公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTGD60-2015)條文說明

公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范JTGD60-2015條文說明1總則1.0.1年的橋梁安全事故，使橋梁工程設(shè)計(jì)者和管理者認(rèn)識(shí)到結(jié)構(gòu)物的安全、耐久是最基本的要求。在保證安全和耐久的前提下，橋涵設(shè)計(jì)要優(yōu)先考慮滿足功能需求，即要滿足“適用”的要求，再根據(jù)具體情況考慮環(huán)保、經(jīng)濟(jì)和美觀的要求。環(huán)保問題關(guān)系到社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，須給予高度重視。橋梁上的可變作用是隨時(shí)間變化的，所以它的統(tǒng)計(jì)分析要用隨機(jī)過程概率模型來描述。隨機(jī)過程所選擇的時(shí)間域即為基準(zhǔn)期。根據(jù)《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》 的規(guī)定，公橋涵結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期取100年。設(shè)計(jì)使用年限是體現(xiàn)橋涵結(jié)構(gòu)耐久性的重要指標(biāo)，美限均有明確的規(guī)定。現(xiàn)行《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》 (JTGB01)修訂時(shí)綜合考慮了國(guó)標(biāo)的規(guī)定、公路功能、技術(shù)等級(jí)和橋涵重要性等因素，規(guī)定了橋涵主體結(jié)構(gòu)和可更換部件設(shè)計(jì)使用年限的最低值。本條規(guī)定與《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTGB01-2014)保持一致。本條中的橋涵分類標(biāo)準(zhǔn)采用了兩個(gè)指標(biāo)：一個(gè)是單孔跨徑，用以反映橋涵的技術(shù)復(fù)雜程度；另一個(gè)是多孔跨徑總長(zhǎng) 用以反映建設(shè)規(guī)模。本條與《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》 (JTGB01-2014)保持一致。在確定橋涵分類時(shí)，符合其中一個(gè)指標(biāo)即可歸類，存在差異時(shí)，可采取“就高不就低”的原則。在計(jì)算橋梁長(zhǎng)度時(shí)，曲線橋宜按弧長(zhǎng)計(jì)，斜橋宜按斜長(zhǎng)計(jì)。1.0.7環(huán)境、資源對(duì)公路橋涵建設(shè)的約束不斷強(qiáng)化，加快資源節(jié)約型、環(huán)境友好型行業(yè)建設(shè)已成為行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要途徑，為此，交通運(yùn)輸部適時(shí)地提出了“綠色交通”的發(fā)展戰(zhàn)略，旨在將可持續(xù)發(fā)展的理念貫穿落實(shí)到交通運(yùn)輸發(fā)展的各個(gè)領(lǐng)域和各個(gè)環(huán)節(jié)。增加本條規(guī)定一方面是貫徹國(guó)家和行業(yè)的宏觀要求，另一方面將有助于提高設(shè)計(jì)人員對(duì)環(huán)境和資源的重視。設(shè)計(jì)要求一般規(guī)定態(tài)，但不包括超載等。按照《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》定，本規(guī)范將橋涵設(shè)計(jì)分為承載能力和正常使用兩類極限狀態(tài)。承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)體現(xiàn)了橋涵的安全性，正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)體現(xiàn)了橋涵的適用性和耐久性，這兩類極限狀態(tài)概括了結(jié)構(gòu)的可靠性。只有每項(xiàng)設(shè)計(jì)都符合各有關(guān)規(guī)范的兩類極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的要求，才能使所設(shè)計(jì)的橋涵達(dá)到其全部的預(yù)定功能。承載能力極限狀態(tài)：對(duì)應(yīng)于橋涵結(jié)構(gòu)或其構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或出現(xiàn)不適于繼續(xù)承載的變形或變位的狀態(tài)，包括構(gòu)件和連接的強(qiáng)度破壞、結(jié)構(gòu)或構(gòu)件喪失穩(wěn)定及結(jié)構(gòu)傾覆、疲勞破壞等。正常使用極限狀態(tài)：對(duì)應(yīng)于橋涵結(jié)構(gòu)或其構(gòu)件達(dá)到正常使用裂、變形等。本條對(duì)設(shè)計(jì)狀況進(jìn)行了修訂，增加了地震設(shè)計(jì)狀況。持久狀況所對(duì)應(yīng)的是橋梁的使用階段。這個(gè)階段持續(xù)的時(shí)間狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的計(jì)算。短暫狀況所對(duì)應(yīng)的是橋梁的施工階段和維修階段。這個(gè)階段算。偶然狀況所對(duì)應(yīng)的是橋梁可能遇到的撞擊等狀況。這種狀況出現(xiàn)的概率極小，且持續(xù)的時(shí)間極短。按照《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)構(gòu)不致因非主要承重結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞而導(dǎo)致喪失承載能力；或允許主要承重結(jié)構(gòu)發(fā)生局部破壞而剩余部分在一段時(shí)間內(nèi)不發(fā)生連續(xù)倒塌。偶然狀況一般只進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)計(jì)算。地震作用是一種特殊的偶然作用，與撞擊等偶然作用相比，況。結(jié)構(gòu)可能會(huì)產(chǎn)生疲勞裂紋，疲勞裂紋不斷擴(kuò)展，將影響鋼結(jié)構(gòu)的使用，甚至導(dǎo)致斷裂破壞。近幾十年來，鋼結(jié)構(gòu)在我國(guó)的公路橋梁建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用，實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)的疲勞問題比較突出。疲勞已成為影響公路橋梁鋼結(jié)構(gòu)安全和耐久的主要因素之一。在相關(guān)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中，對(duì)抗疲勞設(shè)計(jì)均有具體的規(guī)定，但原規(guī)范中沒有抗疲勞設(shè)計(jì)的要求。因此，本次修訂增加了公路橋梁鋼結(jié)構(gòu)部分應(yīng)根據(jù)需要進(jìn)行抗疲勞設(shè)計(jì)的要求。3.1.62010年，為了加強(qiáng)公路橋梁和隧道工程安全管理，增強(qiáng)安全風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)，優(yōu)化工程建設(shè)方案，提高工程建設(shè)和運(yùn)營(yíng)安全性，交通運(yùn)輸部發(fā)布了《關(guān)于在初步設(shè)計(jì)階段實(shí)行公路橋梁和隧道工程安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估制度的通知》[2010]175號(hào)設(shè)計(jì)階段風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作開始正式實(shí)施。