桥涵设计通用规范宣讲.ppt

,,,,,,,中交公路规划设计院,,树立和落实科学发展观提升设计理念提高设计水平——在全国公路勘察设计工作会议上的讲话冯正霖（2004年9月25日）“六个坚持，六个树立”。第一，坚持以人为本，树立安全至上的理念第二，坚持人与自然相和谐，树立尊重自然、保护环境的理念第三，坚持可持续发展，树立节约资源的理念第四，坚持质量第一，树立让公众满意的理念第五，坚持合理选用技术指标，树立设计创作的理念。第六，坚持系统论的思想，树立全寿命周期成本的理念,,要求严格遵守规范的强制性条文，针对工程项目的具体情况，合理运用标准规范，对可能影响到工程安全的指标应该首先得到满足，克服工程设计“只对规范负责，不对工程负责”的做法。,规范的定位与作用－－我国结构设计规范的误区与危害,技术规范不是法律规范是以往工程实践的总结，不可能完全适用各种情况计划经济年代养成技术人员过分依赖规范的习惯并一切唯规范是从的行动准则，使他们的设计行为变成只对规范负责，而不是首先对工程质量负责。规范的错误定位，束缚了技术人员的创造性，阻碍了技术进步，并成为近年来不少大型、新型、复杂工程出现安全与耐久性不良状态甚至事故的重要原因规范本来只适用一般性工程，却被照搬到大型工程和重要工程规范说不能或不宜用的，如粉煤灰、引气剂，即使必须也不敢使用规范没有说过的，如除冰盐的腐蚀，照样不考虑,市场经济条件下，规范的作用只建立在业主与设计、施工企业之间的合同或契约基础上，作为共同认可的进行工程的一种规则，如果牵涉到违法，也只反映在是否存在背约的行为上规范不能违反国家和公共利益，所以必须有政府部门的批准、认可或干预。业主和设计人可以选用不同的规范；在不违反有关法规规定的前提下，可以采用不同于规范的要求和做法对于重要或复杂工程，应该专门制定设计施工标准，原则上不能采用规范上的一般做法,技术规范中的要求只是最低要求一些工程本应有更高的要求，按规范的最低要求做了，出了问题当然要设计人负责英国土建工程设计与施工的各种标准的第一页，都写有：“遵守英国规范（标准）本身，并不给予豁免法律责任”美国ACI混凝土结构设计规范的第一章、第一句话：“本规范提供设计与施工……的最低要求”美国公路部门ASSHTO桥梁设计规程的第一章第一节中写道：“本规程无意取代设计人所具有的专门教育和工程判断的训练，仅在规程中规定为保证公共安全的最低要求。业主或设计人可能需要在设计中采用新的先进技术，或需对材料及施工质量提出更高的要求”与此相反，我国现行规范带着短缺计划经济年代的深刻烙印，回避最低要求的提法，并在客观上暗示规范要求的唯一性,公路行业标准规范的发展方向1调整理念2加强技术立法工作3加强重要标准规范的研究和管理力度4充分发挥地方的技术储备，积极鼓励发展地方标准5进一步发挥协会的作用,,交通部文件交公路发[2002]288号关于发布《公路工程标准体系》的通知现批准发布《公路工程标准体系》(JTGA01-2002),自发布之日起施行。今后公路工程标准的制订与管理，将遵照该体系执行。现行公路工程标准未列入体系表中的，现阶段仍然适用，今后视具体情况逐步予以废止或转为协会标准。二○○二年七月十日,,公路工程标准体系表,,公路工程标准体系表,41-14=27,,本规范用词说明为便于在执行本规范条文时区别对待，对于要求严格程度不同的用词说明如下：1表示很严格，非这样做不可的用词（强制性条文）正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”。2表示严格，在正常情况下均应这样做的用词：正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”。3表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的用词：正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”。表示有选择，在一定条件下可以这样做的用词采用“可”。