GB/T 50459-2017 油气输送管道跨越工程设计标准
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7 作用分类和作用组合

7.1 作用分类、代表值和作用效应

7.1.1 跨越工程设计采用的作用可分为永久作用、可变作用、地震作用和偶然作用,作用的分类及分项系数应符合表7.1.1-1及表7.1.1-2的规定。

表7.1.1-1 桥面结构部分的作用分类及其分项系数

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注:当风荷载计入瞬时风压的影响,且作为非主导荷载时,其分项系数取1.1。

表7.1.1-2 桥墩部分的作用分类及其分项系数

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注:1 验算抗倾覆、滑动稳定时,分项系数应符合各有关章节的规定。
2 括号内的数据用于由永久作用控制的组合。
3 桥面结构传至桥墩部分的作用未在本表表示。

7.1.2 跨越结构工程设计时,对不同的作用应采用不同的代表值,应符合现行行业标准《公路桥涵设计通用规范》JTG D60的规定。

7.1.3 跨越结构工程设计应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行作用效应组合,取最不利效应组合进行设计:

1 当结构或结构构件需做不同方向的验算时,应以不同方向的最不利的作用组合效应进行计算。

2 当可变作用的出现对结构或结构构件产生有利影响时,该作用不应参与组合。同时参与组合概率很小的作用,不考虑其作用效应的组合。桥面结构部分的可变荷载参与作用组合的方式及组合值系数见表7.1.3-1。桥墩结构部分的可变荷载参与作用组合的方式及组合值系数见表7.1.3-2。

表7.1.3-1 桥面结构部分可变作用组合及组合值系数

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注:1 清管荷载与充水试压荷载不同时组合。
2 在大风、大雪等极端天气下不应进行清管及充水试压。
3 走道板位于两管道中间时,当风荷载为主导作用时,雪荷载的组合系数取0.8。
4 多管道敷设的充水试压荷载应根据实际情况取用。

表7.1.3-2 桥墩结构部分可变作用组合及组合值系数

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注:流水压力与冰压力不同时组合。

3 应进行施工阶段作用效应的验算。

4 偶然作用与地震作用不同时参与组合。

7.1.4 跨越工程结构的承载能力极限状态下的设计,应采用基本组合或偶然组合,并应符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定,作用的分项系数、组合值系数应分别按本标准表7.1.1及表7.1.3取值,可变作用的频遇值系数、准永久值系数应按表7.1.4取值。

表7.1.4 常用可变作用的频遇值系数、准永久值系数

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注:1 雪荷载准永久值系数0.5/0.2/0分别为雪荷载分区Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的数值,雪荷载分区见现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009。
2 流水压力准永久值系数0.2/0分别为非季节性河流、季节性河流的数值。
3 正常使用极限状态下,不考虑充水试压荷载和清管荷载。

7.1.5 当有地震作用时应采用地震作用组合,桥面地震作用效应和其他荷载效应组合的设计值应符合现行国家标准《油气输送管道线路工程抗震技术规范》GB/T 50470的有关规定,其中承载力抗震调整系数γRE应符合下列规定:

1 油气输送管道、缆索应取0.75;

2 其余构件应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定;

3 当仅计算竖向地震作用时,各类结构构件抗力抗震调整系数均应采用1.0。

7.1.6 桥墩地震作用效应和其他荷载效应组合的设计值应按下式计算:

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式中:S——桥墩内力组合的设计值,包括组合的弯矩、轴向力和剪力设计值;

SGE——重力荷载代表值的效应,取结构、配件以及输送介质标准值和可变荷载(包括雪荷载、覆冰荷载等)组合值之和,此时,可变荷载组合值系数取0.5;

ψLK——横向地震作用组合值系数,见表7.1.6;

SLK——横向地震作用标准值的效应;

ψVK——竖向地震作用组合值系数,见表7.1.6;

SVK——竖向地震作用标准值的效应;

ψPK——纵向地震作用组合值系数,见表7.1.6;

SPK——纵向地震作用标准值的效应;

ψW——风荷载组合值系数,一般取0.0,风荷载起控制作用的大型跨越结构采用0.2;

SWK——风荷载标准值的效应;

ψp——水流压力或冰压力作用组合值系数,取1.0;

SpK——水流压力或冰压力作用标准值的效应。

表7.1.6 地震作用组合值系数

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7.1.7 跨越工程按正常使用极限状态设计时,应采用作用效应的标准组合、频遇组合和准永久组合,并应符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的有关规定。

7.1.8 当缆索和油气输送管道采用容许应力法设计时,应根据缆索和油气输送管道上可能发生的工作状况,按主要组合、附加组合、特殊组合进行运营、施工各阶段不同设计工况的作用组合,取最不利工况组合进行设计,并应符合下列规定:

1 主要组合应为运营阶段永久作用与可能发生的可变作用的组合,其作用组合的效应应按下式确定:

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式中:Sk——作用组合的效应;

SGik——永久作用标准值Gik的效应;

SQjk——可变作用标准值Qjk的效应,其中SQ1k为诸可变作用效应中起控制作用者,当SQ1k无法明显判断时,轮次以各可变作用效应为SQ1k,选其中最不利作用组合的效应设计值;

ψcj——可变作用Qj的组合值系数,应按表7.1.3-1、表7.1.3-2采用。

2 附加组合应为施工阶段永久作用与可能发生的可变作用的组合,其作用组合的效应应按下式确定:

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式中:SQck——施工荷载(试压充水荷载、充水压力或清管水重、清管设备重等)的效应。

3 特殊组合应为运营阶段永久作用与地震作用及可能发生的可变作用的组合,应符合现行国家标准《油气输送管道线路工程抗震技术规范》GB/T 50470的有关规定。

7.1.9 油气输送管道按容许应力法设计,强度验算应符合下式规定:

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式中:σ——当量应力(MPa);

η——缆索的许用拉力和钢管的许用拉应力提高系数,应按表7.1.9选取;

F——强度设计系数,油气输送管道按表3.0.3采用;

σS——钢管的屈服强度(MPa)。

表7.1.9 许用拉应力(拉力)提高系数η

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