公路橋涵設計通用規(guī)范JTGD60—2015解讀
2015-12-21
近日，交通運輸部發(fā)布了修訂后的公路工程行業(yè)標準——《公路橋涵設計通用規(guī)范》（JTGD60—2015）（以下簡稱新《規(guī)范》）。新《規(guī)范》在進行廣泛調(diào)研分析的基礎上，補充了有關橋涵總體設計的要求，增加了橋涵設計使用年限、交通安全、環(huán)境保護、耐久性、橋梁結構監(jiān)測和風險評估等的相關規(guī)定，增加了橋涵養(yǎng)護設施的設計要求，調(diào)整了作用組合分類及計算方法、汽車荷載標準的規(guī)定，增加了汽車疲勞荷載等標準值的規(guī)定，補充了地震設計狀況的規(guī)定。本期特別邀請了部公路局技術管理處及新《規(guī)范》編制組的有關同志對其進行解讀，以饗讀者。
解讀人：
中交公路規(guī)劃設計院有限公司標規(guī)室主任馮苠
采訪人：
記者趙珊珊
突出全壽命設計理念
為了實現(xiàn)公路橋涵結構的可持續(xù)發(fā)展，使工程建設總體效益達到最優(yōu)，橋涵設計應采用全壽命的設計理念。設計使用年限是橋梁耐久性設計的前提也是全壽命設計的關鍵指標，《工程結構可靠性統(tǒng)一標準》（GB50153-2008）、《公路工程技術標準》（JTGB01-2014）均明確規(guī)定了各類工程結構的設計使用年限。新《規(guī)范》依照上位標準的規(guī)定，增加了公路橋涵主體結構和可更換部件的設計使用年限要求。
全壽命設計不僅關注橋涵的規(guī)劃、設計和施工，還要關注橋涵的運營、維護和拆除。實踐表明，在我國的公路橋涵設計中，存在對橋梁結構未來養(yǎng)護需求考慮不足的情況，例如某些橋梁構件難以到達或難以檢查。另外，橋涵可更換構件的設計使用年限低于主體結構的設計使用年限，使用過程中需要進行維修和更換，橋梁設計時應考慮未來維修、更換的需要。因此，新《規(guī)范》規(guī)定，公路橋涵應考慮養(yǎng)護需要，按照可到達、可檢查、可維修和可更換的要求進行設計，同時對橋涵結構的養(yǎng)護設施提出了設計要求。
大型橋梁是國家或地區(qū)的交通命脈，其安全性至關重要。為了及時掌握大橋運營過程中的性能表現(xiàn)，防止突發(fā)性的坍塌事故的發(fā)生，采用科學的方法對大橋進行運營期安全監(jiān)測是極為必要的。目前這一點已逐漸得到了學術界、工程界以及政府部門的廣泛認同，安全監(jiān)測技術也逐漸在我國新建大橋中得到推廣應用。從全壽命設計理念出發(fā)，大橋結構安全監(jiān)測系統(tǒng)應在設計階段統(tǒng)籌考慮。鑒于此，新《規(guī)范》規(guī)定，技術復雜的大型橋梁工程可根據(jù)需要設置必要的結構監(jiān)測設施。
完善極限狀態(tài)設計方法
目前，歐、美、日等國外規(guī)范均采用以可靠性理論為基礎的概率極限狀態(tài)設計方法。新《規(guī)范》在原《規(guī)范》的基礎上，與國際接軌，進一步將概率極限狀態(tài)設計方法由理論落實到實踐，貫徹到公路橋涵結構的設計中，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算方法。將作用效應組合修改為作用組合，使之同時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)計并有統(tǒng)計資料，可以根據(jù)地震的重現(xiàn)期確定其標準值，與其他偶然作用的設計方法不同。因此，新《規(guī)范》增加了地震設計狀況，并在承載能力極限狀態(tài)設計中增加了地震組合。
通過采用多個可變作用組合時構件可靠指標的分析，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)目時構件的可靠指標不變，新《規(guī)范》中組合值系數(shù)統(tǒng)一取0.75。
著重提高結構安全性