,,《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2004宣讲,,中华人民共和国交通部公告第１５号关于发布《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60—2004)的公告现发布《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60—2004)，自2004年10月1日起施行，原《公路桥涵设计通用规范》(JTJ02l一89)同时废止。《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60—2004)中第1.0.6、1.0.9、4.1.2、4.1.6、4.3.1、4.3.2和4.3.5条为强制性条文，必须按照国家有关工程建设标准强制性条文的有关规定严格执行。《工程建设标准强制性条文》(公路工程部分)2002版中关于《公路桥涵设计通用规范》(JTJ021—89)的强制性条文同时废止。《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60—2004)由中交公路规划设计院负责编制，规范的管理权和解释权归交通部，日常解释及管理工作由中交公路规划设计院负责。请各有关单位在实践中注意积累资料，总结经验，及时将发现的问题和修改意见函告中交公路规划设计院(北京市东四前炒面胡同33号，邮政编码:100010；联系电话：[phone])，以便修订时参考。特此公告。中华人民共和国交通部（章）二○○四年六月二十八日主题词：发布公路规范公告,,一.编制依据二.编制工作过程三.主要修订内容四.概率极限状态设计方法的基本概念五.主要修订内容简介,中华人民共和国交通部交公路发[1996]1085号文《关于下达1996年度公路工程建设标准、规范、定额等编制、修订工作计划的通知》(1997年2月）,,1997年5月，召开规范修订编制大纲审查会；国家标准《公路工程结构可靠度设计统一标准》GB/T50283-19992001年8月，召开规范征求意见会；《公路工程技术标准》JTJ001-97修订（JTGB01-2003）2003年1月，召开审查会；2003年12月，定稿。,,,1总则1.1一般原则1.2桥涵布置和桥孔设计1.3桥涵跨径1.4桥梁净空1.5桥上线形及桥头引道1.6构造要求1.7桥面铺装、排水和防水层1.8养护及其他附属设施2荷载2.1荷载分类与组合2.2永久荷载2.3可变作用（基本可变荷载、其他可变荷载）2.4偶然荷载附录A主动土压力计算附录B静土压力计算附录C全国基本风压分布图及迎风面积计算附录D船只和漂流物的撞击力,1总则2术语3设计要求3.1桥涵布置3.2桥涵孔径3.3桥涵净空3.4桥上线形及桥头引道3.5构造要求3.6桥面铺装、排水和防水层3.7养护及其他附属设施4作用4.1作用分类、代表值和作用效应组合4.2永久作用4.3可变作用4.4偶然作用附录A全国基本风速图及全国各气象台的基本风速和风压附录B气温分区图,新旧规范章节对比,,1．明确了公路桥涵结构应进行承载能力极限状态和正常使用极限状态设计，并引入了结构设计的持久状况、短暂状况和偶然状况三个设计状况；2．修改了公路桥涵结构设计的作用效应的组合方式及其组合系数，引入了作用的短期效应组合和长期效应组合，并提出了各种可变作用短期效应组合时的频遇值系数和长期效应组合时的准永久值系数；,,3．引入了公路桥涵设计的安全等级及其重要性系数，以桥涵结构破坏可能产生的后果的不同严重程度采用不同的重要性系数，使结构的设计更趋合理；4．开展了“公路桥涵分类标准”专题研究，根据研究成果，适当调整了公路桥涵的分类标准；5．进行了“高速公路和一级公路桥涵设计洪水频率标准”的专题研究，分析比较了原标准与国内外相关标准间的关系，比较分析了设计洪水的计算分析方法。经综合分析比较，认为可维持原规范的规定；,,6．取消了原汽车荷载等级，改为采用公路—Ⅰ级和公路—Ⅱ级标准荷载；取消了挂车和履带车验算荷载，而将验算荷载的影响直接反映在汽车荷载中；7．