中歐混凝土橋梁設(shè)計規(guī)范主要條文對比分析

陳喆 黃志明 李巨輪

摘 要 國家“一帶一路”戰(zhàn)略的不斷推進，加快了中國基建走向世界的步伐。我國所援建的海外項目中，設(shè)計過程參照歐洲規(guī)范施行的國家占大多數(shù)。因此，設(shè)計人員有必要對兩地規(guī)范加以了解。本文依據(jù)中國橋梁設(shè)計規(guī)范《公路橋涵通用設(shè)計規(guī)范》《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》以及歐洲橋梁設(shè)計規(guī)范（EN1990-1999），從規(guī)范框架體系，極限狀態(tài)劃分與計算等方面，對中歐設(shè)計橋梁規(guī)范進行對比分析。探究其各自適用性以及局限性，為我國海外工程建設(shè)提供支撐。

關(guān)鍵詞 橋梁設(shè)計規(guī)范;荷載組合;可靠度理論;混凝土橋梁

1介紹

隨著港珠澳大橋、杭州灣大橋等舉世矚目工程的竣工，使得我國橋梁建設(shè)有了眾多新的突破，也使得我國橋梁建設(shè)在海外市場占有一席之地。在這種環(huán)境下，多接觸和研究發(fā)達國家的相關(guān)路橋設(shè)計施工規(guī)范和技術(shù)標準，可以顯著提高我國在海外工程市場的競爭力。

當今世界，歐洲橋梁設(shè)計規(guī)范可以代表國際橋梁先進建設(shè)水平。我國與歐洲橋梁設(shè)計規(guī)范在設(shè)計理念、材料指標、構(gòu)件計算和使用環(huán)境等方面存在較大差異。對于其規(guī)范的研究與學(xué)習(xí)可以提升我國工程師在海外項目中的認可度，并有利于我國規(guī)范的改進與完善，從而整體提高我國橋梁建設(shè)中設(shè)計與施工水平。

2中歐橋梁設(shè)計規(guī)范簡介

2.1 中國橋梁設(shè)計規(guī)范

我國橋梁設(shè)計規(guī)范種類繁多，且經(jīng)過多次修訂。橋梁設(shè)計要求的不同也就說明所需參考的規(guī)范不同?！豆窐蚝ㄓ迷O(shè)計規(guī)范》主要介紹了通用設(shè)計原則、術(shù)語和符號、設(shè)計要求和作用?！豆蜂摻罨炷良邦A(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》主要介紹材料、設(shè)計和施工的設(shè)計原則，橋梁使用時期不同情況下極限狀態(tài)的計算[1-2]。

2.2 歐洲橋梁設(shè)計規(guī)范

歐洲標準設(shè)計規(guī)范中主要包括國家標題頁、國家前言、歐洲標題頁、歐洲標準試驗、歐洲附錄、國家附錄。歐洲規(guī)范的使用較為不便。使用過程中需要檢查某些值是否以國家附錄的形式重新定義。如果定義了這些值，則需要使用與某個具體的歐洲國家對應(yīng)的值。如果沒有定義，則需要使用歐洲規(guī)范文本中的值，有時還需要檢查其他規(guī)范。

3極限狀態(tài)劃分

《公路橋涵通用設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，公路橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計計算應(yīng)滿足承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的要求。即：①承載能力極限狀態(tài)：對應(yīng)于橋涵結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，達到最大承載力變形或位移不適宜繼續(xù)承載的狀態(tài)。②正常使用極限狀態(tài)：與橋涵結(jié)構(gòu)或其構(gòu)件的正常使用或耐久性極限相對應(yīng)。

根據(jù)歐洲規(guī)范EN1990：2002，結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)考慮承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)：①承載能力極限狀態(tài)：與結(jié)構(gòu)倒塌或其他類似破壞形式有關(guān)的狀態(tài)，基本達到結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的最大承載力。②正常使用極限狀態(tài)：指與結(jié)構(gòu)正常使用要求有關(guān)的狀態(tài)。超過此狀態(tài)，不能滿足正常使用要求[3]。

4中歐規(guī)范基本組合對比

中國規(guī)范基本組合表達式為：

式中：為安全系數(shù);為恒載分項系數(shù);為永久作用值;為主要可變作用分項系數(shù);為次要可變作用分項系數(shù);為伴隨系數(shù);為第j個主導(dǎo)可變作用值。

歐洲規(guī)范基本組合表達式為：

式中：為恒載分項系數(shù);為預(yù)應(yīng)力分項系數(shù);為主變量作用的分項系數(shù);為二次變量作用分項系數(shù);為組合系數(shù);其他符號意義同上。

歐洲規(guī)范中的正常使用極限狀態(tài)，根據(jù)有無裂縫將狀態(tài)分為是否可逆。這與中國規(guī)范中的相關(guān)規(guī)定不同。除此之外，中國規(guī)范和歐洲規(guī)范的公式在形式上是相似的，但歐洲規(guī)范單獨列出了預(yù)應(yīng)力的作用。

的值對于車輛通常取0.7，通常取單軸交通荷載的0.75。顯然，在該值的選擇上，歐洲比較保守。對于伴隨系數(shù)的取值中國規(guī)范取=0.75，歐洲規(guī)范取=0。歐洲規(guī)范伴隨系數(shù)的選擇與中國有著明顯的不同。

關(guān)于永久荷載作用下構(gòu)件自重的分項系數(shù)，歐洲規(guī)范取=1.35 =0.95，中國規(guī)范取=1.2（荷載對結(jié)構(gòu)不利情況下），1.0（荷載對結(jié)構(gòu)有利情況下）。顯然，歐洲規(guī)范對該系數(shù)取值較大。關(guān)于車輛活載分項系數(shù)的選取，歐洲規(guī)范取=1.35，中國規(guī)范取=1.4。中國規(guī)范對這該值選取比較保守[4]。

5結(jié)束語

我國規(guī)范按照分項系數(shù)的表達式進行設(shè)計，體系趨于完善。歐洲規(guī)范需要多種參考書相互配合，從材料的選取，到鋁結(jié)構(gòu)的設(shè)計，都配備相應(yīng)的規(guī)范，并且每個歐洲國家都配有相應(yīng)國家附錄。使用歐洲規(guī)范設(shè)計時，必須對照多本規(guī)范進行參考。極限狀態(tài)設(shè)計方面，我國規(guī)范采用了基于半概率法的極限狀態(tài)設(shè)計方法，將材料的差異性，荷載的變化性以及結(jié)構(gòu)的重要性用乘以系數(shù)的方法適當修正，按兩種不同的極限狀態(tài)進行設(shè)計。歐洲規(guī)范考慮了四種設(shè)計條件：永久設(shè)計條件、瞬時設(shè)計條件、偶然性設(shè)計條件和抗震設(shè)計條件。各國的設(shè)計規(guī)范都有其自身的合理性以及有待完善之處。

參考文獻

[1] JTG D60-2015.中華人民共和國行業(yè)標準.公路橋涵通用設(shè)計規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2015.

[2] JTG3362-2018.公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2018.

[3] EN 1990：2002.Eurocode 1：Basis of structural design[S].北京：中國標準出版社，2002.

[4] 孫賀學(xué).公路混凝土橋梁中美歐設(shè)計規(guī)范主要條文分析比較[D].蘭州：蘭州交通大學(xué)，2014.

作者簡介

陳喆（1998-），男，河北省滄州市人;就讀學(xué)校：長安大學(xué)，學(xué)歷：本科。