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1、公路桥梁设计规范答疑-鲍卫刚 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望公路桥涵设计规范应用及设计技术交流公路桥涵设计规范应用及设计技术交流 2009年年11月月7-8日，江苏南京日，江苏南京报告安排：报告安排：1 公路桥涵设计通用规范公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-2004 公路圬工桥涵设计规范公路圬工桥涵设计规范JTG D61-2005 应用释疑应
2、用释疑 2 公路桥梁上部结构通用图公路桥梁上部结构通用图 3 大跨径预应力混凝土梁式桥设计技术大跨径预应力混凝土梁式桥设计技术 一、规范应用释疑一、规范应用释疑标准规范的定位标准规范的定位 作用：行为的基本规范、依据，但不是法律作用：行为的基本规范、依据，但不是法律 两个主要误区：一是唯标准规范为上，二是不把标准规范当正事。两个主要误区：一是唯标准规范为上，二是不把标准规范当正事。规范是以往工程实践的总结，不可能完全适用各种情况。规范是以往工程实践的总结，不可能完全适用各种情况。计划经济年代养成技术人员过分依赖规范的习惯并一切唯规范是从的行动准则，计划经济年代养成技术人员过分依赖规范的习惯并一
3、切唯规范是从的行动准则，使他们的设计行为变成只对规范负责，而不是首先对工程质量负责规范的错误定位，使他们的设计行为变成只对规范负责，而不是首先对工程质量负责规范的错误定位，束缚了技术人员的创造性，阻碍了技术进步。束缚了技术人员的创造性，阻碍了技术进步。市场经济条件下，规范的作用只建立在业主与设计、施工企业之间的合同或契市场经济条件下，规范的作用只建立在业主与设计、施工企业之间的合同或契约基础上，作为共同认可的进行工程的一种规则，如果牵涉到违法，也只反映在是约基础上，作为共同认可的进行工程的一种规则，如果牵涉到违法，也只反映在是否存在背约的行为上。否存在背约的行为上。对于特别复杂的工程，可以对特
4、殊内容制定专门设计、施工、质量评定标准。对于特别复杂的工程，可以对特殊内容制定专门设计、施工、质量评定标准。一、规范应用释疑一、规范应用释疑标准规范的定位标准规范的定位 技术标准规范中的要求只是最低要求技术标准规范中的要求只是最低要求英国土建工程设计与施工的各种标准的第一页，都写有：英国土建工程设计与施工的各种标准的第一页，都写有：遵守英国规范（标准）本身，并不给予豁免法律责任遵守英国规范（标准）本身，并不给予豁免法律责任 美国美国ACI混凝土结构设计规范的第一章、第一句话：混凝土结构设计规范的第一章、第一句话：“本规范提供设计与施工本规范提供设计与施工的最低要求的最低要求”。美国公路部门美国
5、公路部门ASSHTO桥梁设计规程的第一章第一节中写道：桥梁设计规程的第一章第一节中写道：“本规程无意取代设计人所具有的专门教育和工程判断的训练，仅在本规程无意取代设计人所具有的专门教育和工程判断的训练，仅在规程中规定为保证公共安全的最低要求。业主或设计人可能需要在设计规程中规定为保证公共安全的最低要求。业主或设计人可能需要在设计中采用新的先进技术，或需对材料及施工质量提出更高的要求中采用新的先进技术，或需对材料及施工质量提出更高的要求”。与此相反，我国现行规范带着短缺计划经济年代的深刻烙印，回避最低要求的提法，并时与此相反，我国现行规范带着短缺计划经济年代的深刻烙印，回避最低要求的提法，并时常
6、在客观上暗示标准规范要求的唯一性。常在客观上暗示标准规范要求的唯一性。一、规范应用释疑一、规范应用释疑2设计标准的演变设计标准的演变我国公路桥梁设计标准的演变我国公路桥梁设计标准的演变20世纪世纪50年代：年代：公路工程设计准则公路工程设计准则 60年代：年代：公路桥梁设计规范公路桥梁设计规范（试行）（试行）（1961年年9月）月）70年代：年代：公路桥涵设计规范公路桥涵设计规范（1975年）年）公路预应力混凝土桥梁设计规范公路预应力混凝土桥梁设计规范（1978年）年）80年代：年代：公路桥涵设计通用规范公路桥涵设计通用规范JTJ021-85、公路砖石及混凝土桥涵设计规范公路砖石及混凝土桥涵设
