唐兴华
(四川科辉工程设计研究有限公司，四川德阳 618000)
科学的桥梁设计是保证跨河、跨江及跨海等交通运输安全和提高运输效率的关键，而选用的桥梁设计荷载标准则直接决定着桥梁的构件尺寸、通行能力、使用耐久性以及工程造价，需要根据项目实际情况确定正确的荷载标准。城市桥梁和公路桥梁由于使用环境和使用对象等情况的不同，我国相关部门分别制定了相应的桥梁设计规范对其中的载荷标准进行了规定[1，2]。对城市桥梁与公路桥梁设计荷载标准进行对比分析，可为实际桥梁设计施工提供更多合理可靠的指导，亦可为建设项目的日益多元化发展提供一定的参考依据。
1 公路桥梁设计荷载标准
新中国成立后，我国交通部门曾先后三次对桥梁设计规范进行了修订，而且根据不同时期交通运输的实际情况，对桥梁的车辆设计荷载标准进行了四次大的修改。现行的公路桥梁设计规范是于2004年10月1日施行的JTG D60-2004公路桥涵设计通用规范，其摆脱了原公路桥梁设计规范将车辆荷载标准分为计算荷载和验算荷载的传统模式，使中国的公路桥梁荷载走上了与世界各国公路桥梁荷载相一致的道路[3]。
JTG D60-2004将桥梁作用(作用在桥梁上的集中力与分布力或引起桥梁其他变形或约束变形的原因)分为永久作用、可变作用和偶然作用三类。永久作用包括结构重力、预加力及土的重力等，可变作用包括汽车荷载、人群荷载及汽车冲击力等，而地震作用及汽车撞击等偶然出现的作用则归类为偶然作用。具体设计时，永久作用采用标准值作为代表值;可变作用根据桥梁的不同极限状态可取标准值、频遇值或准永久值为其代表值;而偶然作用的代表值则根据调查、试验及工程经验加以确定。
JTG D60-2004公路桥梁设计规范将桥梁汽车荷载分为公路—Ⅰ级和公路—Ⅱ级两个等级，前者基本相当于老标准汽车—超20级标准荷载，而后者则相当于汽车—20级标准荷载。规范规定汽车荷载由车道荷载和车辆荷载组成，而车道荷载由均布荷载与集中荷载组成;车道荷载用于桥梁结构的整体计算，桥梁结构的局部加载、涵洞、桥台和挡土墙土压力等的计算应采用车辆荷载，而且车道荷载与车辆荷载的作用不得叠加;同时还对车道荷载中的均布荷载与集中荷载具体取值、横向分布系数、多车道的横向分布折减系数、大跨径桥梁的纵向折减系数、冲击力、离心力、制动力及车辆荷载的桥台或挡土墙后填土的破坏棱体上引起的土侧压力等作了详细的规定。
2 城市桥梁设计荷载标准
我国最早的城市桥梁设计规范化标准是1993年颁布施行的CJJ 11-93城市桥梁设计准则。为更好地满足经济与社会发展的需求，同时更好地与国际接轨，建设部于1998年颁布了新的CJJ 77-98城市桥梁设计荷载标准，至2008年10月1日前此标准一直是我国城市桥梁行业中的强制性标准。解决新时期我国城市桥梁设计无指导规范的问题，建设部于新近颁布了CJJ 11-2011城市桥梁设计规范，并规定自2012年4月1日起开始实施[4]。
CJJ 11-2011城市桥梁设计规范亦将桥梁汽车荷载分为两个等级，即城—A和城—B级。规范规定:汽车荷载应由车道荷载和车辆荷载组成，而车道荷载又由均布荷载与集中荷载组成;车道荷载用于桥梁结构的整体计算，车辆荷载用于桥梁结构的局部加载、桥台和挡土墙压力等的计算，且两种荷载的作用不得叠加;除可变作用中的汽车荷载与人群荷载外，作用与作用效应组合均应按现行行业标准JTG D60-2004公路桥涵设计通用规范的有关规定执行。
3 两种荷载标准的比较