将汽车冲击系数以跨径为主要影响因素的计算方法改为以结构基频为主要影响因素的计算方法，使得更合理和科学；8．局部调整了人群荷载的标准值；,,9．调整了风荷载的计算公式及各影响系数，给出了全国基本风速图及全国各气象台站的基本风速和风压值表；10．补充了冰压力的计算方法和计算公式；11．改善了温度作用的规定，完善了体系温度的规定，调整了温度梯度曲线的规定；12．增加了汽车撞击荷载的计算和设计要求;13．补充了通航海轮船舶撞击作用的规定。,,三、概率极限状态设计的基本概念工程结构设计方法：1容许应力法（定值设计法）2破坏阶段计算方法（考虑钢筋混凝土塑性性能）3半经验、半概率的“三系数”极限状态设计法4以结构可靠性理论为基础的概率极限状态设计法1）水准I——半概率设计法2）水准II——近似概率设计方法3）水准III——全概率设计法,,结构可靠度定义：结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。“规定时间”是指对结构进行可靠度分析时，结合结构使用期，考虑各种基本变量与时间的关系所取用的基准时间参数—设计基准期；“规定的条件”是指结构正常设计、正常施工和正常使用的条件，即不考虑人为过失的影响；,,“规定时间”即设计基准期，是结构可靠度分析的一个时间坐标，可参考结构使用寿命的要求适当选定，但不能将设计基准期简单地理解为结构的使用寿命，两者是有联系的，然而又不完全等同。当结构的使用年限超过设计基准期时，表明它的失效概率可能会增大，不能保证其目标可靠指标，但不等于结构丧失所要求的功能甚至报废。根据我国公路桥梁的使用现状和以往的设计经验，我国公路桥梁结构的设计基准期统一取为100年，属于适中时域。,,“预定功能”：（1）结构应能承受在正常施工和正常使用期间可能出现的各种荷载、外加变形、约束变形等的作用。（2）结构在正常使用条件下具有良好的工作性能，如：不发生影响正常使用的过大变形或局部损坏。（3）结构在正常使用和正常维护的条件下，在规定的时间内，具有足够的耐久性，如：不发生由于保护层碳化或裂缝宽度开展过大，导致钢筋的锈蚀。（4）在偶然荷载（如地震、强风）作用下或偶然事件（如爆炸）发生时和发生后，结构仍能保持整体稳定性，不发生倒塌。,,上述要求中，第（1）、（4）两项通常是指结构的强度、稳定，关系到人身安全，称为结构的安全性；第（2）项指结构的适用性；第（3）项指结构的耐久性。结构的安全性、适用性和耐久性这三者总称为结构的可靠性。可靠性的数量描述一般用可靠度，安全性的数量描述则用安全度。由此可见，结构可靠度是结构可完成“预定功能”的概率度量，它是建立在统计数学的基础上经计算分析确定，从而给结构的可靠性一个定量的描述。因此，可靠度比安全度的含义更广泛，更能反映结构的可靠程度。,,当整个结构或结构的一部分超过某一特定状态而不能满足设计规定的某一功能要求时，则此特定状态称为该功能的极限状态。对于结构的各种极限状态，均应规定明确的标志和限值。1）承载能力极限状态。这种极限状态对应于结构或结构构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形或变位的状态。当结构或构件出现下列状态之一时，即认为超过了承载能力极限状态：（1）整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（如滑动、倾覆等）；（2）结构构件或连接处因超过材料强度而破坏（包括疲劳破坏），户或因过度的塑性变形而不能继续承载；（3）结构转变成机动体系；（4）结构或结构构件丧失稳定(如柱的压屈失稳等）；,,2）正常使用极限状态。这种极限状态对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项限值的状态。当结构或结构构件出现下列状态之一时，即认为超过了正常使用极限状态：（1）影响正常使用或外观的变形；（2）影响正常使用或耐久性能的局部损坏；（3）影响正常使用的振动；（4）影响正常使用的其它特定状态。,,结构功能函数:，结构功能函数是用来描述结构完成功能状况的，以基本变量为自变量的函数。