城市桥梁与公路桥梁设计载荷标准对比与思考段光浩--中国期刊网

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城市桥梁与公路桥梁设计载荷标准对比与思考段光浩

发表时间：2020/10/10 来源：《基层建设》2020年第17期作者：段光浩

[导读] 摘要：近年来，我国大力兴建道路、桥梁和铁路等交通基础设施，交通运输业发展迅速。

        身份证号：50038119921123xxxx 重庆 400000
        摘要：近年来，我国大力兴建道路、桥梁和铁路等交通基础设施，交通运输业发展迅速。作为我国城市基础设施的重要组成部分，道路桥梁的建设质量会直接影响城市经济发展。而在道路桥梁建设过程中，结构化设计是道路桥梁设计不可或缺的组成部分，只有制定科学的设计方案才能保证施工效率和质量，因此人们高度重视结构化设计在道路桥梁设计中的应用。
        关键词：城市公路桥梁；载荷标准；对比
        引言
        在我国已有的有关城市桥梁与公路桥梁的设计规范中，有关两者在设计本身中的要求有着十分明确的规范，这些区别直接导致了其本身的设计通用规范也存在着很多的不同。对这些区别进行分析可以有效的发现这其中所存在的不同，发现其在实际施工的过程中应该注意的项目，以此来促进行桥梁设计的过程中其多元化的发展，帮助我国的桥梁设计能够更好的与国际进行接轨，在缓解了城市的交通压力同时也提高了城市化的进程，提高人们在日常出行过程中的水平。
        1 城市桥梁和公路桥梁的概念
        在实际应用中，所谓的城市桥梁主要是在城市道路的各个层面上建造的桥梁，包括永久性桥和半永久性桥，但是其中一些临时桥梁，铁路桥梁和涵洞不属于城市桥梁的建设范围。公路桥梁，即横跨河流，港口，湖泊，水库，灌溉渠和其他水域，高差高的深谷或穿越其他交通路线的高速公路，以保持交通顺畅而修建的桥梁。公路桥梁是在各级公路上建造的桥梁。公路桥梁与城市桥梁有很大不同，公路桥梁的要求是根据公路的使用情况、性质和未来发展的需要，按照适用、经济、美观的原则进行修建。城市桥梁的建设应遵循安全，适用，经济，美观和环保的原则，适应当的就地取材，并便于施工和维护。此外，城市桥梁建筑还应符合城市规划的要求，并应与周围环境协调。两者虽然不同但功能又极其相似，因此相关规定已明确的指出，对于两种桥梁的建设必须稳定，耐用且具有艺术观赏性，以方便人们旅行和对城市环境的美化。
        2 桥梁荷载设计需坚持的原则
        桥梁荷载设计过程中常会出现诸多方面的问题，其中两个方面产生的问题最为明显：一是桥梁的设计方案与实际需求之间产生较大的差异，在实际运行过程中无法满足生产生活的需要。二是桥梁设计体系不够科学，使得局部荷载性能达不到运行要求，从而造成整体荷载受限。为确保桥梁施工和实际运行的质量，在进行桥梁荷载设计时，需要坚持两个重要的原则：一是要严格按照国家颁布实施的设计和施工标准文案进行设计，确保设计中各项指标能够达到标准内容要求；二是在满足质量要求的同时，通过技术性调整尽量降低建设和运营成本，确保整体设计能够达到较高的性价比。
        3 城市桥梁和公路桥梁设计荷载对比
        3.1 合理设计载荷
        在还没有对道路桥梁进行施工的时候，施工者要掌握施工的实际情况，然后制定出道路桥梁的设计措施，同时还要确保所使用的钢筋能够满足质量要求。在此期间，还要精准地运算机械载荷，确保其能够超过施工载荷，这样就能够避免混凝土出现裂缝。
        3.2 强化在耐久度方面的设计
        桥梁整体的耐久度受到各种外界因素的影响，因此在进行桥梁设计时需要加强对关键性细节的处理，尤其是对于受气候、水利等因素影响较大的部位，需要对其损耗趋势进行严格预测，在必要的情况下，要多方查找当地的人文资料和自然环境资料，基于计算机软件运行的基础上测算出科学的数据，从而确保在进行方案设计时各种数据不仅能够达到国家强制性标准的最低要求，还要能够使关键部位的设计方案能够满足极限条件的运行需要。

