節(jié)5.5.1 結(jié)構(gòu)構(gòu)件與連接疲勞驗(yàn)算細(xì)節(jié)5.5.1 結(jié)構(gòu)構(gòu)件與連接疲勞驗(yàn)算細(xì)節(jié)5.5.1 結(jié)構(gòu)構(gòu)件與連接疲勞驗(yàn)算細(xì)節(jié) 5.5.2疲勞荷載疲勞荷載計(jì)算模型I用于驗(yàn)算全局受力構(gòu)件是否具有無限疲勞壽命采用等效的車道荷載，集中荷載為0.7Pk，均布荷載為0.3qk。Pk和qk按公路I級(jí)車道荷載標(biāo)準(zhǔn)取值應(yīng)考慮多車道的影響，橫向車道布載系數(shù)應(yīng)按現(xiàn)行公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范JTG D60的相關(guān)規(guī)定選用動(dòng)

2、力放大系數(shù)驗(yàn)算伸縮縫附近構(gòu)件時(shí)，疲勞荷載應(yīng)乘以額外的放大系數(shù) D驗(yàn)算截面到伸縮縫的距離（m）。0.3qk0.7Pk 5.5.2疲勞荷載疲勞荷載模型II當(dāng)構(gòu)件和連接不滿足疲勞荷載模型I驗(yàn)算要求時(shí)，按模型II驗(yàn)算用于驗(yàn)算全局受力構(gòu)件在其設(shè)計(jì)使用期內(nèi)的安全性5.5.2疲勞荷載疲勞荷載模型III橋面系構(gòu)件應(yīng)采用疲勞荷載計(jì)算模型III采用疲勞荷載計(jì)算模型III計(jì)算正交異性板疲勞應(yīng)力時(shí)，應(yīng)考慮車輪在車道上的橫向位置概率。加載區(qū)域1應(yīng)布置在橫向最不利位置（5.5.7條）5.5.8 疲勞強(qiáng)度 疲勞壽命：疲勞失效以前所經(jīng)歷的應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N剪應(yīng)力SN 曲線 ：在一定的應(yīng)力幅下進(jìn)行常幅疲勞試驗(yàn)，測(cè)出試件斷裂時(shí)對(duì)應(yīng)

3、的疲勞壽命N，然后把試驗(yàn)結(jié)果畫在以log為縱坐標(biāo)，以log N 為橫坐標(biāo)的圖紙上，這種曲線稱為疲勞曲線。疲勞曲線示意圖 m 和C1、C2均為常數(shù)。DsD稱為“常幅疲勞極限”；DsL稱為“截止極限” ，鋼結(jié)構(gòu)m3 影響因素：鋼材種類、構(gòu)造細(xì)節(jié)、加工制作方法、應(yīng)力狀態(tài)、細(xì)節(jié)的初始缺陷與殘余應(yīng)力、應(yīng)力集中程度 、不同構(gòu)造細(xì)節(jié)的疲勞壽命差異很大，對(duì)應(yīng)力幅的大小很敏感 5.5.8 疲勞強(qiáng)度正應(yīng)力幅疲勞強(qiáng)度曲線 5.5.8 疲勞強(qiáng)度剪應(yīng)力幅疲勞強(qiáng)度曲線 5.5.8 疲勞強(qiáng)度纜索構(gòu)件的疲勞細(xì)節(jié)曲線（13.2.2條）表13.2.3 纜索構(gòu)件的疲勞細(xì)節(jié)構(gòu)造分類受拉構(gòu)件類型構(gòu)造分類sc MPa鋼絲繩150平行鋼絞

4、線束160平行鋼絲束1605.5.4無限疲勞壽命設(shè)計(jì)方法（疲勞荷載計(jì)算模型I）驗(yàn)算式未消除殘余應(yīng)力后的焊接構(gòu)件疲勞應(yīng)力為拉-壓循環(huán)的非焊接構(gòu)件以及消除殘余應(yīng)力后的焊接構(gòu)件 gFf疲勞荷載分項(xiàng)系數(shù)，取1.0； gMf 疲勞抗力分項(xiàng)系數(shù)，對(duì)重要構(gòu)件取1.35，對(duì)次要構(gòu)件取1.15； ks尺寸效應(yīng)折減系數(shù)， (橫向?qū)雍缚p) ; 未說明時(shí)，取ks =1.0； DsD正應(yīng)力常幅疲勞極限（MPa），根據(jù)附錄C中對(duì)應(yīng)的細(xì)節(jié)類別按圖5.5.8-1取用； DtL剪應(yīng)力幅疲勞截止限（MPa），根據(jù)附錄C按圖5.5.8-2取用； spmax、 spmin將疲勞荷載模型按最不利情況加載于影響線得出的最大和最小正應(yīng)力