结构处于可靠状态；结构已失效或破坏；结构处于极限状态。,,,,,可靠度设计的基本概念:p{失效}=pf=p{R-S<0}<p目标其中:Pf=失效概率P目标=目标失效概率,,结构的失效概率与可靠指标极限状态方程,,,可靠指标β与平均值mZ关系,,,可靠指标β及相应的失效概率Pf的关系,,目标可靠指标目标可靠指标主要是采用“校准法”并结合工程经验和经济优化原则加以确定的。所谓“校准法”就是根据各基本变量的统计参数和概率分布类型，运用可靠度的计算方法，揭示以往规范隐含的可靠度，以此作为确定目标可靠指标的依据。这种方法在总体上承认了以往规范的设计经验和可靠度水平，同时也考虑了渊源于客观实际的调查统计分析资料，无疑是比较现实和稳妥的。公路桥梁结构构件的目标可靠指标,,,,设计状况：1)持久状况桥涵建成后承受自重、车辆荷载等作用持续时间很长的状况。该状况是指桥梁的使用阶段。这个阶段持续的时间很长，结构可能承受的作用（或荷载）在设计时均需考虑，需接受结构是否能完成其预定功能的考验，因而必须进行承载能力极限状态和正常使用极限状态的计算。2）短暂状况指桥涵施工过程中承受临时性作用（或荷载）的状况。短暂状况所对应的是桥梁的施工阶段。这个阶段的持续时间相对于使用阶段是短暂的，结构体系、结构所承受的荷载与使用阶段也不同，设计时要根据具体情况而定。一般只进行承载能力极限状态计算（规范中以计算构件截面应力表达），必要时才作正常使用极限状态计算。3）偶然状况在桥涵使用过程中偶然出现的状况。这种状况出现的概率极小，且持续的时间极短。,,作用的定义：长期以来，我们一般习惯地称所有引起结构反应的原因为“荷载”，这种叫法实际并不科学和确切。引起结构反应的原因可以按其作用的性质分为截然不同的两类：直接作用：直接施加于结构上的外力，如车辆、人群、结构自重等，可用“荷载”这一术语来概括。间接作用：不是以外力形式施加于结构，是间接作用于结构的，它们产生的效应与结构本身的特性、结构所处环境等有关，如地震、基础变位、混凝土收缩和徐变、温度变化等。,,1.0.7公路桥涵结构应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计：1承载能力极限状态：对应于桥涵结构或其构件达到最大承载能力或出现不适于继续承载的变形或变位的状态；2正常使用极限状态：对应于桥涵结构或其构件达到正常使用或耐久性的某项限值的状态。在进行上述两类极限状态设计时，同时应满足构造和工艺方面的要求。,,1.0.8公路桥涵应根据不同种类的作用（或荷载）及其对桥涵的影响、桥涵所处的环境条件，考虑以下三种设计状况，并对其进行相应的极限状态设计：1持久状况：桥涵建成后承受自重、车辆荷载等持续时间很长的状况。该状况桥涵应进行承载能力极限状态和正常使用极限状态设计。2短暂状况：桥涵施工过程中承受临时性作用的状况。该状况下的桥涵仅作承载能力极限状态设计，必要时才作正常使用极限状态设计。3偶然状况：在桥涵使用过程中偶然出现的如罕遇地震的状况。该状况下的桥涵仅作承载能力极限状态设计。,,1.0.9按持久状况承载能力极限状态设计时，公路桥涵结构的设计安全等级，应根据结构破坏可能产生的后果的严重程度划分为三个设计等级，并应符合表1.0.9的规定。设计安全等级桥涵结构一级特大桥、重要大桥二级大桥、中桥、重要小桥三级小桥、涵洞注：本表所列特大、大、中桥等系按本规范表1.0.11中的单孔跨径确定，对多跨不等跨桥梁，以其中最大跨径为准；本表冠以“重要”的大桥和小桥，系指高速公路上、一级公路上的桥梁。,,4.1.2公路桥涵设计时，对不同的作用应采用不同的代表值。1永久作用应采用标准值作为代表值。2可变作用应根据不同的极限状态分别采用标准值、频遇值或准永久值作为其代表值。承载能力极限状态设计及按弹性阶段计算结构强度时应采用标准值为可变作用的代表值。正常使用极限状态按短期效应（频遇）组合设计时，应采用频遇值为可变作用的代表值；按长期效应（准永久）组合设计时，应采用准永久值为可变作用的代表值。3偶然作用取其标准值为代表值。