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此外在设计过程中还要对建筑材料的选用进行科学界定，充分考虑建筑材料在施工过程和桥梁运行过程中所产生的损耗问题，对于具有特殊气候因素的地区，要采取具有对应特征的建筑材料，或者进一步设计建筑材料的特殊处理措施，尽量减少由于部分环节出现问题而对桥梁的整体耐久度产生影响。
        3.3 汽车荷载及冲击力
        汽车荷载由车辆荷载与车道荷载组成，进行桥梁结构的整体计算时采用的为车道荷载，而车辆荷载则应用于桥梁结构的局部加载以及桥台、涵洞、挡土墙等结构的土压力计算。车辆荷载与车道荷载不能相互叠加。针对交通组成中重载交通量占比量较大的桥梁，宜采用与该道路交通组成相适应的汽车荷载模式进行结构整体及局部验算。在进行车辆冲击力的计算时，要针对不同的道路等级选择相应的冲击系数，结合桥梁结构基频来进行计算。
        3.4 桥面预应力箱梁设计
        （1）持久状况（使用阶段）结构极限承载能力的验算。（2）持久状况（使用阶段）正常使用极限状态抗裂验算。（3）持久状况（使用阶段）应力计算。（4）短暂状况（施工阶段）应力验算。各项承载力及抗裂验算结果表明，各项承载力及抗裂设计指标均满足规范要求。同时根据规范要求，受弯构件在使用阶段的挠度应考虑荷载长期效应的影响。箱梁主体采用C50混凝土，其挠度长期增长系数ηθ＝1.425，消除结构自重产生的长期挠度后，主梁的最大挠度不应超过计算跨径的1/600。
        3.5 桥梁设计荷载组合
        根据交通部发布的《公路桥涵设计通用规范》中关于荷载作用分类及组合的相关规定，桥梁设计中根据其极限承载能力，本文将荷载组合形式归纳分类为以下五种：（1）组合1：基本可变荷载与永久荷载的组合，这是桥梁设计中最基本与最原始的一种组合形式；（2）组合2：在组合1的基础上增加由于其他因素导致的可变荷载；（3）组合3：在组合1的基础上增加由于偶然因素导致的偶然荷载；（4）组合4：在施工验算中，由于施工原因导致的一些附加荷载，如结构自重、施工机械、施工人员、模板支架等；（5）组合5：由于各种因素导致的永久荷载相互结合而形成的荷载效应，如桥梁结构自重、预应力、外部环境造成的破坏等。桥梁设计中由于工况不同，每种荷载间会形成不同的组合。另外根据设计安全等级不同，荷载组合中每种荷载所取的系数也是不同的。因此，在进行桥梁设计所采用的荷载组合中，需根据具体的情况选择对应的分项系数，按照规范给定的公式对荷载的组合效应进行计算与合理取值。
        3.6 强化对疲劳损伤的研究
        桥梁设计的各项标准能否达到实际运行的需求，与其实际运行中产生的动态性能和疲劳性能的改善情况有着直接性的关系。虽然我国近几十年来在桥梁设计和施工方面已经取得了较为优异的成绩，但是由于桥梁设计过程中对疲劳损伤研究不足所带来的后遗症依然存在。尤其是在后期运行过程中，更多的是通过对桥梁运行的定期监测从而达到掌握桥梁运行动态数据的目的，确保桥梁运行中的安全。通过计算机软件建立桥梁运行过程中疲劳损伤的运行模型，通过数据处理倒推桥梁设计的细节数据要求，是强化疲劳损伤的有效途径。但是就目前的发展水平而言，相应的技术手段还无法满足设计工作的实际需求。
        结束语
        在桥梁设计过程中，荷载标准直接决定着桥梁的安全性、耐久性以及经济性。因此，如何对作用荷载进行准确的取值，是一个值得重视的问题。公路桥梁设计和城市桥梁设计都属于桥梁设计，但是两种桥梁的设计仍然有所不同。为了更好地理解两者之间的区别，设计人员仍然需要研究二者的相关规定并进行比较，并互相借鉴。以符合建筑桥梁的安全适用、经济合理的要求。
        参考文献：
        [1]李俊松，罗德专.城市桥梁与公路桥梁设计通用规范对比与思考[J].城市道桥与防洪，2015（02）：47-48+56+8.
        [2]段华，张景珊.分析道路桥梁施工中的裂缝成因及预防方法[J].建材与装饰，2018（50）：272-273.