nA桥涵设计通用规范复习进程.ppt
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1、nA桥涵设计通用规范 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望 公路桥涵设计通用规范公路桥涵设计通用规范 JTG D60-2004 JTG D60-2004宣贯宣贯中华人民共和国交通部公告第号中华人民共和国交通部公告第号关于发布公路桥涵设计通用规范关于发布公路桥涵设计通用规范(JTG D602004)(JTG D602004)的公告的公告 现发布公路桥涵设计通用规范现发布公路桥涵设计通用规范(JTGD602004)(JTGD602004),自,自200420
2、04年年1010月月1 1日起施行,原公路桥涵设计通用规范日起施行,原公路桥涵设计通用规范(JTJ02l(JTJ02l一一89)89)同时废止。同时废止。公路桥涵设计通用规范公路桥涵设计通用规范(JTGD602004)(JTGD602004)中第中第 1.0.6 1.0.6、1.0.91.0.9、4.1.24.1.2、4.1.64.1.6、4.3.14.3.1、4.3.24.3.2和和4.3.54.3.5条为强制性条文,条为强制性条文,必须按照国家有关工程建设标准强制性条文的有关规定严格执必须按照国家有关工程建设标准强制性条文的有关规定严格执行。工程建设标准强制性条文行。工程建设标准强制性条文
3、(公路工程部分公路工程部分)2002)2002版中关版中关于公路桥涵设计通用规范于公路桥涵设计通用规范(JTJ02189)(JTJ02189)的强制性条文同时的强制性条文同时废止。废止。公路桥涵设计通用规范公路桥涵设计通用规范(JTGD602004)(JTGD602004)由中交公路规由中交公路规划设计院负责编制,规范的管理权和解释权归交通部,日常解划设计院负责编制,规范的管理权和解释权归交通部,日常解释及管理工作由中交公路规划设计院负责。释及管理工作由中交公路规划设计院负责。请各有关单位在实践中注意积累资料,总结经验,及时将请各有关单位在实践中注意积累资料,总结经验,及时将发现的问题和修改意
4、见函告中交公路规划设计院发现的问题和修改意见函告中交公路规划设计院(北京市东四前北京市东四前炒面胡同炒面胡同3333号,邮政编码号,邮政编码:100010:100010;联系电话:;联系电话:010-65237331)010-65237331),以便修订时参考。,以便修订时参考。特此公告。特此公告。中华人民共和国交通部(章)中华人民共和国交通部(章)二二四年六月二十八日四年六月二十八日主题词:发布公路规范公告主题词:发布公路规范公告一一.编制依据编制依据二二.编制工作过程编制工作过程三三.主要修订内容主要修订内容四四.概率极限状态设计方法的基本概念概率极限状态设计方法的基本概念五五.主要修订内
5、容简介主要修订内容简介 中华人民共和国交通部交公中华人民共和国交通部交公路发路发1996 10851996 1085号文关于下达号文关于下达19961996年度公路工程建设标准、规年度公路工程建设标准、规范、定额等编制、修订工作计划范、定额等编制、修订工作计划的通知的通知(1997(1997年年2 2月)月)19971997年年5 5月,召开规范修订编制大纲审查会;月,召开规范修订编制大纲审查会;国国家家标标准准公公路路工工程程结结构构可可靠靠度度设设计计统统一标准一标准GB/T 50283-1999GB/T 50283-199920012001年年8 8月,召开规范征求意见会;月,召开规范征
6、求意见会;公路工程技术标准公路工程技术标准JTJ001-97JTJ001-97修订修订(JTG B01-2003JTG B01-2003)20032003年年1 1月,召开审查会;月,召开审查会;20032003年年1212月,定稿。月,定稿。1 1 总则总则1.1 1.1 一般原则一般原则1.2 1.2 桥涵布置和桥孔设计桥涵布置和桥孔设计1.3 1.3 桥涵跨径桥涵跨径1.4 1.4 桥梁净空桥梁净空1.5 1.5 桥上线形及桥头引道桥上线形及桥头引道1.6 1.6 构造要求构造要求1.7 1.7 桥面铺装、排水和防水层桥面铺装、排水和防水层1.8 1.8 养护及其他附属设施养护及其他附属
