試論大跨徑公路橋梁設(shè)計規(guī)范關(guān)鍵問題

羅辰

(貴州陸通工程管理咨詢有限公司,貴陽 550003)

試論大跨徑公路橋梁設(shè)計規(guī)范關(guān)鍵問題

羅辰

(貴州陸通工程管理咨詢有限公司,貴陽 550003)

公路橋梁作為我國基礎(chǔ)建設(shè)設(shè)施，在施工過程中，大跨徑橋梁是非常重要的一個部分，施工規(guī)范和施工質(zhì)量對公路的整體應(yīng)用價值有比較大的影響?；诖耍撐膶Υ罂鐝焦窐蛄涸O(shè)計規(guī)范關(guān)鍵問題進行探討。

大跨徑；公路橋梁；設(shè)計規(guī)范；關(guān)鍵問題

在大跨徑公路橋梁設(shè)計施工過程中，會應(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)過詳細的審核后才可以進入到設(shè)計和施工的環(huán)節(jié)中。近年來，我國很多橋梁設(shè)計和建設(shè)中，都使用了多個規(guī)范標準來開展設(shè)計工作和建設(shè)工作，因此，分析大跨徑公路橋梁設(shè)計規(guī)范中存在的問題具有重要的現(xiàn)實意義。

1 我國現(xiàn)行公路橋梁的規(guī)范體系

現(xiàn)階段，我國公路橋梁建設(shè)規(guī)范的編寫需要依據(jù)以下兩點：一是國家在公路橋梁方面的標準規(guī)范；二是國內(nèi)外橋梁設(shè)計建設(shè)中的成功典范。而《公路工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標準》以及《工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標準》是我國現(xiàn)行的公路橋梁系列的國家標準，其中闡明了具體規(guī)范的理論根據(jù)，即運用分項的系數(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度等的各項系數(shù)，然后進行概率統(tǒng)計，最后對可靠度進行分析和確定實施標準。具體取值時，部分國家標準中對有些分項系數(shù)的取值進行了詳細的規(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 目前我國公路橋梁設(shè)計規(guī)范中存在的問題

2.1 車輛疲勞荷載方面設(shè)計規(guī)范存在的問題

當前，公路橋梁中呈現(xiàn)的車輛的疲勞荷載現(xiàn)狀雖受到本國政府的關(guān)注，然而具體的可行性完備體系還沒有建立，再加上有些國標規(guī)范不具備實用性價值，實際應(yīng)用中還在參考歐美發(fā)達國家的相關(guān)規(guī)范，要想達到國際水平還有一個漫長的過程。基于此，現(xiàn)行的規(guī)范只有經(jīng)過相關(guān)的補充和完善之后，才能投入實際應(yīng)用[1]。因此，我國交通部門對疲勞模型荷載、疲勞車、車輛疲勞狀態(tài)的承載能力以及應(yīng)力狀況等項目進行了研究，并從中也提煉出了一定的實用性數(shù)據(jù)和資料，為今后實際設(shè)計規(guī)范創(chuàng)造了條件。

2.2 抗風(fēng)性和抗震性設(shè)計方面存在的問題

在大跨徑公路橋梁施工過程中，抗風(fēng)性和抗震性是橋梁安全設(shè)計的重點，重現(xiàn)期和作用強度不僅是政策性問題，同時也是技術(shù)性問題。雖然，當前的規(guī)范已經(jīng)對大跨徑橋梁的抗風(fēng)性設(shè)計和抗震性規(guī)范進行了改進，但是，在特殊環(huán)境下施工時，依然無法達到建設(shè)要求。還需要在規(guī)范中考慮新的設(shè)備和技術(shù)。

2.3 車輛荷載設(shè)計縱橫向折減的方法有待改進

現(xiàn)在，國際上對橋梁的設(shè)計一般采用車輛縱橫向折減的計算方法，其理論依據(jù)是處于滿載狀態(tài)下的荷載車輛縱橫向的概率不大，所以，適當折減設(shè)計系數(shù)不會影響橋梁的質(zhì)量。可是，以上系數(shù)的計算方法只依據(jù)了一個方面，實際的計算方法還要根據(jù)橋梁的種類，如大橋梁的主引橋和各副橋的設(shè)計系數(shù)的計算方法就不同，如果單從概率的大小進行評估，其結(jié)果是會埋下安全隱患的，個別地方還應(yīng)加大設(shè)計系數(shù)，從而保證橋梁的設(shè)計質(zhì)量。除此之外，嚴重的車輛超載問題也困擾著我國橋梁的設(shè)計，特別是當超載的大型車隊從橋上經(jīng)過，甚至在橋梁上形成擁堵的大車滯留，這些都是對橋梁質(zhì)量的一種極限考驗。鑒于此，橋梁在確定縱橫向折算系數(shù)時，除了依據(jù)橋梁的跨度之外，還要結(jié)合我國的實際情況來確定。