3.1.8 養(yǎng)護(hù)是公路橋涵安全性和耐久性的重要保障。實(shí)踐發(fā)的梁底、變高度箱梁的根部區(qū)域等；某些橋梁構(gòu)件難以檢查，例如懸索橋主纜底部、埋置于混凝土中的拉索錨頭、橋塔外表面等。不可到達(dá)、不可檢查導(dǎo)致了橋梁部分病害的不可預(yù)知，造成了安全隱患。因此，本次修訂增加了可到達(dá)、可檢查的設(shè)計(jì)要求。構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限，在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)需要進(jìn)行維修和更換，比較典型的構(gòu)件包括斜拉索、吊桿、伸縮裝置、支座等。在橋梁設(shè)計(jì)中，應(yīng)考慮未來維修、更換的需要。因此，本次修汀增加了可維修、可更換的設(shè)計(jì)要求。橋涵布置灣處，以防止沖刷河岸。同時(shí)要求河槽穩(wěn)定，主槽不易變遷，大部分流量能在所布置橋梁的主河槽內(nèi)通過。橋位的選擇要求河床地質(zhì)條件良好、承載能力高、不易沖刷或沖刷深度小。橋位若處于斷層地帶，需分析斷層的性質(zhì)，如為非活動(dòng)斷層，墩臺(tái)基礎(chǔ)盡量設(shè)置在同一盤上。橋位避免選擇在有溶洞、滑坡和泥石流的地段，否則應(yīng)采取防護(hù)工程措施，確保岸坡穩(wěn)定。3.2.3不宜大于本條的“斜橋正做”是指橋梁的縱軸線與水流方向斜交、墩臺(tái)縱軸線與橋梁的縱軸線正交。本條所說的“通航水域”，是指具備各類船舶通達(dá)條件舶的撞擊概率。路側(cè)凈區(qū)是指公路行車方向最右側(cè)車道以外、相對(duì)平坦、無障礙物、可供失控車輛重新返回正常行駛路線的帶狀區(qū)域。具體可參見現(xiàn)行《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》 等的相規(guī)定。單邊河灘流量不超過總流量的過總流量的本條有關(guān)公路橋涵設(shè)計(jì)洪水頻率的規(guī)定，茲說明如下：1鑒于橋梁水毀的原因之一是基礎(chǔ)埋置深度不夠，因此規(guī)定在水勢(shì)猛急、河床易沖刷的情況下，對(duì)于二級(jí)公路上的特大橋和三、四級(jí)公路上的工程艱巨、修復(fù)困難的大橋，必要時(shí)可選用高—等級(jí)的設(shè)計(jì)洪水頻率即分別為1/3001/100)驗(yàn)算基礎(chǔ)沖刷深度。3國(guó)內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)表明，洪水頻率的選擇應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的重要性與洪水對(duì)周邊地區(qū)的危害程度。比較原規(guī)范橋涵設(shè)計(jì)洪水頻率是與橋梁分類標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)，雖然以跨徑或總長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)界定的橋梁分類標(biāo)準(zhǔn)一定程度上反映了橋梁的重要性，但并不全面，特別是總長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)，反映橋梁的技術(shù)復(fù)雜性與重要性并不充分。因此，本次修訂增加對(duì)由多孔中小跨徑橋梁組成的特大橋，其設(shè)計(jì)洪水頻率可按相同公路等級(jí)的大橋標(biāo)準(zhǔn)確定的規(guī)定。4四級(jí)公路主要是溝通縣、鄉(xiāng)、村并直接為農(nóng)業(yè)服務(wù)的支線公路，涵洞及其他排水構(gòu)造物的設(shè)計(jì)洪水頻率應(yīng)密切結(jié)合當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)排灌等具體情況確定，不作硬性規(guī)定。漫水橋雖易阻斷交通，但具有造價(jià)低和易修復(fù)的優(yōu)點(diǎn)，在容許有限度中斷交通的三、四級(jí)公路上，可以修建漫水橋。橋梁設(shè)計(jì)洪水位即為符合表3.2.9規(guī)定頻率的流量相應(yīng)的最高洪水位。當(dāng)以暴雨徑流計(jì)算設(shè)計(jì)流量時(shí)，其頻率需符合表3.2.9規(guī)定。橋涵孔徑3.3.2 對(duì)暴雨徑流，允許在小橋涵的上游有短時(shí)間的積水，以壓縮小橋涵的孔徑。小橋涵的積水深度及范圍，可根據(jù)橋涵上游地形確定，但要保證積水壅高不會(huì)危害上游村鎮(zhèn)和農(nóng)田的安全。本條規(guī)定因積水而減少的流量，不宜大于總流量的 1/4，也是從小橋本身的安全考慮的。3.3.6 新建中小橋涵的設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)化的裝配式結(jié)構(gòu)及機(jī)械結(jié)構(gòu)的安全耐久性。橋涵凈空橋梁與公路更好地銜接，公路上的車輛可維持原速通過橋梁。車輛在公路上無障礙地行駛，尤其在高速公路和一級(jí)公路上，這是現(xiàn)代交通的最基本要求。“橋面凈寬與路基寬度相同”中，路基寬度不含土路肩。作用，設(shè)置路緣石僅是為了起到視線誘導(dǎo)、排水和警示的作用。但是，如果路緣石能夠?qū)κЭ剀囕v起到第一道防護(hù)作用，則能更有效地降低事故嚴(yán)重程度，保護(hù)行人和車輛安全，減少事故損失。“山區(qū)公路網(wǎng)安全保障技術(shù)體系研究與示范工程”項(xiàng)目從路緣石對(duì)車輛所起的攔護(hù)作用方面考慮，基于車輛動(dòng)態(tài)仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)公路橋梁路緣石合理高度進(jìn)行了研究。根據(jù)不同車速、不同碰撞角度、不同路緣石高度條件的路緣石碰撞仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果，路緣石對(duì)偏駛車輛的攔護(hù)效果優(yōu)劣程度為的規(guī)定基本吻合?？紤]到路緣石的攔護(hù)效果最佳，本次修訂建議路側(cè)環(huán)境危險(xiǎn)時(shí)，橋梁路緣石高度取用較大值。關(guān)于河流中漂流物在水面上突出的高度，根據(jù)幾十份調(diào)查資料，一般高出水面 左右，最高可達(dá)。國(guó)外資料也有高的。設(shè)計(jì)時(shí)要按實(shí)地調(diào)查資料確定。當(dāng)矩形涵洞進(jìn)口凈高大于時(shí)，其頂面至最高水面的凈高不應(yīng)小于0.5m，這與不通航河流上的梁底凈空規(guī)定是一致的。橋上線形及橋頭引道本條有關(guān)橋梁縱坡的規(guī)定，茲說明如下：上是適宜的。對(duì)于位于城鎮(zhèn)混合交通繁忙處的橋梁，為方便非機(jī)動(dòng)車的行駛，規(guī)定了橋上縱坡及橋頭引道縱坡均不得大于3％?？紤]到在冰雪條件下，與公路相比，橋梁更易結(jié)冰，冰雪更結(jié)冰、積雪的橋梁橋上縱坡不宜大于在洪水泛濫范圍內(nèi)的特大、大、中橋橋頭引道，經(jīng)常受到洪水的威脅，要求與橋梁具有相同的抵御洪水的能力，其路肩高程應(yīng)至少高出橋梁設(shè)計(jì)洪水位0.5m。當(dāng)小橋或涵洞的流量超過其設(shè)計(jì)流量時(shí)，多數(shù)情況是溢流首先沖毀路堤，進(jìn)而導(dǎo)致橋涵破壞，故小橋涵引道路堤的頂高宜在橋涵壅水水位以上至少0.5m。本條有關(guān)橋頭錐體及引道的規(guī)定，茲說明如下：橋頭錐坡填土或?qū)嶓w式橋臺(tái)背面的一段引道填土，可用砂性涵附近的土填筑。錐坡坡面一般要鋪砌，且填土經(jīng)夯實(shí)，其邊坡的穩(wěn)定性好于的安息角，故要根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)采用較緩的邊坡坡角，以保證其穩(wěn)定。