行業(yè)資訊
公路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范的歷史、現(xiàn)狀和未來
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范來源于工程實(shí)踐,又在指導(dǎo)工程實(shí)踐的過程中不斷完善,體現(xiàn)了一個國家或行業(yè)的整體技術(shù)水平,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的發(fā)展與工程建設(shè)的規(guī)模和建設(shè)水平密切相關(guān)。
新中國成立伊始, 交通成為制約經(jīng)濟(jì)建設(shè)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(guī)范,指導(dǎo)建設(shè)了新中國首批公路橋梁。同時,我國橋梁技術(shù)人員也根據(jù)我國實(shí)際情況,著手編制自有的橋梁規(guī)范。由原交通部公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院編制的《公路工程設(shè)計(jì)準(zhǔn)則》(修訂草案)是我國首部公路工程設(shè)計(jì)規(guī)范,1954 年頒布試行?!豆饭こ淘O(shè)計(jì)準(zhǔn)則》 (修訂草案) 分為兩個部分:路線和橋涵。隨著實(shí)踐的深入,公路橋涵設(shè)計(jì)內(nèi)容不斷擴(kuò)充,1961 年,首部面向公路橋涵的規(guī)范《公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(草案)頒布實(shí)施,這是一部涵蓋各種材料和不同結(jié)構(gòu)形式的綜合規(guī)范。
隨后,我國進(jìn)入了十年動蕩時期,各項(xiàng)生產(chǎn)活動停滯不前。即便如此,我國公路橋梁技術(shù)人員在曲折動蕩中做了很多開創(chuàng)性的工作,積累了大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),并于 1975 年完成了我國最后一部綜合型規(guī)范《公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(試行)的修訂。 這一時期的橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范均采用容許應(yīng)力設(shè)計(jì)方法。
隨著,公路橋梁建設(shè)規(guī)模的發(fā)展,預(yù)應(yīng)力技術(shù)得到了較多應(yīng)用,在此之前,公路預(yù)應(yīng)力橋涵大多參考鐵路規(guī)范。由于公路橋梁和鐵路橋梁在結(jié)構(gòu)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(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)規(guī)范成為一項(xiàng)迫切的任務(wù)。1978 年,行業(yè)首部預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)規(guī)范《公路預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》(試行)頒布實(shí)施。本規(guī)范引入了破損階段設(shè)計(jì)理論,并采用了考慮恒活載異號情況的荷載系數(shù)法,這是當(dāng)時設(shè)計(jì)理論的一大進(jìn)步。
改革開放以后,我國公路工程建設(shè)進(jìn)入了一個快速發(fā)展時期,各類工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)規(guī)范門類日趨增多。為便于管理,交通部建立了我國第一個標(biāo)準(zhǔn)體系,即 JTJ 體系。公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范也演化為分工漸細(xì)的分類規(guī)范,形成了以材料分類為主導(dǎo)的設(shè)計(jì)規(guī)范體系,橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范也首次有了編號,如《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》
JTJ 023—85、 《公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》JTJ 022—85 等。就設(shè)計(jì)理論而言,半經(jīng)驗(yàn)半概率的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法成為這一時期的主要方法,鋼結(jié)構(gòu)則仍采用容許應(yīng)力法。
進(jìn)入 90 年代后,隨著國道主干線規(guī)劃的全面實(shí)施,我國公路橋梁建設(shè)進(jìn)入了一個全新的發(fā)展時期。以大規(guī)模工程建設(shè)為依托,公路工程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范得到了長足的發(fā)展,各類工程結(jié)構(gòu)的規(guī)范門類日漸增多,原有的 JTJ 體系已不適用。為此,2002 年交通部原 JTJ 體系的基礎(chǔ)上,增加了規(guī)范的功能類別,即 JTG 體系。在新體系下,結(jié)合我國公路橋梁建設(shè)的新發(fā)展,公路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范形成了集材料類別(混凝土鋼)、結(jié)構(gòu)形式(梁橋、拱橋、纜索橋)、設(shè)計(jì)內(nèi)容(抗風(fēng)、抗震)于一體的規(guī)范體系,采用了國際主流的概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)理論??傮w而言,目前公路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范的分工越來越細(xì)、內(nèi)容越來越豐富,理論不斷完善、理念不斷提升。經(jīng)過多年的發(fā)展和完善,形成了具有中國特色的公路橋梁設(shè)計(jì)指標(biāo)體系,逐步完成了與國際標(biāo)準(zhǔn)的接軌, 國際認(rèn)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(jié)構(gòu)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、由單一到綜合的過渡和升級已成為必然趨勢,這是工程結(jié)構(gòu)內(nèi)生動力(理論與技術(shù))和外部推動(需求與約束)下的綜合反映,也代表了公路橋梁標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的發(fā)展趨勢。具體而言,以 BIM 技術(shù)、性能設(shè)計(jì)等理論與技術(shù)和可持續(xù)發(fā)展、“四個交通”等需求與約束推動下的 BIM 標(biāo)準(zhǔn)、性能設(shè)計(jì)規(guī)范和公鐵兩用橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范等代表了橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范的發(fā)展趨勢。