城市桥梁与公路桥梁设计荷载标准对比与思考

张惠娟

摘要：城市桥梁与公路桥梁设计的荷载标准有着共同点，也有着不同点，掌握它们之间的区别与联系可以为桥梁质量提供一份保障。本文主要对比了城市桥梁与公路桥梁设计荷载标准，

关键词：城市桥梁设计；公路桥梁设计；荷载标准；对比

中图分类号： TU997 文献标识码： A

引言

随着我国社会经济的不断发展，交通事业也逐渐繁盛。其中，各种的交通工具应运而生，使得公路桥梁的承载力也相对提升。其中，城市桥梁建设载荷设计也成为了一个关键问题，但是由于城市桥梁与公路桥梁日常的荷载情况有一定的差别，因此，要对比它们的相同与不同之处，根据其实际情况进行桥梁设计。

城市桥梁和公路桥梁规范的发展历程

1.1、城市桥梁规范的发展历程

我国在1993 年 10月 1 日实行了是最早的规范化的城市桥梁设计标准。随着社会经济不断地发展，需求不断增加，建设部改进了原有的城市桥梁载荷设计标准，在 1998 年 12 月 1 日颁布了《城市桥梁设计荷载标准》（CJJ77-98），这一标准从此作为城市桥梁行业中的强制性标准。在这之后，建设部又在2012 年 4 月 1 日，正式实施新的《城市桥梁设计规范》。

1.2、公路桥梁规范的发展历程

公路桥梁设计荷载是路桥设计的重要技术指标，各个时期发布的荷载标准和设计规范反映了我国运输载重的实际情况和发展趋势。

新中国成立后至2003年，我国交通部门分别在1954~1956年、1967年、1972年、1981年对公路桥梁设计荷载标准进行了四次大的修改。

在2003年，交通部发布了《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）。随后不久，交通部又在2004年发布了《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）。

2、桥梁荷载标准的具体应用研究

2.1、汽车载荷

2.1.1、车道荷载的计算图式

在《公路04规范》中，对桥梁设计时的汽车荷载计算图式作了明确规定。（1）公路-Ⅰ级车道荷载的均布荷载标准值为=10.5Kn/m，对于集中荷载标准值的选取可以依据以下规定：

①当桥梁计算跨径大于等于50m时，=360kN；

②当桥梁设计跨径小于等于5m时，=180kN；

③当桥梁计算跨径处于5-50m的范围之内时，就选用直线内插获取相关数值。将以上标准值乘以1.2的系数就可以计算出剪力效应。 （2）公路-Ⅱ级车道荷载的集中荷载标准值和均布荷载标准值可以依据公路-Ⅰ级车道荷载的0.75倍采用。

2.2、人群荷载标准值选取 在《公路04规范》中，对人群荷载标准值的选取有以下规定：（1）当桥梁的计算跨径小于等于50m时，人群荷载标准值为3.0kN/㎡；当桥梁计算跨径大于等于150m时，人群荷载标准值为2.5kN/㎡；当桥梁计算跨径处于50-150m范围内时，人群荷载标准值就可以运用线性内插得到。除此以外，若是跨径不等的连续结构，那么就应该以取最大计算跨径。专用的人行桥梁的取值按3.5kN/㎡。（2）局部构件或人行道板是可以根据一块板为单元，同时在进行计算时要依据标准值4.0kN/㎡的均布荷载。 （4）在计算人行道的栏杆时，取1.0kN/m为作用在扶手上的竖向力标准值；取0.75kN/m为作用在栏杆立柱顶部的水平推力标准值。

3、城市桥梁与公路桥梁设计荷载标准对比

3.1、汽车载荷对比

在《城市12规范》中的荷载模式构建相关规定上，其主要利用的是单-集中荷载和均布荷载的模式来表示城-A 和城-B 级车道荷载，以此得出，《城市12规范》与《公路04规范》有着相同之处。为明晰二者之间的关系，关于汽车荷载的基本情况对比见表 l。

在《公路 04 规范》和《城市 12 规范》中，很多有关桥梁荷载的规定都有一定想通的地方，如设计牵道数目与行车道总宽度的关系，对桥梁结构的车道荷载横5向布置以及车道的横向折减系数的规定，大部分都相同，只是个别数值有这比较小的变化。

3.2、汽车冲击力

城市规范中关于汽车冲击力的计算仍近似地认为冲击力与计算跨经之间存在着反比例的关系，其计算基本方式与《公路 89 规范》相似，和城市规范不一样的是《公路 04 规范》采用结构基频的方式来计算汽车冲击力。由此可见这两个规范中对于汽车冲击力的计算方式仍有很大的不同。比起城市规范，《公路 04 规范》的冲击系数有很大的提升，这在小跨径桥梁上的表现比较明显，但是大跨径桥梁冲击系数就比较接近，其表现就不太明显。

3.3、人群荷载

关于人群荷载的规定，在《城市 12 规范》中有着非常的系统详细的描述。行人行走的桥梁其荷载值为 4.5kPa，而那些专门单独为行人建设的桥梁其荷载值为 5kPa。除此以外，对于荷载选用的起点，《城市 12 规范》的起点要高于公路桥梁的规定的起点，这样一来，一些跨径较小的城市桥梁的安全系数就会比公路桥梁高。而对于那些跨境较大的桥梁而言，不管是公路还是城市桥梁，在设计人群荷载时都呈现出一种递减的趋势，通过这样的设计可以有效的控制以前出现的人群荷载产生的内力通常比汽车荷载大的情况。由于桥梁设计跨径的不同，两种规定中有关人群荷载的具体方式和内容也存在很大的差异，因此，在对桥梁的整体和局部进行相应的设计时，要特别注意荷载的实际采用值，从而有效的保证设计的安全性和可靠性。