7、设施2 2 荷载荷载 2.1 2.1 荷载分类与组合荷载分类与组合 2.2 2.2 永久荷载永久荷载 2.3 2.3 可变作用可变作用(基本可变荷载、其他可变荷载)(基本可变荷载、其他可变荷载)2.4 2.4 偶然荷载偶然荷载附录附录A A 主动土压力计算主动土压力计算附录附录B B 静土压力计算静土压力计算附录附录C C 全国基本风压分布图及迎风全国基本风压分布图及迎风面积计算面积计算附录附录D D 船只和漂流物的撞击力船只和漂流物的撞击力1 1 总则总则2 2 术语术语3 3 设计要求设计要求 3.1 3.1 桥涵布置桥涵布置 3.2 3.2 桥涵孔径桥涵孔径 3.3 3.3 桥涵净空桥涵
8、净空 3.4 3.4 桥上线形及桥头引道桥上线形及桥头引道 3.5 3.5 构造要求构造要求 3.6 3.6 桥面铺装、排水和防水层桥面铺装、排水和防水层 3.7 3.7 养护及其他附属设施养护及其他附属设施4 4 作用作用 4.1 4.1 作用分类、代表值和作用效作用分类、代表值和作用效应组合应组合 4.2 4.2 永久作用永久作用 4.3 4.3 可变作用可变作用 4.4 4.4 偶然作用偶然作用附录附录A A 全国基本风速图及全国各气全国基本风速图及全国各气象台的基本风速和风压象台的基本风速和风压附录附录B B 气候分区图气候分区图 新旧规范章节对比新旧规范章节对比 1 1明确了公路桥涵
9、结构应进行承载能力明确了公路桥涵结构应进行承载能力极限状态和正常使用极限状态设计,并引入极限状态和正常使用极限状态设计,并引入了结构设计的持久状况、短暂状况和偶然状了结构设计的持久状况、短暂状况和偶然状况三个设计状况;况三个设计状况;2 2修改了公路桥涵结构设计的作用效应修改了公路桥涵结构设计的作用效应的组合方式及其组合系数,引入了作用的短的组合方式及其组合系数,引入了作用的短期效应组合和长期效应组合,并提出了各种期效应组合和长期效应组合,并提出了各种可变作用短期效应组合时的频遇值系数和长可变作用短期效应组合时的频遇值系数和长期效应组合时的准永久值系数;期效应组合时的准永久值系数;3 3引入了
10、公路桥涵设计的安全等级及其引入了公路桥涵设计的安全等级及其重要性系数,以桥涵结构破坏可能产生的后果重要性系数,以桥涵结构破坏可能产生的后果的不同严重程度采用不同的重要性系数,使结的不同严重程度采用不同的重要性系数,使结构的设计更趋合理;构的设计更趋合理;4 4开展了开展了“公路桥涵分类标准公路桥涵分类标准”专题研专题研究,根据研究成果,适当调整了公路桥涵的分究,根据研究成果,适当调整了公路桥涵的分类标准;类标准;5 5进行了进行了“高速公路和一级公路桥涵设高速公路和一级公路桥涵设计洪水频率标准计洪水频率标准”的专题研究,分析比较了原的专题研究,分析比较了原标准与国内外相关标准间的关系,比较分析
11、了标准与国内外相关标准间的关系,比较分析了设计洪水的计算分析方法。经综合分析比较,设计洪水的计算分析方法。经综合分析比较,认为可维持原规范的规定;认为可维持原规范的规定;6 6取消了原汽车荷载等级,改为采用公取消了原汽车荷载等级,改为采用公路路级和公路级和公路级标准荷载;取消了挂车级标准荷载;取消了挂车和履带车验算荷载,而将验算荷载的影响直接和履带车验算荷载,而将验算荷载的影响直接反映在汽车荷载中;反映在汽车荷载中;7 7将汽车冲击系数以跨径为主要影响因将汽车冲击系数以跨径为主要影响因素的计算方法改为以结构基频为主要影响因素素的计算方法改为以结构基频为主要影响因素的计算方法,使得更合理和科学;
12、的计算方法,使得更合理和科学;8 8局部调整了人群荷载的标准值;局部调整了人群荷载的标准值;9 9调整了风荷载的计算公式及各影响系数,调整了风荷载的计算公式及各影响系数,给出了全国基本风速图及全国各气象台站的基本给出了全国基本风速图及全国各气象台站的基本风速和风压值表;风速和风压值表;10 10补充了冰压力的计算方法和计算公式;补充了冰压力的计算方法和计算公式;11 11改善了温度作用的规定,完善了体系温改善了温度作用的规定,完善了体系温度的规定,调整了温度梯度曲线的规定;度的规定,调整了温度梯度曲线的规定;12 12增加了汽车撞击荷载的计算和设计要求增加了汽车撞击荷载的计算和设计要求;13
13、13补充了通航海轮船舶撞击作用的规定。补充了通航海轮船舶撞击作用的规定。三、概率极限状态设计的基本概念三、概率极限状态设计的基本概念工程结构设计方法:工程结构设计方法:1 1 容许应力法(定值设计法)容许应力法(定值设计法)2 2 破坏阶段计算方法(考虑钢筋混凝土塑性性能)破坏阶段计算方法(考虑钢筋混凝土塑性性能)3 3 半经验、半概率的半经验、半概率的“三系数三系数”极限状态设计法极限状态设计法 4 4 以结构可靠性理论为基础的概率极限状态设计法以结构可靠性理论为基础的概率极限状态设计法 1 1)水准)水准II半概率设计法半概率设计法 2 2)水准)水准IIII近似概率设计方法近似概率设计方
