《城市桥梁设计规范》CJJ-11-2011解读

城市桥梁设计规范（CJJ11-2011）解读都锡龄天津市市政工程设计研究院二〇一一年七月（一）编制背景及依据根据原建设部《关于印发（二〇〇四年度工程建设城建建工行业标准制订、修订计划）》的通知第392页：修订现行《城市桥梁设计准则》CJJ11-93的要求而编制。（二）编制的主要过程2005年8月1日，在上海成立编制组，并召开编制组第一次工作会议。会上研定了编制原则，产生了编制大纲，明确了分工。本规范的主编单位为上海市政工程设计研究总院，参编单位有北京市市政工程设计研究总院、天津市市政工程设计研究院、兰州市城市建设设计院、重庆市设计院、广州市市政工程设计研究院、南京市市政工程设计研究院、沈阳市市政工程设计研究院和杭州市城建设计研究院。本规范的归口管理单位为北京市市政工程设计研究总院。2007年10月完成了《规范》初稿。2007年12月13日，编制组在重庆召开第二次工作会议，经过充分讨论修改后，于2008年2月形成“征求意见稿”。《规范》“征求意见稿”于2008年4月-5月，在“国家工程建设标准化信息网”上进行公示征求意见，同时，由主编单位向行业内三十余家设计院发函提送《规范》征求意见稿。先提后收到反馈意见64条。根据反馈意见,产生了《规范》送审稿。归口单位于2009年4月21日—22日，在天津主持召开了《规范》送审稿审查会议。2009年9月提交了《规范》报批稿和相关报批材料。2011年4月，住房和城乡建设部批准《城市桥梁设计规范》作为行业标准于2012年4月1日起正式实施。（三）编制的主要原则1、全面贯彻执行国家和行业的有关法律、法规和方针政策，密切结合城市经济发展，城市总体规划和交通需求，以及我国桥梁设计，施工使用经验。规范内容要体现国家的技术经济政策，准确地反映桥梁建设的实践经验。2、与现行相关标准、规范要兼容、协调、避免相互矛盾“撞车”。3、修订的《规范》应有一定的沿用性和可操作性。（四）参考的主要标准和规范1、国家标准：《工程结构可靠性设计统一标准》GB50153—2008；2、国家标准：《公路工程结构可靠度设计统一标准》GB/T50283—1999；3、建设部部颁标准《城市桥梁设计准则》GJJ11-93；4、建设部部颁标准《城市桥梁设计荷载标准》CJJ11-98；5、交通部部颁标准《公路桥涵通用设计规范》JJGD60-2004；6、建设部部颁标准《城市道路设计规范》GJJ-90。（五）《规范》的主要内容《规范》的正文部分共十个章节（并附有相应条文说明）。即：1、总则；2、符号和术语；3、基本规定；4、桥位选择；5、桥面净空；6、桥面的平面、纵断面和横断面设计；7、桥梁引道、引桥；8、立体、高架道路桥梁和地下通道；9、桥梁细部构造及附属设施；10、城市桥梁上的作用。附录A，特种荷载及结构验算的规定。其中强制性条款有7条，它们是3.0.8、3.0.14、3.0.19、8.1.4、10.0.2、10.0.3、10.0.7。强制性条款有7条（六）《城市桥梁设计规范》的特点1、以工程结构可靠性设计为基础理论、以数理统计为支撑的极限状态设计方法，明确两个极限状态，三个状况设计。2、把桥梁设计使用年限正式写入设计规范。3、修订了城市桥梁汽车作用。4、对弯、坡、斜、异型桥梁的设计和构造提出一些新要求。5、增加了结构耐久性设计的内容。6、增加了桥面泄水孔的设计内容。7、明确了城市桥梁上和地下通道内敷设管线的注意事项。8、增加了节能、环保、防洪、抢险、抗洪救灾的规定。9、对桥梁景观由概念设计和美学观点提出了要求。（七）《规范》条文的解读第一章：总则这一章总要有四层意义1、宗旨：遵照国家的方针，准确地反映国家的经济实力和桥梁设计的实际技术水平。2、基础理论：是“工程结构可靠性设计理念”。我国《城市桥梁设计规范》采用“可靠性理论”，说明我国“桥梁设计规范”的基础理论与国际上先进国家“桥梁设计规范”的基础理论是一致的，反映它保持了世界先进水平。