對(duì)于埋置式橋臺(tái)、鋼筋混凝土樁、柱式橋臺(tái)，其臺(tái)前錐坡體度，以保證穩(wěn)定。橋臺(tái)側(cè)墻后端和懸臂梁的懸臂端要伸入橋頭錐坡 這是為了保證橋臺(tái)或懸臂端與引道路堤的密切銜接。車的辦法。本次修訂吸取了國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“山區(qū)公路網(wǎng)安全保障技術(shù)體系研究與示范工程”的研究成果，對(duì)橋頭搭板的長(zhǎng)度、寬度和厚度要求進(jìn)行了完善，說明如下：橋頭搭板長(zhǎng)度的確定主要從兩個(gè)方面來考慮：①保證搭板的規(guī)做法，本次修訂規(guī)定搭板長(zhǎng)度不宜小于 當(dāng)橋臺(tái)高度不小于5m時(shí)，搭板長(zhǎng)度不宜小于 。搭板寬度影響因素較少。從搭板的受力看，當(dāng)車輪直接壓在3搭板的厚度主要根據(jù)受力要求來確定。搭板的受力要求可分究結(jié)果，搭板厚度一般取搭板長(zhǎng)度的 1/16～1/24。我國(guó)近年來的梁設(shè)計(jì)中，搭板厚度根據(jù)具體情況一般取 、或。綜合考慮理論分析結(jié)果和我國(guó)的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，本次修訂規(guī)定搭板厚度不宜小于當(dāng)搭板長(zhǎng)度不小于時(shí)，其厚度不宜小于。構(gòu)造要求3.6.2 徐變、地基不均勻沉降以及其他外力所產(chǎn)生的影響。3.6.6 作用的前提條件，目前常用的方法有：金屬梁柱式護(hù)欄立柱與鋼筋混凝土橋面板的連接可以采用直接埋入式或地腳螺栓的連接方式。直接埋入連接方式適用于立柱埋深 以上的情況?；炷撩姘鍧仓r(shí)預(yù)先安裝套筒，并在套筒周圍配置加強(qiáng)鋼筋，立柱直接放置在套筒中，填筑干硬性砂漿或素混凝土。地腳螺栓連接方式適用于立柱埋深不足 的情況。在結(jié)構(gòu)物混凝土中預(yù)埋符合規(guī)定長(zhǎng)度的地腳螺栓，立柱底部焊接加勁法蘭盤，與地腳螺栓連接。護(hù)欄鋼筋與橋面板中的預(yù)埋鋼筋連接在一起的方式形成整體。本條有關(guān)橋梁支座的規(guī)定，茲說明如下：目前，常在橋梁橫橋向設(shè)置多個(gè)支座，由于施工質(zhì)量、運(yùn)營(yíng)環(huán)境等種種原因，部分支座出現(xiàn)脫空現(xiàn)象，導(dǎo)致相鄰支座受力加橋梁結(jié)構(gòu)承托(牛腿、支座上方)部位局部受力加大，引發(fā)混凝土開裂等病害。這樣的案例國(guó)內(nèi)外都有發(fā)生。因此，要求設(shè)計(jì)要考慮支座脫空帶來的不利影響。為保證傳力均勻，要求支座上下傳力面水平，板式橡膠支座可采取措施如梁底預(yù)埋鋼板、設(shè)楔形塊等保持支座上下面水平，盆式支座和球型支座有縱坡時(shí)要調(diào)平梁底后方可安裝。通常板式支座受橡膠性能的影響，設(shè)計(jì)使用壽命一般為 30年，盆式支座、球型支座的使用壽命比板式橡膠支座長(zhǎng)，但也低于主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)壽命。因此，進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮橋梁在服役期間支座的維護(hù)和更換問題，設(shè)置支座的墩臺(tái)應(yīng)留有檢查和更換支座的構(gòu)造措施，并配以必要的操作安全防護(hù)設(shè)施。橋梁用伸縮裝置為橋梁的組成部分之一。常用的伸縮裝置有模數(shù)式、梳齒板式、無縫暗縫保證橋梁接縫處的變形自由、協(xié)調(diào)，車輛能夠平穩(wěn)、安全地通過，并適應(yīng)接縫周圍可能出現(xiàn)的少量錯(cuò)位，不致因此而引起伸縮裝置部件的受損或脫落。橋面鋪裝、防水和排水3.7.2 的設(shè)置可避免或減少鋼筋的銹蝕，保證橋梁結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。水泥混凝土橋面鋪裝層直接承受車輛輪壓的作用，既是保護(hù)層，又是受力層，要具有足夠的強(qiáng)度、良好的整體性以及抗沖擊與耐疲勞特性，同時(shí)還要具有防水性及其對(duì)溫度變化的適應(yīng)性。要減少和消除橋面鋪裝層在預(yù)定的設(shè)計(jì)使用期內(nèi)的早期破壞、滿足行車荷載和環(huán)境因素作用下的使用功能，就要強(qiáng)化鋪裝層結(jié)構(gòu)的抗裂性能和耐疲勞特性。鋼橋面鋪裝一般采用瀝青混凝土體系，其涉及對(duì)正交異性鋼橋面板的結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)、橋梁縱面線形、當(dāng)?shù)貧庀笈c環(huán)境條定性、低溫抗裂性、黏結(jié)性、抗滑性、施工工藝等。養(yǎng)護(hù)及其他附屬設(shè)施阻礙，不方便采用橋檢車對(duì)主梁底面、側(cè)面等進(jìn)行檢修。另外，大跨徑梁橋中間支點(diǎn)處梁高較大，有時(shí)也無法采用橋檢車下探至梁底進(jìn)行檢修。對(duì)于這類不方便采用橋檢車進(jìn)行檢修的特大、大橋，條件許可時(shí)，宜配置專用檢修車。運(yùn)營(yíng)橋梁在車輛荷載、地基沉陷等因素影響下，可能會(huì)出現(xiàn)主梁下?lián)?、開裂、下沉、移位等病害。為了確保橋梁的安全，管養(yǎng)單位有必要進(jìn)行定期檢查，及時(shí)掌握橋梁的變形、位移狀況。布設(shè)橋梁永久觀測(cè)點(diǎn)并定期觀測(cè)，是一種簡(jiǎn)單、實(shí)用、有效的橋梁變形監(jiān)測(cè)方法。因此，本次修訂增加了設(shè)置永久觀測(cè)點(diǎn)的要求。特大、大、中橋橋墩臺(tái)旁必要時(shí)可設(shè)置水尺或標(biāo)志，以觀測(cè)水位和沖刷情況。3.8.4 橋梁防雷設(shè)計(jì)可參考現(xiàn)行《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50057)、《高速公路設(shè)施防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》(QX/T190)等。3.8.6 隨著技術(shù)的進(jìn)步，橋梁安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)日臻成熟，在公眾對(duì)工程結(jié)構(gòu)安全性日益關(guān)注的背景下，根據(jù)橋梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、地理環(huán)境及系統(tǒng)目標(biāo)，結(jié)合國(guó)內(nèi)外的最新研究成果和經(jīng)驗(yàn)，開展橋梁結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)已成為行業(yè)發(fā)展到一定階段的內(nèi)在需求。為此，近年來從不同層面均對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的安全監(jiān)測(cè)給出了指導(dǎo)性的意見，《公路橋梁養(yǎng)護(hù)管理工作制度》[2007]336號(hào)2013年交通運(yùn)輸部《交通運(yùn)輸部關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)公路橋梁養(yǎng)護(hù)管理的若干意見》和《交通運(yùn)輸部關(guān)于建立公路橋梁安全運(yùn)行長(zhǎng)效機(jī)制的若干意見》中均要求“特大、特殊結(jié)構(gòu)和特別重要橋梁的養(yǎng)管單位，要利用現(xiàn)代信息和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建立符合自身特點(diǎn)的養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)和健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”。