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2020-12-07

按照欧洲规范 EN 1991-2 考虑公路桥梁的作用组合

对于公路桥梁上的荷载作用，除了欧洲规范 EN 1990 中规定的的基本组合规则外，还必须遵守欧洲规范 EN 1991‑2 中规定的组合条件。为此，RFEM 和 RSTAB 提供了自动创建组合功能，在“基本数据”对话框中可以激活该功能，并且选择欧洲规范 EN 1990 + EN 1991‑2。在选择了相应国家附录后，相关的分项系数和组合系数被自动选取。

作用类别

荷载工况可以分为永久作用（永久荷载、不均匀沉降、预应力），可变作用（交通、气象相关的作用），施工阶段和安装阶段的作用，偶然作用和地震作用。

1 作用类别选择

特别是在分配交通荷载工况时，必须确保将荷载工况分配到正确的荷载组中。我们以一个简单的双车道公路桥为例来说明 RFEM 中根据欧洲规范 EN 1990 和 EN 1991-2 进行自动作用组合的使用。

2 两车道公路桥梁

交通荷载的荷载组

根据欧洲规范 EN 1991-2 对交通荷载进行分组应考虑交通荷载的不同组成部分最大值同时出现的概率。在 RFEM 和 RSTAB 中只包含了公路桥荷载的交通荷载组。目前对铁路桥荷载还没有自动组合。

公路桥的交通荷载组 1-6 代表的荷载情况如下：

gr1a	交通作用的最大竖向荷载 LM1
gr1b	maximale vertikale Belastung aus Verkehr, LM2
gr2	maximale horizontale Belastung aus Verkehr
gr3	Belastung der Geh- und Radwege (ohne Straßenverkehr)
gr4	Belastung durch Menschengedränge
gr5	Belastung durch Sonderfahrzeuge
gr6	Belastung beim Austauschen von Lagern, Spannkabeln o. ä.

通过将交通荷载工况分配到正确的作用类别中，可以自动调整这些荷载工况之间的组合关系。在本例中只显示荷载组 gr1a 和 gr2。也可以对每种荷载类型考虑多个荷载工况，例如像示例中一样，按区域施加面荷载。

gr1a 中的交通荷载

公路交通荷载模型 1 包括均匀分布的面荷载（UDL）和串联系统中相应的集中荷载（TS）。这些荷载连同行人和自行车道的荷载被分配到第 1a 组。所有标记为 TS 的荷载工况之间的关系将自动考虑成选替关系，标记为 UDL 或行人和自行车道的荷载工况可以同时作用。

3 输入LC50作为TS在gr1a中

如果不是只分析车道 1 最大负载的可能位置，则可以激活“车行道划分成名义车道”选项。然后，必须按方向手动指定各个荷载工况。在本例中首先分析桥梁左侧车道 1 的位置。为此，将 LC10 和 LC11 指定为 UDL，将 LC50 至 LC55 指定为 TS。当分析桥梁右侧车道 1，则将 LC20 和 LC21 指定为 UDL，将 LC60 至 LC65 指定为 TS。因为荷载工况 LC30 和 LC31 标记为行人和自行车道，所以无论第一条车道的位置如何，都会被应用。

4 分配最重载车道的荷载工况

gr2 中的交通荷载

由制动和加速产生的水平荷载，以及离心力都归为 gr2。一种荷载类型的荷载工况之间会自动形成选替关系。根据 EN 1991-2 的规定，在荷载组 gr2 中应额外考虑荷载模型 1 中的竖向荷载频遇组合的组合系数 psi 1。

5 在gr2中从LM1自动分配LC

其他作用类别

对于其他作用类别的荷载工况，可以在相应对话框中手动定义为同时或选替作用。在示例文件中添加了两个温度荷载工况（LC100 和 LC101）。这两种荷载工况用来表示桥面的升温和降温，因此被定义为选替作用的荷载工况。

6 温度荷载工况的替代模型

承载能力极限状态下的作用组合

在本例中生成了承载能力极限状态下可能的作用组合。交通荷载组始终设为选替的可变作用。其他作用会根据选定的组合规则与这些交通荷载进行组合。

7 作用组合

这里，交通荷载组不与施工荷载以及相关的风荷载进行组合。同样，不同作用类别的风荷载也视为选替作用的，施工荷载只和相关的风荷载进行组合。

通过附加的设置选项，用户可以自己定义组合规则，例如交通荷载与雪和风荷载同时考虑。

承载能力极限状态下的结果组合

在承载能力极限状态组合中，每个交通荷载组不仅要作为主导作用采用标准值进行组合，还要再作为伴随作用乘以组合系数进行组合。左右车道 gr1a 中的交通荷载，需要按这两种情况进行组合。在本例中，左侧车道 1 的结果组合为 RC3 和 RC4，右侧车道 1 的结果组合为 RC5 和 RC6。类似地，荷载组 gr2 也生成四个结果组合。最后生成结果组合 RC11 至 RC15。