摘 要 根據橋梁設計工作中發現的問題,作者就公路建筑限界——橋面凈寬的合理取值問題,闡述了自己的觀點與看法。
關鍵詞 探討 橋面凈寬 合理取值
中圖分類號:O213文獻標識碼:A
0 前言
公路建筑限界是保證車輛和行人正常運行與安全,規定在公路上一定寬度和高度范圍內不得有任何物體(如各種管線、 護欄、標志牌等設施)侵入的最小空間界限。橋梁、涵洞的建筑限界與公路建筑限界相同,只是當橋(涵)面設置有人行道時,建筑限界還應包括人行道的寬度。
在實際橋梁設計工作中,由于現行的《公路工程技術標準》、《公路橋涵設計通用規范》對公路建筑限界的定義與條文說明內容不統一,致使設計人員在設計工作中產生疑惑,對此有必要探討公路建筑限界——橋面凈寬的合理取值問題。
1 問題的提出
交通部發布的《公路工程技術標準》(JTG B01—2004)(以下簡稱《技術標準》)第2.0.7條中規定:二、三、四級公路的建筑限界寬度為W+2L。
上式中:
W——行車道寬度;
L——側向寬度:
二、三、四級公路的側向寬度為路肩寬度減去0.25m。
二、三、四級公路建筑限界見圖1。
圖1 2004年《技術標準》規定的二、三、四級公路建筑限界
對于二級公路,當行車速度為80km/h時,行車道寬度為3.75€?=7.5m,硬路肩寬度為1.5€?=3.0m,土路肩寬度為0.75€?=1.5m,即路基寬度為7.5+3.0+1.5=12.0m,則公路的建筑限界寬度為:W+2L=7.5+2(1.5+0.75-0.25)=11.5m
然而,《技術標準》條文說明第5.0.5條中對第2.0.7條公路建筑限界的解釋是,“要求橋涵與橋頭引道的行車道(包括加減速車道、爬坡車道、慢車道、錯車道等)、硬路肩或緊急停車帶、中央分隔帶、路緣帶等對應的寬度應保持一致,也即俗稱的內齊外不齊”。由于一般的二級公路只有行車道、硬路肩,而行車道與硬路肩的寬度為7.5+3.0=10.5m,故建筑界限的寬度為10.5m。
交通部發布的《公路橋涵設計通用規范》(JTG D60-2004)(以下簡稱《橋規》)第3.3.1條中規定:二、三、四級公路的建筑限界寬度為W+2L。字母W、L表示的意義同前,即分別表示行車道寬度、側向寬度。但由于《橋規》表3.3.1-3給出的只有右側路肩寬度值,等同于《技術標準》中的硬路肩寬度,而沒有土路肩寬度,因此,對于二級公路,當行車速度為80km/h時,橋面凈寬為:W+2L=7.5+2(1.5-0.25)=10.0m
但是,《橋規》條文說明3.3.1第3段要求橋涵凈空的建筑限界,“應首先考慮與橋涵相連的公路路段的路基寬度,保持橋面凈寬與路肩同寬”。由于路基寬度為12.0m,則橋面凈寬也為12.0m 。
以上即為問題所在。為了清楚起見,將以上問題列表如表1就更加一目了然。
表1 依據《技術標準》、《橋規》計算出的橋面凈寬
由表1可知,依據現行的《技術標準》、《規范》計算出的橋面凈寬是不同的。由于橋面凈寬的不確定性,使得橋梁的總寬也難于確定(對于橋梁總寬,通常的理解是橋面凈寬與人行道、安全帶、護欄等落地(橋)寬度的總和)。
對于三、四級公路上的橋梁凈寬,同樣存在上述問題。
2 歷史沿革
為了弄清問題的來龍去脈,有必要研究討論《技術標準》中關于公路的建筑限界——橋面寬度的歷史沿革。
2.1 1972年《技術標準》
