河北省通用桥涵结构标准设计研究.docx

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河北省通用桥涵结构标准设计研究

河北省通用桥涵结构标准设计研究”课题简介

一、      我省公路桥涵设计现状及课题研究的目的

1、加强公路桥涵设计技术管理工作的必要性

近年来，我省的公路建设取得了辉煌的成就，随着公路改建，等级不断提高，桥涵构造物的数量大大增加，尤其是山岭地区的公路，桥涵构造物投资所占比例达到全线的30%以上。

桥梁构造物的投资数量对全线工程建设的投资总额起着重要的作用；桥梁构造物的安全是公路全线畅通的重要保障，因此桥梁构造物的建设质量对整条公路的建设质量也起着关键性的作用。

而桥梁构造物设计的优劣是控制造价、保证工程建设质量的首要决定因素。

2、我省桥涵设计工作中存在的问题

我省的国省干线公路设计任务主要由省设计院和各地市交通设计院承担。

多年来，在国省干线公路的设计审查中发现，目前我省桥涵设计中主要存在以下问题：

1）桥型单一，结构型式选择不合理。

新建桥梁的桥型设计单一，广泛采用中小跨径的简支或简支变连续空心板，配以桩柱式基础的结构型式。

导致在平原区，有的桥梁净空太低，不美观实用；在山区，有的桥梁墩高过大，跨径小桥墩密，造价提高；在沿海地区，桥梁桩长较大，采用中小跨径的桥梁也不经济。

在弯、斜、坡桥的设计中也机械套用空心板结构型式，造成结构线性差、不美观，并且不够经济、适用。

2）盲目套图，导致设计质量事故。

为提高工效，简化设计工作，许多设计单位和设计人员盲目套用其他单位的设计图纸。

由于对原设计图纸领会不透，或原设计本身存在缺陷，不加分析地简单抄图，极可能出现设计质量事故。

在这方面我省有过不少教训。

3）设计粗糙，设计文件不完备。

有的大中桥设计没有单独的设计说明，不提供重要构件的施工要求以及控制参数；有的地质、水文资料不全；小桥涵不提供地基承载力要求；缺少结构细部构造及附属工程的设计图等。

给施工带来很大的不便。

4）设计质量通病屡教不改。

例如桥面连续构造问题、泄水管口标高控制、铰缝横向联结问题等，虽然每次设计审查均正式提出，要求修改，仍然频繁出现。

对于上述问题，有关领导曾多次强调，并且发文提出要求，但成效甚微，除省设计院的桥涵设计水平有所提高外，大部分市级设计院还没有贯彻落实。

造成上述问题的主要原因为：

一是目前的工程建设任务紧，设计周期短，设计人员很难有时间和精力对桥涵方案和设计图纸仔细推敲。

二是桥涵构造物设计的技术难度较大，许多市级设计院人员素质较低，受到设计水平的限制其设计质量难以提高。

三是设计单位套图所采用的标准图设计已经老化，参考资料少，参照的设计图纸缺乏质量保证。

3、课题研究的目的

为彻底解决我省桥涵设计技术工作中存在的问题，公路局拟组织全省的工程管理、设计等工程建设方面有关单位和技术人员对在公路建设项目有着重要影响且技术难度较大的桥涵构造物的设计工作进行归纳和分析，开展标准化工作。

该课题已于二○○二年通过申报立项，被确定为省厅重点课题。

通过该项目的研究推广，将着重解决以下问题：

1）规范桥涵勘察设计工作，提高设计质量。

从勘察阶段开始，规范桥梁、涵洞设计技术工作，制定包括水文地质等基础资料搜集分析、结构选型、计算分析、制图、设计文件编制等各个阶段技术工作的标准，并提供一套经过严格验算审核的设计指导书和桥涵结构的标准设计，便于套用和参照。

使桥梁设计工作标准化、合理化、细化，达到需要的深度，避免设计质量通病，优化桥涵设计，降低工程造价。

2）提高工作效率和经济效益。

采用标准设计后，桥涵设计工作得到简化，能够解决公路设计工作中地市设计院技术力量不足的矛盾，缩短设计周期，节省大量时间与精力，使其能够在公路设计的其他方面多投入精力，提高设计质量。

对于管理部门，可以减少设计审查的工作量，缩短项目审批周期。

并且工程建设的设计质量有了保障，也易于控制造价，避免浪费有限的投资。

3）总结建设经验，提高技术水平。

在标准化课题的研究中，需要对我省各类桥梁的设计、施工、养护运营进行广泛深入的调研，对多年来桥梁建设中的创新和成功经验进行汇总，形成标准设计并推广后，能够全面提高我省桥涵设计水平。