本著安全第一的原則，新《規(guī)范》修訂時著重提高橋涵結構自身安全和交通運行安全的性能。在結構安全方面，新《規(guī)范》增加了疲勞荷載和橋梁鋼結構的抗疲勞設計要求；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置的相關規(guī)定；適應汽車荷載的發(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系數(shù)。新《規(guī)范》從實際情況出發(fā)，補充完善了相關規(guī)定和要求，全面提高了橋涵結構的安全性。
在交通安全方面，新《規(guī)范》細化了橋頭搭板的設計要求，降低橋頭跳車的影響；補充了路側危險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；增加了橋梁護欄與橋面板可靠連接的規(guī)定，提高護欄的防撞能力；從橋涵設計方面提高了行車安全性。
為了在橋梁設計階段降低和規(guī)避可預見的工程風險，提高結構安全和風險防范能力，新《規(guī)范》規(guī)定了公路橋梁應按相關規(guī)定進行設計階段風險評估。該項規(guī)定將交通運輸部關于風險評估的相關政策落實到規(guī)范層面。
背景
原《規(guī)范》于2004年頒布實施。近年來的實踐應用表明，規(guī)范總體上能夠滿足我國公路橋涵建設的需要，但隨著我國公路運營狀況、橋涵設計理念和方法的發(fā)展和變化，也對規(guī)范提出了新的要求：公路橋涵汽車荷載標準的適應性問題日漸突出，設計使用年限、耐久性設計、風險評估、橋梁運營期結構安全監(jiān)測等新方法、新理念逐漸得到廣泛應用和發(fā)展，環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展已成為工程設計中需考慮的重要因素。
為了吸取實踐經(jīng)驗對相關內(nèi)容進行完善，提高規(guī)范的適應性，更好地指導公路橋涵設計，交通運輸部于2009年啟動了原《規(guī)范》的修訂工作。
原則
●廣泛調(diào)研集思廣益
在規(guī)范修訂準備階段，即對原《規(guī)范》頒布實施后的答疑文件進行了整理和分析，并向全國各省設計、科研單位發(fā)函征求了修編意見。另外，對國內(nèi)外相關科研成果、標準規(guī)范等進行了廣泛調(diào)研，收集了相關資料，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，均廣泛征求全國各地專業(yè)技術人員的意見，不斷對規(guī)范進行完善，保證規(guī)范條文修訂的嚴謹和適用。
●重點內(nèi)容專項研究
通過“公路橋梁汽車荷載研究”專題，開展了全國汽車荷載現(xiàn)狀調(diào)研，獲取了23個省市65個路段的汽車荷載數(shù)據(jù)共計4277.6萬組?；谡{(diào)研和數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析結果，對汽車荷載標準及相關系數(shù)進行了修訂，增加了汽車疲勞荷載標準值。
通過“基于車輛動態(tài)仿真實驗的路緣石合理高度研究”、“山區(qū)公路橋梁縱坡安全性設置研究”、“公路橋梁橋頭搭板行車安全評估及保障技術”等專題，研究了路緣石、縱坡、橋頭搭板等設計指標對交通安全的影響，完善了規(guī)范相關規(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踐經(jīng)驗，綜合考慮了我國交通運輸行業(yè)的發(fā)展和變化，貫徹落實了國家有關行業(yè)技術政策，解決了原《規(guī)范》在新時期的適應性問題。作為公路橋涵專業(yè)的統(tǒng)領性規(guī)范，新《規(guī)范》上承《公路工程技術標準》，下啟橋涵其他下位規(guī)范，將有力指導我國公路橋涵設計及其他橋涵設計規(guī)范的制定修訂，提高橋涵結構的安全性和耐久性，促進我國公路橋涵設計、建造、管養(yǎng)事業(yè)的科學健康發(fā)展。新《規(guī)范》在設計理念和方法上充分與國際接軌，也將有利于提升我國公路橋涵設計規(guī)范的國際認可度，助力我國公路工程建設企業(yè)“走出去”戰(zhàn)略的實施。