,,4.1.3作用的代表值按下列规定取用：1永久作用的标准值，对结构自重（包括结构附加重力），可按结构构件的设计尺寸与材料单位体积的自重（重力密度）计算确定。2可变作用的标准值应按本规范有关章节中的规定采用。可变作用频遇值为可变作用标准值乘以频遇值系数。可变作用准永久值为可变作用标准值乘以准永久值系数。3偶然作用应根据试验资料，结合工程经验确定其标准值。4.1.4作用的设计值规定为作用的标准值乘以相应的作用分项系数。,,4.1.5公路桥涵结构设计应考虑结构上可能同时出现的作用，按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行作用效应组合，取其最不利效应组合进行设计：1只有在结构上可能同时出现的作用，才进行其效应的组合。当结构或结构构件需作不同受力方向的验算时，则应以不同方向的最不利的作用效应进行组合。3钢筋混凝土和预应力混凝土结构在进行结构构件的承载能力极限状态设计时，可不考虑混凝土收缩和徐变、温度作用效应参与组合；基础变位作用是否参与组合视具体情况确定；拱桥仍应考虑混凝土收缩和徐变、温度作用效应和基础变位作用的组合。,,4.1.6公路桥涵结构按承载能力极限状态设计时，应采用以下两种作用效应组合：1基本组合。永久作用的设计值效应与可变作用设计值效应相组合，其效应组合表达式为：,,,,1.2*恒荷载+1.4*汽车荷载1.2*恒荷载+1.4*汽车荷载+0.8*1.4*人群荷载1.2*恒荷载+1.4*汽车荷载+0.7*（1.4*人群荷载+1.1*风荷载）1.2*恒荷载+1.4*汽车荷载+0.6*（1.4*人群荷载+1.1*风荷载+1.4*土压力）1.2*恒荷载+1.4*汽车荷载+0.5*（1.4*人群荷载+1.1*风荷载+1.4*土压力+1.4*汽车制动力）,,2偶然组合。永久作用标准值效应与可变作用某种代表值效应、一种偶然作用标准值效应相组合。偶然作用的效应分项系数取1.0；与偶然作用同时出现的可变作用，可根据观测资料和工程经验取用适当的代表值。地震作用标准值及其表达式按《公路工程抗震设计规范》JTJ004规定采用。,,4.1.7公路桥涵结构按正常使用极限状态设计时,应根据不同的设计要求，采用以下两种效应组合：1作用短期效应组合。永久作用标准值效应与可变作用频遇值效应相组合，其效应组合表达式为：,,作用长期效应组合。永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应相组合，其效应组合表达式为：,,,1.0.4设计原则：安全、适用、经济、美观和有利环保（公路的可持续发展的基础是在公路的设计、建设和运营过程中考虑环境的保护，实施恰当的土地开发计划来满足社会的需要。1.0.6公路桥涵结构的设计基准期为100年。,,1.0.10特殊大桥宜进行景观设计；上跨高速公路、一级公路的桥梁应与自然环境和景观相协调。,,1.0.11公路桥涵分类标准,,,3.1.7桥涵设计洪水频率标准,高速公路、一级公路的指标间接下调。,,沿河高架桥和桥头引道的设计洪水频率应符合《公路工程技术标准》JTGB01第4.0.2条路基设计洪水频率的规定。,,3.3.1-2高速公路、一级公路的特殊大桥为整体式上部结构时，其中央分隔带和路肩的宽度可根据具体情况适当减小，但减窄后的宽度不应小于表3.3.1-2和表3.3.1-3规定的“最小值”。,,（特大桥及大桥的侧向宽度可适当减小。中小桥和涵洞宜与路基同宽。）,,,表3.3.1-2中间带宽度,注：“一般值”为正常情况下的采用值；“最小值”为条件受限制时，可采用的值。,,,表3.3.1-3右侧路肩宽度,注：“一般值”为正常情况下的采用值；“最小值”为条件受限制时，可采用的值。,,3.3.4跨线桥1公路与公路相交2公路与铁路相交3农村道路与公路相交通道、畜力车及拖拉机通道、农用汽车通道的净高应大于或等于3.2m，并根据交通量和通行农业机械的类型选用净宽，但应不小于4.00m；汽车通道4车行天桥和人行天桥,,公路设计、施工的几个老大难的小问题：1桥头跳车2桥面铺装（桥面排水）3支座和伸缩装置,,,3.4.4高速公路、一级公路和二级公路的桥头应设置搭板。