另外，由于本课题提供的标准设计是配合设计指导书根据桥涵测设实际情况灵活运用的，设计人员在应用时需按照规定的工作程序进行分析推理，而非机械抄图，能够学习领会到其中的设计理念与思路，提高自身技术水平。

同时，标准设计的采用并不排除设计中的科技创新，由于对简单构造物直接套用标准设计，设计人员可以有更多时间和精力对复杂桥型进行创新设计，从而采用标准设计有利于提高我省公路建设的综合水平。

二、      课题研究内容

1、           研究工作涵盖的范围

河北省通用桥涵标准设计主要针对我省公路建设中常用的中小跨径桥梁和涵洞工程，内容尽量全面、实用、适用。

从工程建设的自然环境方面，要涵盖我省主要的区域，根据我省的地形地貌、水文气候等自然条件特点，可将全省归纳划分为平原、山区、沿海三个典型区域。

从工程建设技术标准上，应包括河北省各种常用的公路等级、横断面型式、宽度，以及设计荷载等级。

其中应以二级以上等级的公路和汽车—20级以上的荷载等级桥涵为主，并增加专用道路（运煤路线、疏港路）的特殊荷载验算标准。

从桥梁的结构型式上，应当包括各种特殊桥位情况，如弯桥、斜桥、坡桥及净空受限的跨线桥等，以及各类适宜桥型和结构型式，包括各种常用上部结构如各类板涵、拱涵、管涵、箱涵通道、与各种截面形式的简支梁桥、现浇板桥等；以及常用的墩台基础型式如重力式、桩柱式等；还包括一些新型结构的设计如隐盖梁、扩孔桩基础等。

还包括桥涵工程常用细部构造与附属设施，如各种型式的搭板、支座垫石、桥面连续、伸缩缝、桥面防水层、排水系统、主梁横向联结构造以及地基处理方式、台背回填处理方式、防护、调治工程等等。

2、课题研究的工作内容

1）勘察工作标准化。

在勘察阶段对地形测量、水文调查、地质勘探等各项工作内容、工作深度以及提交的结果及其格式提出要求，使勘察工作与结果规范化。

2）总体设计标准化。

根据我省典型自然地区的水文、地质、地貌、自然环境等因素和公路等级、技术标准以及我省公路建设的实际情况，结合以往的调研结果和建设经验，规范桥位、孔径、桥型选择等技术工作的工作过程，归纳总结，制定规则，编写设计指导书，用以指导设计人员根据勘察阶段的结果和参数按照规定的程序和准则进行桥位、孔径和桥型的设计，实现桥涵总体设计标准化。

3）结构设计标准化。

对典型、常用的各类上部构造、下部结构、基础等主要结构及防护、调治构造物等附属设施和支座、伸缩缝、抗震结构等细部构造的型式及其适用范围等知识进行归纳总结，制定结构型式选择的工作过程和技术规则，形成一套类似于规范形式的设计指导书。

用以指导设计人员根据勘测结果和桥位、孔径及工程其他的具体情况选定结构型式，并拟定尺寸，实现桥涵结构设计标准化。

4）设计图纸标准化。

对各常用尺寸及荷载等级的典型结构型式进行结构分析计算和配筋，编制标准图，形成一套涵盖各类常用结构型式、技术等级的标准图库。

使设计人员能够根据选定的结构型式及尺寸找到相应的标准图，实现设计图纸的标准化。

5）设计文件编制标准化。

规范设计文件的编制工作，明确设计说明、工程量表的形式及内容，设计文件所应包括的图纸种类及编排次序，避免设计图纸及说明等的内容不全，设计文件编制次序混乱错漏等问题。

3、研究成果及目标

1）一套桥涵勘测工作指导书，给出不同等级和自然环境下公路勘测工作的工作程序、工作内容和工作深度，给出需要提交的勘测结果的标准格式。

2）一套总体设计、结构设计指导书。

要考虑到河北省各类典型自然环境条件以及公路建设政策、技术标准要求等实际情况，涵盖所有常用的桥涵以及主要构件的结构型式。

能够根据勘测结果和公路建设的技术标准等快速方便地选定适用的桥型和结构型式。

3）一套常用桥涵结构的施工图设计标准图，含各荷载等级、技术标准，包括上部构造、下部构造、基础、细部构造、附属结构等，要求能够直接应用于工程建设。

所提交的标准设计图纸及设计指导书必须经过专家或权威技术部门的论证、验算、审核。

三、技术工作路线

桥涵设计标准化的研究工作拟按照如下步骤进行：

1、           调研分析，编制大纲。

按照不同的自然环境和地理特点划分为平原、山区、沿海三个区域，对全省各等级公路的桥涵的设计、施工、运营养护进行深入细致的调研，归纳整理每一类桥型在建设和使用过程中的优点、缺陷；搜集整理近年来省内外公路桥涵建设中的新技术、新结构型式。