7、计规范JTJ022-85、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTJ023-85、公路桥涵钢结构及木结构设计规范公路桥涵钢结构及木结构设计规范JTJ023-86、公路桥涵地基与基础设计规范公路桥涵地基与基础设计规范JTJ024-86 等等 进入进入21世纪：世纪：公路桥涵设计通用规范公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004、公路圬工桥涵设计规范公路圬工桥涵设计规范JTG D61-2005、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-2004 等等一、规范应用释疑一、规范应用释疑3.设计理论的基
8、本演变设计理论的基本演变 (1)容许应力法容许应力法（构件抗力指标上的代表平均水平）（构件抗力指标上的代表平均水平）(2)破损阶段设计法破损阶段设计法（定值极限状态设计方法）（定值极限状态设计方法）（荷载强度指标上的同样代表平均水平）（荷载强度指标上的同样代表平均水平）(3)以可靠性理论为基础的概率极限状态设计方法以可靠性理论为基础的概率极限状态设计方法 （显示了结构的可靠程度与拟承担的风险之间的直接关系）显示了结构的可靠程度与拟承担的风险之间的直接关系）以往的容许应力设计方法也具有一定的概率的含义。以往的容许应力设计方法也具有一定的概率的含义。概率极限状态设计方法的水准；概率极限状态设计方法
9、的水准；水准水准I半概率设计法；半概率设计法；水准水准II近似概率设计方法；近似概率设计方法；水准水准III全概率设计法。全概率设计法。一、规范应用释疑一、规范应用释疑结构可靠度的定义：结构可靠度的定义：结构在结构在规定的时间规定的时间内，在内，在规定的条件规定的条件下，下，完成完成预定功能预定功能的概率。的概率。规定条件规定条件-正常设计、正常施工和正常使用正常设计、正常施工和正常使用规定时间规定时间-设计基准期设计基准期 预定功能预定功能-安全性、适用性、耐久性安全性、适用性、耐久性 （总称为结构的可靠性）（总称为结构的可靠性）结构功能函数结构功能函数:，结构功能函数是用来描述结构，结构功
10、能函数是用来描述结构完成功能状况的，以基本变量为自变量的函数。完成功能状况的，以基本变量为自变量的函数。结构处于可靠状态；结构处于可靠状态；结构已失效或破坏；结构已失效或破坏；结构处于极限状态。结构处于极限状态。结构的结构的失效概率失效概率与与可靠指标可靠指标 极限状态方程极限状态方程可靠指标可靠指标与平均值与平均值mZmZ 关系关系 可靠指标可靠指标及相应的失效概率及相应的失效概率P Pf f的关系的关系1.01.642.003.003.714.004.50Pf5.8710-25.0510-22.2710-21.3510-31.0410-43.1710-53.4010-6 公路桥梁结构构件的
11、目标可靠指标公路桥梁结构构件的目标可靠指标 结结构安全构安全等等级级一一级级二二级级三三级级构件破坏构件破坏类类型型延性破坏延性破坏4.74.23.7脆性破坏脆性破坏5.24.74.2设计设计安全安全等等级级特大特大桥桥、重要大重要大桥桥大大桥桥、中、中桥桥、重要小重要小桥桥小小桥桥、涵洞涵洞重要性系重要性系数数1.11.00.9一、规范应用释疑一、规范应用释疑标准规范设计理论变化的目的：标准规范设计理论变化的目的：寻找更为合理、科学的工程结构安全度、耐久性的评价指标寻找更为合理、科学的工程结构安全度、耐久性的评价指标采用概率极限状态设计方法可明显地体现如下方面的优点：采用概率极限状态设计方法
12、可明显地体现如下方面的优点：1可使工程结构设计规范引入先进的可靠性理论；可使工程结构设计规范引入先进的可靠性理论；2可更全面地考虑影响结构可靠性诸因素的变异性，使结构设计规范所采用可更全面地考虑影响结构可靠性诸因素的变异性，使结构设计规范所采用的有关参、系数更趋于反映客观实际，使所设计的结构更趋合理；的有关参、系数更趋于反映客观实际，使所设计的结构更趋合理；3可变作用按随机过程进行分析，随机过程的时间域可取为结构的设计基准可变作用按随机过程进行分析，随机过程的时间域可取为结构的设计基准期，从而使结构设计的可靠概率有了一个统一的时间概念；期，从而使结构设计的可靠概率有了一个统一的时间概念；4有了
