羅辰

(貴州陸通工程管理咨詢有限公司,貴陽(yáng) 550003)

試論大跨徑公路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范關(guān)鍵問(wèn)題

羅辰

(貴州陸通工程管理咨詢有限公司,貴陽(yáng) 550003)

公路橋梁作為我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)設(shè)施，在施工過(guò)程中，大跨徑橋梁是非常重要的一個(gè)部分，施工規(guī)范和施工質(zhì)量對(duì)公路的整體應(yīng)用價(jià)值有比較大的影響?；诖?，論文對(duì)大跨徑公路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行探討。

大跨徑；公路橋梁；設(shè)計(jì)規(guī)范；關(guān)鍵問(wèn)題

在大跨徑公路橋梁設(shè)計(jì)施工過(guò)程中，會(huì)應(yīng)用到很多創(chuàng)新施工技術(shù)和施工規(guī)范，這些施工技術(shù)和施工規(guī)范都需要經(jīng)過(guò)詳細(xì)的審核后才可以進(jìn)入到設(shè)計(jì)和施工的環(huán)節(jié)中。近年來(lái)，我國(guó)很多橋梁設(shè)計(jì)和建設(shè)中，都使用了多個(gè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)來(lái)開(kāi)展設(shè)計(jì)工作和建設(shè)工作，因此，分析大跨徑公路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范中存在的問(wèn)題具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 我國(guó)現(xiàn)行公路橋梁的規(guī)范體系

現(xiàn)階段，我國(guó)公路橋梁建設(shè)規(guī)范的編寫(xiě)需要依據(jù)以下兩點(diǎn)：一是國(guó)家在公路橋梁方面的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范；二是國(guó)內(nèi)外橋梁設(shè)計(jì)建設(shè)中的成功典范。而《公路工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》以及《工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》是我國(guó)現(xiàn)行的公路橋梁系列的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，其中闡明了具體規(guī)范的理論根據(jù)，即運(yùn)用分項(xiàng)的系數(shù)法以及極限狀態(tài)法等，求證抗力、荷載的作用力和材料強(qiáng)度等的各項(xiàng)系數(shù)，然后進(jìn)行概率統(tǒng)計(jì)，最后對(duì)可靠度進(jìn)行分析和確定實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)。具體取值時(shí)，部分國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)有些分項(xiàng)系數(shù)的取值進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定。圖1為公路橋梁規(guī)范體系示意圖。

圖1 公路橋梁規(guī)范的工程結(jié)構(gòu)體系

2 目前我國(guó)公路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范中存在的問(wèn)題

2.1 車(chē)輛疲勞荷載方面設(shè)計(jì)規(guī)范存在的問(wèn)題

當(dāng)前，公路橋梁中呈現(xiàn)的車(chē)輛的疲勞荷載現(xiàn)狀雖受到本國(guó)政府的關(guān)注，然而具體的可行性完備體系還沒(méi)有建立，再加上有些國(guó)標(biāo)規(guī)范不具備實(shí)用性價(jià)值，實(shí)際應(yīng)用中還在參考?xì)W美發(fā)達(dá)國(guó)家的相關(guān)規(guī)范，要想達(dá)到國(guó)際水平還有一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。基于此，現(xiàn)行的規(guī)范只有經(jīng)過(guò)相關(guān)的補(bǔ)充和完善之后，才能投入實(shí)際應(yīng)用[1]。因此，我國(guó)交通部門(mén)對(duì)疲勞模型荷載、疲勞車(chē)、車(chē)輛疲勞狀態(tài)的承載能力以及應(yīng)力狀況等項(xiàng)目進(jìn)行了研究，并從中也提煉出了一定的實(shí)用性數(shù)據(jù)和資料，為今后實(shí)際設(shè)計(jì)規(guī)范創(chuàng)造了條件。