開展結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)一方面可以促進(jìn)大型橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)、結(jié)構(gòu)可靠性評(píng)定及相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，也是橋梁學(xué)科貫徹落實(shí)國(guó)家、行業(yè)有關(guān)要求的重要舉措。大型橋梁是國(guó)家或地區(qū)的交通命脈，耗資巨大，一旦發(fā)生橋梁故發(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)是極為必要成為大橋建設(shè)工程的一部分，目前國(guó)內(nèi)外新建大跨橋梁結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)大多與主體工程一同招標(biāo)，要在設(shè)計(jì)階段統(tǒng)籌考慮，因此，本次修訂增加了設(shè)置橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)設(shè)施的要求。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)已有四十余座橋梁布設(shè)了結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。作用作用分類、代表值和作用組合兩類：一類是施加于結(jié)構(gòu)上的外力，如車輛、人群、結(jié)構(gòu)自重等，它們是直接施加于結(jié)構(gòu)上的，可用“荷載”這一術(shù)語來概括；另一類不是以外力形式施加于結(jié)構(gòu)，它們產(chǎn)生的效應(yīng)與結(jié)構(gòu)本身的特性、結(jié)構(gòu)所處環(huán)境等有關(guān)，如地震、基礎(chǔ)變位、混凝土收縮和徐變、溫度變化等，它們是間接作用于結(jié)構(gòu)的，如果也稱“荷載”，容易引起人們的誤解。因此，目前國(guó)際上普遍將所有引起結(jié)構(gòu)反應(yīng)的原因統(tǒng)稱為“作用”，而“荷載”僅限于表達(dá)施加于結(jié)構(gòu)上的直接作用。作用按隨時(shí)間的變化分為永久作用、可變作用和偶然作用。這種分類是結(jié)構(gòu)上作用的基本分類。永久作用是經(jīng)常作用的且數(shù)值不隨時(shí)間變化或變化微小的作用；可變作用的數(shù)值是隨時(shí)間變化的；偶然作用的作用時(shí)間短暫，且發(fā)生的概率很小。如前所述，地震作用是一種特殊的偶然作用，因此，將地震作用單列為一種類型。用隨機(jī)變量或隨機(jī)過程的各類統(tǒng)計(jì)參數(shù)通過復(fù)雜的計(jì)算進(jìn)行設(shè)計(jì)，作用代表值就是為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而給定的量值。設(shè)計(jì)的要求不同，采用的作用代表值也可不同，這樣可以更確切、合理地反映作用對(duì)結(jié)構(gòu)在不同設(shè)計(jì)要求下的特點(diǎn)。作用的代表值一般可分為標(biāo)準(zhǔn)值、組合值、頻遇值和準(zhǔn)永久值。它的代表值只有一個(gè)，即標(biāo)準(zhǔn)值?？勺冏饔冒雌湓陔S機(jī)過程中出現(xiàn)的持續(xù)時(shí)間或次數(shù)的不同，可取標(biāo)準(zhǔn)值、組合值、頻遇值和準(zhǔn)永久值作為其代表值。作用的標(biāo)準(zhǔn)值是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要參數(shù)，關(guān)系到結(jié)構(gòu)的安全問題，是作用的基本代表值。作用的標(biāo)準(zhǔn)值反映了作用在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)隨時(shí)間的變異，其量值應(yīng)取結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)定期限內(nèi)可能出現(xiàn)的最不利值，一般按作用在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)最大值概率分布的某一分位值確定。對(duì)于結(jié)構(gòu)自重，包括結(jié)構(gòu)的附加重力，它們的標(biāo)準(zhǔn)值按結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)定的設(shè)計(jì)尺寸和材料的重度計(jì)算確定。調(diào)查統(tǒng)計(jì)表明，結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)尺寸與實(shí)測(cè)均值極為相近；鋼筋混凝土構(gòu)件的重度與規(guī)范的規(guī)定值也是接近的?？勺冏饔玫慕M合值是指在主導(dǎo)可變作用其他可變作用的最大量值，但它比可變作用的標(biāo)準(zhǔn)值小，實(shí)際上由標(biāo)準(zhǔn)值乘以小于1的組合值系數(shù)ψc得到?？勺冏饔玫念l遇值是指結(jié)構(gòu)上較頻繁出現(xiàn)的且量值較大的作用取值，但它比可變作用的標(biāo)準(zhǔn)值小，實(shí)際上由標(biāo)準(zhǔn)值乘以小于 1的頻遇值系數(shù)ψf得到?？勺冏饔玫臏?zhǔn)永久值是指在結(jié)構(gòu)上經(jīng)常出現(xiàn)的作用取值，但它比可變作用的頻遇值又要小一些，實(shí)際上是由標(biāo)準(zhǔn)值乘以小于ψ f準(zhǔn)永久值系數(shù)ψq得到。結(jié)構(gòu)通常要同時(shí)承受多種作用。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，無論是承載能力極限狀態(tài)還是正常使用極限狀態(tài)，均應(yīng)考慮可能同時(shí)出現(xiàn)的多種作用的組合，求其總的作用效應(yīng)，同時(shí)考慮到作用出現(xiàn)的變化性質(zhì)，包括作用出現(xiàn)與否及作用出現(xiàn)的方向。這種組合是多種多樣的，應(yīng)在考慮的所有可能的組合中，取其最不利的作用組合效應(yīng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。規(guī)范只指出了作用組合要考慮的范圍，其具體組合的內(nèi)容，尚的作用，將其分為三種作用組合，即基本組合、偶然組合和地震組合。作用的基本組合是指永久作用設(shè)計(jì)值與可變作用設(shè)計(jì)值的組合，這種組合用于結(jié)構(gòu)的常規(guī)設(shè)計(jì)，是所有公路橋涵結(jié)構(gòu)都應(yīng)該考慮的。作用的偶然組合是指永久作用標(biāo)準(zhǔn)值、可變作用代表值和一種偶然作用設(shè)計(jì)值的組合，視具體情況，也可不考慮可變作用參與組合。作用偶然組合和地震組合用于結(jié)構(gòu)在特殊情況下的設(shè)計(jì)，所以不是所有公路橋涵結(jié)構(gòu)都要采用的，一些結(jié)構(gòu)也可采取構(gòu)造或其他預(yù)防措施來解決。組合表達(dá)式本條式(4.1.5-1) 和式(4.1.5-2) 是國(guó)內(nèi)外普遍采用的承載能極限狀態(tài)設(shè)計(jì)作用基本組合表達(dá)式。前者的基本參數(shù)采用標(biāo)準(zhǔn)值，再乘以分項(xiàng)系數(shù)；后者則以設(shè)計(jì)值來表達(dá)基本設(shè)計(jì)參數(shù)。兩個(gè)表達(dá)式本質(zhì)是相同的，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和圬工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范可根據(jù)各自情況選用。