13、具体结构的目标可靠指标，可根据工程结构的不同要求和特点恰当地有了具体结构的目标可靠指标，可根据工程结构的不同要求和特点恰当地划分和选择安全等级，以便处理好结构可靠性与经济性之间的矛盾；实用的极限状划分和选择安全等级，以便处理好结构可靠性与经济性之间的矛盾；实用的极限状态设计表达式中的各分项系数，使所设计的同类结构和结构构件在不同的承载情况态设计表达式中的各分项系数，使所设计的同类结构和结构构件在不同的承载情况下具有较佳的可靠度的一致性，使工程结构的极限状态设计方法更加科学、合理；下具有较佳的可靠度的一致性，使工程结构的极限状态设计方法更加科学、合理；5结构的可靠度往往与质量控制联系在一起，为了
14、保证结构设计达到预定的结构的可靠度往往与质量控制联系在一起，为了保证结构设计达到预定的可靠度，可以进一步强调质量控制的重要性，从而使设计规范与施工、验收等标准可靠度，可以进一步强调质量控制的重要性，从而使设计规范与施工、验收等标准在结构可靠度上得以互相衔接和配套。在结构可靠度上得以互相衔接和配套。一、规范应用释疑一、规范应用释疑耐久性设计耐久性设计全寿命周期评估与设计全寿命周期评估与设计 （规划、社会、业主、设计、施工、管理、使用、维护等）（规划、社会、业主、设计、施工、管理、使用、维护等）-风险评估风险评估 （耐久性、地震、风、施工过程、管理、撞击、火、恐怖）（耐久性、地震、风、施工过程、管
15、理、撞击、火、恐怖）事故模型、风险损失、风险概率、风险评估事故模型、风险损失、风险概率、风险评估工程保险工程保险 在桥梁规划、设计、施工、使用、维修、拆除等与桥梁结构在桥梁规划、设计、施工、使用、维修、拆除等与桥梁结构 相关的各个过程中出现的，对相关利益团体的某种既定目标造成相关的各个过程中出现的，对相关利益团体的某种既定目标造成 影响的不确定事态，可称为桥梁风险。影响的不确定事态，可称为桥梁风险。-基于风险的设计理论基于风险的设计理论一、规范应用释疑一、规范应用释疑基于（单一）性能（指标）的设计基于（单一）性能（指标）的设计抗震抗震可持续桥梁设计理论可持续桥梁设计理论可持续发展是指既满足现代
16、人的需求且不损害满足后代人需求的能力。可持续发展是指既满足现代人的需求且不损害满足后代人需求的能力。设计需考虑各代决策人之间的决策权的平等问题和价值不变的原则。设计需考虑各代决策人之间的决策权的平等问题和价值不变的原则。和谐桥梁设计理论和谐桥梁设计理论？！？！-脚踩在地上才能踏实！脚踩在地上才能踏实！一、规范应用释疑一、规范应用释疑4.设计原则设计原则 公路桥涵设计规范公路桥涵设计规范（试行）（试行）（1975年）第年）第1.3条：条：适用、经济、安全、适当照顾美观适用、经济、安全、适当照顾美观 1985版规范：版规范：安全、适用、经济、美观安全、适用、经济、美观2004年版规范（第年版规范（
17、第1.0.1、1.0.5条）：条）：技术先进、安全可靠、适用耐久、经济适用技术先进、安全可靠、适用耐久、经济适用 安全、适用、安全、适用、经济、美观经济、美观和有利环保和有利环保 （美观、经济美观、经济）-地标地标一、规范应用释疑一、规范应用释疑5.设计基准期与设计寿命设计基准期与设计寿命通用规范通用规范第第1.0.6 条条:公路桥涵结构的设计基准期为公路桥涵结构的设计基准期为100年年。通过结构构件、结构的可靠度将规划、勘察、设计、施工、监理、养护通过结构构件、结构的可靠度将规划、勘察、设计、施工、监理、养护维修、运营管理等各个环节串连起来，维修、运营管理等各个环节串连起来，建立全寿命周期成
18、本的概念，在建立全寿命周期成本的概念，在保证前期建设费用的基础上进一步加强和重视管理和养护的投入，才能保证前期建设费用的基础上进一步加强和重视管理和养护的投入，才能保证结构整体的使用寿命。保证结构整体的使用寿命。建筑结构设计统一标准建筑结构设计统一标准GB50068-2001规定纪念性或特别重要的规定纪念性或特别重要的建筑结构，建筑结构，100年。年。欧洲规范（欧洲规范（Eurocode）规定：房屋建筑及其他普通结构）规定：房屋建筑及其他普通结构50年，纪年，纪念性建筑、桥梁和其他土木结构，念性建筑、桥梁和其他土木结构，100年。年。结构可靠性总原则结构可靠性总原则ISO/DIS2394:19
19、98规定：设计工作期较长的规定：设计工作期较长的结构（如大桥）结构（如大桥）50-150年。年。美国对桥梁的设计使用年限为不小于美国对桥梁的设计使用年限为不小于75100年。年。英国规定各类结构物设计寿命为：桥梁、隧道等交通运输结构，英国规定各类结构物设计寿命为：桥梁、隧道等交通运输结构，120年。年。一、规范应用释疑一、规范应用释疑要确保结构或结构构件的可靠度，其要确保结构或结构构件的可靠度，其安全性、适用性和耐久性安全性、适用性和耐久性指标均需满足，缺一指标均需满足，缺一不可。在考虑了环境因素和预期的维护水平后，结构的设计应使结构在其设计工作不可。在考虑了环境因素和预期的维护水平后，结构的
