城市橋梁與公路橋梁設(shè)計荷載標準對比與思考

1、<p>　　城市橋梁與公路橋梁設(shè)計荷載標準對比與思考</p><p>　　摘要：城市橋梁與公路橋梁設(shè)計的荷載標準有著共同點，也有著不同點，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)計荷載標準， </p><p>　　關(guān)鍵詞：城市橋梁設(shè)計；公路橋梁設(shè)計；荷載標準；對比 </p><p>　　中圖分類號： TU997

2、 文獻標識碼： A </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(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)計也成為了一個關(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)其實際情況進行橋梁設(shè)計。 <

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 日實行了是最早的規(guī)范化的城市橋梁設(shè)計標準。隨著社會經(jīng)濟不斷地發(fā)展，需求不斷增加，建設(shè)部改進了原有的城市橋梁載荷設(shè)計標準，在 1998 年 12 月 1 日頒布了《城市橋梁設(shè)計荷載標準》（CJJ77-98），這一標

4、準從此作為城市橋梁行業(yè)中的強制性標準。在這之后，建設(shè)部又在2012 年 4 月 1 日，正式實施新的《城市橋梁設(shè)計規(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)計荷載是路橋設(shè)計的重要技術(shù)指標，各個時期發(fā)布的荷載標準和設(shè)計規(guī)范反映了我國運輸載重的實際情況和發(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)計荷載標準進行了四次大的修改。 </p><p>　　在2003年，交通部發(fā)布了《公路工程技術(shù)標準》（JTG B01-2003）。隨后不久，交通部又在2004年發(fā)布了《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTG D60-2004）。 </p><p>　　2、橋梁荷載標準的具體應(yīng)用研究 </p><p

6、><b>　　2.1、汽車載荷 </b></p><p>　　2.1.1、車道荷載的計算圖式 </p><p>　　在《公路04規(guī)范》中，對橋梁設(shè)計時的汽車荷載計算圖式作了明確規(guī)定。（1）公路-Ⅰ級車道荷載的均布荷載標準值為=10.5Kn/m，對于集中荷載標準值的選取可以依據(jù)以下規(guī)定： </p><p>　　①當橋梁計算跨徑大于等于50m

7、時，=360kN； </p><p>　?、诋敇蛄涸O(shè)計跨徑小于等于5m時，=180kN； </p><p>　?、郛敇蛄河嬎憧鐝教幱?-50m的范圍之內(nèi)時，就選用直線內(nèi)插獲取相關(guān)數(shù)值。將以上標準值乘以1.2的系數(shù)就可以計算出剪力效應(yīng)。 （2）公路-Ⅱ級車道荷載的集中荷載標準值和均布荷載標準值可以依據(jù)公路-Ⅰ級車道荷載的0.75倍采用。 </p><p>　　2.2、

8、人群荷載標準值選取 在《公路04規(guī)范》中，對人群荷載標準值的選取有以下規(guī)定：（1）當橋梁的計算跨徑小于等于50m時，人群荷載標準值為3.0kN/?；當橋梁計算跨徑大于等于150m時，人群荷載標準值為2.5kN/?；當橋梁計算跨徑處于50-150m范圍內(nèi)時，人群荷載標準值就可以運用線性內(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、，同時在進行計算時要依據(jù)標準值4.0kN/?的均布荷載。 （4）在計算人行道的欄桿時，取1.0kN/m為作用在扶手上的豎向力標準值；取0.75kN/m為作用在欄桿立柱頂部的水平推力標準值。 </p><p>　　3、城市橋梁與公路橋梁設(shè)計荷載標準對比 </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)于汽車沖擊力的計算仍近似地認為沖擊力與計算跨經(jīng)之間存在著反比例的關(guān)系，其計算基本方式與《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)基頻的方式來計算汽車沖擊力。由此可見這兩個規(guī)范中對于汽車沖擊力的計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)詳細的描述。行人行走的橋梁其荷載值為 4.5kPa，而那些專門單獨為行人建設(shè)的橋梁其荷載值為 5kPa。除此以外，對于荷載選用的