重要性系數(shù)公路橋涵進(jìn)行持久狀況和短暫狀況承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)結(jié)構(gòu)破壞可能產(chǎn)生的后果的嚴(yán)重程度劃分為三個(gè)設(shè)計(jì)安全等級(jí)，并用結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)來體現(xiàn)不同情況的橋涵的可靠度差異。表4.1.5-1 列出了不同安全等級(jí)對(duì)應(yīng)的橋涵類型。設(shè)計(jì)工程師也可根據(jù)橋涵的具體情況，與業(yè)主商定，但不能低于表 4.1.5-1 所列級(jí)。分項(xiàng)系數(shù)本次修訂調(diào)整了車輛荷載的分項(xiàng)系數(shù)。全國(guó)汽車荷載研究中，軸組類軸型對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)的局部和小跨徑橋涵的整體安全影響很大，因此，規(guī)范應(yīng)當(dāng)予以考慮。為了探討三聯(lián)軸重量的確定標(biāo)準(zhǔn)，軸 (組重研究中，項(xiàng)目組對(duì)全國(guó)數(shù)據(jù)的軸重限值保證率進(jìn)行了研究，各種方案中，在現(xiàn)行規(guī)范雙軸組的基礎(chǔ)上增加一個(gè)后軸 42t的三軸組模型其保證率達(dá)到了98.6％以上。為了既能反映實(shí)際情況中三聯(lián)軸居多且偏重的實(shí)際，又能維持規(guī)范的延續(xù)性，本次修訂建議仍采用現(xiàn)行規(guī)范的車輛荷載，只是在利用車輛荷載計(jì)算時(shí)，將分項(xiàng)系數(shù)由1.4提高至1.8，提高的比率是按照42t等效的原則確定的。汽車荷載在公路工程結(jié)構(gòu)中通常被視為主導(dǎo)的可變作用，在設(shè)計(jì)表達(dá)式中與永久作用一樣單獨(dú)列出，車道荷載與車輛荷載采用不同的作用分項(xiàng)系數(shù)。在橋梁設(shè)計(jì)中，當(dāng)某個(gè)可變作用對(duì)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件確實(shí)起到主導(dǎo)影響在同類效應(yīng)中其值超過汽車效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)采用1.4；對(duì)于專為承受某作用而設(shè)置的結(jié)構(gòu)或裝置，如鋼橋的風(fēng)構(gòu)，設(shè)計(jì)時(shí)風(fēng)荷載可被視為主導(dǎo)作用，其分項(xiàng)系數(shù)取1.4。同時(shí)，作用組合中的車道荷載或車輛荷載仍然取用 1.4或1.8的作用分項(xiàng)系數(shù)。表4.1.5-2 中土側(cè)壓力的分項(xiàng)系數(shù)取為1.4，是因?yàn)樗诙鄶?shù)情況下是按主導(dǎo)荷載考慮的，但當(dāng)汽車荷載考慮了分項(xiàng)系數(shù)后，由汽車荷載引起的土側(cè)壓力不再考慮?；A(chǔ)變位作用在以往的橋梁計(jì)算中是作為“附加組合”考慮的，其分項(xiàng)系數(shù)可采用 1.0；對(duì)于凝土和圬工結(jié)構(gòu)，由于混凝土徐變或灰縫塑性變形對(duì)基礎(chǔ)變位產(chǎn)生的內(nèi)力的影響，采用0.5的折減系數(shù)。頻遇值和準(zhǔn)永久值按照國(guó)際慣例，本規(guī)范對(duì)已調(diào)查的主要可變作用的頻遇值和準(zhǔn)永久值分別取其隨機(jī)過程截口任意時(shí)點(diǎn)分布的 0.95和0.5分位值對(duì)不可調(diào)查或尚未調(diào)查的可變作用仍取標(biāo)準(zhǔn)值或參照有關(guān)資料取值。組合值系數(shù)關(guān)于組合值系數(shù)，本次修訂過程中，計(jì)算了組合值系數(shù)采用下列不同情況時(shí)結(jié)構(gòu)的可靠指標(biāo)：①、3、4和5個(gè)可變作用組合時(shí)，組合值系數(shù)分別取 0.74、0.55、0.450.35，即組合值系數(shù)隨可變荷載數(shù)目變化；②、3、4和5個(gè)可變作用組合時(shí)，組合值系數(shù)均取 0.74，組合值系數(shù)不隨可變荷載數(shù)目變化；③、3、4和5個(gè)可變作用組合時(shí)，組合值系數(shù)分別取 0.80、0.70、0.600.50，即組合值系數(shù)隨可變荷載數(shù)目變化；、3、45個(gè)可變作用組合時(shí)，組合值系數(shù)均取0.80組合值系數(shù)不隨可變荷載數(shù)目變化。結(jié)果表明，對(duì)于車輛的一般運(yùn)行狀態(tài)和密集運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)采用方案①時(shí)，隨著可變荷載數(shù)目的增加，所有鋼筋混凝土構(gòu)件的可靠指標(biāo)減小，且減小的幅度比較大；當(dāng)采用方案②時(shí)，隨著可變荷載數(shù)目的增加，所有鋼筋混凝土構(gòu)件的可靠指標(biāo)增大，但變化不大；當(dāng)采用方案③時(shí)，隨著可變荷載數(shù)目的增加，所有鋼筋混凝土構(gòu)件的可靠指標(biāo)減小，但減小的幅度比方案①??；當(dāng)采用方案④時(shí)，隨著可變荷載數(shù)目的增加，所有鋼筋混凝土構(gòu)件的可靠指標(biāo)增大，增加的幅度比方案②大。為了保持不同可變荷載組合數(shù)目時(shí)構(gòu)件的可靠指標(biāo)不變，規(guī)范中組合值系數(shù)取0.75。永久作用用材料的重度等內(nèi)容與原規(guī)范保持不變。本條表4.2.1 中規(guī)定鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土的重度采用。當(dāng)按體積計(jì)算的含筋量小于2％時(shí)，采用大于或等于時(shí)，可采用。一般橋臺(tái)和擋土墻考慮主動(dòng)土壓力。橋臺(tái)和擋土墻前面地面或沖刷線以下的土壓力，由于臺(tái)后和墻后考慮了主動(dòng)土壓力，臺(tái)前和墻前可考慮靜土壓力。土的外摩擦角δ一般可采用φ /2。國(guó)內(nèi)外有些資料建議采用δ＝(1/2～2/3)φ?？肆幸蛩渡Ⅲw結(jié)構(gòu)力學(xué)》中介紹的有關(guān)土的試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表4-1?？紤]汽車沖擊以及滲水的影響，δ采用φ 是合適的?？紤]外摩擦角(δ＝φ/2)與不考慮外摩擦角所計(jì)算出的主動(dòng)土壓力系數(shù)值，相差左右，見表4-2。土壓力在墻背的分布規(guī)律，經(jīng)模型試驗(yàn)測(cè)得其與墻高為非線性關(guān)系。影響土壓力的因素有填料性質(zhì)、土與墻背之間的接觸狀況、墻的位移等。根據(jù)墻的不同位移情況來分析土壓力的分布和作用點(diǎn)是比較切合實(shí)際的。但一般橋臺(tái)屬于墻身向外傾的土壓力，因此，土壓力按三角形分布，并假定作H/3處。柱式墩臺(tái)土壓力計(jì)算寬度。當(dāng)柱間的凈距小于或等于其直徑 (寬度)時(shí)，考慮到回填土剪切變形對(duì)應(yīng)力傳遞的影響，土壓力寬度按柱群最外邊緣間全寬計(jì)算。這樣就與實(shí)體橋臺(tái)的計(jì)算寬度取得一致。當(dāng)柱間凈距大于直徑(或?qū)挾?時(shí)，應(yīng)考慮柱間空隙折減。如柱直徑(或?qū)挾?D小于或等于則中間每一柱按2倍直徑(或?qū)挾?計(jì)算，最外邊緣的柱按 1.5倍直徑計(jì)算。在求得作用在柱群上的總土壓力寬度之后，再分配到每一柱上，土壓力計(jì)算寬為： b＝D(2n1)/nn為柱根數(shù)。如柱直徑)D柱一律增加計(jì)算寬度，即(D1；邊柱增加。