20、设计应使结构在其设计工作年限内的劣化不影响对结构期望的功能。为此，需考虑如下因素：年限内的劣化不影响对结构期望的功能。为此，需考虑如下因素：(1)预期或可预见的使用目的；预期或可预见的使用目的；(2)要求的设计准则；要求的设计准则；(3)预期的环境条件；预期的环境条件；(4)材料和制品的组成、特性和性能；材料和制品的组成、特性和性能；(5)结构体系的选择；结构体系的选择；(6)构件形状和结构细部构造；构件形状和结构细部构造；(7)制作质量和控制水平；制作质量和控制水平；(8)特别的保护措施；特别的保护措施；(9)设计工作寿命期内要进行的维护。设计工作寿命期内要进行的维护。设计基准期是为确定可变
21、作用及与时间有关的材料性能等取值而选用的时间参数。设计基准期是为确定可变作用及与时间有关的材料性能等取值而选用的时间参数。设计使用年限（寿命）为设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预设计使用年限（寿命）为设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预定目的使用的时期。定目的使用的时期。用以作为结构耐久性设计的依据并具有规定裕度或保证率的目标使用年限。设用以作为结构耐久性设计的依据并具有规定裕度或保证率的目标使用年限。设计使用年限由业主或用户与设计人员共同确定，并满足有关法规的最低要求。计使用年限由业主或用户与设计人员共同确定，并满足有关法规的最低要求。因此：因此：设计使用年限在考虑结构
22、重要性及其上述需要考虑的因素后，一般取值可低设计使用年限在考虑结构重要性及其上述需要考虑的因素后，一般取值可低于或等值于设计基准期。于或等值于设计基准期。一、规范应用释疑一、规范应用释疑6.设计理念的调整设计理念的调整1.0.10 特殊大桥宜进行景观设计；上跨高速公路、一级公路的桥梁特殊大桥宜进行景观设计；上跨高速公路、一级公路的桥梁应与自然环境和景观相协调。应与自然环境和景观相协调。3.3.1-2 高速公路、一级公路的特殊大桥为整体式上部结构时，其中高速公路、一级公路的特殊大桥为整体式上部结构时，其中央分隔带和路肩的宽度可根据具体情况适当减小，但减窄后的宽央分隔带和路肩的宽度可根据具体情况适
23、当减小，但减窄后的宽度不应小于表度不应小于表3.3.1-2和表和表3.3.1-3规定的规定的“最小值最小值”。原标准的规定为：特大桥及大桥的侧向宽度可适当减小，中原标准的规定为：特大桥及大桥的侧向宽度可适当减小，中小桥和涵洞宜与路基同宽。提出了应该保持和提高一条线路整体小桥和涵洞宜与路基同宽。提出了应该保持和提高一条线路整体的通行能力和服务水平的桥涵方面要求。的通行能力和服务水平的桥涵方面要求。一、规范应用释疑一、规范应用释疑6.设计理念的调整设计理念的调整 3.5.8 弯、坡、斜、宽桥梁宜选用圆形板式橡胶支座。公路桥涵弯、坡、斜、宽桥梁宜选用圆形板式橡胶支座。公路桥涵不宜使用带球冠或坡型的橡
24、胶支座。墩台构造应满足更换支座的不宜使用带球冠或坡型的橡胶支座。墩台构造应满足更换支座的要求。要求。强调应该采用合理、科学的先进技术，包括产品，但必须首强调应该采用合理、科学的先进技术，包括产品，但必须首先满足结构的功能要求和安全度要求。先满足结构的功能要求和安全度要求。采用合理、科学的先进技术和产品，满足结构的功能要求和采用合理、科学的先进技术和产品，满足结构的功能要求和安全度要求：公路桥涵不宜使用带球冠或坡型的橡胶支座；安全度要求：公路桥涵不宜使用带球冠或坡型的橡胶支座；（建议压力（建议压力300吨及以下，优先考虑板式支座，吨及以下，优先考虑板式支座，300-800吨优先考虑球形支座，吨优
25、先考虑球形支座，600吨以上可考虑盆式支座）。吨以上可考虑盆式支座）。（板梁下的（板梁下的4支座或支座或3支座；支座；T梁连续的单支承或双支承）梁连续的单支承或双支承）一、规范应用释疑一、规范应用释疑6.设计理念的调整设计理念的调整 3.4.4 高速公路、一级公路和二级公路的桥头应设置搭板。搭高速公路、一级公路和二级公路的桥头应设置搭板。搭板厚度不宜小于板厚度不宜小于250mm，长度不宜小于，长度不宜小于5m。第。第3.5.3条：高速条：高速公路、一级公路上的多孔梁（板）桥宜采用连续桥面简支结构，公路、一级公路上的多孔梁（板）桥宜采用连续桥面简支结构，或采用整体连续结构。或采用整体连续结构。总
