城市橋梁與公路橋梁設計荷載標準對比與思考

張惠娟

摘要：城市橋梁與公路橋梁設計的荷載標準有著共同點，也有著不同點，掌握它們之間的區別與聯系可以為橋梁質量提供一份保障。本文主要對比了城市橋梁與公路橋梁設計荷載標準，

關鍵詞：城市橋梁設計；公路橋梁設計；荷載標準；對比

中圖分類號： TU997 文獻標識碼： A

引言

隨著我國社會經濟的不斷發展，交通事業也逐漸繁盛。其中，各種的交通工具應運而生，使得公路橋梁的承載力也相對提升。其中，城市橋梁建設載荷設計也成為了一個關鍵問題，但是由于城市橋梁與公路橋梁日常的荷載情況有一定的差別，因此，要對比它們的相同與不同之處，根據其實際情況進行橋梁設計。

城市橋梁和公路橋梁規范的發展歷程

1.1、城市橋梁規范的發展歷程

我國在1993 年 10月 1 日實行了是最早的規范化的城市橋梁設計標準。隨著社會經濟不斷地發展，需求不斷增加，建設部改進了原有的城市橋梁載荷設計標準，在 1998 年 12 月 1 日頒布了《城市橋梁設計荷載標準》（CJJ77-98），這一標準從此作為城市橋梁行業中的強制性標準。在這之后，建設部又在2012 年 4 月 1 日，正式實施新的《城市橋梁設計規范》。

1.2、公路橋梁規范的發展歷程

公路橋梁設計荷載是路橋設計的重要技術指標，各個時期發布的荷載標準和設計規范反映了我國運輸載重的實際情況和發展趨勢。

新中國成立后至2003年，我國交通部門分別在1954~1956年、1967年、1972年、1981年對公路橋梁設計荷載標準進行了四次大的修改。

在2003年，交通部發布了《公路工程技術標準》（JTG B01-2003）。隨后不久，交通部又在2004年發布了《公路橋涵設計通用規范》（JTG D60-2004）。

2、橋梁荷載標準的具體應用研究

2.1、汽車載荷

2.1.1、車道荷載的計算圖式

在《公路04規范》中，對橋梁設計時的汽車荷載計算圖式作了明確規定。（1）公路-Ⅰ級車道荷載的均布荷載標準值為=10.5Kn/m，對于集中荷載標準值的選取可以依據以下規定：

①當橋梁計算跨徑大于等于50m時，=360kN；

②當橋梁設計跨徑小于等于5m時，=180kN；

③當橋梁計算跨徑處于5-50m的范圍之內時，就選用直線內插獲取相關數值。將以上標準值乘以1.2的系數就可以計算出剪力效應。 （2）公路-Ⅱ級車道荷載的集中荷載標準值和均布荷載標準值可以依據公路-Ⅰ級車道荷載的0.75倍采用。

2.2、人群荷載標準值選取 在《公路04規范》中，對人群荷載標準值的選取有以下規定：（1）當橋梁的計算跨徑小于等于50m時，人群荷載標準值為3.0kN/㎡；當橋梁計算跨徑大于等于150m時，人群荷載標準值為2.5kN/㎡；當橋梁計算跨徑處于50-150m范圍內時，人群荷載標準值就可以運用線性內插得到。除此以外，若是跨徑不等的連續結構，那么就應該以取最大計算跨徑。專用的人行橋梁的取值按3.5kN/㎡。（2）局部構件或人行道板是可以根據一塊板為單元，同時在進行計算時要依據標準值4.0kN/㎡的均布荷載。 （4）在計算人行道的欄桿時，取1.0kN/m為作用在扶手上的豎向力標準值；取0.75kN/m為作用在欄桿立柱頂部的水平推力標準值。

3、城市橋梁與公路橋梁設計荷載標準對比

3.1、汽車載荷對比

在《城市12規范》中的荷載模式構建相關規定上，其主要利用的是單-集中荷載和均布荷載的模式來表示城-A 和城-B 級車道荷載，以此得出，《城市12規范》與《公路04規范》有著相同之處。為明晰二者之間的關系，關于汽車荷載的基本情況對比見表 l。

在《公路 04 規范》和《城市 12 規范》中，很多有關橋梁荷載的規定都有一定想通的地方，如設計牽道數目與行車道總寬度的關系，對橋梁結構的車道荷載橫5向布置以及車道的橫向折減系數的規定，大部分都相同，只是個別數值有這比較小的變化。

3.2、汽車沖擊力

城市規范中關于汽車沖擊力的計算仍近似地認為沖擊力與計算跨經之間存在著反比例的關系，其計算基本方式與《公路 89 規范》相似，和城市規范不一樣的是《公路 04 規范》采用結構基頻的方式來計算汽車沖擊力。由此可見這兩個規范中對于汽車沖擊力的計算方式仍有很大的不同。比起城市規范，《公路 04 規范》的沖擊系數有很大的提升，這在小跨徑橋梁上的表現比較明顯，但是大跨徑橋梁沖擊系數就比較接近，其表現就不太明顯。

