行業(yè)資訊
公路橋梁設計規范的歷史、現狀和未來(lái)
標準規范來(lái)源于工程實(shí)踐,又在指導工程實(shí)踐的過(guò)程中不斷完善,體現了一個(gè)國家或行業(yè)的整體技術(shù)水平,標準規范的發(fā)展與工程建設的規模和建設水平密切相關(guān)。
新中國成立伊始, 交通成為制約經(jīng)濟建設的主要瓶頸,為盡快完成保通任務(wù),原交通部引進(jìn)了蘇聯(lián)規范,指導建設了新中國首批公路橋梁。同時(shí),我國橋梁技術(shù)人員也根據我國實(shí)際情況,著(zhù)手編制自有的橋梁規范。由原交通部公路規劃設計院編制的《公路工程設計準則》(修訂草案)是我國首部公路工程設計規范,1954 年頒布試行?!豆饭こ淘O計準則》 (修訂草案) 分為兩個(gè)部分:路線(xiàn)和橋涵。隨著(zhù)實(shí)踐的深入,公路橋涵設計內容不斷擴充,1961 年,首部面向公路橋涵的規范《公路橋涵設計規范》(草案)頒布實(shí)施,這是一部涵蓋各種材料和不同結構形式的綜合規范。
隨后,我國進(jìn)入了十年動(dòng)蕩時(shí)期,各項生產(chǎn)活動(dòng)停滯不前。即便如此,我國公路橋梁技術(shù)人員在曲折動(dòng)蕩中做了很多開(kāi)創(chuàng )性的工作,積累了大量實(shí)踐經(jīng)驗,并于 1975 年完成了我國最后一部綜合型規范《公路橋涵設計規范》(試行)的修訂。 這一時(shí)期的橋梁設計規范均采用容許應力設計方法。
隨著(zhù),公路橋梁建設規模的發(fā)展,預應力技術(shù)得到了較多應用,在此之前,公路預應力橋涵大多參考鐵路規范。由于公路橋梁和鐵路橋梁在結構形式、性能要求和荷載等方面存在諸多差異,編制適用于公路橋梁的預應力設計規范成為一項迫切的任務(wù)。1978 年,行業(yè)首部預應力設計規范《公路預應力混凝土橋梁設計規范》(試行)頒布實(shí)施。本規范引入了破損階段設計理論,并采用了考慮恒活載異號情況的荷載系數法,這是當時(shí)設計理論的一大進(jìn)步。
改革開(kāi)放以后,我國公路工程建設進(jìn)入了一個(gè)快速發(fā)展時(shí)期,各類(lèi)工程結構的設計規范門(mén)類(lèi)日趨增多。為便于管理,交通部建立了我國第一個(gè)標準體系,即 JTJ 體系。公路橋涵設計規范也演化為分工漸細的分類(lèi)規范,形成了以材料分類(lèi)為主導的設計規范體系,橋梁設計規范也首次有了編號,如《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》
JTJ 023—85、 《公路圬工橋涵設計規范》JTJ 022—85 等。就設計理論而言,半經(jīng)驗半概率的極限狀態(tài)設計方法成為這一時(shí)期的主要方法,鋼結構則仍采用容許應力法。
進(jìn)入 90 年代后,隨著(zhù)國道主干線(xiàn)規劃的全面實(shí)施,我國公路橋梁建設進(jìn)入了一個(gè)全新的發(fā)展時(shí)期。以大規模工程建設為依托,公路工程標準規范得到了長(cháng)足的發(fā)展,各類(lèi)工程結構的規范門(mén)類(lèi)日漸增多,原有的 JTJ 體系已不適用。為此,2002 年交通部原 JTJ 體系的基礎上,增加了規范的功能類(lèi)別,即 JTG 體系。在新體系下,結合我國公路橋梁建設的新發(fā)展,公路橋梁設計規范形成了集材料類(lèi)別(混凝土鋼)、結構形式(梁橋、拱橋、纜索橋)、設計內容(抗風(fēng)、抗震)于一體的規范體系,采用了國際主流的概率極限狀態(tài)設計理論??傮w而言,目前公路橋梁設計規范的分工越來(lái)越細、內容越來(lái)越豐富,理論不斷完善、理念不斷提升。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展和完善,形成了具有中國特色的公路橋梁設計指標體系,逐步完成了與國際標準的接軌, 國際認可度逐步提高, 并順利實(shí)施了 “走出去”的第一步。
眾所周知,工程結構由二維到三維、由圖形到模型、由階段到周期、由定性到定量、由局部到整體、由單一到綜合的過(guò)渡和升級已成為必然趨勢,這是工程結構內生動(dòng)力(理論與技術(shù))和外部推動(dòng)(需求與約束)下的綜合反映,也代表了公路橋梁標準規范的發(fā)展趨勢。具體而言,以 BIM 技術(shù)、性能設計等理論與技術(shù)和可持續發(fā)展、“四個(gè)交通”等需求與約束推動(dòng)下的 BIM 標準、性能設計規范和公鐵兩用橋梁設計規范等代表了橋梁設計規范的發(fā)展趨勢。因此,未來(lái)應著(zhù)力開(kāi)展性能設計、基礎數據收集、BIM 技術(shù)及標準等方面的研究,為我國橋梁設計規范的升級換代做好充分的技術(shù)儲備。