26、结、推荐成功的设计、构造方法，引导设计、施工走向总结、推荐成功的设计、构造方法，引导设计、施工走向标准化和节约型发展。标准化技术和产品的广泛应用是最大的标准化和节约型发展。标准化技术和产品的广泛应用是最大的资源的节约。资源的节约。一、规范应用释疑一、规范应用释疑 6.设计理念的调整设计理念的调整 3.4.1 3.4.1 桥上及桥头引道的线形应与路线布设相互协调桥上及桥头引道的线形应与路线布设相互协调,各项各项技术指标应符合路线布设的规定。桥上纵坡不宜大于技术指标应符合路线布设的规定。桥上纵坡不宜大于4%4%，桥头，桥头引道纵坡不宜大于引道纵坡不宜大于5%5%。桥头两端引道线形应与桥上线形相配合
27、。桥头两端引道线形应与桥上线形相配合。根据根据新理念公路设计指南新理念公路设计指南P47P47：从能源消耗和环境保护角度来：从能源消耗和环境保护角度来考虑，发达国家当采用大于考虑，发达国家当采用大于3%3%纵坡时，需要进行环保论证。根据我国纵坡时，需要进行环保论证。根据我国油耗与道路纵坡关系的研究成果，纵坡每增加油耗与道路纵坡关系的研究成果，纵坡每增加1%1%，每吨公里的油耗急，每吨公里的油耗急剧增加。统计表明，坡度大于剧增加。统计表明，坡度大于3%3%路段的事故率是平缓路段事故率的路段的事故率是平缓路段事故率的2-32-3倍，且随着坡度的增大，油耗急剧增加，环境污染随之加重。倍，且随着坡度的
28、增大，油耗急剧增加，环境污染随之加重。一、规范应用释疑一、规范应用释疑 6.设计设计理念的理念的调调整整3.6.1 桥桥面面铺铺装的装的结结构型式宜与所在位置的公路路面相构型式宜与所在位置的公路路面相协调协调。桥桥面面铺铺装装应应有完善的有完善的桥桥面防水、排水系面防水、排水系统统。特大特大桥桥、大、大桥桥的的桥桥面面铺铺装宜采用装宜采用沥沥青混凝土青混凝土桥桥面面铺铺装。装。3.6.2 桥桥面面铺铺装装应设应设防水防水层层。圬工圬工桥桥台背面及拱台背面及拱桥桥拱圈与填料拱圈与填料间应设间应设置防水置防水层层，并，并设设盲沟排水。盲沟排水。3.6.3 高速公路、一高速公路、一级级公路上公路上桥
29、桥梁的梁的沥沥青混凝土青混凝土桥桥面面铺铺装装层层厚度不厚度不应应小小于于70mm；二；二级级及二及二级级以下公路以下公路桥桥梁的梁的沥沥青混凝土青混凝土桥桥面面铺铺装装层层厚度不厚度不应应小于小于50mm。3.6.4 水泥混凝土水泥混凝土桥桥面面铺铺装面装面层层（不含整平（不含整平层层和和垫层垫层）的厚度不）的厚度不应应小于小于80mm，混凝土，混凝土强强度等度等级级不不应应低于低于C40。水泥混凝土。水泥混凝土桥桥面面铺铺装装层层内内应应配配置置钢钢筋网，并筋网，并设设置置锚锚固固钢钢筋。筋。钢钢筋直径不筋直径不应应小于小于8mm，间间距不宜大于距不宜大于100mm。一、规范应用释疑一、规
30、范应用释疑 6.设计理念的调整设计理念的调整3.6.5 正交异性板正交异性板钢桥钢桥面面沥沥青混凝土青混凝土铺铺装装结结构可根据当地具体构可根据当地具体环环境条件境条件和和桥桥梁梁结结构及其构及其桥桥面系的面系的实际实际情况情况选选用。用。钢桥面铺装一般采用沥青混凝土体系，其涉及到对正交异性钢桥钢桥面铺装一般采用沥青混凝土体系，其涉及到对正交异性钢桥面板的受力分析、铺装材料的基本强度、变形性能、抗腐蚀性、水稳面板的受力分析、铺装材料的基本强度、变形性能、抗腐蚀性、水稳性、高温稳定性、低温抗裂性、粘结性、抗滑性、施工工艺，等等。性、高温稳定性、低温抗裂性、粘结性、抗滑性、施工工艺，等等。目前，钢
31、桥面铺装主要有以德国、日本为代表的高温拌和浇筑式目前，钢桥面铺装主要有以德国、日本为代表的高温拌和浇筑式沥青混凝土（沥青混凝土（GussasphaltGussasphalt），以英国为代表的沥青玛蹄脂混合料），以英国为代表的沥青玛蹄脂混合料（MasticasphaltMasticasphalt），德国和日本等国近期采用的改性沥青），德国和日本等国近期采用的改性沥青SMASMA（Stone Mastic AsphaltStone Mastic Asphalt），和以美国为代表的环氧树脂沥青混），和以美国为代表的环氧树脂沥青混凝土（凝土（Epoxy Asphalt)Epoxy Asphalt)等几
