公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范JTGD60—2015解讀
2015-12-21
近日，交通運(yùn)輸部發(fā)布了修訂后的公路工程行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)——《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTGD60—2015）（以下簡(jiǎn)稱新《規(guī)范》）。新《規(guī)范》在進(jìn)行廣泛調(diào)研分析的基礎(chǔ)上，補(bǔ)充了有關(guān)橋涵總體設(shè)計(jì)的要求，增加了橋涵設(shè)計(jì)使用年限、交通安全、環(huán)境保護(hù)、耐久性、橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等的相關(guān)規(guī)定，增加了橋涵養(yǎng)護(hù)設(shè)施的設(shè)計(jì)要求，調(diào)整了作用組合分類及計(jì)算方法、汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，增加了汽車疲勞荷載等標(biāo)準(zhǔn)值的規(guī)定，補(bǔ)充了地震設(shè)計(jì)狀況的規(guī)定。本期特別邀請(qǐng)了部公路局技術(shù)管理處及新《規(guī)范》編制組的有關(guān)同志對(duì)其進(jìn)行解讀，以饗讀者。
解讀人：
中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司標(biāo)規(guī)室主任馮苠
采訪人：
記者趙珊珊
突出全壽命設(shè)計(jì)理念
為了實(shí)現(xiàn)公路橋涵結(jié)構(gòu)的可持續(xù)發(fā)展，使工程建設(shè)總體效益達(dá)到最優(yōu)，橋涵設(shè)計(jì)應(yīng)采用全壽命的設(shè)計(jì)理念。設(shè)計(jì)使用年限是橋梁耐久性設(shè)計(jì)的前提也是全壽命設(shè)計(jì)的關(guān)鍵指標(biāo)，《工程結(jié)構(gòu)可靠性統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB50153-2008）、《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTGB01-2014）均明確規(guī)定了各類工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限。新《規(guī)范》依照上位標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，增加了公路橋涵主體結(jié)構(gòu)和可更換部件的設(shè)計(jì)使用年限要求。
全壽命設(shè)計(jì)不僅關(guān)注橋涵的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和施工，還要關(guān)注橋涵的運(yùn)營(yíng)、維護(hù)和拆除。實(shí)踐表明，在我國(guó)的公路橋涵設(shè)計(jì)中，存在對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)未來養(yǎng)護(hù)需求考慮不足的情況，例如某些橋梁構(gòu)件難以到達(dá)或難以檢查。另外，橋涵可更換構(gòu)件的設(shè)計(jì)使用年限低于主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限，使用過程中需要進(jìn)行維修和更換，橋梁設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮未來維修、更換的需要。因此，新《規(guī)范》規(guī)定，公路橋涵應(yīng)考慮養(yǎng)護(hù)需要，按照可到達(dá)、可檢查、可維修和可更換的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)橋涵結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)設(shè)施提出了設(shè)計(jì)要求。
大型橋梁是國(guó)家或地區(qū)的交通命脈，其安全性至關(guān)重要。為了及時(shí)掌握大橋運(yùn)營(yíng)過程中的性能表現(xiàn)，防止突發(fā)性的坍塌事故的發(fā)生，采用科學(xué)的方法對(duì)大橋進(jìn)行運(yùn)營(yíng)期安全監(jiān)測(cè)是極為必要的。目前這一點(diǎn)已逐漸得到了學(xué)術(shù)界、工程界以及政府部門的廣泛認(rèn)同，安全監(jiān)測(cè)技術(shù)也逐漸在我國(guó)新建大橋中得到推廣應(yīng)用。從全壽命設(shè)計(jì)理念出發(fā)，大橋結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)在設(shè)計(jì)階段統(tǒng)籌考慮。鑒于此，新《規(guī)范》規(guī)定，技術(shù)復(fù)雜的大型橋梁工程可根據(jù)需要設(shè)置必要的結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)設(shè)施。
完善極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法
目前，歐、美、日等國(guó)外規(guī)范均采用以可靠性理論為基礎(chǔ)的概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法。新《規(guī)范》在原《規(guī)范》的基礎(chǔ)上，與國(guó)際接軌，進(jìn)一步將概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法由理論落實(shí)到實(shí)踐，貫徹到公路橋涵結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，修改完善了承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)下的作用組合分類及計(jì)算方法。將作用效應(yīng)組合修改為作用組合，使之同時(shí)適用于線性和非線性的情況。
由于地震作用是一種特殊的偶然作用，與撞擊等偶然作用相比，地震作用能夠統(tǒng)計(jì)并有統(tǒng)計(jì)資料，可以根據(jù)地震的重現(xiàn)期確定其標(biāo)準(zhǔn)值，與其他偶然作用的設(shè)計(jì)方法不同。因此，新《規(guī)范》增加了地震設(shè)計(jì)狀況，并在承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)中增加了地震組合。