因此,未來應(yīng)著力開展性能設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集、BIM 技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)等方面的研究,為我國橋梁設(shè)計(jì)規(guī)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(guī)劃設(shè)計(jì)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(jì)建設(shè)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(guī)范,指導(dǎo)建設(shè)了新中國首批公路橋梁。同時,我國橋梁技術(shù)人員也根據(jù)我國實(shí)際情況,著手編制自有的橋梁規(guī)范。由原交通部公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院編制的《公路工程設(shè)計(jì)準(zhǔn)則》(修訂草案)是我國首部公路工程設(shè)計(jì)規(guī)范,1954 年頒布試行?!豆饭こ淘O(shè)計(jì)準(zhǔn)則》 (修訂草案) 分為兩個部分:路線和橋涵。隨著實(shí)踐的深入,公路橋涵設(shè)計(jì)內(nèi)容不斷擴(kuò)充,1961 年,首部面向公路橋涵的規(guī)范《公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(草案)頒布實(shí)施,這是一部涵蓋各種材料和不同結(jié)構(gòu)形式的綜合規(guī)范。
隨后,我國進(jìn)入了十年動蕩時期,各項(xiàng)生產(chǎn)活動停滯不前。即便如此,我國公路橋梁技術(shù)人員在曲折動蕩中做了很多開創(chuàng)性的工作,積累了大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),并于 1975 年完成了我國最后一部綜合型規(guī)范《公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(試行)的修訂。 這一時期的橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范均采用容許應(yīng)力設(shè)計(jì)方法。
隨著,公路橋梁建設(shè)規(guī)模的發(fā)展,預(yù)應(yīng)力技術(shù)得到了較多應(yīng)用,在此之前,公路預(yù)應(yīng)力橋涵大多參考鐵路規(guī)范。由于公路橋梁和鐵路橋梁在結(jié)構(gòu)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(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)規(guī)范成為一項(xiàng)迫切的任務(wù)。1978 年,行業(yè)首部預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)規(guī)范《公路預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》(試行)頒布實(shí)施。本規(guī)范引入了破損階段設(shè)計(jì)理論,并采用了考慮恒活載異號情況的荷載系數(shù)法,這是當(dāng)時設(shè)計(jì)理論的一大進(jìn)步。
改革開放以后,我國公路工程建設(shè)進(jìn)入了一個快速發(fā)展時期,各類工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)規(guī)范門類日趨增多。為便于管理,交通部建立了我國第一個標(biāo)準(zhǔn)體系,即 JTJ 體系。公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范也演化為分工漸細(xì)的分類規(guī)范,形成了以材料分類為主導(dǎo)的設(shè)計(jì)規(guī)范體系,橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范也首次有了編號,如《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》
JTJ 023—85、 《公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》JTJ 022—85 等。就設(shè)計(jì)理論而言,半經(jīng)驗(yàn)半概率的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法成為這一時期的主要方法,鋼結(jié)構(gòu)則仍采用容許應(yīng)力法。
進(jìn)入 90 年代后,隨著國道主干線規(guī)劃的全面實(shí)施,我國公路橋梁建設(shè)進(jìn)入了一個全新的發(fā)展時期。以大規(guī)模工程建設(shè)為依托,公路工程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范得到了長足的發(fā)展,各類工程結(jié)構(gòu)的規(guī)范門類日漸增多,原有的 JTJ 體系已不適用。為此,2002 年交通部原 JTJ 體系的基礎(chǔ)上,增加了規(guī)范的功能類別,即 JTG 體系。在新體系下,結(jié)合我國公路橋梁建設(shè)的新發(fā)展,公路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范形成了集材料類別(混凝土鋼)、結(jié)構(gòu)形式(梁橋、拱橋、纜索橋)、設(shè)計(jì)內(nèi)容(抗風(fēng)、抗震)于一體的規(guī)范體系,采用了國際主流的概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)理論??傮w而言,目前公路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范的分工越來越細(xì)、內(nèi)容越來越豐富,理論不斷完善、理念不斷提升。經(jīng)過多年的發(fā)展和完善,形成了具有中國特色的公路橋梁設(shè)計(jì)指標(biāo)體系,逐步完成了與國際標(biāo)準(zhǔn)的接軌, 國際認(rèn)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(jié)構(gòu)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、由單一到綜合的過渡和升級已成為必然趨勢,這是工程結(jié)構(gòu)內(nèi)生動力(理論與技術(shù))和外部推動(需求與約束)下的綜合反映,也代表了公路橋梁標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的發(fā)展趨勢。具體而言,以 BIM 技術(shù)、性能設(shè)計(jì)等理論與技術(shù)和可持續(xù)發(fā)展、“四個交通”等需求與約束推動下的 BIM 標(biāo)準(zhǔn)、性能設(shè)計(jì)規(guī)范和公鐵兩用橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范等代表了橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范的發(fā)展趨勢。因此,未來應(yīng)著力開展性能設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集、BIM 技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)等方面的研究,為我國橋梁設(shè)計(jì)規(guī)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(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司副總工程師
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