5、（MPa）； tpmax、 tpmin將疲勞荷載模型按最不利情況加載于影響線得出的最大和最小剪應(yīng)力（MPa）5.5.5(5.5.6) 有限疲勞壽命設(shè)計(jì)方法（疲勞荷載計(jì)算模型II, III）驗(yàn)算式未消除殘余應(yīng)力后的焊接構(gòu)件疲勞應(yīng)力為拉-壓循環(huán)的非焊接構(gòu)件以及消除殘余應(yīng)力后的焊接構(gòu)件DsC、 DtC疲勞細(xì)節(jié)類別（MPa），為對(duì)應(yīng)于2 000 000次常幅疲勞循環(huán)的疲勞應(yīng)力強(qiáng)度 根據(jù)附錄C和圖5.5.8-1、5.5.8-2取用；DsE2、 DtE2按2 000 000次常幅疲勞循環(huán)換算得到的等效常值應(yīng)力幅（MPa）spmax、 spmin將疲勞荷載模型按最不利情況加載于影響線得出的最大和最小正應(yīng)力（

6、MPa）； tpmax、 tpmin將疲勞荷載模型按最不利情況加載于影響線得出的最大和最小剪應(yīng)力（MPa）5.5.5(5.5.6) 有限疲勞壽命設(shè)計(jì)方法（疲勞荷載計(jì)算模型II, III） 損傷等效系數(shù)gg1：損傷效應(yīng)系數(shù)g2：交通流量系數(shù)g3：設(shè)計(jì)壽命影響系數(shù)g4：多車道效應(yīng)系數(shù)gmax， (a)跨中部分 (b)支承部分圖D.0.5針對(duì)彎矩的gmax5.5.5(5.5.6) 有限疲勞壽命設(shè)計(jì)方法（疲勞荷載計(jì)算模型II, III）損傷效應(yīng)系數(shù)g1根據(jù)驗(yàn)算構(gòu)件影響線（面）的臨界長(zhǎng)度l，按圖D.0.1-1取值。當(dāng)l大于80m，按80m計(jì)；當(dāng)l小于10m時(shí)，按10m計(jì)。， (a)跨中部分 (b)支承部

7、分圖D.0.1針對(duì)彎矩的g15.5.5(5.5.6) 有限疲勞壽命設(shè)計(jì)方法（疲勞荷載計(jì)算模型II, III）損傷效應(yīng)系數(shù)g1驗(yàn)算截面對(duì)應(yīng)的臨界長(zhǎng)度l彎矩計(jì)算：簡(jiǎn)支梁，取其跨徑值；連續(xù)梁跨中部位截面(如圖D.0.1-2)，取驗(yàn)算截面所在跨的跨徑值；連續(xù)梁支承部分截面(如圖 D.0.1-2)，取相鄰兩跨跨徑的平均值；橋道橫梁，取相鄰橋道縱梁跨徑之和。剪力計(jì)算：支承部分截面(見圖D.0.1-2)，取驗(yàn)算截面所在跨的跨徑值；跨中部分截面(見圖D.0.1-2)，取驗(yàn)算截面所在跨跨徑的0.4倍。拱橋計(jì)算：吊桿，取2倍的吊桿間距長(zhǎng)度；拱圈，取拱跨跨徑一半。，(圖D.0.1-2跨中部分與支承部分的范圍劃分g1

8、5.5.5(5.5.6) 有限疲勞壽命設(shè)計(jì)方法（疲勞荷載計(jì)算模型II, III）交通流量系數(shù)g2 Q0疲勞荷載模型車總重，模型II為445kN；模型III為480kN Nty慢車道或主車道的重車(總重大于10噸)年交通量（預(yù)測(cè)年），應(yīng)通過對(duì)近似交通狀態(tài)道路進(jìn)行交通調(diào)查得到，當(dāng)無可靠數(shù)據(jù)時(shí)可參考下式計(jì)算： (D.0.2-2) Nty 計(jì)算車道所在行車方向上的年總交通量（預(yù)測(cè)年）； p重車在總交通量中所占的比率，當(dāng)無可靠數(shù)據(jù)時(shí)可參考表D.0.2取值； j在該行車方向上慢車道與主車道數(shù)量和。，交通等級(jí)重車數(shù)量占總交通量的比率p1港口、礦區(qū)等以貨運(yùn)為主功能的高速公路或一級(jí)公路80%2其它高速公路或一級(jí)公路40%3二級(jí)公路20%4三、四級(jí)公路10%表D.0.25.5.5(5.5.6) 有限疲勞壽命設(shè)計(jì)方法（疲勞荷載計(jì)算模型II, I