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將技術標準融入工程實踐——橋隧專業標準規範介紹

由 橋樑雜誌 發表于 人文2022-06-14
簡介本期選登標準規範指南簡介:《公路橋涵地基與基礎設計規範》JTG 3363-2019《公路橋樑抗撞設計規範》JTG 3363-2019《綠色公路建設技術指南》橋涵部分《公路常規跨徑鋼結構橋樑建造技術指南》中華人民共和國交通運輸部部頒標準《公路

半路半橋結合處如何處理

將技術標準融入工程實踐——橋隧專業標準規範介紹

標準為各種活動或其結果提供規則、指南或特性,是我國治理能力和治理體系現代化的重要組成。標準規範來源於工程實踐,又在指導工程實踐的過程中不斷完善,標準規範的發展與工程建設的規模和質量水平密切相關。

在《交通強國建設綱要》“打造一流設施、一流技術、一流管理、一流服務”的戰略引領下,公路橋樑專業以標準高質量發展為核心,完善標準體系補短板,進一步築牢安全底線,加強標準內涵夯基礎,進一步提升質量效益,注重創新驅動拉高線,進一步促使理念落地。2019年相繼完成了《公路橋涵地基與基礎設計規範》JTG 3363-2019、《公路橋樑抗撞設計規範》《公路常規跨徑鋼結構橋樑建造技術指南》《綠色公路建設技術指南》等交通部行業標準編制工作。

為宣傳並促進新標準的應用,本刊會同中國公路學會橋樑和結構工程分會,組織標準規範的主編單位-中交公路規劃設計院有限公司等單位,根據各個標準的進展,推出系列標準介紹,為廣大讀者服務。

本期選登標準規範指南簡介:

《公路橋涵地基與基礎設計規範》JTG 3363-2019

《公路橋樑抗撞設計規範》JTG 3363-2019

《綠色公路建設技術指南》橋涵部分

《公路常規跨徑鋼結構橋樑建造技術指南》

中華人民共和國交通運輸部部頒標準

《公路橋涵地基與基礎設計規範》JTG 3363-2019

中交公路規劃設計院有限公司

劉曉娣、李會馳、袁洪、趙君黎

將技術標準融入工程實踐——橋隧專業標準規範介紹

2019年12月,交通運輸部第91號公告發布《公路橋涵地基與基礎設計規範》JTG 3363-2019(簡稱《規範》)作為公路工程行業標準,自2020年4月1日施行,《公路橋涵地基與基礎設計規範》JTG D63-2007同時廢止。

《規範》主要用於保障橋涵結構與地基協同受力前提下,地基主要受力層穩定、基礎結構安全耐久,以“基礎穩固”築就橋樑工程百年品質。

在新時期工程建設高質量發展戰略指引下,橋涵地基與基礎發展呈現三大特徵:一是理念升級引領,樁端後壓漿與擠擴支盤樁等經濟綠色技術推廣,有效減緩高能耗高汙染,促進工程建設與環境保護和諧發展;二是建設需求引導,大型基礎(鋼管複合樁、沉井基礎)應用、陡坡與岩溶等特殊地區的基礎方案最佳化,滿足交通基礎設施向沿海、山區延伸的客觀要求,應對江河湖海深水急流、深谷峻嶺地質地形等建設條件挑戰;三是技術創新驅動,基礎-岩土的協同作用機理進一步完善。

為規範工程設計、反映技術進步,中交公路規劃設計院有限公司、東南大學、湖南大學、中交公路長大橋建設國家工程研究中心有限公司、北京支盤地工科技開發中心調研梳理上述成果後,對《規範》進行增補修訂:

1) 最佳化章節編排。採用普遍與特殊相結合的框架,增加了特殊地基與基礎一章,明確了對軟弱地基、溼陷性黃土地基、陡坡地基與基礎、岩溶地基與基礎、擠擴支盤樁基礎5類特殊情況的系統性技術要求。

2) 推廣新型結構。增加了擠擴支盤樁設計要求,基於樁身承力盤或分支增大樁周土體承載的機理,規定了支與盤設定上的構造要求,保障設計假定的有效性,明確了支與盤設定對單樁承載力的提升效應,實現安全與經濟的平衡。