3、设计原则：安全可靠——承载能力极限状态；适用耐久——正常使用极限状态；技术先进——创新是硬道理，桥梁设计要不断应用“四新”；经济合理——包括桥梁立体结构，附属设施、建设周期、征地拆迁、施工工艺、养护维修等各方面都要经济合理。美观协调——4、适用范围：适用于城市道路上的新建、改建永久性跨河桥梁、高架道路桥梁、立体交叉桥梁和地下通道设计。城市道路上的旧桥改建设计则参照执行。本规范不包括管线专用桥，人行专用天桥、港口码头、厂矿专用桥以及施工便桥。第二章：术语主要根据国家标准《道路工程术语标准》GBJ124_88，结合国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB50153中出现的术语和人们比较生疏的术语列出。第三章：一般规定主要是针对城市桥梁的特点，结合《工程结构可靠性设计统一标准》的相关规定，对桥梁的设计理论和计算方法，桥梁设计洪水频率、标准、桥梁分类标准，桥梁总体布置原则，桥梁净空、桥梁景观设计、桥梁附属设施、设计以及处理相关管线的原则。等等做了基本规定：一、城市桥梁的设计特点城市桥梁设计应符合城市总体规划要求。必要时可分期实始，但要保留运期发展的余地。二、城市桥梁的功能有四：1、在正常施工和正常使用时，能承受可能出现的各种作用；2、在正常使用时，具有良好的工作性能；3、在正常维护下，具有足够的耐久性能；4、在设计规定的偶然事件发生和发生后，能保持必须的整体稳定性。三、城市桥梁设计的基础理论根据《工程结构可靠性统一设计标准》GB50153——2008的规定情况，工程结构采用的数理统计为依托，以概率理论为基础的极限状态设计法，按分项系数的表达式进行设计。《城市桥梁设计规范》采纳的主要内容有。1、极限状态可分为承载能力极限状态和正常使用极限状态（3.0.1条）（1）承载能力极限状态关系到结构的强度和安全性。（2）正常使用极限状态正常使用极限状态仅涉及结构的工作条件和性能，体现了桥梁结构的使用性和耐久性。这两类极限状态概括了桥梁结构的可靠性，只有每项设计都符合有关规范的规定的两类极限状态设计要求，才能使所设计的桥梁结构满足本规范第3.0.9条的功能要求。2、城市桥梁设计时，应根据桥梁结构在施工和使用中环境条件和影响，分以下三种设计状况（见第3.0.12条）（1）持久状况：指桥梁使用阶段。这个阶段必须进行承载能力极限状态和正常使用极限状态计算。（2）短期状态：指桥梁施工阶段（含制作、运送和架设过程）所承受的临时作用。这阶段一般只进行承载力极限状态计算，必要时才作正常使用极限状态计算。（3）偶然状态：指桥梁在使用过程中可能遇到的偶发状况如地震、车（船）撞击的状况。对此状况只能按承载力极限状态设计。短期状态：偶然状态：3、城市桥梁设计基准期为100年（见第3.0.8条）当前国际上一致认为：结构可靠度是工程结构在规定的时间内，规定的条件下，完成预定功能的概率。“规定的时间”，是指结构进行可靠性分析时，考虑各种基本变量与时间的关系可取用的基准时间，常称基准期。“规定条件”，是指结构在正常设计、正常施工、正常使用条件下、即不考虑人为过失的影响。“预定功能”是指正常施工和正常使用时，结构应满足以下基本功能。设计基准期，是结构可靠度理论中的一个重要概念，它的理论基础是，“概率论”。众所周知，作用在桥梁结构上的各种作用是随时间变化的随机过程，一般由正整分布曲线表示，随机过程中，相应于分位值为0.05间的时间域一般就是设计基准期。正态曲线图95%94.195%97.75%(-2)(-)0.050.05度密率频f(x)随机变量设计基准期各图桥梁的设计基准期不一样，英国为120年，美国为75年～100年，日本对长期结构定为100年，中国建筑结构，对特殊重要建筑物和纪念性建筑（含桥）为100年，中国公路、铁路、市政桥梁，将分位值定为0.05，两0.05分位值的随时变量时间区间约100年，其保证率95%，可见城市桥梁设计规范取100年与相关规范基本上是吻合的。但设计基准期不等同于结构的使用寿命，两者有联系而又不全等同。