14、法 3 3)水准)水准IIIIII全概率设计法全概率设计法结构可靠度定义:结构可靠度定义:结构在规定的时间内,在规定的条件下,完结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的概率。成预定功能的概率。“规定时间规定时间”是指对结构进行可靠度分析时,是指对结构进行可靠度分析时,结合结构使用期,考虑各种基本变量与时间的关系结合结构使用期,考虑各种基本变量与时间的关系所取用的基准时间参数所取用的基准时间参数设计基准期;设计基准期;“规定的条件规定的条件”是指结构正常设计、正常施工是指结构正常设计、正常施工和正常使用的条件,即不考虑人为过失的影响;和正常使用的条件,即不考虑人为过失的影响;“规定时间
15、规定时间”即设计基准期,是结构可靠度即设计基准期,是结构可靠度分析的一个时间坐标,可参考结构使用寿命分析的一个时间坐标,可参考结构使用寿命的要求适当选定,但不能将设计基准期简单的要求适当选定,但不能将设计基准期简单地理解为结构的使用寿命,两者是有联系的,地理解为结构的使用寿命,两者是有联系的,然而又不完全等同。当结构的使用年限超过然而又不完全等同。当结构的使用年限超过设计基准期时,表明它的失效概率可能会增设计基准期时,表明它的失效概率可能会增大,不能保证其目标可靠指标,但不等于结大,不能保证其目标可靠指标,但不等于结构丧失所要求的功能甚至报废。根据我国公构丧失所要求的功能甚至报废。根据我国公路
16、桥梁的使用现状和以往的设计经验,我国路桥梁的使用现状和以往的设计经验,我国公路桥梁结构的设计基准期统一取为公路桥梁结构的设计基准期统一取为100100年,年,属于适中时域。属于适中时域。“预定功能预定功能”:(1 1)结构应能承受在正常施工和正常使用期间可)结构应能承受在正常施工和正常使用期间可能出现的各种荷载、外加变形、约束变形等的作用。能出现的各种荷载、外加变形、约束变形等的作用。(2 2)结构在正常使用条件下具有良好的工作性能,)结构在正常使用条件下具有良好的工作性能,如:不发生影响正常使用的过大变形或局部损坏。如:不发生影响正常使用的过大变形或局部损坏。(3 3)结构在正常使用和正常维
17、护的条件下,在规)结构在正常使用和正常维护的条件下,在规定的时间内,具有足够的耐久性,如:不发生由于保定的时间内,具有足够的耐久性,如:不发生由于保护层碳化或裂缝宽度开展过大,导致钢筋的锈蚀。护层碳化或裂缝宽度开展过大,导致钢筋的锈蚀。(4 4)在偶然荷载(如地震、强风)作用下或偶然)在偶然荷载(如地震、强风)作用下或偶然事件(如爆炸)发生时和发生后,结构仍能保持整体事件(如爆炸)发生时和发生后,结构仍能保持整体稳定性,不发生倒塌。稳定性,不发生倒塌。上述要求中,第(上述要求中,第(1 1)、()、(4 4)两项通常是指结构的)两项通常是指结构的强度、稳定,关系到人身安全,称为结构的安全性;强
18、度、稳定,关系到人身安全,称为结构的安全性;第(第(2 2)项指结构的适用性;第()项指结构的适用性;第(3 3)项指结构的耐)项指结构的耐久性。结构的安全性、适用性和耐久性这三者总称久性。结构的安全性、适用性和耐久性这三者总称为结构的可靠性。可靠性的数量描述一般用可靠度,为结构的可靠性。可靠性的数量描述一般用可靠度,安全性的数量描述则用安全度。由此可见,结构可安全性的数量描述则用安全度。由此可见,结构可靠度是结构可完成靠度是结构可完成“预定功能预定功能”的概率度量,它是的概率度量,它是建立在统计数学的基础上经计算分析确定,从而给建立在统计数学的基础上经计算分析确定,从而给结构的可靠性一个定量
19、的描述。因此,可靠度比安结构的可靠性一个定量的描述。因此,可靠度比安全度的含义更广泛,更能反映结构的可靠程度。全度的含义更广泛,更能反映结构的可靠程度。当整个结构或结构的一部分超过某一特定状态而不能满当整个结构或结构的一部分超过某一特定状态而不能满足设计规定的某一功能要求时,则此特定状态称为该功足设计规定的某一功能要求时,则此特定状态称为该功能的能的极限状态极限状态。对于结构的各种极限状态,均应规定明。对于结构的各种极限状态,均应规定明确的标志和限值。确的标志和限值。1 1)承载能力极限状态承载能力极限状态。这种极限状态对应于结构或结。这种极限状态对应于结构或结构构件达到最大承载能力或不适于继