通過采用多個(gè)可變作用組合時(shí)構(gòu)件可靠指標(biāo)的分析，新《規(guī)范》調(diào)整了組合值系數(shù)的規(guī)定，為了保持不同可變作用組合數(shù)目時(shí)構(gòu)件的可靠指標(biāo)不變，新《規(guī)范》中組合值系數(shù)統(tǒng)一取0.75。
著重提高結(jié)構(gòu)安全性
本著安全第一的原則，新《規(guī)范》修訂時(shí)著重提高橋涵結(jié)構(gòu)自身安全和交通運(yùn)行安全的性能。在結(jié)構(gòu)安全方面，新《規(guī)范》增加了疲勞荷載和橋梁鋼結(jié)構(gòu)的抗疲勞設(shè)計(jì)要求；從橋墩防撞方面考慮，增加了通航水域中橋梁及跨線橋橋墩設(shè)置的相關(guān)規(guī)定；適應(yīng)汽車荷載的發(fā)展和變化，提高了跨徑50米以下橋涵的車道荷載以及車輛荷載的分項(xiàng)系數(shù)。新《規(guī)范》從實(shí)際情況出發(fā)，補(bǔ)充完善了相關(guān)規(guī)定和要求，全面提高了橋涵結(jié)構(gòu)的安全性。
在交通安全方面，新《規(guī)范》細(xì)化了橋頭搭板的設(shè)計(jì)要求，降低橋頭跳車的影響；補(bǔ)充了路側(cè)危險(xiǎn)情況下橋梁路緣石高度的規(guī)定，減少墜橋事故；提高了冰雪環(huán)境下橋梁縱坡的限值，改善行車條件；增加了橋梁護(hù)欄與橋面板可靠連接的規(guī)定，提高護(hù)欄的防撞能力；從橋涵設(shè)計(jì)方面提高了行車安全性。
為了在橋梁設(shè)計(jì)階段降低和規(guī)避可預(yù)見的工程風(fēng)險(xiǎn)，提高結(jié)構(gòu)安全和風(fēng)險(xiǎn)防范能力，新《規(guī)范》規(guī)定了公路橋梁應(yīng)按相關(guān)規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)階段風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。該項(xiàng)規(guī)定將交通運(yùn)輸部關(guān)于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的相關(guān)政策落實(shí)到規(guī)范層面。
背景
原《規(guī)范》于2004年頒布實(shí)施。近年來的實(shí)踐應(yīng)用表明，規(guī)范總體上能夠滿足我國(guó)公路橋涵建設(shè)的需要，但隨著我國(guó)公路運(yùn)營(yíng)狀況、橋涵設(shè)計(jì)理念和方法的發(fā)展和變化，也對(duì)規(guī)范提出了新的要求：公路橋涵汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)的適應(yīng)性問題日漸突出，設(shè)計(jì)使用年限、耐久性設(shè)計(jì)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、橋梁運(yùn)營(yíng)期結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)等新方法、新理念逐漸得到廣泛應(yīng)用和發(fā)展，環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展已成為工程設(shè)計(jì)中需考慮的重要因素。
為了吸取實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行完善，提高規(guī)范的適應(yīng)性，更好地指導(dǎo)公路橋涵設(shè)計(jì)，交通運(yùn)輸部于2009年啟動(dòng)了原《規(guī)范》的修訂工作。
原則
●廣泛調(diào)研集思廣益
在規(guī)范修訂準(zhǔn)備階段，即對(duì)原《規(guī)范》頒布實(shí)施后的答疑文件進(jìn)行了整理和分析，并向全國(guó)各省設(shè)計(jì)、科研單位發(fā)函征求了修編意見。另外，對(duì)國(guó)內(nèi)外相關(guān)科研成果、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等進(jìn)行了廣泛調(diào)研，收集了相關(guān)資料，為規(guī)范修訂提供參考。
在規(guī)范編寫過程中，完成階段稿后，均廣泛征求全國(guó)各地專業(yè)技術(shù)人員的意見，不斷對(duì)規(guī)范進(jìn)行完善，保證規(guī)范條文修訂的嚴(yán)謹(jǐn)和適用。
●重點(diǎn)內(nèi)容專項(xiàng)研究
通過“公路橋梁汽車荷載研究”專題，開展了全國(guó)汽車荷載現(xiàn)狀調(diào)研，獲取了23個(gè)省市65個(gè)路段的汽車荷載數(shù)據(jù)共計(jì)4277.6萬組?；谡{(diào)研和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，對(duì)汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)系數(shù)進(jìn)行了修訂，增加了汽車疲勞荷載標(biāo)準(zhǔn)值。
通過“基于車輛動(dòng)態(tài)仿真實(shí)驗(yàn)的路緣石合理高度研究”、“山區(qū)公路橋梁縱坡安全性設(shè)置研究”、“公路橋梁橋頭搭板行車安全評(píng)估及保障技術(shù)”等專題，研究了路緣石、縱坡、橋頭搭板等設(shè)計(jì)指標(biāo)對(duì)交通安全的影響，完善了規(guī)范相關(guān)規(guī)定。
影響
新《規(guī)范》吸取了近年來成熟的科研成果和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，綜合考慮了我國(guó)交通運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展和變化，貫徹落實(shí)了國(guó)家有關(guān)行業(yè)技術(shù)政策，解決了原《規(guī)范》在新時(shí)期的適應(yīng)性問題。作為公路橋涵專業(yè)的統(tǒng)領(lǐng)性規(guī)范，新《規(guī)范》上承《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，下啟橋涵其他下位規(guī)范，將有力指導(dǎo)我國(guó)公路橋涵設(shè)計(jì)及其他橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范的制定修訂，提高橋涵結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性，促進(jìn)我國(guó)公路橋涵設(shè)計(jì)、建造、管養(yǎng)事業(yè)的科學(xué)健康發(fā)展。新《規(guī)范》在設(shè)計(jì)理念和方法上充分與國(guó)際接軌，也將有利于提升我國(guó)公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范的國(guó)際認(rèn)可度，助力我國(guó)公路工程建設(shè)企業(yè)“走出去”戰(zhàn)略的實(shí)施。