2.4 公路風(fēng)險事故和倒塌概率事故規(guī)范不完善

按照可靠指標和極限狀態(tài)的分項系數(shù)進行公路橋梁的規(guī)范性設(shè)計，是我國現(xiàn)行公路橋梁設(shè)計的理論依據(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，由于缺乏綜合理論的指導(dǎo)而對橋梁結(jié)構(gòu)的失效后果沒有明確的行業(yè)規(guī)范，因此而造成的設(shè)計事故和橋梁倒塌可能性沒有制度約束，以致公路橋梁的安全度缺少理論根據(jù)，使橋梁從設(shè)計、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題[2]。

2.5 組合結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計規(guī)范落后

在進行公路橋梁結(jié)構(gòu)選型時，由于組合結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范落后，已經(jīng)嚴重限制了兩種結(jié)構(gòu)構(gòu)件的使用。當前在設(shè)計時，仍然存在著極限狀態(tài)法和容許應(yīng)力法的共用情況，實際使用過程中存在比較多的矛盾，規(guī)范編制過程中，也缺乏成熟一條寫一條的基礎(chǔ)。

2.6 公路橋梁的使用年限問題

我國公路橋梁設(shè)計使用年限在相關(guān)的交通標準中有明確的規(guī)定，即公路橋梁的標準使用年限為100a，但在實際中，我國橋梁能夠達到這個標準的卻少之又少。究其原因，從工程設(shè)計到施工過程中，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標，達不到預(yù)計的設(shè)計年限問題就不言而喻了。為了達到公路橋梁的耐久性設(shè)計要求，我國于2008年就制定了《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計統(tǒng)一標準》，其中，對使用年限進行了明確定義:設(shè)計規(guī)定的結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的構(gòu)件在沒有進行大修的情況下達到的預(yù)定年限。另外，還對計算系數(shù)取值進行了建議：若設(shè)計年限和設(shè)計基準期結(jié)構(gòu)相同，則用r1=1.0表示。

3 大跨度公路橋梁設(shè)計規(guī)范的完善

3.1 加速完善現(xiàn)行規(guī)范體系

我國政府預(yù)計在大概5a的時間對相關(guān)的規(guī)范體系進行補充和完備，這樣常規(guī)的橋梁以及部分大跨度橋梁的設(shè)計需求會得到滿足，然而許多棘手的政策問題和技術(shù)難題有可能在此輪無法規(guī)范修編，使社會與行業(yè)的實際需求不能得到滿足。但從實際出發(fā)而論，加快完善現(xiàn)行規(guī)范體系是現(xiàn)階段的現(xiàn)實需求。為解決這一難題，建議加大人力、物力的投入，爭取得到更多行業(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 積極吸納國際橋梁規(guī)范

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

3.3 融進國際國內(nèi)領(lǐng)先的成熟技術(shù)的規(guī)范編制體系

對規(guī)范編制的取材一般來自于：國家最新的行業(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、國標的國內(nèi)行業(yè)規(guī)范、國際的條文規(guī)范和實驗成果等，在經(jīng)過相關(guān)程序之后，上述成果會轉(zhuǎn)化為規(guī)范條文。為了能引進國際國內(nèi)的成熟技術(shù)、經(jīng)驗，就必須組建相關(guān)的體系，具體一要成立公路橋梁的標準委員會；二要聚全國的精英力量進行編制公路橋梁標準規(guī)范；三要讓高級人才充當規(guī)范編寫隊伍的領(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，使得國標的橋梁設(shè)計規(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橋梁建設(shè)的發(fā)展步伐。對此首先借鑒國外的解決方法，如歐洲的規(guī)范體系運用增加附錄的方法進行區(qū)域調(diào)和，而國內(nèi)在2008年，交通部就出臺了若干項為了加強公路標準化規(guī)范工作的指導(dǎo)性意見條文，文中建議[4]：各地方和企業(yè)以及項目根據(jù)各自的實際情況，根據(jù)自身的需要進行自身的標準以及規(guī)范的體系編制，通過這種切合實際的規(guī)范調(diào)整，為全國的公路橋梁規(guī)范技術(shù)的提高指明了方向。目前，如山東、浙江等地已率先進行當?shù)氐牡胤叫怨窐蛄旱臉藴示帉?，給全國帶了好頭。

4 結(jié)語

總而言之，當前我國公路橋梁設(shè)計規(guī)范還存在一些問題，主要體現(xiàn)在車輛載荷折減、機動車輛載荷、橋體探討、風(fēng)險事故、橋梁使用年限等方面。這些問題與當前公路橋梁設(shè)計規(guī)范不完善有比較大的關(guān)系。所以，要對公路橋梁設(shè)計規(guī)范進行完善，積極引進國外先進的橋梁設(shè)計規(guī)范，借鑒國際上比較成熟的規(guī)范經(jīng)驗，建立完善的橋梁建設(shè)標準規(guī)范體系。

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

【2】周亮,朱自成.解析我國大跨徑公路橋梁設(shè)計規(guī)范關(guān)鍵問題[J].廣東科技,2012(17):118.

【3】張雷,公路橋梁設(shè)計隱患和應(yīng)注意的問題[J].交通世界（建養(yǎng),機械）, 2012(1):128-129.

【4】李開勝.道路橋梁設(shè)計的現(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，貴州貴陽人，助理工程師，從事路橋研究，（電子信箱）543800337@qq.com。