1972年交通部頒發的《技術標準》(試行)規定:二級路橋面凈寬為9m或7m(凈寬指人行道或安全帶內緣間的寬度)。而二級路路面寬度只有9m或7m兩種,因此,其實就是橋面凈寬與路面同寬。當時的橋面凈空圖示見圖2。
圖2 1972年《技術標準》規定的橋面凈空
(圖中R——人行道寬度)
上世紀七十年代,根據此標準編制的《裝配式鋼筋混凝土矩形板式橋涵上部構造》(JT/GQB 003-73、004-73)以及《裝配式預應力混凝土空心板》(JT/GQB 001-73)等公路橋涵標準圖,其橋(涵)面凈寬就為9m或7m。對于僅設置安全帶的橋梁,其橋面總寬總是小于或等于相應公路路基的寬度(四級公路上的橋梁除外),原因是土路肩寬度總是大于或等于安全帶的寬度(安全帶底寬一般為0.25m)。1972年《技術標準》中,二、三、四級公路路基、路面、橋面凈寬見表2所示。
2.2 1981年《技術標準》
1981年交通部頒發的《技術標準》(JTJ 1-81)規定:一般公路上的橋面寬度為W(行車道寬度)+2€?.25m(安全帶)(四級公路以及山嶺重丘區三級公路上的橋面寬度除外)。這就是為什么過去公路上的許多橋面寬度總是比路基窄的原因。1981年《技術標準》中二、三、四級公路路基、路面、橋面凈寬見表2所示,當時的橋面凈空圖示見圖3。
2.3 1988年《技術標準》
1988年交通部頒發的《技術標準》(JTJ 01-88)規定:二、三、四級公路的建筑限界寬度為W+2L。字母W、L意義同前。
對于一般公路中的二級公路,所處地形為平原微丘區時,由于行車道寬度為9.0m,土路肩寬度為1.5€?=3.0m,即路基寬12.0m,則公路的建筑限界寬度——橋面凈寬為:
W+2L=9.0+2(1.5-0.25)=11.5m
由于當時橋面兩側以設安全帶為主,而安全帶底寬一般為2€?.25=0.5m,所以橋面總寬為11.5+0.5=12.0m,即與路基同寬。1988年《技術標準》中一般公路上的二、三、四級公路路基、路面、橋面凈寬見表1所示,橋面凈空圖示與圖1相同。
2.4 1997年《技術標準》
1997年交通部頒發的《技術標準》對公路建筑限界寬度的規定,與2004年交通部頒發的《技術標準》完全相同,橋面凈空圖示也相同,見圖1。
圖3 1981年《技術標準》規定的橋面凈空(單位:cm)
3 探討橋面凈寬的合理取值
3.1 針對《技術標準》
通過對1972年、1981年《技術標準》的研究發現:除四級公路以及山嶺重丘區三級公路上的橋面凈寬均比路面寬外,其余二級公路以及平原微丘區三級公路上的橋面凈寬均與路面同寬,比路基窄兩個路肩寬度。究其原因,可能與當時國民經濟發展緩慢,人民群眾對出行條件要求不高,以及道路等級普遍較低、車速普遍較慢、筑路資金短缺等因素有關。
自1981年以后,隨著我國改革開放政策的實施,國民經濟飛速發展,公路建設尤其是高等級公路的建設取得了長足進展,以人為本、方便交通、安全第一的理念深入人心,在1988年《技術標準》中橋面凈寬有所提高的基礎上(二、三、四級公路上的橋梁,其橋面凈寬均大于相應公路的行車道寬度,僅比路基寬度窄0.5m),2004年《技術標準》又對二級路路肩硬化提出要求,對于二級路及以上公路上的橋梁明確規定應設護欄。由于護欄的底寬比一般的安全帶底寬要寬,則橋面寬度必然要加寬。因此,從《技術標準》的發展過程看,橋梁的寬度已逐步與路基同寬,但前提條件是橋面設置安全帶。