故作用在每一柱上的土壓力計(jì)算寬度為b＝[n(D11]/nD1.0m的土壓力計(jì)算寬度的確定，并無理論或試驗(yàn)的依據(jù)，只是比照實(shí)體橋臺(tái)，避免在土壓力計(jì)算寬度上出現(xiàn)大的矛盾。填土對(duì)涵洞的土壓力，分為豎向土壓力和水平土壓力兩種。豎向壓力的計(jì)算，目前有三種計(jì)算方法：“等沉面”理論；“卸荷比較，一般偏小，但對(duì)高填土涵洞還是比較接近的。公路部門自 20世紀(jì)50年代以來一直按“土柱”法計(jì)算。用“土柱”法計(jì)算，涵洞兩側(cè)填土必須夯實(shí)，否則兩側(cè)填土下沉大于洞頂填土下沉將產(chǎn)生附加壓力。涵洞的水平土壓力，公路上一直采用主動(dòng)土壓力計(jì)算，現(xiàn)仍不變?；炷潦湛s的原因，主要是水泥漿的凝縮和因環(huán)境干燥所產(chǎn)生的干縮?；炷潦湛s會(huì)使受約束的構(gòu)件產(chǎn)生應(yīng)力，而這種應(yīng)力的長(zhǎng)期存在又因混凝土徐變的影響減小了收縮應(yīng)力。徐變是混凝土在持續(xù)恒定應(yīng)力作用下應(yīng)變不斷變化的一種現(xiàn)象?；炷恋氖湛s和徐變主要有下列規(guī)律：隨水灰比增長(zhǎng)而增加；高強(qiáng)度等級(jí)水泥的收縮較大；顆粒組成的不同而異；收縮徐變?cè)谀Y(jié)初期比較快，以后逐漸遲緩，但仍延續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間；環(huán)境濕度大的收縮、徐變小，干燥地區(qū)收縮、徐變大。時(shí)，混凝土的徐變變形與應(yīng)力成線性關(guān)系。線性與非線性的界限通常定在混凝土應(yīng)力不超過fc(fcu于建筑物排開同體積的水重力。地表水或地下水通過土體孔隙的自由水溝通并傳遞水壓力。水是否能滲入基底是產(chǎn)生水浮力的前提條件，因此，水浮力與地基土的透水性、地基與基礎(chǔ)的接觸狀態(tài)以及和漫水時(shí)間等因素有關(guān)。對(duì)于透水性土，應(yīng)計(jì)算水浮力；對(duì)于非透水性土，可不考慮水浮力。由于土的透水性質(zhì)難以預(yù)測(cè)，故對(duì)于難以確定是否具有透水性質(zhì)的土，計(jì)算基底應(yīng)力時(shí)，不計(jì)浮力，計(jì)算穩(wěn)定時(shí)，計(jì)入浮力。對(duì)于計(jì)算水浮力的水位，計(jì)算基底應(yīng)力用低水位，計(jì)算穩(wěn)定用設(shè)計(jì)水位。包括節(jié)理發(fā)育的巖石上的基礎(chǔ)，當(dāng)基礎(chǔ)與基底巖石之間灌注混凝土且接觸良好時(shí)，水浮力可以不計(jì)。但遇破碎的或裂隙嚴(yán)重的巖石，則應(yīng)計(jì)入水浮力。作用在樁基承臺(tái)底面的水浮力要考慮，但如樁下沉嵌入巖層并灌注混凝土者，需扣除樁截面?；A(chǔ)襟邊上的水位以下的土重力，當(dāng)基底考慮浮力時(shí)采用浮重；當(dāng)基底不考慮浮力時(shí)，視其是否透水采用天然重或飽和重，另外還要計(jì)入襟邊土層以上至設(shè)計(jì)水位的水柱重力。浮土重度按下式計(jì)算：γ＇＝[1/(1 ＋(γ－e——土的孔隙比；γ——土的固體顆粒重度，一般采用。可變作用本條有關(guān)汽車荷載的規(guī)定，茲說明如下：1～4汽車荷載的等級(jí)、計(jì)算圖示及標(biāo)準(zhǔn)值。規(guī)范編寫組結(jié)合交通運(yùn)輸部西部交通建設(shè)科技項(xiàng)目“橋梁設(shè)計(jì)荷載與安全鑒定荷載的研究”，開展了全國(guó)汽車荷載現(xiàn)狀調(diào)查和統(tǒng)計(jì)分提高了跨徑在5m以下橋梁的車道荷載集中載標(biāo)準(zhǔn)值，對(duì)50m跨徑以內(nèi)的橋梁設(shè)計(jì)汽車荷載效應(yīng)有所增加。2009自治區(qū)、直轄市路收費(fèi)，部分二級(jí)公路的交通量和荷載水平有了較大增長(zhǎng)。因此，本次修訂調(diào)整了二級(jí)公路的汽車荷載等級(jí)：一般情況下，二級(jí)公路橋涵的設(shè)計(jì)應(yīng)采用公路—Ⅰ級(jí)汽車荷載；二級(jí)公路為非干線公路且重型車輛不多時(shí)，其橋涵的設(shè)計(jì)可采用公路—Ⅱ級(jí)汽車荷載。汽車荷載橫向分布系數(shù)。橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，為取得主梁的最大受力，汽車荷載在橋面上需要偏心加載，其方法仍可用車輛荷載偏心加載確定。橫橋向設(shè)計(jì)車道布置及多車道橫向布載系數(shù)。對(duì)多車道進(jìn)行示，在實(shí)測(cè)最大重車交通量條件下，4車道內(nèi)基本和原規(guī)范相同，4車道以上的略小于現(xiàn)行規(guī)范值?？傮w而言，原規(guī)范多車道橫向折減系數(shù)取值在當(dāng)前及今后一個(gè)時(shí)期內(nèi)的交通狀況下是適用的。因此，本次修訂維持原規(guī)范的規(guī)定。根據(jù)研究增列了單車道的橫向車道布載系數(shù)。汽車荷載縱向折減系數(shù)。規(guī)范規(guī)定的汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)值是在特大跨徑的橋梁。所以，國(guó)外有些規(guī)范對(duì)車輛荷載適用跨徑作了限折減。折減系數(shù)α的計(jì)算采用專題研究得到的下列公式：α (L0)＝-53－5×00，式中0為計(jì)算跨徑，以計(jì)。折減系數(shù)α以加載長(zhǎng)度為函數(shù)更合理些，但考慮到折減值較小，且跨徑很大的橋梁才進(jìn)行折減，α 以L0為函數(shù)計(jì)算起來更方便一些。-5“橋梁設(shè)計(jì)荷載與安全鑒定荷載的研究”項(xiàng)目對(duì)橋梁縱向折減系數(shù)也進(jìn)行了針對(duì)性研究，根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了多種大跨徑橋梁的汽車荷載效應(yīng)計(jì)算，建立了縱向折減系數(shù)與橋梁跨徑的回歸關(guān)系。結(jié)果表明，實(shí)測(cè)縱向折減系數(shù)隨跨任增大而減小的趨勢(shì)更為明顯，且原規(guī)范的取值也是相對(duì)保守的，考慮到未來的發(fā)展以及實(shí)際運(yùn)營(yíng)過程中不可預(yù)見的極端狀況，原規(guī)范的取值總體是適用的。因此，本次修訂維持了原規(guī)范的規(guī)定。汽車的沖擊系數(shù)是汽車過橋時(shí)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的豎向動(dòng)力效應(yīng)的增大系數(shù)。沖擊作用有車體的振動(dòng)和橋跨結(jié)構(gòu)自身的變形和振動(dòng)。當(dāng)車輛的振動(dòng)頻率與橋跨結(jié)構(gòu)的自振頻率一致時(shí)，即形成即撓度構(gòu)的阻尼大小及共振時(shí)間的長(zhǎng)短有關(guān)。橋梁的阻尼主要與材料和連接方式有關(guān)，且隨橋梁跨徑的增大而減小。所以，增強(qiáng)橋梁的縱、橫向連接剛度，對(duì)于減小共振影響有一定的作用。沖擊影響一般都是用靜力學(xué)的方法，即將車輛荷載作用的動(dòng)力影響用車輛的重力乘以沖擊系數(shù)來表達(dá)。對(duì)于鋼橋和鋼筋混凝土橋的上部結(jié)構(gòu)、鋼或鋼筋混凝土支座、板式橡膠支座、盆式橡膠支座、鋼筋混凝土樁、柱式墩臺(tái)等，因相對(duì)來說自重不大，沖擊作用的效果顯著，故應(yīng)計(jì)算沖擊力。重力式墩臺(tái)等，因自重大、整體性好，沖擊影響小，故不計(jì)沖擊力。沖擊影響與結(jié)構(gòu)的剛度有關(guān)。一般來說，跨徑越大、剛度越小對(duì)動(dòng)荷載的緩沖作用越強(qiáng)，以往規(guī)范近似地認(rèn)定沖擊力與計(jì)算跨徑成反比，無論是梁式橋還是拱式橋等，均規(guī)定在一定的跨徑范圍內(nèi)考慮汽車荷載的沖擊力作用。