20、续承载的变形或变构构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形或变位的状态。当结构或构件出现下列状态之一时,即认为位的状态。当结构或构件出现下列状态之一时,即认为超过了承载能力极限状态:超过了承载能力极限状态:(1 1)整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡(如)整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡(如滑动、倾覆等);滑动、倾覆等);(2 2)结构构件或连接处因超过材料强度而破坏(包括)结构构件或连接处因超过材料强度而破坏(包括疲劳破坏),户或因过度的塑性变形而不能继续承载;疲劳破坏),户或因过度的塑性变形而不能继续承载;(3 3)结构转变成机动体系;)结构转变成机动体系;(4 4)结构或结构
21、构件丧失稳定)结构或结构构件丧失稳定(如柱的压屈失稳等);如柱的压屈失稳等);2 2)正常使用极限状态正常使用极限状态。这种极限状态对应于。这种极限状态对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项限值的状态。当结构或结构构件出现下某项限值的状态。当结构或结构构件出现下列状态之一时,即认为超过了正常使用极限列状态之一时,即认为超过了正常使用极限状态:状态:(1 1)影响正常使用或外观的变形;)影响正常使用或外观的变形;(2 2)影响正常使用或耐久性能的局部损坏;)影响正常使用或耐久性能的局部损坏;(3 3)影响正常使用的振动;)影响正常使用的振动;(4
22、4)影响正常使用的其它特定状态。)影响正常使用的其它特定状态。结构功能函数结构功能函数:,结构功能函数是用来描述结构,结构功能函数是用来描述结构完成功能状况的,以基本变量为自变量的函数。完成功能状况的,以基本变量为自变量的函数。结构处于可靠状态;结构处于可靠状态;结构已失效或破坏;结构已失效或破坏;结构处于极限状态。结构处于极限状态。结构的失效概率与可靠指标结构的失效概率与可靠指标 极限状态方程极限状态方程可靠指标可靠指标及相应的失效概率及相应的失效概率P Pf f的关系的关系1.01.642.003.003.714.004.50Pf5.8710-25.0510-22.2710-21.3510
23、-31.0410-43.1710-53.4010-6可靠指标可靠指标与平均值与平均值mZmZ 关系关系 目标可靠指标目标可靠指标目标可靠指标主要是采用目标可靠指标主要是采用“校准法校准法”并结并结合工程经验和经济优化原则加以确定的。所谓合工程经验和经济优化原则加以确定的。所谓“校校准法准法”就是根据各基本变量的统计参数和概率分布就是根据各基本变量的统计参数和概率分布类型,运用可靠度的计算方法,揭示以往规范隐含类型,运用可靠度的计算方法,揭示以往规范隐含的可靠度,以此作为确定目标可靠指标的依据。这的可靠度,以此作为确定目标可靠指标的依据。这种方法在总体上承认了以往规范的设计经验和可靠种方法在总体
24、上承认了以往规范的设计经验和可靠度水平,同时也考虑了渊源于客观实际的调查统计度水平,同时也考虑了渊源于客观实际的调查统计分析资料,无疑是比较现实和稳妥的。分析资料,无疑是比较现实和稳妥的。公路桥梁结构构件的目标可靠指标公路桥梁结构构件的目标可靠指标 结构安全等级结构安全等级构件破坏类型构件破坏类型一级一级二级二级三级三级延性破坏延性破坏4.74.74.24.23.73.7脆性破坏脆性破坏5.25.24.74.74.24.2设计状况:设计状况:1)1)持久状况持久状况 桥涵建成后承受自重、车辆荷载桥涵建成后承受自重、车辆荷载等作用持续时间很长的状况。等作用持续时间很长的状况。该状况是指桥梁的使用
25、阶该状况是指桥梁的使用阶段。这个阶段持续的时间很长,结构可能承受的作用(或荷段。这个阶段持续的时间很长,结构可能承受的作用(或荷载)在设计时均需考虑,需接受结构是否能完成其预定功能载)在设计时均需考虑,需接受结构是否能完成其预定功能的考验,因而必须进行承载能力极限状态和正常使用极限状的考验,因而必须进行承载能力极限状态和正常使用极限状态的计算。态的计算。2 2)短暂状况)短暂状况 指桥涵施工过程中承受临时性作指桥涵施工过程中承受临时性作用(或荷载)的状况。用(或荷载)的状况。短暂状况所对应的是桥梁的施工短暂状况所对应的是桥梁的施工阶段。这个阶段的持续时间相对于使用阶段是短暂的,结构阶段。这个阶
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