2.2 抗風(fēng)性和抗震性設(shè)計(jì)方面存在的問(wèn)題

在大跨徑公路橋梁施工過(guò)程中，抗風(fēng)性和抗震性是橋梁安全設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，重現(xiàn)期和作用強(qiáng)度不僅是政策性問(wèn)題，同時(shí)也是技術(shù)性問(wèn)題。雖然，當(dāng)前的規(guī)范已經(jīng)對(duì)大跨徑橋梁的抗風(fēng)性設(shè)計(jì)和抗震性規(guī)范進(jìn)行了改進(jìn)，但是，在特殊環(huán)境下施工時(shí)，依然無(wú)法達(dá)到建設(shè)要求。還需要在規(guī)范中考慮新的設(shè)備和技術(shù)。

2.3 車(chē)輛荷載設(shè)計(jì)縱橫向折減的方法有待改進(jìn)

現(xiàn)在，國(guó)際上對(duì)橋梁的設(shè)計(jì)一般采用車(chē)輛縱橫向折減的計(jì)算方法，其理論依據(jù)是處于滿載狀態(tài)下的荷載車(chē)輛縱橫向的概率不大，所以，適當(dāng)折減設(shè)計(jì)系數(shù)不會(huì)影響橋梁的質(zhì)量?？墒?，以上系數(shù)的計(jì)算方法只依據(jù)了一個(gè)方面，實(shí)際的計(jì)算方法還要根據(jù)橋梁的種類，如大橋梁的主引橋和各副橋的設(shè)計(jì)系數(shù)的計(jì)算方法就不同，如果單從概率的大小進(jìn)行評(píng)估，其結(jié)果是會(huì)埋下安全隱患的，個(gè)別地方還應(yīng)加大設(shè)計(jì)系數(shù)，從而保證橋梁的設(shè)計(jì)質(zhì)量。除此之外，嚴(yán)重的車(chē)輛超載問(wèn)題也困擾著我國(guó)橋梁的設(shè)計(jì)，特別是當(dāng)超載的大型車(chē)隊(duì)從橋上經(jīng)過(guò)，甚至在橋梁上形成擁堵的大車(chē)滯留，這些都是對(duì)橋梁質(zhì)量的一種極限考驗(yàn)。鑒于此，橋梁在確定縱橫向折算系數(shù)時(shí)，除了依據(jù)橋梁的跨度之外，還要結(jié)合我國(guó)的實(shí)際情況來(lái)確定。

2.4 公路風(fēng)險(xiǎn)事故和倒塌概率事故規(guī)范不完善

按照可靠指標(biāo)和極限狀態(tài)的分項(xiàng)系數(shù)進(jìn)行公路橋梁的規(guī)范性設(shè)計(jì)，是我國(guó)現(xiàn)行公路橋梁設(shè)計(jì)的理論依據(jù)，從中能夠體現(xiàn)超越概率的存在，但可靠指標(biāo)中也存在著失效概率的隱患，只是表現(xiàn)不明顯，因而尚未得到相關(guān)方面的關(guān)注，同時(shí)，由于缺乏綜合理論的指導(dǎo)而對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的失效后果沒(méi)有明確的行業(yè)規(guī)范，因此而造成的設(shè)計(jì)事故和橋梁倒塌可能性沒(méi)有制度約束，以致公路橋梁的安全度缺少理論根據(jù)，使橋梁從設(shè)計(jì)、建設(shè)直至管理單位都不能足夠重視公路橋梁的安全隱患問(wèn)題[2]。

2.5 組合結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)規(guī)范落后

在進(jìn)行公路橋梁結(jié)構(gòu)選型時(shí)，由于組合結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范落后，已經(jīng)嚴(yán)重限制了兩種結(jié)構(gòu)構(gòu)件的使用。當(dāng)前在設(shè)計(jì)時(shí)，仍然存在著極限狀態(tài)法和容許應(yīng)力法的共用情況，實(shí)際使用過(guò)程中存在比較多的矛盾，規(guī)范編制過(guò)程中，也缺乏成熟一條寫(xiě)一條的基礎(chǔ)。