搭板厚度不宜小于250mm，长度不宜小于5m。3.5.3桥涵的上、下部构造应视需要设置变形缝或伸缩缝，以减小温度变化、混凝土收缩和徐变、地基不均匀沉降以及其他外力所产生的影响。高速公路、一级公路上的多孔梁（板）桥宜采用连续桥面简支结构，或采用整体连续结构。,,,3.6.1桥面铺装的结构型式宜与所在位置的公路路面相协调。桥面铺装应有完善的桥面防水、排水系统。特大桥、大桥的桥面铺装宜采用沥青混凝土桥面铺装。3.6.2桥面铺装应设防水层。圬工桥台背面及拱桥拱圈与填料间应设置防水层，并设盲沟排水。,,3.6.3高速公路、一级公路上桥梁的沥青混凝土桥面铺装层厚度不应小于70mm；二级及二级以下公路桥梁的沥青混凝土桥面铺装层厚度不应小于50mm。3.6.4水泥混凝土桥面铺装面层（不含整平层和垫层）的厚度不应小于80mm，混凝土强度等级不应低于C40。水泥混凝土桥面铺装层内应配置钢筋网，并设置锚固钢筋。钢筋直径不应小于8mm，间距不宜大于100mm。,,钢桥面铺装一般采用沥青混凝土体系，其涉及到对正交异性钢桥面板的受力分析、铺装材料的基本强度、变形性能、抗腐蚀性、水稳性、高温稳定性、低温抗裂性、粘结性、抗滑性、施工工艺，等等。目前，钢桥面铺装主要有以德国、日本为代表的高温拌和浇筑式沥青混凝土（Gussasphalt），以英国为代表的沥青玛蹄脂混合料（Masticasphalt），德国和日本等国近期采用的改性沥青SMA（StoneMasticAsphalt），和以美国为代表的环氧树脂沥青混凝土（EpoxyAsphalt)等几类。,3.6.5正交异性板钢桥面沥青混凝土铺装结构可根据当地具体环境条件和桥梁结构及其桥面系的实际情况选用。,,《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-20043.5.8板式橡胶支座安装时，应保证其上下表面与梁底面及墩台支承垫石顶面平整密贴、传力均匀，不得有脱空的橡胶支座。当板式橡胶支座设置于大于某一规定坡度上时，应在支座表面与梁底之间采取措施，使支座上、下传力面保持水平放置。弯、坡、斜、宽桥梁宜选用圆形板式橡胶支座。公路桥涵不宜使用带球冠或坡型的橡胶支座。墩台构造应满足更换支座的要求。,,,,目前板式橡胶支座存在的主要问题：1产品质量低劣，合格率低2产品价格不合理，间接导致质量存在隐患（钢板4000元/吨，天然橡胶13000元/吨，氯丁橡胶32000元/吨）3用天然橡胶替代氯丁橡胶4业主管理存在问题5质量监督不够到位,,,,,,,,提高板式橡胶支座质量的主要措施：1标准的完善2加强检测，包括检测手段的更新和完善3适度利用生产许可证的发放制度4完善施工、加强施工管理,,3.6.6桥面伸缩装置应保证能自由伸缩，并使车辆平稳通过。伸缩装置应具有良好的密水性和排水性，并应便于检查和清除沟槽的污物。特大桥和大桥宜使用模数式伸缩装置，其钢梁高度应按计算确定，但不应小于70mm，并应具有强力的锚固系统。,,3.6.7桥面应设排水设施。每平方米桥面宜设300mm2的排水管面积。排水管直径不应小于100mm。跨越公路、铁路、通航河流的桥梁，桥面排水宜通过设在桥梁墩台处的竖向排水管（落水管）流入地面排水设施中。3.7.1公路桥涵构造物应按规定进行定期检查，掌握其技术状况，发现技术缺陷和相关环境的变化，并采取相应的养护措施。,,作用,,车队荷载标准模式的主要不足之处1容易使人误认为标准荷载模式所采用的车辆重力即是实际桥梁上可以通行的车辆，造成公路交通管理上的不便；2原标准的级差不合理，两级标准之间的荷载水平的级差时大时小；3计算不便；4标准荷载在结构上产生的效应不连续；5与国际先进标准不接轨。,,汽车荷载等级（97标准）新标准汽车—超20级、挂车—120公路—Ⅰ级汽车—20级、挂车—100公路—Ⅱ级汽车—15级、挂车—80汽车—10级、履带—50,,,,汽车荷载等级,二级公路为干线公路且重型车辆多时，其桥涵的设计可采用公路—Ⅰ级汽车荷载。