針對2004年《技術標準》第2.0.7條中關于公路建筑限界的規定,本人認為就二、三、四級公路側向寬度的定義做如下調整比較切合實際(高速公路、一級公路側向寬度定義不變):
(1)橋(涵)面兩側設置護輪帶或安全帶配欄桿、扶手時,側向寬度為土路肩寬度減去0.25m。
(2)橋(涵)面兩側設置波形梁防撞護欄或鋼筋混凝土防撞護欄時,側向寬度為土路肩寬度減去0.5m。
(3)雙車道四級公路側向寬度為土路肩寬度加0.25m,單車道四級公路側向寬度即為土路肩寬度。
調整的目的,一是保證橋面的凈寬大于等于路面寬度,二是除雙車道四級公路橋(涵)面寬度大于路基寬度外,其余公路上的橋(涵)面寬度均與相應的公路路基同寬。
針對2004年《技術標準》條文說明第5.0.5條中關于公路建筑限界的解釋,筆者認為第二段應做如下修改:
按“符合本標準第2.0.7條公路建筑限界的規定”,要求橋面總寬與相應公路的路基同寬。由于雙車道四級公路路基寬6.5m,小于以后可能要改建成三級路所要求的橋面凈寬7.0m,因此,橋面需加寬2€?.25 = 0.5m。
3.2 針對標準圖
交通部交公路發[1999]237號文“關于采用交通行業標準《公路橋涵標準圖》有關問題的通知”中,列出了“70-80年代部頒公路橋涵標準圖(繼續使用部分)”,以及“1993年—1998年部頒公路橋涵標準圖”總共38套(其中兩套標準圖已用新圖替代),由于跨越的年代時間長,如目前仍然使用的《裝配式鋼筋混凝土矩形板式橋涵上部構造》標準圖(JT/GQB 004-73),為1978年編制完成,采用的是1972年的《技術標準》,其設計計算方法為容許應力法,無論是《技術標準》的內容還是設計理論,已經與目前格格不入。因此,全面修改、整理橋涵標準圖已是有關標準圖編制單位刻不容緩的頭等大事。否則,橋涵設計人員在一條相同等級公路上設計出來的各種結構形式橋涵,由于采用不同的標準圖,其橋面凈寬或寬度就有可能產生不同。
為了保證以往及現行《技術標準》中路基寬度不變,在人們普遍理解“橋梁與路基同寬”的前提下,對于二、三、四級路直接規定橋面凈寬值,比如在2004年《技術標準》第5章橋涵第5.0.5條中增加如表3所示的橋(涵)面凈寬值,則設計人員在橋涵設計過程中就不會出現錯誤(此方法在1981年《技術標準》中就已經采用過)。
表3 橋(涵)面凈寬
注:表中數字有括號并列者,括號內數字為不設防撞護欄時橋(涵)面凈寬。
4 結束語
橋梁凈寬的問題由來已久,由于上世紀七、八十年代,在二、三級公路的橋梁上,修建鋼筋混凝土防撞護欄的不多,主要以安全帶配欄桿、扶手為主。九十年代以后,隨著人民群眾安全意識的不斷提高,交通工程及沿線設施得以逐步完善,2004年《技術標準》中明確提出,在二級路及以上的公路橋梁,均要求設置護欄。由于護欄的底度比一般的安全帶要寬,因此,這一問題逐漸顯露出來。在新的《技術標準》發布使用之際作為問題提出來,希望能引起有關部門相關人員的注意,在以《技術標準》為基礎編制其它標準、規范、規程時,考慮橋面凈寬的取值問題。
參考文獻
[1] 中華人民共和國交通部發布《公路工程技術標準》JTG B01-2003.北京:人民交通出版社,2004.
[2] 中華人民共和國交通部發布《公路橋涵設計通用規范》JTG D60-2004.北京:人民交通出版社,2004.
[3] 浙江省交通學校等七校合編.橋梁工程.北京:人民交通出版社,1979.