Study on Combined Effects of Bridge Temperature and Seismic Actions Based on F⁃J⁃M Method

WANG Li; PAN Qiren; ZHOU Xiaofu; YANG Xijuan; TANG Zhiyong

doi:10.13409/j.cnki.jdpme.20231130005

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Study on Combined Effects of Bridge Temperature and Seismic Actions Based on F⁃J⁃M Method

更新时间：2025-09-25

- Study on Combined Effects of Bridge Temperature and Seismic Actions Based on F⁃J⁃M Method
- Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering Vol. 44, Issue 2, Pages: 273-282(2024)
- 作者机构：
  
  1.兰州交通大学土木工程学院,甘肃兰州 730070
  2.甘肃公航旅建设集团有限公司, 甘肃兰州 730099
  3.四川省交通勘察设计研究院有限公司,四川成都 610017
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.20231130005
  CLC： TU443
- Received：30 November 2023，
  
  Revised：2024-02-03，
  
  Published：25 April 2024
- 稿件说明：
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王力,潘启仁,周晓夫等.基于F‑J‑M法的桥梁温度与地震作用效应组合研究[J].防灾减灾工程学报,2024,44(02):273-282.

WANG Li,PAN Qiren,ZHOU Xiaofu,et al.Study on Combined Effects of Bridge Temperature and Seismic Actions Based on F⁃J⁃M Method[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2024,44(02):273-282.
王力,潘启仁,周晓夫等.基于F‑J‑M法的桥梁温度与地震作用效应组合研究[J].防灾减灾工程学报,2024,44(02):273-282. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20231130005.

WANG Li,PAN Qiren,ZHOU Xiaofu,et al.Study on Combined Effects of Bridge Temperature and Seismic Actions Based on F⁃J⁃M Method[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2024,44(02):273-282. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20231130005.

摘要

目前铁路桥梁设计逐渐由容许应力法向极限状态法转变，而《铁路桥涵设计规范（极限状态法）》（Q/CR 9300—2018）并未提及地震作用与温度等可变作用的联合作用，给高寒高烈度区桥梁结构抗震设计带来了较大困难。为了推进桥梁以更经济的抗力方式抵御外荷载作用，通过目标可靠度指标确定其最优地震设计状况荷载组合分项系数，从而对现行桥梁设计规范抗震设计进行优化。建立了高寒地区某桥温度作用效应概率模型，使用Ferry Borges荷载组合理论探究地震和环境温度作用的效应分布特征，并基于JC法和多灾害荷载系数设计法（MH-LRFD）建立地震、温度作用荷载系数的表达式。依托某桥梁工程实例分别探究了地震、温度以及两者共同作用下的桥梁的失效概率。研究结果表明：环境温度引起的桥梁温度内力响应、主要构件材料特性变异均能显著影响桥梁的失效概率；对于高寒大温差地区，现行规范忽略环境温度效应将显著低估桥梁在地震作用下的失效概率。本文提出的F‑J‑M（Ferry Borges＋JC+MH-LRFD）方法计算地震、温度作用组合系数，可为高寒地区桥梁抗震设计提供必要理论依据。

Abstract

Currently

the design of railway bridges is gradually transitioning from the allowable stress method to the limit state method. However

the

Code for Design on Railway Bridge and Culvert

(

Limit State Method

) (Q/CR 9300-2018) does not account for the combined effects of seismic actions and variable factors such as temperature

posing significant challenges for seismic design for bridges in areas of extreme cold and high seismic intensity. In order to promote bridge resistance to external loads in a more cost-effective way

the partial coefficient of the optimal seismic design condition load combination was determined by target reliability indices

thereby optimizing the seismic design standards in current bridge design codes. A probability model for temperature effects on a bridge in cold regions was established. The distribution characteristics of the effects of earthquake and ambient temperature were explored using the Ferry Borges load combination theory. Expressions of the load factor of earthquake and temperature effects were established using JC method and multi-hazard load factor design method (MH-LRFD). Taking a practical bridge engineering project as an example

the failure probabilities of a bridge under earthquake

temperature

and their combined actions were explored respectively. The results showed that both the temperature internal force response caused by ambient temperature and the variation in properties of the bridge's main components significantly affected its failure probability. For extreme cold regions with significant temperature variations

ignoring ambient temperature in the current codes would significantly underestimate the failure probability under seismic actions. The proposed F-J-M (Ferry Borges-JC-MH-LRFD) method can be used to calculate the combined coefficients for earthquake and temperature actions

providing a necessary theoretical basis for the seismic design of bridges in extreme cold regions.

关键词

Keywords

references

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