美丽的桥梁欣赏
南京长江大桥
“
有一段历史,叫南京长江大桥;
有一个故事,叫南京长江大桥;
有一种精神,叫南京长江大桥。
——中铁大桥勘察设计院 朱志强
编者按:朱志强工程师根在南京、工作在南京,对南京长江大桥有着深厚的感情。
”
许用应力法
《铁路桥梁钢结构设计规范》(TB 10091-2017)采用许用应力法铁路桥梁钢结构设计规范,主要荷载组合系数为:1.0×恒载+1.0×活载+1.0×支座沉降,该荷载组合下的应力小于规范规定的许用应力200MPa(以Q345为例,345/1.7=203MPa)。
抗力分项系数1.7=1/0.8x1.35x1(钢材均匀性系数0.8、超载系数(活荷载发展系数)1.35、工作条件1.0)。
极限状态法
《公路钢桥设计规范》(JTG D64-2015)采用极限状态法,外荷载组合系数为:1.2×恒载+1.4×活载+1.4×其他可变活载×0.75(结构重要性系数未列出)。
综上所述,极限状态法荷载综合系数相较于许用应力法为1.35铁路桥梁钢结构设计规范,荷载组合下的应力小于规范规定的许用应力275MPa(以Q345为例,345/1.25=275MPa),材料分项系数1.25=1/0.8(钢材均匀性系数0.8)。
讨论到这里,我们发现 1.7 = 1.35 × 1.25。无论有意还是无意,设计史上首次将允许应力法与极限状态法完美结合。
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从以上分析可以看出,我国公路规范的极限状态法与铁路规范的许用应力法在应力水平控制上基本一致。当然,由于一些其他原因,现行15版公路规范设计的桥梁在很多情况下比铁路许用应力法要保守,后面会详细讨论。
此外,2019年6月11日实施的《铁路桥涵设计规范(极限状态法)》已统一《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64-2015)采用极限状态法进行钢结构设计。
无论是采用允许应力法还是极限状态法,都可以设计出极富艺术美感的桥梁,技术与艺术的结合完全取决于设计师。
西班牙铁路桥“Río Ulla”高架桥(采用极限状态法设计)
南京铁路桥梁:大胜关大桥(采用允许应力法设计)