结构使用寿命，是指桥梁结构在设计使用期后，经大修可以适用的结构物的实际使用年限。桥梁使用年限一般不应低于桥梁设计基准期。4、桥梁结构的设计使用年限（3.0.9条）桥梁结构的设计使用年限，按表3.0.9的规定采用表3.0.9桥梁结构的设计使用年限（年）注：对有特殊要求结构的设计使用年限，可在上述规定基础上经技术经济论证后予以调整。5、设计安全等级（第3.0.14条）城市桥梁按持久状况承载能力极限状态设计时，应根据结构重要性及结构破坏后，可能产生的影响程度分为三个设计安全等级。具体标准见表3.0.14。类别设计使用年限示例130小桥250中桥、重要小桥3100特大桥、大桥、重要中桥表3.0.14城市桥梁设计安全等级四、城市桥梁设计洪水频率宜采用百年一遇的洪水频率：对特别重要的桥梁可提高到三百年一遇。（3.0.2条）中国城市建设的特点是，建筑物多畔河而建，街道显罗棋布。桥梁定的低了容易常因洪水断交；定的太高了，桥梁布置困难，拆迁量过大，引道太陡或太长，行车不安全，两侧居民出入不便，环境污染较大，商店营业受影响。因此，本规范采用宜用百年一遇的洪水频率，特别重要桥梁要因地制宜提到标准，仍至三百年一遇。安全类别结构重要性桥梁类型一级重要结构特大桥、大桥、中桥、小桥二级一般结构小桥、重要挡土垟三级次要结构挡土垟、防撞栏杆五、桥下净空规定（第3.0.4条）基本沿用《公路桥涵设计通用规范》JTGD60的有关规定。另要求，对特殊要求的航道，桥下净空尺度应作专题研究、论证。六、桥梁分类标准（第3.0.5条）与《公路桥涵设计用通用规范》JJGD60的规定完全相同。七、桥梁景观设计原则（第3.0.6条）本条强调城市桥梁建筑重点，应放在总体布置和主体结构上。主体结构设计应优先考虑桥梁受力合理。不应采用造型怪异，受力不合理，施工复杂、工程量大、造价昂贵、维修养护困难的结构型式，并不宜在主体结构之外过多增加装饰。八、设计创新（第3.0.13）创新是硬道理，任何时候，任何情况下，桥梁设计要不断创新，在“好”字为先，“好中求多”的前提下，采用“新理论”、“新结构”、“新技术”、“新材料”。中小桥或批量大的结构，宜用标准化、定型化、工厂化。九、城市桥梁设计的要求1、设计的桥梁结构及结构构件在施工过程和使用阶段，都要满足预定的功能要求。2、要有概念设计的理念，在桥梁选型上要减少附加力，集中应力，偏心扭转等不利因素。3、结构设计应有耐久性设计的内容，并应符合现行的有关规范要求；4、要有抗震设计、论证、并满足现行有关规范的要求。5、斜桥、弯桥、坡桥要有整体稳定的防护措施。十、管线过桥问题1、目的：保障桥梁结构安全、行车安全、人身安全。2、依据：国务院1996年198号令发布的《城市道路管理条例》第四章第二十七条规定：城市道路范围内禁止“在桥梁上架设压力在0.4兆帕以上的煤气管道、10千伏以上的高压电力线和其他燃爆管线。对容许桥上设置的管线应分别满足《城镇燃气规范》GB500028，《电力工程电缆设计规范》GB50217的规定要求。但地震动加速度峰值大于0.1g的地区，不允许煤气和其他燃气管线从桥梁上或地下通道内通过。特殊管道需要在桥上或地道内通过时应作安全性、可行性的研究论证、并报请主管部门批准。第4章：桥位选择一、城市桥梁的桥位，强调应根据城市道路网总体规划，结合水文、航运、地形、地质、环境、考虑对邻近建筑物，公用设施的影响，全面分析，综合比较确定。二、推荐了大桥最佳桥位的条件，提到不良桥位容易引起的病害。三、一般河道上的正斜交问题指桥梁纵轴线与水流流向法线的交角的大小问题。《规范》一般情况下，桥梁轴线与洪水主流向正交中、小桥梁如条件所限可考虑斜交或弯桥，大桥、特别是特大桥的桥梁轴线尽可能考虑与洪水主流向正交。四、通航河道上桥梁的布置问题（4.0.4条）。遵循的规范有两个：其一国标《内河通航标准》GB50139-2004，其二行业标准《通航海轮桥梁通航标准》JTJ311-97。1、桥位应符合城市总体规划，且要河道顺直、河床稳定、水深充裕、水