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文檔簡介
1、<p> 城市橋梁與公路橋梁設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)對比與思考</p><p> 摘要:城市橋梁與公路橋梁設(shè)計(jì)的荷載標(biāo)準(zhǔn)有著共同點(diǎn),也有著不同點(diǎn),掌握它們之間的區(qū)別與聯(lián)系可以為橋梁質(zhì)量提供一份保障。本文主要對比了城市橋梁與公路橋梁設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn), </p><p> 關(guān)鍵詞:城市橋梁設(shè)計(jì);公路橋梁設(shè)計(jì);荷載標(biāo)準(zhǔn);對比 </p><p> 中圖分類號: TU997
2、 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A </p><p><b> 引言 </b></p><p> 隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,交通事業(yè)也逐漸繁盛。其中,各種的交通工具應(yīng)運(yùn)而生,使得公路橋梁的承載力也相對提升。其中,城市橋梁建設(shè)載荷設(shè)計(jì)也成為了一個(gè)關(guān)鍵問題,但是由于城市橋梁與公路橋梁日常的荷載情況有一定的差別,因此,要對比它們的相同與不同之處,根據(jù)其實(shí)際情況進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)。 <
3、/p><p> 城市橋梁和公路橋梁規(guī)范的發(fā)展歷程 </p><p> 1.1、城市橋梁規(guī)范的發(fā)展歷程 </p><p> 我國在1993 年 10月 1 日實(shí)行了是最早的規(guī)范化的城市橋梁設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。隨著社會經(jīng)濟(jì)不斷地發(fā)展,需求不斷增加,建設(shè)部改進(jìn)了原有的城市橋梁載荷設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),在 1998 年 12 月 1 日頒布了《城市橋梁設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)》(CJJ77-98),這一標(biāo)
4、準(zhǔn)從此作為城市橋梁行業(yè)中的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。在這之后,建設(shè)部又在2012 年 4 月 1 日,正式實(shí)施新的《城市橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》。 </p><p> 1.2、公路橋梁規(guī)范的發(fā)展歷程 </p><p> 公路橋梁設(shè)計(jì)荷載是路橋設(shè)計(jì)的重要技術(shù)指標(biāo),各個(gè)時(shí)期發(fā)布的荷載標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)范反映了我國運(yùn)輸載重的實(shí)際情況和發(fā)展趨勢。 </p><p> 新中國成立后至2003年,我國
5、交通部門分別在1954~1956年、1967年、1972年、1981年對公路橋梁設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了四次大的修改。 </p><p> 在2003年,交通部發(fā)布了《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTG B01-2003)。隨后不久,交通部又在2004年發(fā)布了《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTG D60-2004)。 </p><p> 2、橋梁荷載標(biāo)準(zhǔn)的具體應(yīng)用研究 </p><p
6、><b> 2.1、汽車載荷 </b></p><p> 2.1.1、車道荷載的計(jì)算圖式 </p><p> 在《公路04規(guī)范》中,對橋梁設(shè)計(jì)時(shí)的汽車荷載計(jì)算圖式作了明確規(guī)定。(1)公路-Ⅰ級車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值為=10.5Kn/m,對于集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值的選取可以依據(jù)以下規(guī)定: </p><p> ?、佼?dāng)橋梁計(jì)算跨徑大于等于50m
7、時(shí),=360kN; </p><p> ②當(dāng)橋梁設(shè)計(jì)跨徑小于等于5m時(shí),=180kN; </p><p> ?、郛?dāng)橋梁計(jì)算跨徑處于5-50m的范圍之內(nèi)時(shí),就選用直線內(nèi)插獲取相關(guān)數(shù)值。將以上標(biāo)準(zhǔn)值乘以1.2的系數(shù)就可以計(jì)算出剪力效應(yīng)。 (2)公路-Ⅱ級車道荷載的集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值和均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值可以依據(jù)公路-Ⅰ級車道荷載的0.75倍采用。 </p><p> 2.2、