2.6 公路橋梁的使用年限問(wèn)題

我國(guó)公路橋梁設(shè)計(jì)使用年限在相關(guān)的交通標(biāo)準(zhǔn)中有明確的規(guī)定，即公路橋梁的標(biāo)準(zhǔn)使用年限為100a，但在實(shí)際中，我國(guó)橋梁能夠達(dá)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的卻少之又少。究其原因，從工程設(shè)計(jì)到施工過(guò)程中，由于利益的驅(qū)使，使偷工減料行為頻發(fā)，從而造成人為的工程不達(dá)標(biāo)，達(dá)不到預(yù)計(jì)的設(shè)計(jì)年限問(wèn)題就不言而喻了。為了達(dá)到公路橋梁的耐久性設(shè)計(jì)要求，我國(guó)于2008年就制定了《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》，其中，對(duì)使用年限進(jìn)行了明確定義:設(shè)計(jì)規(guī)定的結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的構(gòu)件在沒(méi)有進(jìn)行大修的情況下達(dá)到的預(yù)定年限。另外，還對(duì)計(jì)算系數(shù)取值進(jìn)行了建議：若設(shè)計(jì)年限和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期結(jié)構(gòu)相同，則用r1=1.0表示。

3 大跨度公路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范的完善

3.1 加速完善現(xiàn)行規(guī)范體系

我國(guó)政府預(yù)計(jì)在大概5a的時(shí)間對(duì)相關(guān)的規(guī)范體系進(jìn)行補(bǔ)充和完備，這樣常規(guī)的橋梁以及部分大跨度橋梁的設(shè)計(jì)需求會(huì)得到滿足，然而許多棘手的政策問(wèn)題和技術(shù)難題有可能在此輪無(wú)法規(guī)范修編，使社會(huì)與行業(yè)的實(shí)際需求不能得到滿足。但從實(shí)際出發(fā)而論，加快完善現(xiàn)行規(guī)范體系是現(xiàn)階段的現(xiàn)實(shí)需求。為解決這一難題，建議加大人力、物力的投入，爭(zhēng)取得到更多行業(yè)內(nèi)院士以及專家學(xué)者的支持，讓高水平的典范體系早日出爐。

3.2 積極吸納國(guó)際橋梁規(guī)范

隨著我國(guó)世貿(mào)大門(mén)的打開(kāi)，也給橋梁建造提出了新的挑戰(zhàn)。近年來(lái)，橋梁建造已成為我國(guó)發(fā)展經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一，在世貿(mào)大門(mén)開(kāi)啟之際，其結(jié)構(gòu)和質(zhì)量要得到國(guó)際化的認(rèn)可，而我國(guó)在國(guó)外的橋梁工程正在不斷增加，因此，加快國(guó)際橋梁規(guī)范的引進(jìn)和吸收成為當(dāng)務(wù)之急，這也是快速提升我國(guó)橋梁建造品牌的有效捷徑[3]。對(duì)此，相關(guān)部門(mén)已開(kāi)始著手有關(guān)資料的收集和編訂，如歐洲、美國(guó)、英國(guó)和日本等的橋梁規(guī)范，另外，還準(zhǔn)備借鑒俄羅斯的橋梁規(guī)范。通過(guò)這些高水平的規(guī)范成果，定能打造出本國(guó)優(yōu)質(zhì)的橋梁建設(shè)規(guī)范精品。

3.3 融進(jìn)國(guó)際國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的成熟技術(shù)的規(guī)范編制體系