文/趙君黎 中交公路規劃設計院有限公司副總工程師
新中國成立伊始, 交通成為制約經(jīng)濟建設的主要瓶頸,為盡快完成保通任務(wù),原交通部引進(jìn)了蘇聯(lián)規范,指導建設了新中國首批公路橋梁。同時(shí),我國橋梁技術(shù)人員也根據我國實(shí)際情況,著(zhù)手編制自有的橋梁規范。由原交通部公路規劃設計院編制的《公路工程設計準則》(修訂草案)是我國首部公路工程設計規范,1954 年頒布試行?!豆饭こ淘O計準則》 (修訂草案) 分為兩個(gè)部分:路線(xiàn)和橋涵。隨著(zhù)實(shí)踐的深入,公路橋涵設計內容不斷擴充,1961 年,首部面向公路橋涵的規范《公路橋涵設計規范》(草案)頒布實(shí)施,這是一部涵蓋各種材料和不同結構形式的綜合規范。
隨后,我國進(jìn)入了十年動(dòng)蕩時(shí)期,各項生產(chǎn)活動(dòng)停滯不前。即便如此,我國公路橋梁技術(shù)人員在曲折動(dòng)蕩中做了很多開(kāi)創(chuàng )性的工作,積累了大量實(shí)踐經(jīng)驗,并于 1975 年完成了我國最后一部綜合型規范《公路橋涵設計規范》(試行)的修訂。 這一時(shí)期的橋梁設計規范均采用容許應力設計方法。
隨著(zhù),公路橋梁建設規模的發(fā)展,預應力技術(shù)得到了較多應用,在此之前,公路預應力橋涵大多參考鐵路規范。由于公路橋梁和鐵路橋梁在結構形式、性能要求和荷載等方面存在諸多差異,編制適用于公路橋梁的預應力設計規范成為一項迫切的任務(wù)。1978 年,行業(yè)首部預應力設計規范《公路預應力混凝土橋梁設計規范》(試行)頒布實(shí)施。本規范引入了破損階段設計理論,并采用了考慮恒活載異號情況的荷載系數法,這是當時(shí)設計理論的一大進(jìn)步。
改革開(kāi)放以后,我國公路工程建設進(jìn)入了一個(gè)快速發(fā)展時(shí)期,各類(lèi)工程結構的設計規范門(mén)類(lèi)日趨增多。為便于管理,交通部建立了我國第一個(gè)標準體系,即 JTJ 體系。公路橋涵設計規范也演化為分工漸細的分類(lèi)規范,形成了以材料分類(lèi)為主導的設計規范體系,橋梁設計規范也首次有了編號,如《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》
JTJ 023—85、 《公路圬工橋涵設計規范》JTJ 022—85 等。就設計理論而言,半經(jīng)驗半概率的極限狀態(tài)設計方法成為這一時(shí)期的主要方法,鋼結構則仍采用容許應力法。
進(jìn)入 90 年代后,隨著(zhù)國道主干線(xiàn)規劃的全面實(shí)施,我國公路橋梁建設進(jìn)入了一個(gè)全新的發(fā)展時(shí)期。以大規模工程建設為依托,公路工程標準規范得到了長(cháng)足的發(fā)展,各類(lèi)工程結構的規范門(mén)類(lèi)日漸增多,原有的 JTJ 體系已不適用。為此,2002 年交通部原 JTJ 體系的基礎上,增加了規范的功能類(lèi)別,即 JTG 體系。在新體系下,結合我國公路橋梁建設的新發(fā)展,公路橋梁設計規范形成了集材料類(lèi)別(混凝土鋼)、結構形式(梁橋、拱橋、纜索橋)、設計內容(抗風(fēng)、抗震)于一體的規范體系,采用了國際主流的概率極限狀態(tài)設計理論??傮w而言,目前公路橋梁設計規范的分工越來(lái)越細、內容越來(lái)越豐富,理論不斷完善、理念不斷提升。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展和完善,形成了具有中國特色的公路橋梁設計指標體系,逐步完成了與國際標準的接軌, 國際認可度逐步提高, 并順利實(shí)施了 “走出去”的第一步。
眾所周知,工程結構由二維到三維、由圖形到模型、由階段到周期、由定性到定量、由局部到整體、由單一到綜合的過(guò)渡和升級已成為必然趨勢,這是工程結構內生動(dòng)力(理論與技術(shù))和外部推動(dòng)(需求與約束)下的綜合反映,也代表了公路橋梁標準規范的發(fā)展趨勢。具體而言,以 BIM 技術(shù)、性能設計等理論與技術(shù)和可持續發(fā)展、“四個(gè)交通”等需求與約束推動(dòng)下的 BIM 標準、性能設計規范和公鐵兩用橋梁設計規范等代表了橋梁設計規范的發(fā)展趨勢。因此,未來(lái)應著(zhù)力開(kāi)展性能設計、基礎數據收集、BIM 技術(shù)及標準等方面的研究,為我國橋梁設計規范的升級換代做好充分的技術(shù)儲備。
文/趙君黎 中交公路規劃設計院有限公司副總工程師
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