3) 健全技術體系。增加陡坡基礎中地基穩定性、基礎埋深經驗公式等要求,對岩溶基礎提出了淺基礎與樁基礎並重、岩溶頂板承載與地基處理相結合的兩個方面地基設計系統性要求,改進岩溶基礎“一樁到底”的傳統思路。

4) 完善計算引數。基於地層應力直線變化、樁側壓力平均分佈、剛性嵌固段、忽略樁側摩擦力和粘著力4個假定,考慮樁身頂面的水平力,優化了嵌巖樁的嵌巖計算深度。

《規範》貫徹了“創新綠色和諧”發展理念,增補了新型基礎結構,完善了傳統設計方法,體現了我國橋樑基礎工程技術發展水平;實現了降低潛在施工風險、縮短工期、節省造價的初衷,發揮了保障工程質量的技術管理職能;為橋涵地基與基礎設計提供了有效指導和設計依據,不斷滿足公路工程建設發展的新要求。

中華人民共和國交通運輸部部頒標準

《公路橋樑抗撞設計規範》

JTG 3363-2019

中交公路規劃設計院有限公司

李會馳、趙君黎、李文傑

近年來,通航船舶呈現噸位大、航速快的發展趨勢,隨著我國在建和擬建跨越航道橋樑的不斷增多,保障橋樑結構(甚至通航船舶)在船舶撞擊下的安全十分重要。為規範橋樑抗船撞設計,考慮船舶通航密度和船型特點、船橋撞擊機率、風險綜合防控、抗撞效能分析等系統性和精細化設計要求,中交公路規劃設計院有限公司組織同濟大學、上海船舶科學研究所、招商局重慶交通科研設計院有限公司、公路長大橋建設國家工程研究中心等單位編制了《公路橋樑抗撞設計規範》(簡稱《規範》),已完成《規範》報批,即將頒佈。

《規範》作為推薦性標準,是《公路橋涵設計通用規範》的重要補充,與《公路橋樑抗震設計細則》《公路橋樑抗風設計規範》一併構建了公路橋樑防災減災標準體系。《規範》適用於公路新建橋樑中主體結構的抗船撞設計,主要包括總體設計、設計基本要求、設防船撞力與設防代表船型、船撞效應計算方法、結構性防船撞設施等內容。《規範》的主要技術特點如下:

採用“降低風險、綜合防控”的理念。一方面加強總體設計,降低船橋碰撞機率,提出了合理確定橋位、橋型、跨徑和構造等總體要求。另一方面降低主體結構船撞效應,減小船橋碰撞損失,規定了必要的結構性防船撞設施。

引入“效能設計、分級設防”的方法。規定了基於效能的抗撞設計方法,主要包含抗船撞設防目標、設防船撞力與船撞效應計算、抗撞效能驗算等內容。根據橋樑重要性等級和失效機率,抗船撞設防目標採用分級設防,橋墩、基礎和支座的抗撞效能採用分級評估的分析方法。

落實“風險機率、精細分析”的要求。在設防船撞力計算上,提出了實用性強的分位值法;考慮通航密度、船橋撞擊機率等因素,建立了精細化程度高的機率-風險分析法。在船撞效應計算上,明確了強迫振動法和質點碰撞法的技術要求,與船-橋-防船撞設施撞擊效應分析的主流方法一致。

《規範》採用了基於效能的設計方法,提升了抗船撞設計的科學性;涵蓋了總體設計、設防標準、分析方法、防撞設施等關鍵要素,形成了一套系統的解決方案;依據“安全第一”的原則來確定技術指標,確保《規範》的隱含安全水平符合實際。《規範》的釋出,對於築牢安全保障底線、促進橋樑建設高質量發展具有重要作用。