8、人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值選取 在《公路04規(guī)范》中,對人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值的選取有以下規(guī)定:(1)當(dāng)橋梁的計(jì)算跨徑小于等于50m時(shí),人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值為3.0kN/?;當(dāng)橋梁計(jì)算跨徑大于等于150m時(shí),人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值為2.5kN/?;當(dāng)橋梁計(jì)算跨徑處于50-150m范圍內(nèi)時(shí),人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值就可以運(yùn)用線性內(nèi)插得到。除此以外,若是跨徑不等的連續(xù)結(jié)構(gòu),那么就應(yīng)該以取最大計(jì)算跨徑。專用的人行橋梁的取值按3.5kN/?。(2)局部構(gòu)件或人行道板是可以根據(jù)一塊板為單元
9、,同時(shí)在進(jìn)行計(jì)算時(shí)要依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)值4.0kN/?的均布荷載。 (4)在計(jì)算人行道的欄桿時(shí),取1.0kN/m為作用在扶手上的豎向力標(biāo)準(zhǔn)值;取0.75kN/m為作用在欄桿立柱頂部的水平推力標(biāo)準(zhǔn)值。 </p><p> 3、城市橋梁與公路橋梁設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)對比 </p><p> 3.1、汽車載荷對比 </p><p> 在《城市12規(guī)范》中的荷載模式構(gòu)建相關(guān)規(guī)定上,其主
10、要利用的是單-集中荷載和均布荷載的模式來表示城-A 和城-B 級車道荷載,以此得出,《城市12規(guī)范》與《公路04規(guī)范》有著相同之處。為明晰二者之間的關(guān)系,關(guān)于汽車荷載的基本情況對比見表 l。 </p><p> 在《公路 04 規(guī)范》和《城市 12 規(guī)范》中,很多有關(guān)橋梁荷載的規(guī)定都有一定想通的地方,如設(shè)計(jì)牽道數(shù)目與行車道總寬度的關(guān)系,對橋梁結(jié)構(gòu)的車道荷載橫5向布置以及車道的橫向折減系數(shù)的規(guī)定,大部分都相同,只
11、是個(gè)別數(shù)值有這比較小的變化。 </p><p> 3.2、汽車沖擊力 </p><p> 城市規(guī)范中關(guān)于汽車沖擊力的計(jì)算仍近似地認(rèn)為沖擊力與計(jì)算跨經(jīng)之間存在著反比例的關(guān)系,其計(jì)算基本方式與《公路 89 規(guī)范》相似,和城市規(guī)范不一樣的是《公路 04 規(guī)范》采用結(jié)構(gòu)基頻的方式來計(jì)算汽車沖擊力。由此可見這兩個(gè)規(guī)范中對于汽車沖擊力的計(jì)算方式仍有很大的不同。比起城市規(guī)范,《公路 04 規(guī)范》的沖
12、擊系數(shù)有很大的提升,這在小跨徑橋梁上的表現(xiàn)比較明顯,但是大跨徑橋梁沖擊系數(shù)就比較接近,其表現(xiàn)就不太明顯。 </p><p><b> 3.3、人群荷載 </b></p><p> 關(guān)于人群荷載的規(guī)定,在《城市 12 規(guī)范》中有著非常的系統(tǒng)詳細(xì)的描述。行人行走的橋梁其荷載值為 4.5kPa,而那些專門單獨(dú)為行人建設(shè)的橋梁其荷載值為 5kPa。除此以外,對于荷載選用的
13、起點(diǎn),《城市 12 規(guī)范》的起點(diǎn)要高于公路橋梁的規(guī)定的起點(diǎn),這樣一來,一些跨徑較小的城市橋梁的安全系數(shù)就會比公路橋梁高。而對于那些跨境較大的橋梁而言,不管是公路還是城市橋梁,在設(shè)計(jì)人群荷載時(shí)都呈現(xiàn)出一種遞減的趨勢,通過這樣的設(shè)計(jì)可以有效的控制以前出現(xiàn)的人群荷載產(chǎn)生的內(nèi)力通常比汽車荷載大的情況。由于橋梁設(shè)計(jì)跨徑的不同,兩種規(guī)定中有關(guān)人群荷載的具體方式和內(nèi)容也存在很大的差異,因此,在對橋梁的整體和局部進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)時(shí),要特別注意荷載的實(shí)際采
14、用值,從而有效的保證設(shè)計(jì)的安全性和可靠性。 </p><p> 3.4、汽車制動(dòng)力 </p><p> 在城市橋梁和公路橋梁設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)中,對于汽車制動(dòng)力的設(shè)計(jì)規(guī)定是相同的,都是利用特定的固定值和 10%的車道荷載較大值作為設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)值。但是二者也存在一定的區(qū)別,首先是設(shè)計(jì)中的車輛荷載存在明顯的區(qū)別,此外,當(dāng)荷載車道為同向兩車道以上情況時(shí),兩種規(guī)定中關(guān)于汽車制動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)值的內(nèi)容也有一定的
15、差異,其中《城市 12 規(guī)范》中的各種相關(guān)因素的計(jì)算都是建立在《城市 98 規(guī)范》的基礎(chǔ)上的,因此,這一部分可變荷載在城市橋梁和公路橋梁設(shè)計(jì)中的不同,主要體現(xiàn)在《公路 98 規(guī)范》與《公路 04 規(guī)范》的區(qū)別上。 </p><p><b> 4、作用效應(yīng)組合 </b></p><p> 在《城市 12 規(guī)范》中,除了刪除《公路 89 規(guī)范》中關(guān)于履帶車和平板掛車的
16、相關(guān)內(nèi)容外,其它的荷載組合與《公路 89 規(guī)范》的規(guī)定都相同。但還是有從《城市 12 規(guī)范》中的內(nèi)容來看,如果按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí),組合型式有下面五種: </p><p> ?。?)與《公路 89 規(guī)范》中的第一種組合形式相同,選用了基本可變荷載與永久荷載組合。 </p><p> ?。?)選用基本可變荷載、永久荷載和其他可變荷載相組合三者結(jié)合的方式; </p><