此模式計(jì)算方便，但不能合理、科學(xué)地反映沖擊荷載的本質(zhì)。《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTGD60-2004)計(jì)算橋梁結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù)。η＝/Yx(4-2)x——在汽車過橋時(shí)測(cè)得的效應(yīng)時(shí)間歷程曲線上，最大靜力效應(yīng)處量取的最大靜力效應(yīng)值；——在效應(yīng)時(shí)間歷程曲線上最大靜效應(yīng)處量取的最大動(dòng)效應(yīng)值。吉林省交通科學(xué)研究所利用動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)經(jīng)12h連續(xù)觀測(cè)，從跨徑6m的鋼筋混凝土矩形板橋到跨徑45m的預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋共7座跨徑不同、初始條件不同的橋梁的實(shí)測(cè)中收集了6600多個(gè)具有一定代表性的沖擊系數(shù)樣本。經(jīng)統(tǒng)計(jì)參數(shù)的估計(jì)和概率分布的優(yōu)度擬合檢驗(yàn)，表明各種橋梁汽車荷載沖擊系數(shù)均不拒絕極值Ⅰ型分布。按照國(guó)際上通用的習(xí)慣做法，取保證率 的數(shù)值作為公路梁的沖擊系數(shù)，通過回歸分析，得到?jīng)_擊系數(shù)與橋梁結(jié)構(gòu)基頻之間的關(guān)系曲線，經(jīng)適當(dāng)修正后即為本規(guī)范的公式。華中科技大學(xué)曾利用反應(yīng)譜理論及隨機(jī)過程理論來分析計(jì)算橋梁受車輛沖擊作用的影響，用動(dòng)力放大系數(shù)描述車輛的動(dòng)力特性、橋梁的結(jié)構(gòu)形式及其動(dòng)力特性對(duì)沖擊系數(shù)的影響，用橋面狀況系數(shù)描述橋面平整度、車輛動(dòng)力特性、行車速度等因素對(duì)沖擊系數(shù)的影響，利用大量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到了與本規(guī)范規(guī)定相吻合的曲線。其較加拿大的方法所考慮的因素更為全面。橋梁結(jié)構(gòu)的基頻反映了結(jié)構(gòu)的尺寸、類型、建筑材料等動(dòng)力特性內(nèi)容，它直接反映了沖擊系數(shù)與橋梁結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。不管橋梁的建筑材料、結(jié)構(gòu)類型是否有差別，也不管結(jié)構(gòu)尺寸與跨徑是否有差別，只要橋梁結(jié)構(gòu)的基頻相同，在同樣條件的汽車荷載下，就能得到基本相同的沖擊系數(shù)。本規(guī)范采用的沖擊系數(shù)曲線與美國(guó)、加拿大、日本、法國(guó)等國(guó)家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的曲線相比，變化規(guī)律是一致的。橋梁的自振頻率(基頻)宜采用有限元方法計(jì)算。對(duì)于如下常規(guī)結(jié)構(gòu)，當(dāng)無更精確方法計(jì)算時(shí)，也可采用下列公式估算：簡(jiǎn)支梁橋式中：l——結(jié)構(gòu)的計(jì)算跨徑(m)；E——結(jié)構(gòu)材料的彈性模量(Pa)；42Ic(m；c——結(jié)構(gòu)跨中處的單位長(zhǎng)度質(zhì)量(kg/m)42㎡；——結(jié)構(gòu)跨中處延米結(jié)構(gòu)重力(N/m)g——重力加速度，g＝9.81m/s。連續(xù)梁橋計(jì)算連續(xù)梁的沖擊力引起的正彎矩效應(yīng)和剪力效應(yīng)時(shí)，采用基頻 f計(jì)算連續(xù)梁的沖擊力引起的負(fù)彎矩效應(yīng)時(shí)，采用基頻 f。拱橋式中的ω1為頻率系數(shù)，可按下列公式計(jì)算：2 2 ①當(dāng)主拱為等截面或其他拱橋 (如桁架拱、剛架拱等)時(shí)ω＝×[(5.4＋f)/(16.45 ＋f+1867f2 2 式中：f——拱橋矢跨比。24②當(dāng)主拱為變截面拱橋時(shí)：242ω＝×[(r ＋r2

)/(r 3＋r

＋r

)](4-9)式中的ri 為系數(shù)，可按下式確定：ri＝i×＋i(4-10)式中：n——拱厚變化系數(shù)；i、i3查得。無輔助墩斜拉橋：f＝有輔助墩斜拉橋：f＝式中：l——斜拉橋主跨跨徑(m)；f1——豎向彎曲基頻(Hz)。單跨簡(jiǎn)支懸索橋的反對(duì)稱豎向彎曲基頻f(Hz)；l——懸索橋的主跨跨徑(m)；EI——加勁梁豎彎剛度——恒荷載作用下單根主纜的水平拉力(N)；——橋面系和主纜的單位長(zhǎng)度質(zhì)量(kg/m)，＝d(kg/m)；c(kg/m)。橋梁離心力是一種伴隨著車輛在彎道行駛時(shí)所產(chǎn)生的慣性力，其以水平力的形式作用于橋梁結(jié)構(gòu)，是彎橋橫向受力與抗扭設(shè)計(jì)計(jì)算所考慮的主要因素。離心力的大小與平曲線半徑成反比。原規(guī)范規(guī)定，當(dāng)橋梁曲線半徑小于或等于時(shí)，應(yīng)計(jì)算汽車荷載引起的離心力。但當(dāng)曲線橋橋墩較高時(shí)，即使橋梁曲線半徑大于 離心力較小，由于高影響，離心力產(chǎn)生的彎矩也較大，不能忽略。因而，本條取消了原規(guī)范規(guī)定的小于或等于250m時(shí)計(jì)算離心力的限制要求。長(zhǎng)安大學(xué)曾做過車輛離心力的實(shí)測(cè)試驗(yàn)及其試驗(yàn)數(shù)據(jù)的概率分析。試驗(yàn)所選擇的曲線路段的彎道半徑有 、、、、、、、400和等，車速分別控制在、、、、80km/h左右。在剔除異常值后得到有效數(shù)據(jù) 227組。經(jīng)過分析，離心力系數(shù)實(shí)測(cè)值與理論值之比的概率分布服從于正態(tài)分布，其均值系數(shù)為1.0379，標(biāo)準(zhǔn)差0.2234，變異系數(shù)0.2152。實(shí)測(cè)結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果吻合較好。長(zhǎng)期來，汽車荷載在橋臺(tái)或擋土墻上引起的土側(cè)壓力，都是按汽車輪重?fù)Q算為等代均布土層厚來計(jì)算，本次規(guī)范修訂仍采用這個(gè)模式。計(jì)算分析表明，由于在總的土側(cè)壓力中土自重引起的土壓力所占的比例較大，不同荷載等級(jí)對(duì)總土側(cè)壓力的影響不是很大，對(duì)橋臺(tái)或擋土墻尺寸確定的影響更小。本規(guī)范的土側(cè)壓力不分荷載等級(jí)，均用車輛荷載進(jìn)行計(jì)算。在實(shí)際工程中，擋土墻的分段長(zhǎng)度一般為 而本規(guī)范規(guī)定的車輛荷載，其前后軸距為 。因此，當(dāng)擋土墻分段長(zhǎng)度小于時(shí)，破壞棱體內(nèi)的車輪應(yīng)按最不利情況布置，這些車輪重全部由擋土墻承受；當(dāng)擋土墻分段長(zhǎng)度大于 時(shí)，則車輪重應(yīng)分布，視擴(kuò)散長(zhǎng)度取擋土墻的計(jì)算長(zhǎng)度：擴(kuò)散長(zhǎng)度不超過分段長(zhǎng)度時(shí)取擴(kuò)散長(zhǎng)度，擴(kuò)散長(zhǎng)度超過分段長(zhǎng)度時(shí)取分段長(zhǎng)度。對(duì)于橋臺(tái)，在破壞棱體內(nèi)按橫橋向布置的所有輪重均由它承擔(dān)。荷載長(zhǎng)度內(nèi)一行汽車車隊(duì)總重力的百分?jǐn)?shù)表示。汽車荷載制動(dòng)力按車道荷載的 取值。這是個(gè)名義值，在很多情況下其值偏低，需要作制動(dòng)力最小值的限制。本規(guī)范規(guī)定公路—Ⅰ級(jí)汽車荷載時(shí)制動(dòng)為165kN，公路—Ⅱ級(jí)汽車荷載時(shí)制動(dòng)力為90kN；當(dāng)多車道時(shí)，該值在乘上車道數(shù)后再進(jìn)行折減。