32、类。等几类。1.0.111.0.11公路桥涵分类标准公路桥涵分类标准 桥涵分类桥涵分类多孔跨径总长多孔跨径总长L L（m m）单孔跨径单孔跨径L L0 0（m m）特大桥特大桥LL500500(1000)(1000)L L0 0 100100(150)(150)大桥大桥100100L500L500(1000)(1000)4040L L0 0100100(150)(150)中桥中桥3030L100L1002020L L0 04040小桥小桥8L308L305L5L0 02020涵洞涵洞L L0 05 5一、规范应用释疑一、规范应用释疑 7.7.公路桥涵分类标准公路桥涵分类标准 构造物名称构造物名
33、称公公 路路 等等 级级高速公高速公路路一一二二三三四四特大桥特大桥1/3001/3001/3001/3001/1001/1001/1001/1001/1001/100大、中桥大、中桥1/1001/1001/1001/1001/1001/1001/501/501/501/50小桥小桥1/1001/1001/1001/1001/501/501/251/251/251/25涵洞及小型排水构涵洞及小型排水构造物造物1/1001/1001/1001/1001/501/501/251/25不作规不作规定定3.1.7 3.1.7 桥涵设计洪水频率标准桥涵设计洪水频率标准高速公路、一级公路的高速公路、一级公
34、路的指标间接下调。指标间接下调。一、规范应用释疑一、规范应用释疑 8.8.洪水频率洪水频率标准标准 一、规范应用释疑一、规范应用释疑 6.设计理念的调整设计理念的调整3.1.3 桥梁纵轴线宜与洪水主流流向正交。对通航河流上的桥梁，桥梁纵轴线宜与洪水主流流向正交。对通航河流上的桥梁，其墩台沿水流方向的轴线应与最高通航水位时的主流方向一致。其墩台沿水流方向的轴线应与最高通航水位时的主流方向一致。当斜交不能避免时，交角不宜大于当斜交不能避免时，交角不宜大于5；当交角大于；当交角大于5时，宜增加时，宜增加通航孔净宽。通航孔净宽。3.1.4 桥涵水文、水力的计算应符合桥涵水文、水力的计算应符合公路工程地
35、质勘察规范公路工程地质勘察规范JTJ064和和公路工程水文勘测设计规范公路工程水文勘测设计规范JTG C30的规定。的规定。一、规范应用释疑一、规范应用释疑 6.设计理念的调整设计理念的调整3.4.1 桥上线形应与路线布设相互协调，各项技术指标应符合路桥上线形应与路线布设相互协调，各项技术指标应符合路线布设的规定。桥上纵坡不宜大于线布设的规定。桥上纵坡不宜大于4%，桥头引道纵坡不宜大于，桥头引道纵坡不宜大于5%；位于市镇混合交通繁忙处，桥上纵坡和桥头引道纵坡均不；位于市镇混合交通繁忙处，桥上纵坡和桥头引道纵坡均不得大于得大于3%。桥头两端引道线形应与桥上线形相配合。桥头两端引道线形应与桥上线形
36、相配合。3.7.1 特大、大桥上部构造宜设置检查平台、通道、扶梯、箱内特大、大桥上部构造宜设置检查平台、通道、扶梯、箱内照明、入口井盖等专门供检查和养护用的设施，保证工作人员照明、入口井盖等专门供检查和养护用的设施，保证工作人员的正常工作和安全。条件许可时，特大、大桥应设置检修通道。的正常工作和安全。条件许可时，特大、大桥应设置检修通道。特大桥和大桥的墩台宜根据需要设置测量标志，测量标志的设特大桥和大桥的墩台宜根据需要设置测量标志，测量标志的设置应符合有关规范的规定。置应符合有关规范的规定。一、规范应用释疑一、规范应用释疑7.设计表达式设计表达式 结构设计需考虑的极限状态：结构设计需考虑的极限
37、状态：承载能力极限状态承载能力极限状态 正常使用极限状态设计正常使用极限状态设计 结构设计需考虑的设计状况：结构设计需考虑的设计状况：持久状况持久状况 短暂状况短暂状况 偶然状况偶然状况按承按承载载能力极限状能力极限状态设计时态设计时的作用效的作用效应组应组合：合：1 1 基本基本组组合合2 偶然组合。永久作用标准值效应与可变作用某种偶然组合。永久作用标准值效应与可变作用某种代表值效应、一种偶然作用标准值效应相组合。代表值效应、一种偶然作用标准值效应相组合。一、规范应用释疑一、规范应用释疑1.2*1.2*恒荷载恒荷载+1.4*+1.4*汽车荷载汽车荷载1.2*1.2*恒荷载恒荷载+1.4*+1