3.3、人群荷載

關于人群荷載的規定，在《城市 12 規范》中有著非常的系統詳細的描述。行人行走的橋梁其荷載值為 4.5kPa，而那些專門單獨為行人建設的橋梁其荷載值為 5kPa。除此以外，對于荷載選用的起點，《城市 12 規范》的起點要高于公路橋梁的規定的起點，這樣一來，一些跨徑較小的城市橋梁的安全系數就會比公路橋梁高。而對于那些跨境較大的橋梁而言，不管是公路還是城市橋梁，在設計人群荷載時都呈現出一種遞減的趨勢，通過這樣的設計可以有效的控制以前出現的人群荷載產生的內力通常比汽車荷載大的情況。由于橋梁設計跨徑的不同，兩種規定中有關人群荷載的具體方式和內容也存在很大的差異，因此，在對橋梁的整體和局部進行相應的設計時，要特別注意荷載的實際采用值，從而有效的保證設計的安全性和可靠性。

3.4、汽車制動力

在城市橋梁和公路橋梁設計荷載標準中，對于汽車制動力的設計規定是相同的，都是利用特定的固定值和 10%的車道荷載較大值作為設計的標準值。但是二者也存在一定的區別，首先是設計中的車輛荷載存在明顯的區別，此外，當荷載車道為同向兩車道以上情況時，兩種規定中關于汽車制動力標準值的內容也有一定的差異，其中《城市 12 規范》中的各種相關因素的計算都是建立在《城市 98 規范》的基礎上的，因此，這一部分可變荷載在城市橋梁和公路橋梁設計中的不同，主要體現在《公路 98 規范》與《公路 04 規范》的區別上。

4、作用效應組合

在《城市 12 規范》中，除了刪除《公路 89 規范》中關于履帶車和平板掛車的相關內容外，其它的荷載組合與《公路 89 規范》的規定都相同。但還是有從《城市 12 規范》中的內容來看，如果按承載能力極限狀態設計時，組合型式有下面五種：

（1）與《公路 89 規范》中的第一種組合形式相同，選用了基本可變荷載與永久荷載組合。

（2）選用基本可變荷載、永久荷載和其他可變荷載相組合三者結合的方式；

（3）在第一種組合方式的前提下，再加上由于船只或漂浮物碰撞而引起的偶然荷載。這種組合方式與公路規范中的第四種組合方式相一致；

（4）在城市橋梁在施工的鹽酸過程中，利用施工中可能出現的結構重力、腳手架、材料機具、人群等等由于施工而產生的荷載進行組合，在公路規范中，第五種荷載組合方式與這種組合相一致；

（5）城市橋梁在設計時承受的各種永久荷載，比方說由于重力、預加力、地震等多方面原因產生的荷載相互作用組合在一起的組合方式，公路規范中的第六種組合方式也是同樣的規范和要求，此外，在通過極限承載能力來進行城市橋梁設計時，城市標準和公路規范中關于永久和可變荷載的分項系數的規定內容基本一致。

5、關于城市橋梁與公路橋梁設計荷載標準的思考

通過對比城市橋梁與公路橋梁設計荷載標準，讓我們了解到了它們的區別與聯系，也認識到正由于它們有一定的區別，所以在進行設計時要嚴格依據所對應的規范標準，因為只有嚴格依據標準設計才能保證橋梁質量，在對比之余，筆者還有以下兩個方面的思考：

5.1、重視設計的耐久性問題

通過研究表明，若橋梁缺乏耐久性設計，就會使得一些橋梁受到損害甚至出現倒塌的現象，這便使得橋梁的耐久性設計成為當今一個重要的、亟待解決的問題。設計上若有缺陷就會影響橋梁的耐久性，甚至已經成為了一個決定性的因素。與常規的結構設計相比，結構的耐久性設計有著其特殊性，所以在研究耐久性時要從定性分析逐漸轉變為定量分析。縱觀國外的橋梁設計，他們的設計原則就是將結構物的耐久性提高，為此，他們統一考慮橋梁的結構布局，并注重其構造的細節，這樣一來使得結構的檢查比較容易，同時維修也比較簡單，除此之外還在一定程度上降低了維修費用的支出，確保了橋梁的安全性，最終提高了經濟效益。

5.2、在世界范圍內共同分享橋梁設計經驗和成果

當前，由于我國的橋梁的設計人員沒有選用科學合理的設計方法，致使國內橋梁設計存在結構正常使用耐久性差、性能差以及安全性差。相比之下，對于一些發達的國家，他們則對結構物的性能設計十分重視，內容主要包括裂縫、振動、變形、疲勞性、耐久性能等。除了設計合理性方面的缺陷外，由于當前國內的設計主要是靜態的設計，這種設計理念對于成本維護以及橋梁的使用壽命方面缺少全面的考慮，僅從經濟的角度確定建設施工的成本。雖然我國的橋梁設計有一定的缺陷，但不可否認的是，我國的橋梁設計有著國外一些國家所沒有的優點與不具備的方法，也是可以與外國一起分享的。因此，為了能夠有效地延長橋梁的使用壽命，保證橋梁的整體質量，在未來的橋梁荷載設計中，要在世界范圍內共同分享橋梁設計經驗和成果，各國家應一起努力，推進國際橋梁的建設。

結語

總而言之，通過對比我們可以發現，城市橋梁設計荷載標準與公路橋梁設計荷載標準大部分是相同的，但還是有一部存在差異，因此，在設計時，不能混淆兩種設計標準，嚴格按照各自的標準來進行，同時，加強國際的交流與合作，進而延長橋梁壽命，保證質量安全。

參考文獻：

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[2]李勇. 城市橋梁與公路橋梁設計荷載標準對比[J]. 交通標準化,2008,13:6-10.

[3]徐紅衛. 淺談城市橋梁設計汽車荷載標準[J]. 山西建筑,2010,22:327-328.