中華人民共和國交通運輸部

《綠色公路建設技術指南》橋涵部分

中交公路規劃設計院有限公司

李會馳、趙君黎

將技術標準融入工程實踐——橋隧專業標準規範介紹

現階段,綠色公路作為新的建設理念,主要定位於基礎設施,是以全壽命週期的資源能源集約利用、生態良好保護、汙染有效控制為目標,基於可持續發展、迴圈經濟、生態環境承載力等理念上構建的高效安全的基礎設施。綠色公路建設是踐行生態文明思想、深化綠色發展理念、助力美麗中國建設的必然要求,是支撐交通強國建設、實現行業轉型升級的關鍵舉措。2016年,交通運輸部印發了《關於實施綠色公路建設的指導意見》,在全國啟動了33個綠色公路典型示範工程建設。

為構建綠色公路建設的技術體系、形成具有指導意義的方法措施,交通運輸部組織交通運輸部規劃研究院等10家單位 編寫了《綠色公路建設技術指南》(簡稱《指南》)。《指南》的概述篇闡明內涵理念,設計篇和施工篇給出了10個專業的技術方法和應用案例。《指南》的橋涵設計部分由中交公路規劃設計院有限公司與中交第二公路勘察設計研究院有限公司編寫。從總體與區域性、結構與美學、主體與附屬、新建與改擴建4個方面梳理了5項要求,以提升橋樑的社會與藝術屬性,完善功能與技術屬性。

合理選取橋位與橋型,作好總體設計,貫徹“全壽命、全要素、全方位”的三全原則。優先採用技術成熟、經濟適用的常規橋型,結構形式與尺寸宜統一,提倡標準化設計和施工。在環境敏感區域,靈活處理橋墩布置、橋面高程、墩臺構造,以高低橋、半路半橋等方案,實現工程建設與自然環境的融合。

加強造型和結構比選,關注美學設計,打造“協調美、形態美、功能美”的三美景觀。在橋型的美學比選、結構部件的比例調整、造型元素的尺度和諧等方面,融入必要的工程美學和景觀設計,體現工程與自然人文的和諧、融合與共享,實現橋樑與環境的協調美,打造橋樑的形態美和功能美。

完善構件和設施佈設,注重技術最佳化,體現“高效能、高效率、高效益”的三高要求。在橋樑的塔墩梁拱等主體結構上,強化裝配式結構、鋼結構、高墩、基礎、涵洞等關鍵結構的應用;在支座與伸縮裝置等附屬設施上,進一步最佳化伸縮裝置耐久、降噪功能。

優選改擴建技術方案,利用既有資源,符合“低消耗、低排放、低汙染”的三低趨勢。遵照“安全、節約、充分利用”的原則,合理處理既有橋樑能否利用、如何利用、如何平衡施工與保通三類難題。

重視耐久和排水設計,提升質量效益,塑造品質工程。考慮永久構件和可更換構件的特點,重視橋樑結構的耐久性設計;統籌建設與養護需求,提出可檢查、可維修、可更換的基本原則。考慮橋面徑流的收集、消納與淨化,從橋面排水系統、橋下排水系統和汙水處理系統進行總體設計。

《指南》適用於新建公路的建設與既有公路的升級改造,為規劃設計、施工監理、管理諮詢等單位提供了技術參考。《指南》的釋出有利於完善工程建設品質和執行效率,提升綠色公路建設與管理水平,助力公路行業高質量發展。

推進綠色公路建設是時代的呼喚,在公路工程建設過程中,追求效率、追求品質、追求工程耐久性的同時,環境保護的問題已經上升到一個很重要的層面。公路轉型發展意味著從傳統的資源型向可持續發展型轉變,一定要敬畏自然。建設綠色公路是國家戰略的要求,一是國家生態文明發展戰略的要求,二是“五大發展理念”的要求,三是應對氣候變化國家發展戰略的要求。

目前,我國推進綠色公路建設有五個專項行動:一是著力實現“零棄方、少借方”,二是實現改擴建工程綠色升級,三是積極應用建築資訊模型(BIM)新技術,四是推進綠色服務區建設,五是拓展公路旅遊功能。

道路資源利用十分重要,鼓勵公路與鐵路、高速公路與普通公路公用線位,強調選線、佈線一定要科學、合理。同時,嚴格保護土地資源,比如在草原戈壁地區要採用低路堤和淺路塹,在耕地資源十分珍貴的地區互通立交要還地運營等。此外,要積極應用節能技術和清潔能源。加強隧道節能設計,推廣溫拌瀝青技術。推行廢舊材料再生迴圈利用,開展建築垃圾的無害化處理與利用;積極應用節水、節材施工工藝,實現資源高效利用。