38、.4*汽车荷载汽车荷载+0.8*1.4*+0.8*1.4*人群荷载人群荷载1.2*1.2*恒荷载恒荷载+1.4*+1.4*汽车荷载汽车荷载+0.7*0.7*（1.4*1.4*人群荷载人群荷载+1.1*+1.1*风荷载）风荷载）1.2*1.2*恒荷载恒荷载+1.4*+1.4*汽车荷载汽车荷载 +0.6*+0.6*（1.4*1.4*人群荷载人群荷载+1.1*+1.1*风荷载风荷载+1.4*+1.4*土压力）土压力）1.2*1.2*恒荷载恒荷载+1.4*+1.4*汽车荷载汽车荷载+0.5*+0.5*（1.4*1.4*人群荷载人群荷载 +1.1*+1.1*风荷载风荷载+1.4*+1.4*土压力土压力+
39、1.4*+1.4*汽车制动力）汽车制动力）一、规范应用释疑一、规范应用释疑按正常使用极限状态设计时的作用效应组合：按正常使用极限状态设计时的作用效应组合：1 1 作用短期效应组合作用短期效应组合2 2作用长期效应组合作用长期效应组合一、规范应用释疑一、规范应用释疑一、规范应用释疑一、规范应用释疑8 汽车荷载标准汽车荷载标准 汽车荷载等级（汽车荷载等级（97标准）标准）新标准新标准 汽车汽车超超20级、挂车级、挂车120 -相当于相当于-公路公路级级 汽车汽车20级、挂车级、挂车100 -相当于相当于-公路公路级级 汽车汽车15级、挂车级、挂车80 汽车汽车10级、履带级、履带50 二级公路为干
40、线公路且重型车辆多时，其桥涵的设计可采用公路二级公路为干线公路且重型车辆多时，其桥涵的设计可采用公路级汽车荷载。级汽车荷载。四级公路上重型车辆少时，其桥涵设计采用的公路四级公路上重型车辆少时，其桥涵设计采用的公路级车道荷载的级车道荷载的效应可乘以效应可乘以0.8的折减系数，车辆荷载的效应可乘以的折减系数，车辆荷载的效应可乘以0.7的折减系数。的折减系数。公路等级公路等级高速公路、一级公路高速公路、一级公路二、三、四级公路二、三、四级公路汽车荷载等级汽车荷载等级 公路公路级级公路公路级级一、规范应用释疑一、规范应用释疑8 汽车荷载标准汽车荷载标准标准汽车荷载模式标准汽车荷载模式 97标准：标准：
41、计算荷载（车队荷载）计算荷载（车队荷载）+验算荷载（履带车和挂车）验算荷载（履带车和挂车）新标准：新标准：车道荷载车道荷载(均布荷载均布荷载+集中荷载）集中荷载）+车辆荷载车辆荷载 桥涵结构的整体计算采用车道荷载，局部加载、横向桥面板、涵洞、桥涵结构的整体计算采用车道荷载，局部加载、横向桥面板、涵洞、桥台台后汽车引起的土压力和挡土墙上汽车引起的土压力等的计算采桥台台后汽车引起的土压力和挡土墙上汽车引起的土压力等的计算采用车辆荷载。车辆荷载与车道荷载的作用不得叠加。用车辆荷载。车辆荷载与车道荷载的作用不得叠加。-T梁结构和箱梁结构的横隔梁以及梁结构和箱梁结构的横隔梁以及 拱桥的横梁等均应采拱桥的
42、横梁等均应采 用车用车 辆荷载辆荷载 计算其效应。计算其效应。-取消验算荷载的概念，并不表明同取消验算荷载的概念，并不表明同 时也允许各类超载超限车辆可以不时也允许各类超载超限车辆可以不 受限制地在公路上通行。超载、特受限制地在公路上通行。超载、特 载车辆在公路上行驶时，仍要对桥载车辆在公路上行驶时，仍要对桥 涵构造物进行必要的验算，并按有涵构造物进行必要的验算，并按有 关管理程序取得道路通行证。关管理程序取得道路通行证。一、规范应用释疑一、规范应用释疑8 汽车荷载标准汽车荷载标准 设计车道数、设计车道数、横向分布系数的计算横向分布系数的计算、汽车荷载纵向和多车道折、汽车荷载纵向和多车道折减的
43、规定维持减的规定维持9797标准的规定。标准的规定。问题：问题：(1)(1)均布荷载的加载，影响线和影响面加载；均布荷载的加载，影响线和影响面加载；(2)(2)集中荷载的加载方式；集中荷载的加载方式；(3)(3)桥墩和桥台的加载方式，上部结构与下部结构的加载的桥墩和桥台的加载方式，上部结构与下部结构的加载的区别；区别；(4)(4)超载超载。公路圬工桥涵设计规范公路圬工桥涵设计规范JTG D61-2005JTG D61-2005：5.1.1 当采用公路当采用公路级、公路级、公路车道荷载计算拱的正弯矩时，车道荷载计算拱的正弯矩时，自拱顶至拱跨自拱顶至拱跨1/4各截面应乘以各截面应乘以0.7折减系数
44、；拱脚截面乘以折减系数；拱脚截面乘以0.9折减系数；拱跨折减系数；拱跨1/4至拱脚各截面，其折减系数按直线插入法确至拱脚各截面，其折减系数按直线插入法确定。定。-数学问题数学问题4.3.2 4.3.2 冲击系数冲击系数可按下式计算：可按下式计算：当当 时，时，=0.05=0.05 当当 时，时，当当 时，时，=0.45=0.45 一、规范应用释疑一、规范应用释疑一、规范应用释疑一、规范应用释疑9 人群标准人群标准 4.3.5 人群荷载人群荷载1 标标准准值值 97标标准：准：3.5千牛千牛/平方米平方米 新新标标准：准：3.0千牛千牛/平方米平方米2纵纵向折减向折减 L=50米：米：3.0千牛
