中美规范公路混凝土桥梁设计的分析与比较

中美规范公路混凝土桥梁设计的分析与比较

【摘 要】美国作为世界第一大经济体系，这与其优秀的桥梁设计规范密不可分，现阶段我国桥梁设计仍然有许多值得借鉴美国的地方，本文从中美桥梁设计规范入手，就中美两国公路混凝土桥梁规范设计中的差异与共同点进行分析、比较和总结。

【关键词】混凝土桥梁；设计规范；中美比较

1 中美公路桥梁设计规范对比

美国发达的运输业是支撑国民经济的重要组成部分，随着我国经济实力与美国日渐缩小，所面临的桥梁规范问题出现了一定同质化现象，所以对两国的桥梁设计规范进行对比是非常有必要的。为保持我国市场经济持续繁荣，在混凝土桥梁安全问题上，各级部门始终保持着张远的战略眼光，在设计过程对于西方发达国家的设计规范采取了一定借鉴，并最终形成符合国情的规范标准。当今世界内容最为可靠、结构最为明晰的当属美国公路LRFD桥规，自1999年遍布后，对于我国混凝土桥梁设计规范的影响十分深远。

1.1 极限状态方程式的对比

在对公路混凝土桥梁设计中，通常使用极限状态法进行设计，在《美国规范》中所使用的极限状态，是为了保证裂缝、应力不超限，对应中国规范中的短暂状态与持久状态所需验算的各项指标，其中强度极限状态和中国承载能力极限状态的含义相同。美国的极限的状态方程式为： ①，在方程式中，Wu代表桥梁荷载效应设计值；Rn是结构抗力标准值，通过桥梁的强度标准值进行计算确定； 是结构抗力的折减系数。

中国的极限状态方程式为： ②，在方程式中， 代表了混凝土桥梁结构的重要性系数，根据当前我国公路桥涵的设计安全等级，按照一级、二级和三级的标准分别取值为1.1、1.0和0.9，在对桥梁的抗震设计中不需要考虑该系数；S代表了荷载效应或作用效应的组合设计值；R代表了桥梁构件的承载力设计值。

从①②两方程式对比可以看出，中美两国在公路桥梁的极限状态表达式上是趋于一致的，即效应≤抗力，也作为了桥梁结构设计中所需遵循的普遍原则。在美国规范中综合考虑桥梁延性、超静定性以及运营重要性影响，将各种系数和状态集中在公式中进行了表达，体系了桥梁结构的重要性。在中国桥梁设计规范中将桥梁正常使用极限状态与承载能力极限状态分开进行表达，在抗震计算时还需对抗拉和荷载效应进行有效调整。

1.2 荷载效应的对比

（1）荷载分类的对比