13、起點，《城市 12 規(guī)范》的起點要高于公路橋梁的規(guī)定的起點，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)計人群荷載時都呈現(xiàn)出一種遞減的趨勢，通過這樣的設(shè)計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行相應(yīng)的設(shè)計時，要特別注意荷載的實際采

14、用值，從而有效的保證設(shè)計的安全性和可靠性。 </p><p>　　3.4、汽車制動力 </p><p>　　在城市橋梁和公路橋梁設(shè)計荷載標準中，對于汽車制動力的設(shè)計規(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)計的標準值。但是二者也存在一定的區(qū)別，首先是設(shè)計中的車輛荷載存在明顯的區(qū)別，此外，當荷載車道為同向兩車道以上情況時，兩種規(guī)定中關(guān)于汽車制動力標準值的內(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)計時，組合型式有下面五種： </p><p>　　（1）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>　?。?）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、材料機具、人群等等由于施工而產(chǎn)生的荷載進行組合，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)計時承受的各種永

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行城市橋梁設(shè)計時，城市標準和公路規(guī)范中關(guān)于永久和可變荷載的分項系數(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)計荷載標準的思考 </p><p>　　通過對比城市橋梁與公路橋梁設(shè)計荷載標準，讓我們了解

19、到了它們的區(qū)別與聯(lián)系，也認識到正由于它們有一定的區(qū)別，所以在進行設(shè)計時要嚴格依據(jù)所對應(yīng)的規(guī)范標準，因為只有嚴格依據(jù)標準設(shè)計才能保證橋梁質(zhì)量，在對比之余，筆者還有以下兩個方面的思考： </p><p>　　5.1、重視設(shè)計的耐久性問題 </p><p>　　通過研究表明，若橋梁缺乏耐久性設(shè)計，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)計成為當今一個重要的、亟待解決的問

20、題。設(shè)計上若有缺陷就會影響橋梁的耐久性，甚至已經(jīng)成為了一個決定性的因素。與常規(guī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計相比，結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計有著其特殊性，所以在研究耐久性時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，他們的設(shè)計原則就是將結(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)造的細節(jié)，這樣一來使得結(jié)構(gòu)的檢查比較容易，同時維修也比較簡單，除此之外還在一定程度上降低了維修費用的支出，確保了橋梁的安全性，最終提高了經(jīng)濟效益。 </p&

21、gt;<p>　　5.2、在世界范圍內(nèi)共同分享橋梁設(shè)計經(jīng)驗和成果 </p><p>　　當前，由于我國的橋梁的設(shè)計人員沒有選用科學(xué)合理的設(shè)計方法，致使國內(nèi)橋梁設(shè)計存在結(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)達的國家，他們則對結(jié)構(gòu)物的性能設(shè)計十分重視，內(nèi)容主要包括裂縫、振動、變形、疲勞性、耐久性能等。除了設(shè)計合理性方面的缺陷外，由于當前國內(nèi)的設(shè)計主要是靜態(tài)的設(shè)計，這種設(shè)計理念對于

22、成本維護以及橋梁的使用壽命方面缺少全面的考慮，僅從經(jīng)濟的角度確定建設(shè)施工的成本。雖然我國的橋梁設(shè)計有一定的缺陷，但不可否認的是，我國的橋梁設(shè)計有著國外一些國家所沒有的優(yōu)點與不具備的方法，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)計中，要在世界范圍內(nèi)共同分享橋梁設(shè)計經(jīng)驗和成果，各國家應(yīng)一起努力，推進國際橋梁的建設(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)計荷載標準與公路橋梁設(shè)計荷載標準大部分是相同的，但還是有一部存在差異，因此，在設(shè)計時，不能混淆兩種設(shè)計標準，嚴格按照各自的標準來進行，同時，加強國際的交流與合作，進而延長橋梁壽命，保證質(zhì)量安全。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><