中華人民共和國交通運輸部發布

《公路常規跨徑鋼結構橋樑建造技術指南》

中交公路規劃設計院有限公司

孟凡超、袁洪、常志軍

交通運輸部公路管理局

張冬青

將技術標準融入工程實踐——橋隧專業標準規範介紹

改革開放四十載,我國公路橋樑建設取得了舉世矚目的成就,數量和品質均實現了跨越式發展。但由於受經濟社會發展水平和鋼材產能制約,我國公路鋼結構橋樑主要用於特大跨徑橋樑,應用比例很低,已滯後於我國經濟和橋樑建造技術發展水平。

鋼結構橋樑具有自重輕、跨越能力強、使用壽命長、綜合能耗低、環境影響小等優勢,有利於提升橋樑結構安全和耐久性,有利於減少對傳統建築材料的依賴。高質量發展鋼結構橋樑是建設“橋樑強國”,乃至“交通強國”的重要拼圖,對於提升交通運輸發展水平具有引領意義。

隨著優質塗料和耐候鋼的應用,鋼結構橋樑養護週期已大大延長,具有100多年使用壽命的鋼結構橋樑,在世界範圍內也並不少見,已經充分驗證了鋼結構橋樑在全壽命週期成本、資源節約、綠色發展方面具有不可替代的優勢,必將成為我國橋樑結構的重要組成部分。

儘管基礎條件已經具備,但由於長期形成的混凝土結構建設期間造價較低、易於發包和管理、易於設計施工和養護的慣性思維,以及轉型升級和高質量發展動力不足、綠色發展與創新意識不強、全壽命週期成本理念未形成共識、缺乏行業技術累積和技術人才等原因,鋼結構橋樑推廣並不一帆風順。

為推廣鋼結構橋樑應用,提升鋼結構橋樑品質和耐久性,防止鋼橋無序和一般水平重複建設,交通部在印發《關於推進公路鋼結構橋樑建設的指導意見》的基礎上,推進試點工程建設,推廣鋼結構橋樑應用。在交通運輸部公路局組織與推動下,中交公路規劃設計院有限公司牽頭編寫了《公路常規跨徑鋼結構橋樑建造技術指南》。指南內容全面,涵蓋了設計、加工製造及施工等建造全過程。

公路常規跨徑鋼橋是指,區別於纜索體系橋樑和拱橋等特殊型式,以簡支或連續為主的跨徑在20m~100m的鋼結構梁橋,主要型式有鋼箱梁橋、鋼桁梁橋、組合梁橋和波紋鋼腹板橋。指南共分七章:

第一章為概述,主要介紹編寫目的、鋼橋發展歷史及公路常規跨徑橋樑型別;

第二章為材料及設計指標;

第三章為結構及構造設計,主要內容為橋型選擇、計算分析及常規跨徑橋樑設計;

第四章為工廠製造,主要內容涵蓋了鋼結構橋樑從材料複驗、下料、組裝、焊接、試拼裝、預拼裝、檢驗及運輸等全製造過程;

第五章為現場製造、組裝與安裝,主要內容包括鋼結構橋樑現場製造和組裝、安裝準備、安裝作業和質量檢驗等;

第六章為BIM技術應用;

第七章為成本核算,主要內容為鋼結構橋樑建造成本核算方法和預算補充定額。本指南適用於新建、改(擴)建公路鋼結構橋樑的建設。也可供鋼結構橋樑管理、養護技術人員參考。

本指南由交通運輸部公路管理局委託中交公路規劃設計院有限公司牽頭編寫,編寫單位分別為:中交公路規劃設計院有限公司、中交第一公路勘察設計研究院有限公司、中交第二公路勘察設計研究院有限公司、中交一公局集團有限公司、中交第二航務工程局有限公司、中鐵寶橋集團有限公司、中鐵山橋集團有限公司、上海振華重工(集團)有限公司、西南交通大學。

本文刊載 /《橋隧產業》雜誌 2020年 4月刊 總第40期

本刊記者 / 周洋

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