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公路桥梁设计规范的历史、现状和未来

新闻时间:2020-12-03 文章来源: 文章作者:ztcjjt
     标准规范来源于工程实践,又在指导工程实践的过程中不断完善,体现了一个国家或行业的整体技术水平,标准规范的发展与工程建设的规模和建设水平密切相关。

新中国成立伊始, 交通成为制约经济建设的主要瓶颈,为尽快完成保通任务,原交通部引进了苏联规范,指导建设了新中国首批公路桥梁。同时,我国桥梁技术人员也根据我国实际情况,着手编制自有的桥梁规范。由原交通部公路规划设计院编制的《公路工程设计准则》(修订草案)是我国首部公路工程设计规范,1954 年颁布试行。《公路工程设计准则》 (修订草案) 分为两个部分:路线和桥涵。随着实践的深入,公路桥涵设计内容不断扩充,1961 年,首部面向公路桥涵的规范《公路桥涵设计规范》(草案)颁布实施,这是一部涵盖各种材料和不同结构形式的综合规范。

     随后,我国进入了十年动荡时期,各项生产活动停滞不前。即便如此,我国公路桥梁技术人员在曲折动荡中做了很多开创性的工作,积累了大量实践经验,并于 1975 年完成了我国最后一部综合型规范《公路桥涵设计规范》(试行)的修订。 这一时期的桥梁设计规范均采用容许应力设计方法。

随着,公路桥梁建设规模的发展,预应力技术得到了较多应用,在此之前,公路预应力桥涵大多参考铁路规范。由于公路桥梁和铁路桥梁在结构形式、性能要求和荷载等方面存在诸多差异,编制适用于公路桥梁的预应力设计规范成为一项迫切的任务。1978 年,行业首部预应力设计规范《公路预应力混凝土桥梁设计规范》(试行)颁布实施。本规范引入了破损阶段设计理论,并采用了考虑恒活载异号情况的荷载系数法,这是当时设计理论的一大进步。

     改革开放以后,我国公路工程建设进入了一个快速发展时期,各类工程结构的设计规范门类日趋增多。为便于管理,交通部建立了我国第一个标准体系,即 JTJ 体系。公路桥涵设计规范也演化为分工渐细的分类规范,形成了以材料分类为主导的设计规范体系,桥梁设计规范也首次有了编号,如《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》

JTJ 023—85、 《公路圬工桥涵设计规范》JTJ 022—85 等。就设计理论而言,半经验半概率的极限状态设计方法成为这一时期的主要方法,钢结构则仍采用容许应力法。

进入 90 年代后,随着国道主干线规划的全面实施,我国公路桥梁建设进入了一个全新的发展时期。以大规模工程建设为依托,公路工程标准规范得到了长足的发展,各类工程结构的规范门类日渐增多,原有的 JTJ 体系已不适用。为此,2002 年交通部原 JTJ 体系的基础上,增加了规范的功能类别,即 JTG 体系。在新体系下,结合我国公路桥梁建设的新发展,公路桥梁设计规范形成了集材料类别(混凝土钢)、结构形式(梁桥、拱桥、缆索桥)、设计内容(抗风、抗震)于一体的规范体系,采用了国际主流的概率极限状态设计理论。总体而言,目前公路桥梁设计规范的分工越来越细、内容越来越丰富,理论不断完善、理念不断提升。经过多年的发展和完善,形成了具有中国特色的公路桥梁设计指标体系,逐步完成了与国际标准的接轨, 国际认可度逐步提高, 并顺利实施了 “走出去”的第一步。

     众所周知,工程结构由二维到三维、由图形到模型、由阶段到周期、由定性到定量、由局部到整体、由单一到综合的过渡和升级已成为必然趋势,这是工程结构内生动力(理论与技术)和外部推动(需求与约束)下的综合反映,也代表了公路桥梁标准规范的发展趋势。具体而言,以 BIM 技术、性能设计等理论与技术和可持续发展、“四个交通”等需求与约束推动下的 BIM 标准、性能设计规范和公铁两用桥梁设计规范等代表了桥梁设计规范的发展趋势。因此,未来应着力开展性能设计、基础数据收集、BIM 技术及标准等方面的研究,为我国桥梁设计规范的升级换代做好充分的技术储备。

文/赵君黎 中交公路规划设计院有限公司副总工程师

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