3.4、汽车制动力

在城市桥梁和公路桥梁设计荷载标准中，对于汽车制动力的设计规定是相同的，都是利用特定的固定值和 10%的车道荷载较大值作为设计的标准值。但是二者也存在一定的区别，首先是設计中的车辆荷载存在明显的区别，此外，当荷载车道为同向两车道以上情况时，两种规定中关于汽车制动力标准值的内容也有一定的差异，其中《城市 12 规范》中的各种相关因素的计算都是建立在《城市 98 规范》的基础上的，因此，这一部分可变荷载在城市桥梁和公路桥梁设计中的不同，主要体现在《公路 98 规范》与《公路 04 规范》的区别上。

4、作用效应组合

在《城市 12 规范》中，除了删除《公路 89 规范》中关于履带车和平板挂车的相关内容外，其它的荷载组合与《公路 89 规范》的规定都相同。但还是有从《城市 12 规范》中的内容来看，如果按承载能力极限状态设计时，组合型式有下面五种：

（1）与《公路 89 规范》中的第一种组合形式相同，选用了基本可变荷载与永久荷载组合。

（2）选用基本可变荷载、永久荷载和其他可变荷载相组合三者结合的方式；

（3）在第一种组合方式的前提下，再加上由于船只或漂浮物碰撞而引起的偶然荷载。这种组合方式与公路规范中的第四种组合方式相一致；

（4）在城市桥梁在施工的盐酸过程中，利用施工中可能出现的结构重力、脚手架、材料机具、人群等等由于施工而产生的荷载进行组合，在公路规范中，第五种荷载组合方式与这种组合相一致；

（5）城市桥梁在设计时承受的各种永久荷载，比方说由于重力、预加力、地震等多方面原因产生的荷载相互作用组合在一起的组合方式，公路规范中的第六种组合方式也是同样的规范和要求，此外，在通过极限承载能力来进行城市桥梁设计时，城市标准和公路规范中关于永久和可变荷载的分项系数的规定内容基本一致。

5、关于城市桥梁与公路桥梁设计荷载标准的思考

通过对比城市桥梁与公路桥梁设计荷载标准，让我们了解到了它们的区别与联系，也认识到正由于它们有一定的区别，所以在进行设计时要严格依据所对应的规范标准，因为只有严格依据标准设计才能保证桥梁质量，在对比之余，笔者还有以下两个方面的思考：

5.1、重視设计的耐久性问题

通过研究表明，若桥梁缺乏耐久性设计，就会使得一些桥梁受到损害甚至出现倒塌的现象，这便使得桥梁的耐久性设计成为当今一个重要的、亟待解决的问题。设计上若有缺陷就会影响桥梁的耐久性，甚至已经成为了一个决定性的因素。与常规的结构设计相比，结构的耐久性设计有着其特殊性，所以在研究耐久性时要从定性分析逐渐转变为定量分析。纵观国外的桥梁设计，他们的设计原则就是将结构物的耐久性提高，为此，他们统一考虑桥梁的结构布局，并注重其构造的细节，这样一来使得结构的检查比较容易，同时维修也比较简单，除此之外还在一定程度上降低了维修费用的支出，确保了桥梁的安全性，最终提高了经济效益。

5.2、在世界范围内共同分享桥梁设计经验和成果

当前，由于我国的桥梁的设计人员没有选用科学合理的设计方法，致使国内桥梁设计存在结构正常使用耐久性差、性能差以及安全性差。相比之下，对于一些发达的国家，他们则对结构物的性能设计十分重视，内容主要包括裂缝、振动、变形、疲劳性、耐久性能等。除了设计合理性方面的缺陷外，由于当前国内的设计主要是静态的设计，这种设计理念对于成本维护以及桥梁的使用寿命方面缺少全面的考虑，仅从经济的角度确定建设施工的成本。虽然我国的桥梁设计有一定的缺陷，但不可否认的是，我国的桥梁设计有着国外一些国家所没有的优点与不具备的方法，也是可以与外国一起分享的。因此，为了能够有效地延长桥梁的使用寿命，保证桥梁的整体质量，在未来的桥梁荷载设计中，要在世界范围内共同分享桥梁设计经验和成果，各国家应一起努力，推进国际桥梁的建设。

结语

总而言之，通过对比我们可以发现，城市桥梁设计荷载标准与公路桥梁设计荷载标准大部分是相同的，但还是有一部存在差异，因此，在设计时，不能混淆两种设计标准，严格按照各自的标准来进行，同时，加强国际的交流与合作，进而延长桥梁寿命，保证质量安全。

参考文献：

[1]李勇. 城市桥梁与公路桥梁设计荷载标准对比[J]. 交通标准化,2008,14:6-10.

[2]李勇. 城市桥梁与公路桥梁设计荷载标准对比[J]. 交通标准化,2008,13:6-10.

[3]徐红卫. 浅谈城市桥梁设计汽车荷载标准[J]. 山西建筑,2010,22:327-328.