根据调研的结果，确定需要纳入标准化范畴的桥涵测设工作过程；桥涵技术标准；桥涵型式及其主要构件、细部构造、附属工程的结构型式，分门别类开列清单，编制详细的研究工作大纲。

并邀请专家对大纲的内容进行评议和完善。

2、           研究任务分解与落实。

根据修订的研究工作大纲，选定研究工作的参加单位，将研究任务分解，将相近的一个系列的桥型的勘测、设计指导书编制、结构设计、计算、优化、出图任务作为一个子课题。

根据各单位的条件和技术工作能力进行任务分配，并且为每个子课题的研究选定依托工程，通过工程实践来校验课题的研究成果。

3、           研究工作分块进行。

1）       现有桥梁的调研、分析和结构设计优化。

2）       编制勘测、设计指导书。

3）       结构设计、分析计算

4）       标准图绘制，如一般构造图、配筋图等

5）       图纸审核、验算，包括内审和委托权威部门审查

6）       结合依托工程试用，征求工程建设、养护管理及使用各方合理化建议。

7）       修正完善，子课题结题发布。

4、           成果整合汇总。

对各参研单位子课题的成果进行汇总和整合，形成完整的桥涵设计标准化手册（含勘察设计指导书及配套标准图）。

并在全省进行推广应用。

四、研究工作的组织实施

1、           参研单位

桥涵设计标准化研究是一项研究范围广，内容庞杂，技术含量高的工作。

为此，需要技术管理部门和设计单位的广泛参与。

公路局承担着全省国省干线公路项目的设计、施工等建设管理以及后期的养护管理任务，在技术上能够统观全局，具备课题开发所需要的在技术方面宏观统筹管理、组织协调的能力，具备组织全省有关单位配合、参与课题调研的能力和课题成果推广的能力，因此课题的研究应由公路局统一组织协调。

省设计院和各地市设计院多年从事公路桥涵的测设工作，对本地自然条件和我省公路建设实际情况了解，设计经验丰富，具备课题研究所需的技术资料和技术力量。

因此，拟组织全省公路行业各设计院参加研究，根据各自技术力量承担不同子课题的研究。

2、           研究工作的组织方式

桥涵设计标准化工作研究内容庞杂，研究工作需要涉及全省公路建设、管理部门，参加研究的单位及人员众多，是一项系统工程，需要进行统筹安排、整体部署和组织协调。

因此，建议成立由主管公路建设及技术管理工作的厅、局领导参加的桥涵设计标准化工作领导小组。

领导小组的职责是：

制定研究及推广工作的整体规划，筹措研究经费，组织参研单位及人员，协调各单位分工与合作，督导研究工作进行，协调依托工程、有关单位的配合，组织成果的审查验收及推广应用。

同时，成立桥涵设计标准化工作技术小组，技术小组聘请省内专家做技术顾问，由公路行业管理部门中从事技术管理工作的有关人员参与，并从参研单位抽调具有统筹规划能力的技术人员参加。

技术小组的主要职责为：

落实领导小组的安排部署，根据课题的总体规划制定研究工作大纲，督导各子课题的技术工作，负责技术方面的总体协调，组织安排标准设计的审查验算和修订，科研成果技术把关，成果鉴定及推广的技术工作。

3、           研究经费筹措

据初步测算，研究经费约共需280万元。

资金的来源主要可以依靠三个方面：

1）    省厅拨款。

桥涵设计标准化工作的意义重大，具有显著的经济效益和社会效益，可以申请省厅予以补助支持。

目前，作为2002年度重点课题，已经列入科研计划，补助8万元。

建议省厅列专项课题，定向补助130万元，列入2004年补助计划。

2）    参加单位自筹。

公路局及各设计院可以从本单位的科教经费拨款支持该项目的研究。

3）    依托工程资助。

课题研究的成果可以直接应用于依托工程，各依托工程可以列专项实验研究费，用于课题的研究，该项资金可由省厅在工程中专项补助。

可以首先利用省厅拨款和参加单位垫资启动项目的研究工作，然后逐步落实依托工程，再从依托工程中争取经费支持研究工作的进行。