,四级公路上重型车辆少时，其桥涵设计采用的公路—Ⅱ级车道荷载的效应可乘以0.8的折减系数，车辆荷载的效应可乘以0.7的折减系数。,,汽车-20级/汽车-超20级标准荷载效应比关系,,标准汽车荷载模式97标准车队荷载（计算荷载+验算荷载）新标准车道荷载(均布荷载+集中荷载）+车辆荷载（桥涵结构的整体计算采用车道荷载，局部加载、横向桥面板、涵洞、桥台台后汽车引起的土压力和挡土墙上汽车引起的土压力等的计算采用车辆荷载。车辆荷载与车道荷载的作用不得叠加。）,,公路—Ⅰ级车道荷载均布荷载标准值：10.5kN/m集中荷载：计算跨径小于等于5m时，180kN计算跨径大于等于50m时，360kN计算跨径在5至50m之间时，直线内插。剪力效应应再乘以1.2的系数。公路—Ⅱ级车道荷载车道荷载标准值应取公路—Ⅰ级汽车荷载的车道荷载标准值的0.75倍,,标准车辆荷载公路—Ⅰ级和公路—Ⅱ级标准车辆荷载采用原汽车—超20级标准荷载中总重为550千牛的加重车。,,设计车道数、横向分布系数的计算、汽车荷载纵向和多车道折减的规定维持97标准的规定。,,多车道桥梁上的汽车荷载应考虑横向折减。当桥涵设计车道数大于2时，由汽车荷载产生的效应应按表4.3.1-4规定的横向折减系数进行折减，但折减后的效应不得小于两设计车道的荷载效应。桥涵设计车道数按表4.3.1-3确定。表4.3.1-4横向折减系数,,表4.3.1-3桥涵设计车道数,,施加于长跨桥梁上的汽车荷载应考虑纵向折减。当桥梁计算跨径L≥150m时，应按表4.3.1-5规定的纵向折减系数进行折减。当为多跨连续结构时，整个结构均应按最大的计算跨径考虑汽车荷载效应的纵向折减。表4.3.1-5纵向折减系数,,特别注意点：标准规范中取消验算荷载的概念以后，并不表明同时也允许各类超载超限车辆可以不受限制地在公路上通行。超载、特载车辆在公路上行驶时，仍要对桥涵构造物进行必要的验算，并按有关管理程序取得道路通行证。,,4.3.2冲击系数μ可按下式计算：当时，μ=0.05当时，当时，μ=0.45,,,,,,4.3.5人群荷载1标准值97标准：3.5千牛/平方米新标准：3.0千牛/平方米纵向折减L=50米：3.0千牛/平方米L=150米：2.5千牛/平方米L=50-150米：线性内插,,4.3.6汽车荷载制动力可按下列规定计算和分配：1汽车荷载制动力按同向行驶的汽车荷载（不计冲击力）计算，并应按本规范表4.3.1-5的规定，以使桥梁墩台产生最不利纵向力的加载长度进行纵向折减。一个设计车道上由汽车荷载产生的制动力标准值按本规范第4.3.1条规定的车道荷载标准值在加载长度上计算的总重力的10%计算，但公路—Ⅰ级汽车荷载不得小于165kN；公路—Ⅱ级汽车荷载不得小于90kN。同向行驶双车道的汽车荷载制动力标准值为一个设计车道制动力标准值的两倍；同向行驶三车道为一个设计车道的2.34倍；同向行驶四车道为一个设计车道的2.68倍。,,4.3.7风荷载,,,,,,,,1基本风压和风速的计算由离地20米高改为通用的10米高；2以桥梁所在地区的设计基本风速（m/s）为基本计算依据，其系按平坦空旷地面，离地面10m高，重现期为100年10min平均最大风速计算确定。3当桥梁所在地区缺乏风速观测资料时，可按附录阿A“全国基本风速分布图”或表B（全国主要地区的基本风速和基本风压值）的有关数据并经实地调查核实后采用。4风荷载的计算结构总体上较原规范的计算值平均大200%。,,4.3.10温度作用表4.3.10-2公路桥梁结构的有效温度标准值（℃）,,3计算桥梁结构由于梯度温度引起的效应时，可采用图4.3.10所示的竖向温度梯度曲线，其桥面板表面的最高温度T1规定于表4.3.10-3。对混凝土结构，当梁高H小于400mm时，图中A=H-100（mm）；梁高H不小于400mm时，A=300mm。对带混凝土桥面板的钢结构，A=300mm，图中的t为混凝土桥面板的厚度（mm）。混凝土上部结构和带混凝土桥面板的钢结构的竖向日照反温差为正温差乘以-0.5。,,,4.4.2船舶与漂流物撞击力表4.4.2-2海轮撞击作用的标准值,,4.4.3桥梁结构必要时需考虑汽车的撞击作用。