17、p> (3)在第一種組合方式的前提下,再加上由于船只或漂浮物碰撞而引起的偶然荷載。這種組合方式與公路規(guī)范中的第四種組合方式相一致; </p><p> ?。?)在城市橋梁在施工的鹽酸過程中,利用施工中可能出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)重力、腳手架、材料機(jī)具、人群等等由于施工而產(chǎn)生的荷載進(jìn)行組合,在公路規(guī)范中,第五種荷載組合方式與這種組合相一致; </p><p> (5)城市橋梁在設(shè)計(jì)時(shí)承受的各種永
18、久荷載,比方說由于重力、預(yù)加力、地震等多方面原因產(chǎn)生的荷載相互作用組合在一起的組合方式,公路規(guī)范中的第六種組合方式也是同樣的規(guī)范和要求,此外,在通過極限承載能力來進(jìn)行城市橋梁設(shè)計(jì)時(shí),城市標(biāo)準(zhǔn)和公路規(guī)范中關(guān)于永久和可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)的規(guī)定內(nèi)容基本一致。 </p><p> 5、關(guān)于城市橋梁與公路橋梁設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)的思考 </p><p> 通過對比城市橋梁與公路橋梁設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn),讓我們了解
19、到了它們的區(qū)別與聯(lián)系,也認(rèn)識到正由于它們有一定的區(qū)別,所以在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要嚴(yán)格依據(jù)所對應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),因?yàn)橹挥袊?yán)格依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)才能保證橋梁質(zhì)量,在對比之余,筆者還有以下兩個(gè)方面的思考: </p><p> 5.1、重視設(shè)計(jì)的耐久性問題 </p><p> 通過研究表明,若橋梁缺乏耐久性設(shè)計(jì),就會使得一些橋梁受到損害甚至出現(xiàn)倒塌的現(xiàn)象,這便使得橋梁的耐久性設(shè)計(jì)成為當(dāng)今一個(gè)重要的、亟待解決的問
20、題。設(shè)計(jì)上若有缺陷就會影響橋梁的耐久性,甚至已經(jīng)成為了一個(gè)決定性的因素。與常規(guī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相比,結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)有著其特殊性,所以在研究耐久性時(shí)要從定性分析逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槎糠治???v觀國外的橋梁設(shè)計(jì),他們的設(shè)計(jì)原則就是將結(jié)構(gòu)物的耐久性提高,為此,他們統(tǒng)一考慮橋梁的結(jié)構(gòu)布局,并注重其構(gòu)造的細(xì)節(jié),這樣一來使得結(jié)構(gòu)的檢查比較容易,同時(shí)維修也比較簡單,除此之外還在一定程度上降低了維修費(fèi)用的支出,確保了橋梁的安全性,最終提高了經(jīng)濟(jì)效益。 </p&
21、gt;<p> 5.2、在世界范圍內(nèi)共同分享橋梁設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和成果 </p><p> 當(dāng)前,由于我國的橋梁的設(shè)計(jì)人員沒有選用科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方法,致使國內(nèi)橋梁設(shè)計(jì)存在結(jié)構(gòu)正常使用耐久性差、性能差以及安全性差。相比之下,對于一些發(fā)達(dá)的國家,他們則對結(jié)構(gòu)物的性能設(shè)計(jì)十分重視,內(nèi)容主要包括裂縫、振動(dòng)、變形、疲勞性、耐久性能等。除了設(shè)計(jì)合理性方面的缺陷外,由于當(dāng)前國內(nèi)的設(shè)計(jì)主要是靜態(tài)的設(shè)計(jì),這種設(shè)計(jì)理念對于
22、成本維護(hù)以及橋梁的使用壽命方面缺少全面的考慮,僅從經(jīng)濟(jì)的角度確定建設(shè)施工的成本。雖然我國的橋梁設(shè)計(jì)有一定的缺陷,但不可否認(rèn)的是,我國的橋梁設(shè)計(jì)有著國外一些國家所沒有的優(yōu)點(diǎn)與不具備的方法,也是可以與外國一起分享的。因此,為了能夠有效地延長橋梁的使用壽命,保證橋梁的整體質(zhì)量,在未來的橋梁荷載設(shè)計(jì)中,要在世界范圍內(nèi)共同分享橋梁設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和成果,各國家應(yīng)一起努力,推進(jìn)國際橋梁的建設(shè)。 </p><p><b>
23、 結(jié)語 </b></p><p> 總而言之,通過對比我們可以發(fā)現(xiàn),城市橋梁設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)與公路橋梁設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)大部分是相同的,但還是有一部存在差異,因此,在設(shè)計(jì)時(shí),不能混淆兩種設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),嚴(yán)格按照各自的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行,同時(shí),加強(qiáng)國際的交流與合作,進(jìn)而延長橋梁壽命,保證質(zhì)量安全。 </p><p><b> 參考文獻(xiàn): </b></p><
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