总的来说，JTG D60-2004的荷载标准是基于我国典型公路桥梁的交通量调查和统计而制定的，CJJ 11-2011的荷载标准则是通过比较借鉴国内外成熟规范基础上制定的;两种设计荷载标准均将桥梁设计中的汽车荷载分为车道荷载和车辆荷载，且都规定两种荷载的作用不得叠加;两个荷载中除汽车荷载与人群荷载设计外，其余的作用及作用效应的组合均相同。下面就两个标准中的桥梁设计汽车荷载和人群荷载进行比较分析。
桥梁设计汽车荷载包括车道荷载与车辆荷载，JTG D60-2004与CJJ 11-2011规范都规定车道荷载的均布荷载标准值应满布于使结构产生最不利效应的同号影响线上，而集中荷载标准值应只作用于相应影响线中一个最大影响线峰值处。两个规范的桥梁设计汽车荷载标准值比较如表1所示，其中车道荷载仅给出了公路—Ⅰ级(城—A级)的荷载标准值，公路—Ⅱ级(城—B级)只需按公路—Ⅰ级(城—A级)的75%取值即可。可见两个荷载标准仅在汽车荷载的车辆荷载方面存在差异，此外两个规范中对车辆荷载的立面、平面、横桥向布置也存在差异。
两种荷载标准对桥梁设计中主要的人群荷载规定分别如下:
1)JTG D60-2004规范规定:a.桥梁计算跨径小于或等于50 m时，人群荷载标准值取3.0 kN/m2;b.桥梁计算跨径不小于150 m时，人群荷载标准值取2.5 kN/m2;c.桥梁计算跨径在50 m～150 m之间时，通过线性内插得到人群荷载标准值。行人密集的城镇郊区公路桥梁，取上述规定值乘以1.15的系数。对于专用人行桥梁，人群荷载标准值取3.5 kN/m2。进行人行道板设计时，以块板为单元按标准值4.0 kN/m2的均布荷载计算。
2)CJJ 11-2011规范则规定按5 kPa或1.5 kPa的竖向集中力作用在人行道板的单块构件上分别计算，取其不利者作为人群荷载。梁、桁架、拱及其他大跨结构的人群荷载定义则根据专门的公式加以计算，但其值在任何情况下不得超过2.4 kPa。检修道上设计人群荷载应按2 kPa或1.2 kPa的竖向集中力作用在短跨小构件上，分别计算取其不利者。进行检修道相连构件设计时，如果计入车辆荷载或人群荷载则可不计检修道上的人群荷载。专用人行桥和人行地道的人群荷载应按现行行业标准CJJ 69城市人行天桥与人行地道技术规范的有关规定执行。
表1 两种荷载标准的汽车荷载比较
两种规范不管是对人群荷载的设计种类还是同类人群荷载标准值的确定都表现出极大的不同，这也体现出公路桥梁和城市桥梁由于使用环境和使用对象的不同而导致对其进行设计时，需要考虑因素的差异。CJJ 11-2011规范的人群荷载选用起点要高于JTG D60-2004规范，从而就小跨径的城市桥梁和公路桥梁而言，前者的安全系数就会比后者高。进行桥梁的整体和局部设计时，要特别注意荷载的实际采用值，从而有效的保证设计的可靠性和经济性。
4 结语
桥梁设计过程中作用荷载的取值是个复杂的问题，选用何种荷载标准直接决定着桥梁的安全性、耐久性以及经济性。通过比较分析可见，现行的城市桥梁规范与公路桥梁大部分是相同的，但还是有一部分存在差异，进行桥梁设计时需充分考虑实际项目的特殊性，并结合现有相关规范的适用范围及差异性，选择相应的桥梁设计荷载标准以实现资源的优化配置。
[1] 徐红卫.浅谈城市桥梁设计汽车荷载标准[J].山西建筑，2010，36(22):327-328.
[2] 梁 鹏，龙 涛，秦建国，等.我国桥梁汽车荷载演变及其效应分析[J].公路，2011(11):86-94.
[3] JTG D60-2004，公路桥涵设计通用规范[S].
[4] CJJ 11-2011，城市桥梁设计规范[S].