汽车撞击荷载在规定车辆行驶方向取1000kN；在车辆行驶垂直方向取500kN，两个方向的撞击荷载不同时考虑，撞击荷载作用于行车道以上1.2m处，直接分布于撞击涉及的构件上。,,桥涵设计应注意的问题：1混凝土材料（包括外掺材料）2混凝土结构的耐久性,,混凝土材料1水泥（细度、掺加料）2石料3掺加剂（引气剂、减水剂等）（强度、弹性模量、短期性能与长期性能）,,工程设计的耐久性标准过低：结构设计规范主要考虑荷载作用下的结构构安全性，环境作用下的耐久性设计被置于次要和从属地位规范中没有结构设计寿命和耐久性设计的明确要求耐久性设计要求，未能随着几十年来由于水泥性能、施工条件、环境条件的巨大转变而与时俱进,工程施工进度的不适当追求,养护不良使表层混凝土的抗渗性成倍降低，使钢筋开始锈蚀的年限成倍缩少1天养护与7天养护，可使碳化引起锈蚀年限缩减为原来的1/4抢工省略必要检验工序，使钢筋位置出现偏差钢筋的保护层厚度如在施工中缩减一半，出现锈蚀年限将缩减为原来的1/4保护层厚度的5～10mm施工允差，甚至能使钢筋锈蚀的年限发生成倍差别结构各种施工、连接缝和防水层是影响耐久性的薄弱环节，其质量在快速施工中最不易保证。,缺乏正常检测与维修,结构耐久性需要有正确使用和正常检测与维修相配合重新建、轻维修，是土建建设管理工作中的重大缺陷对于基础设施工程，应在设计中进行结构全寿命经济分析与评价只有适当加大初始投资费用，强化结构耐久性，才是最经济有效的途径,混凝土结构性能劣化,钢筋锈蚀氯离子引起水氧近海环境、除冰盐环境，氯离子从外表侵入海砂、防冻盐用于混凝土，氯离子拌入碳化引起二氧化碳水氧冻融破坏水饱和程度冻融循环次数混凝土损伤剥落硫酸盐、酸、软水侵蚀碱骨料反应,,混凝土结构耐久性设计原则1采用高耐久性混凝土，提高混凝土自身的抗破损能力2加强桥面排水和防水层设计，改善桥梁的环境作用条件3改进桥梁结构设计，加强构造,表1.0.7结构混凝土耐久性的基本要求,1.0.8位处Ⅲ类或Ⅳ类环境的桥梁，当耐久性确实需要时，其主要受拉钢筋宜采用环氧树脂涂层钢筋；预应力钢筋、锚具及连接器应采取专门防护措施。1.0.9水位变动区有抗冻要求的结构混凝土，其抗冻等级不应低于表1.0.9的规定。抗冻混凝土应掺入适量引气剂，其伴合物的含气量按现行的《公路桥涵施工技术规范》JTJ041规定的采用。1.0.10有抗渗要求的结构混凝土，其抗渗等级应符合表1.0.10的规定。,三.主要修订内容,,提高混凝土结构耐久性的措施1加大钢筋的混凝土保护层厚度2加强构造钢筋1)提高水平防收缩钢筋配筋率2)提高箍筋间距限制3)加强桥面铺装及防水设计,,北美（加拿大安大略省）公路桥面板耐久性设计要求,改善工程安全性与耐久性的主要途径,1提高土建结构设计的安全设置水准2完善土建结构耐久性的设计标准3使用阶段的定期检测4摆正技术规范的地位与作用5其他,完善耐久性设计标准,设计使用年限我国修订的建筑结构设计统一标准：临时性结构（1－5年）易于替换的结构构件（25年）普通房屋和构筑物（50年）纪念性或特殊重要建筑物（100年及以上）欧洲共同体规范分4类同上并规定桥梁等各种土木工程结构为100年,美国对桥梁的设计使用年限为不小于75～100年日本建筑学会规范1997年修订，提出建筑物设计使用年限分为三个等级，规定：1）长期等级，不需大修的年限约100年2）标准等级，公寓办公楼建筑物，不需大修年限约65年，使用年限100年3）一般等级，低层私人住宅，不需大修年限约30年，使用年限65年,英国各类结构物设计寿命,桥梁、隧道等交通运输结构120年海洋工程40年一般房屋60年机场地面5－20年工业建筑30年法院监狱100年国家机构与纪念性建筑200年(英国国家图书馆250年),完善工程建设的技术标准及其管理模式,从服务于计划经济转变到适应市场经济需求技术规范的定位与作用技术标准的管理,混凝土结构耐久性设计与施工指南,中国土木工程学会标准CCES01－2004,,混凝土结构耐久性设计规范——中国土木工程学会（2006年）混凝土结构防腐蚀设计规范——交通部推荐性行业标准（2005年）,谢谢大家！,,