荷载布置
40kN 60kN 105kN 80kN 80kN 80kN
44.5吨14.3m
2.0 2.5 7.0 1.4 1.4
双车车队：中心距大于40m（车辆增多对疲劳的影响增大不多） 按杆系方法算内力再按材料力学方法计算应力
适用范围
主梁、主桁片等
验算方法：有限疲劳寿命
疲劳荷载模型III
2.3 2.2 2.1
2.3 2.2 2.1
2.0
2.0 1.9 1.8 1.7 10 20 30 40 l (m) 50 60 70 80
2.0 1.9 1.8 1.7 50 60 70 80
L大于80m时取为80m，L小于10m时取为10m
1. 8
30 )
2.4
10 l 30
其他影响因素
������������������ （ ）1/5 100
������������������ 为构件的设计使用寿命(年)
������4 的计算
对荷载模型II
5 5 1/5 ������2 ������2 + ������1 ������1 ������������ ������������ ������1 ������1
������的计算
计算公式：������ 影响因素：
结构跨度（影响线有效长度）������1
= ������1 ������2 ������3 ������4 ������ ≤ ������max
年交通流量������2
设计使用寿命（非设计基准期）������3 多车道效应������4
ni为应力幅i实际的加载次数时间（cycle） Ni为构件在S-N曲线上对应于应力幅i的寿命（cycle）
疲劳应力幅4
疲劳应力幅3
n4/N4
n3/N3
疲劳应力幅2
疲劳应力幅1
n2/N2
n1/N1
疲劳的其他影响因素
材料 尺寸效应：轧制程度、应力梯度、缺陷数量
应力：应力比������
=
������������������������ 、平均应力������������ ������������������������
D.0.1-2)，取相邻两跨跨径的平均值；
对于桥道横梁，取相邻小纵梁跨径之和。
用于剪应力计算：
对于支承部分截面(见图D.0.1-2)，取验算截面所在跨的跨径值； 对于跨中部分截面(见图D.0.1-2)，取验算截面所在跨跨径的0.4倍。
用于拱桥计算：
对于吊杆，取2倍的吊杆间距； 对于拱圈（或拱肋），取拱跨跨径一半。
=
������������������������ +������������������������ 2
局部应力：构造细节、缺陷情况、表面处理
验算公式
基本公式：������������ Δ������ 推导公式： 荷载模型I
≤
������������ ������������
������������������ Δ������������ ≤
������1 的计算
计算公式
γ1 2.7 2.6 2.5 2.4 2.3 2.2 2.1 2.0 1.9 1.8 1.7 10 20 30 40 l (m) 50 60 70 80
γ1 2.5
跨中
2.5 5 0 .01 (l
2.4 2.3 2.2 2.1
梁端
1(l 0.0 ) 30
10)
������������ 计算车道所在行车方向上的年总交通量 j p
计算车道所在行车方向上的总车道数
交通等级
1 港口、矿区等以货运为主功能的高速公路或一级公路 2 其它高速公路或一级公路 3 二级公路
重车比率p
80% 40% 20%
4 三、四级公路
10%
������3 的计算
计算公式
������3 =
公路钢结构桥梁设计规范
抗疲劳设计相关条文宣贯
徐俊 2015.12.20
主要内容
荷载作用 基本概念
•疲劳荷载模型 •的计算 •其他影响因素
验算公式
结构抗力
•疲劳曲线 •疲劳细节 • ks的影响
勘误
条文说明5.5.8
������ Δ������������ ������������ ������ = Δ������������ × 5 × 106
疲劳荷载模型I
荷载
集中荷载为0.7Pk，均布荷载为0.3qk 考虑多车道效应 按杆系方法算内力再按材料力学方法计算应力
适用范围
主梁、主桁片
验算方法：无限疲劳寿命，简单 验算结论：偏保守，不满足时可改用模型II复核（但不是所有
时候结果都比模型II的结果小）
疲劳荷载模型II
荷载
Δ������������ 为剪应力疲劳细节类别
������������ 为尺寸效应折减系数 Δ������为动力放大系数
换算得到的等效常值正应力 幅（MPa）
荷载模型
荷载模型I
车道荷载，用于无限疲劳寿命验算
荷载模型II
车队（两车）荷载，用于有限疲劳寿命验算
荷载模型III
车辆荷载，用于桥面系构件的有限疲劳寿命验算
Ds (MPa)
80
60
无限寿命区域
1E8
1000000
1E7
cycles
Miner线性积商法则
������ = ������1 ������2 ������3 ������4 ������������ + + + +⋯ ≤1 ������1 ������2 ������3 ������4 ������������
2.0 1.9 1.8 1.7 1.6 1.5 10
2.0
0.0 1
1.7
5(l 10 )
20
30
40 l (m)
50
60
70
80
L大于80m时取为80m，L小于10m时取为10m
用于弯曲正应力计算：
对于简支梁，取其跨径值； 对于连续梁跨中部位截面(如图D.0.1-2)，取验算截面所在跨的跨径值； 对于连续梁支承部分截面(如图
Δ������������ 为正应力常幅疲劳极限
������ 损伤等效系数
Δ������������ 为按疲劳荷载模型I计算
Δ������������ 为剪应力幅疲劳截止限
Δ������������ 为正应力疲劳细节类别
得到的正应力幅(MPa) 得到的剪应力幅(MPa)
Δ������������ 为按疲劳荷载模型I计算 Δ������������2 按2E6次常幅疲劳循环
= ������������max + 0.6 ������������min
横向分布的影响
疲劳荷载模型III 仅适用于正交异性板
������2 ������1
3
位置概率
P1 0.5 P2 0.18 P3 0.18
P4 0.07
0.1
P5 0.07
0.1 (m)
0.1
0.1
0.1
������4 = ������1 + ������2
荷载作用的计算公式
荷载模型I
������������ ������������
= (1 + Δ������)(������������������������������ − ������������������������������ ) = (1 + Δ������)(������������������������������ − ������������������������������ )
图D.0.1-2
跨中部分
支承部分
跨中部分
0.15L1 0.15L2 L1 L2
0.15L2
������2 的计算
计算公式 ������2
=
������������������ 1/5 ������0 ( ) 480 0.5������6
������0 为疲劳荷载模型车总重，对于模型II为445kN；对
2 1/3 ������������ =0.737������������ 5
������������
=
条文说明5.5.8最后一段
如果这个应力谱中的所有应力幅均低于细节类别的常
幅疲劳极限
什么是疲劳
定义：
材料、零件和构件在循环加载下，在某点或某些点产生局部的永
久性损伤，并在一定循环次数后形成裂纹、或使裂纹进一步扩展 直到完全断裂的现象。
������������������������ 的计算
计算公式
������������������������ 2.7
2.6 2.5 2.4 γ1
γ1 2.7
������������������������
跨中
2. 5
2.6 2.5
梁端
0. 01 8( l
1.8
10 20 30 40 l (m)
荷载模型II、III
������������2 ������������2
= (1 + Δ������)������(������������������������������ − ������������������������������ ) = ������Δ������������ = (1 + Δ������)������(������������������������������ − ������������������������������ )=������Δ������������
参数说明