關(guān)于制動(dòng)力傳遞和分配于支座或墩臺(tái)的規(guī)定，也維持原規(guī)范不變。剛性墩臺(tái)，制動(dòng)力全部由固定支座傳遞，但考慮活動(dòng)支座有摩阻力存在，它仍傳遞一部分制動(dòng)力。但對(duì)設(shè)有板式橡膠支座的剛性墩臺(tái)，制動(dòng)力按跨徑兩端板式橡膠支座的抗推剛度進(jìn)行分配；當(dāng)兩端支座相同時(shí)，各分配 。對(duì)設(shè)有板式橡膠支座的柔性墩臺(tái)，動(dòng)力采用支座與墩臺(tái)剛度集成方法進(jìn)行傳遞和分配。連續(xù)橋面簡(jiǎn)支梁(板)橋或連續(xù)梁(板)橋的計(jì)算方法和示例可參考袁倫一編《連續(xù)橋面簡(jiǎn)支梁橋墩臺(tái)計(jì)算實(shí)例》人民交通出版禮，、1998年王伯惠、徐風(fēng)云編著的《柔性墩臺(tái)梁式橋設(shè)計(jì)》人民交通出版社，1994年。公路橋梁可靠度研究組曾對(duì)人群荷載進(jìn)行過調(diào)查，實(shí)測(cè)的范圍包括全國(guó)六大片區(qū)的沈陽、北京、上海等 10個(gè)城市的30橋梁。每座橋梁選其行人高峰期觀測(cè) 3天。觀測(cè)的方法是在不同寬度的人行道上任意劃出 2㎡面積和、、觀測(cè)段，分別連續(xù)記錄瞬時(shí)出現(xiàn)其上的最多人數(shù)，人體標(biāo)準(zhǔn)重經(jīng)大量稱重統(tǒng)計(jì)取0.65kN，據(jù)此計(jì)算每平方米的人群荷載。根據(jù)不同的觀測(cè)方法，采用隨機(jī)變量和隨機(jī)過程荷載持續(xù)時(shí)段取為一年分析。結(jié)果表明，人群荷載可以用極值Ⅰ型概率分布類型來描述，0.95分位值為3.0kN/㎡。從觀測(cè)的數(shù)據(jù)可明顯地看出，隨著觀測(cè)段的增長(zhǎng)，人群荷載不斷減小。本規(guī)范將人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值按調(diào)查分析結(jié)果確定為 3.0kN/㎡。慮跨徑較小時(shí)，人群荷載所占總荷載的比例較大，為確保大量的簡(jiǎn)支梁不小于原規(guī)范的規(guī)定值，規(guī)定計(jì)算跨徑 時(shí)，人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值均采用/㎡；計(jì)算跨徑L≥時(shí)，按5折減，采用2.5kN/㎡。上述人群荷載調(diào)查數(shù)據(jù)多來自城市橋梁行人高峰期，而公路橋梁上一般行人較少，將調(diào)查分析結(jié)果用于公路橋梁設(shè)計(jì)，應(yīng)該是偏安全的。但調(diào)查實(shí)橋的數(shù)量畢竟不多，其代表性尚有欠缺，因此，對(duì)城鎮(zhèn)郊區(qū)行人密集的橋梁，其人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值在調(diào)查統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上再提高15％。專用人行橋梁，人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值參考相關(guān)國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)采用。本次修訂增加了疲勞荷載計(jì)算模型。疲勞荷載計(jì)算模型Ⅰ對(duì)應(yīng)于無限壽命設(shè)計(jì)方法，這種方法考慮的是構(gòu)件永不出現(xiàn)疲勞破壞的情況。與其他疲勞荷載計(jì)算模型相比，該模型比較保守，特別是對(duì)有效影響線長(zhǎng)度超過 的橋梁。疲勞荷載計(jì)算模型Ⅱ?yàn)殡p車模型，該模型車是根據(jù)“公路橋梁疲勞設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)研究”的研究結(jié)論給出的。疲勞荷載計(jì)算模型Ⅲ車重最重，輪數(shù)較少，適用于正交異性/到這些構(gòu)件對(duì)車輪位置更加敏感，給出了這種疲勞車的橫向輪距以及輪胎接地面積。荷載模型Ⅲ不考慮后跟其他車輛的情況。疲勞荷載計(jì)算模型Ⅱ以及疲勞荷載計(jì)算模型Ⅲ加載僅按單車道加載，多車道效應(yīng)通過多車道效應(yīng)系數(shù)考慮，具體參見現(xiàn)行《公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD64)。壓力的大小與橋墩的平面形狀、墩臺(tái)表面的粗糙率、水流速度、水流形態(tài)、水溫及水的黏結(jié)性有關(guān)。圓形、圓端形或尖端形橋墩可減小流水壓力。當(dāng)流速大于10m/s時(shí)，需考慮水流的脈動(dòng)沖擊壓力。工程，其下部結(jié)構(gòu)在波浪和海流共同作用下，受到較大強(qiáng)度的波浪力作用，波浪力的效應(yīng)不能忽略。各海域的水文條件不同，波浪和海流的影響因素復(fù)雜，且橋梁業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的規(guī)定計(jì)算。《海港水文規(guī)范》(JTS145-22013給出了建立在繞射理論基礎(chǔ)之上的圓形墩柱、基礎(chǔ)一次近似解的結(jié)果，對(duì)于方形或矩形墩柱波浪力計(jì)算，給出了經(jīng)驗(yàn)計(jì)算方法或換算成圓形進(jìn)行計(jì)算的公式。這些公式都有一定的適用范圍，應(yīng)用時(shí)，要注意其適用條件。情況，公式是以與冰破碎極限強(qiáng)度等強(qiáng)建立起來的。公式中冰的抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、水溫系數(shù)和其他相關(guān)系數(shù)，是在參考了蘇聯(lián)規(guī)范2.05.03-84與其他資料后確定的。如，常年氣溫變化導(dǎo)致橋梁沿縱向均勻地位移，這種位移不產(chǎn)生結(jié)構(gòu)內(nèi)力，只有當(dāng)結(jié)構(gòu)的位移受到約束時(shí)才會(huì)引起溫度次內(nèi)力，這是溫度作用的一種形式。太陽輻射是溫度作用的另一種形式，它使結(jié)構(gòu)沿高度或?qū)挾确较蛐纬煞蔷€性的溫度梯度，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生次應(yīng)力。本規(guī)范稱前者為均勻溫度作用，后者為梯度溫度作用。均勻溫度作用計(jì)算橋梁結(jié)構(gòu)因均勻溫度作用引起外加變形或約束變形時(shí)，應(yīng)從結(jié)構(gòu)受到約束構(gòu)最高和最低有效溫度的作用效應(yīng)。本規(guī)范表 4.3.12-2 給出了不氣溫區(qū)域的結(jié)構(gòu)有效溫度標(biāo)準(zhǔn)值。表中數(shù)值是按各自區(qū)域里各地差異不大的氣溫從中選擇適當(dāng)?shù)臏囟?，用下列公式換算得到：℃；日平均溫度，鋼結(jié)構(gòu)可取當(dāng)?shù)貧v年最高溫度或最低溫度。當(dāng)為 以下時(shí)取負(fù)值。豎向梯度溫度作用關(guān)于豎向梯度溫度作用問題，《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTGD60-2004)曾對(duì)新西蘭規(guī)范、英國(guó)BS540、美國(guó)AASHT規(guī)范、國(guó)內(nèi)鐵路規(guī)范和《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》 (JTJ021-89)的豎向溫梯度曲線進(jìn)行了多座實(shí)橋的應(yīng)力計(jì)算比較。結(jié)果表明，新西蘭規(guī)范和我國(guó)鐵路規(guī)范中梯度溫度作用產(chǎn)生的效應(yīng)最大，《公路橋涵設(shè)計(jì)(JTGD60-2004)最小，英國(guó)BS54