對(duì)規(guī)范編制的取材一般來(lái)自于：國(guó)家最新的行業(yè)規(guī)定、原有的成功規(guī)范條款、從生產(chǎn)中總結(jié)的成熟技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)、國(guó)標(biāo)的國(guó)內(nèi)行業(yè)規(guī)范、國(guó)際的條文規(guī)范和實(shí)驗(yàn)成果等，在經(jīng)過(guò)相關(guān)程序之后，上述成果會(huì)轉(zhuǎn)化為規(guī)范條文。為了能引進(jìn)國(guó)際國(guó)內(nèi)的成熟技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)，就必須組建相關(guān)的體系，具體一要成立公路橋梁的標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)；二要聚全國(guó)的精英力量進(jìn)行編制公路橋梁標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范；三要讓高級(jí)人才充當(dāng)規(guī)范編寫(xiě)隊(duì)伍的領(lǐng)導(dǎo)。

3.4 編制地方性橋梁規(guī)范體系

由于各地的區(qū)域差異，使得國(guó)標(biāo)的橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范在有些地方顯得水土不服，這就在很大程度上制約了我國(guó)橋梁建設(shè)的發(fā)展步伐。對(duì)此首先借鑒國(guó)外的解決方法，如歐洲的規(guī)范體系運(yùn)用增加附錄的方法進(jìn)行區(qū)域調(diào)和，而國(guó)內(nèi)在2008年，交通部就出臺(tái)了若干項(xiàng)為了加強(qiáng)公路標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范工作的指導(dǎo)性意見(jiàn)條文，文中建議[4]：各地方和企業(yè)以及項(xiàng)目根據(jù)各自的實(shí)際情況，根據(jù)自身的需要進(jìn)行自身的標(biāo)準(zhǔn)以及規(guī)范的體系編制，通過(guò)這種切合實(shí)際的規(guī)范調(diào)整，為全國(guó)的公路橋梁規(guī)范技術(shù)的提高指明了方向。目前，如山東、浙江等地已率先進(jìn)行當(dāng)?shù)氐牡胤叫怨窐蛄旱臉?biāo)準(zhǔn)編寫(xiě)，給全國(guó)帶了好頭。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，當(dāng)前我國(guó)公路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范還存在一些問(wèn)題，主要體現(xiàn)在車(chē)輛載荷折減、機(jī)動(dòng)車(chē)輛載荷、橋體探討、風(fēng)險(xiǎn)事故、橋梁使用年限等方面。這些問(wèn)題與當(dāng)前公路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范不完善有比較大的關(guān)系。所以，要對(duì)公路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行完善，積極引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范，借鑒國(guó)際上比較成熟的規(guī)范經(jīng)驗(yàn)，建立完善的橋梁建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系。

【1】趙君黎,馮苠,劉曉娣.中國(guó)大跨徑公路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范關(guān)鍵問(wèn)題探討[J].公路,2009(5):47-52.

【2】周亮,朱自成.解析我國(guó)大跨徑公路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范關(guān)鍵問(wèn)題[J].廣東科技,2012(17):118.

【3】張雷,公路橋梁設(shè)計(jì)隱患和應(yīng)注意的問(wèn)題[J].交通世界（建養(yǎng),機(jī)械）, 2012(1):128-129.

【4】李開(kāi)勝.道路橋梁設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀與改善策略的探討[J].企業(yè)科技與發(fā)展，2015(8):80-81.

Key Problems in Design Code of Long Span Highway Bridges

LUO Chen
(Guizhou LutongEngineeringManagement&ConsultingCo.Ltd.,Guiyang 550003，China)

Thehighwaybridgeastheinfrastructureofourcountry,in theconstructionprocess,the largespanbridgeisavery importantpart of theconstructionspecificationsand constructionqualityof theoverallvalueof thehighwayhasa relatively large impact.Basedon this,this paperdiscussesthekey issuesofthedesigncodeforthe longspanhighwaybridges.

largespan;highwaybridge;designcode;keyproblems

U442.5+1

B

1007-9467（2016）08-0142-03

10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.08.039

2016-01-11

羅辰（1990～），男，貴州貴陽(yáng)人，助理工程師，從事路橋研究，（電子信箱）543800337@qq.com。