45、千牛/平方米平方米 L=150米：米：2.5千牛千牛/平方米平方米 L=50-150米：米：线线性内插性内插一、规范应用释疑一、规范应用释疑10 风荷载风荷载 1 基本风压基本风压基本风速基本风速 基本风压图基本风压图基本风速图基本风速图 2 定义：离地定义：离地20m高高离地离地10m高高 3 风荷载计算：风荷载计算：基本风压基本风压阵风风速（时距阵风风速（时距1-3s）结果：风荷载比原规范大结果：风荷载比原规范大2-3倍倍 风荷载分项系数取为风荷载分项系数取为1.1影响：高墩桥梁影响：高墩桥梁一、规范应用释疑一、规范应用释疑11 温度梯度标准温度梯度标准 T T1 1（）T T2 2（）混
46、凝土铺装混凝土铺装25256.76.750mm50mm沥青混凝土铺装层沥青混凝土铺装层20206.76.7100mm100mm沥青混凝土铺装层沥青混凝土铺装层14145.55.5 如严格按规范执行，如严格按规范执行，则一半以上的混凝土结则一半以上的混凝土结构中的梯度温度应力的构中的梯度温度应力的效应将达到与汽车荷载效应将达到与汽车荷载效应相同的级别，而按效应相同的级别，而按以往的规范，温度梯度以往的规范，温度梯度的影响有限，或故意不的影响有限，或故意不考虑。考虑。一、规范应用释疑一、规范应用释疑11 温度梯度标准温度梯度标准 铁铁路路公路公路（04）英国英国新西新西兰兰美国美国公路公路（85）
47、顶顶板上板上缘缘-7.87-8.13-4.33-9.75-9.76-1.40顶顶板下板下缘缘-1.81-3.86-2.03-4.18-4.64-0.491 箱梁无箱梁无铺铺装装纵纵向向应应力的力的计计算算 升温梯度升温梯度降温梯度降温梯度规规范范公路（公路（04）英国英国美国美国顶顶板上板上缘缘4.062.294.89顶顶板下板下缘缘1.930.862.32腹板中部腹板中部-0.75-0.87-0.88底板上底板上缘缘-1.070.20-1.27底板下底板下缘缘-1.181.18-1.4012 12 船舶与漂流物撞船舶与漂流物撞击击力力 4.4.2-2 4.4.2-2 海轮撞击作用的标准值海轮
48、撞击作用的标准值船舶装载量船舶装载量DWT(t)DWT(t)300030005000500075007500100001000020000200003000030000横桥向撞击作用横桥向撞击作用(kN(kN）196001960025400254003100031000358003580050700507006210062100顺桥向撞击作用顺桥向撞击作用(kN(kN）9800980012700127001550015500179001790025350253503105031050一、规范应用释疑一、规范应用释疑 船舶或漂流物与桥梁结构的碰撞过程十分复杂，其与碰撞时的环境因素（风船舶或漂流物
49、与桥梁结构的碰撞过程十分复杂，其与碰撞时的环境因素（风浪、气候、水流等）、船舶特性（船舶类型、船舶尺寸、行进速度、装载情况以浪、气候、水流等）、船舶特性（船舶类型、船舶尺寸、行进速度、装载情况以及船首、船壳和甲板室的强度和刚度等）、桥梁结构因素（桥梁构件的尺寸、形及船首、船壳和甲板室的强度和刚度等）、桥梁结构因素（桥梁构件的尺寸、形状、材料、质量和抗力特性等）及驾驶员的反应时间等因素有关，因此，精确确状、材料、质量和抗力特性等）及驾驶员的反应时间等因素有关，因此，精确确定船舶或漂流物与桥梁的相互作用力十分困难。定船舶或漂流物与桥梁的相互作用力十分困难。根据通航航道的特点及其通行的船舶的特性，我
50、们可以将需要考虑船舶与桥根据通航航道的特点及其通行的船舶的特性，我们可以将需要考虑船舶与桥梁相互作用的河流分为内河和通行海轮的河流（包括海湾）两大类。前者的梁相互作用的河流分为内河和通行海轮的河流（包括海湾）两大类。前者的代表代表船型船型主要为主要为内河驳船货船队内河驳船货船队，通行海轮的航道的代表船型为，通行海轮的航道的代表船型为海轮海轮。两者与桥梁结。两者与桥梁结构发生撞击的机理有所区别，结果也大不一样。构发生撞击的机理有所区别，结果也大不一样。（能量守恒和动量守恒）（能量守恒和动量守恒）一、规范应用释疑一、规范应用释疑世界上最诡异的桥梁排行榜世界上最诡异的桥梁排行榜 （奇异、独特）（奇异