遲玉畢

摘 要：下文中，筆者將對港口工程引橋和普通公路簡支橋進行對比分析，從橋梁橫斷面與設計規(guī)格、橋梁結構內部受力分析、橋梁工程項目經濟成本與投資等幾方面，重點闡述如何通過優(yōu)化設計方法，提升港口工程引橋的跨越性能；而普通公路簡支橋的受力分析方法與結構框架設計，能夠為港口工程引橋設計起到參考學習與借鑒作用。

關鍵詞：港口橋梁工程；引橋；簡支橋；設計要點

在國內現(xiàn)代化經濟建設水平不斷提高的前提條件下，如何加強港口基礎設施建設，尤其是港口工程項目中的引橋設計，成為有關單位與設計人員亟需思考與解決的現(xiàn)實問題。港口工程引橋和橋梁工程簡支橋均為以承受垂直荷載為主的結構體系，兩者之間有較強的可比性，港口工程引橋的設計和施工嚴格執(zhí)行水運行業(yè)規(guī)程和規(guī)范，由于使用條件的差異和長久業(yè)已形成的行業(yè)習慣，我們將對港口工程引橋與普通公路簡支橋二者的施工技術與設計要點，做出比較分析，從二者在設計方案中的不同之處，探尋港口工程引橋設計中應當重點注意的設計事項。

1 設計規(guī)范

無論是港口工程引橋設計，還是普通公路簡支橋設計，都應當遵守國家關于建筑施工質量規(guī)范的要求，尤其在港口工程引橋設計的過程中，應當根據引橋的使用目標、車輛通行規(guī)模與載重等因素考慮進去，港口工程設計規(guī)范和公路橋涵設計規(guī)范的差異必然對設計產生多方面的影響。

1.1 汽車荷載標準及其加載

港口工程荷載規(guī)范（JTJ215-98）規(guī)定，作用在港口工程結構上的汽車荷載，應包括各種汽車和平板掛車，汽車荷載按單輛汽車重量分為：10、15、20、30、55噸，共5個等級。總重量30噸以下的汽車按兩輛排列，30噸以上的汽車和平板掛車可按單輛布置，相鄰兩車廂橫向凈距不應小于0.1m；縱向前后輛車的軸距不應小于4.0m，汽車荷載的沖擊系數（透空式結構）可取1.1～1.3。

公路橋涵設計通用規(guī)范（JTJ021-89）中的汽車荷載以汽車隊表示，分為汽車-10級、汽車-15級、汽車-20級和汽車-超20級，共4個等級，每種車隊最大單輛汽車重量分別為15噸、20噸、30噸和55噸，縱向前后車的最小軸距分別為5、5、10、10m。按兩列車布載時，相鄰兩車箱橫向凈距規(guī)定為0.6m，汽車荷載不予折減，當橋而寬在9～12m時，按三行車隊布載，汽車荷載折減20%，按四行布載，折減30%，但不得小于兩行車布載結果。汽車荷載沖擊系數按橋跨長度進行規(guī)定，L≤5m時，沖擊系數為1.3，當L≥45m時，沖擊系數為1.0，跨度在5～45m之間，以內插法求得。掛車荷載加載時不考慮與汽車荷載組合。

港口工程引橋設計的時候，應當結合現(xiàn)實工程情況與施工技術，將引橋通行車輛劃分成不同的載重級別，并根據車輛的載重數值、前后車長、車輛應當保持的合理間距，分析引橋的設計方案。與普通公路簡支橋相比，港口工程引橋對車輛的通行規(guī)格與跨度需求較低，對通行車輛的數量需求也較低，港口工程引橋中車輛行駛的速度較慢，以上因素都應當在設計方案中有所考慮和體現(xiàn)。港工荷載規(guī)范對三、四車道，或引橋跨徑較大的情況缺乏相應的規(guī)定，如仍按單輛和兩輛排列，則引橋通過能力受到限制并影響碼頭通過能力。普通公路簡支橋的設計方案中，通常對通行車輛按照不低于40km每小時的行駛速度計算，同時參考簡支橋的預計使用年限、安全防范指標，將橋梁基礎設施建設與養(yǎng)護管理成本，與橋梁運輸所產生的經濟利潤進行比較。

1.2 極限狀態(tài)設計

港工結構規(guī)范引入了結構重要性要數γ0，按構件破壞后果很嚴重、嚴重和不嚴重分別取值1.1、1.0和0.9，幾個荷載系數；γG一永久作用分項系數，對自重、預應力取值1.2；γQ一永久可變作用分項系數，汽車、掛車等取值為1.4。橋規(guī)中未考慮結構重要性系數，但引入了荷載安全系數，針對恒載和汽車荷載其分項系數分別為1.2和1.4，與港工規(guī)范γ0=1.0時相對應，掛車荷載為1.1，比港工結構規(guī)范規(guī)定的1.4小，但考慮了在計算荷載的基礎上可能出現(xiàn)的活載超載或恒載超載，根據車輛效應占總效應的百分比，上述取值予以不同程度的提高（不超過5%）。

2 結構分析和計算

無論是港口工程引橋還是普通公路簡支橋的結構設計，都應當包含縱向承重結構設計與橫向傳力結構設計兩個主要方面，采用I形、T形、箱形或者板行橫截面設計的方案，有利于將縱向承重結構連接起來，起到穩(wěn)固橋梁架構的作用。根據梁的不同構造去選擇空間結構的計算圖式進行力學分析，求出各截面位置的內力影響線，按最不利位置加載求出最大設計內力，這顯然是十分繁復的。

工程設計實踐過程中，一般應用“荷載橫向分布”這一概念，把空間計算問題合理地簡化為平而問題來解決，也即空間理論的實用訓算方法對一座梁板式和多片主梁的引橋或簡支橋，首先求得各片主梁的橫向影響線，然后根據不同活載按橫向最不利位置排列，求得各片卞梁分配到的橫向荷載最大值mp，（m為主梁在橫向分配到的最人荷載比例，稱為橫向分配系數）。主梁就可以按承受外荷載mp的單梁進行縱向的設計計算。很顯然，簡化訓算過程中，m值與精確解的差別將直接關系到主梁設計的經濟和安全。

綜上所述，由于港口工程引橋設計和普通公司簡支橋設計既有聯(lián)系、又有所區(qū)別，二者在承重結構設計、傳力結構設計等方面非常相似，但在行業(yè)領域施工規(guī)范、設計標準、工程目標方面存在較大不同，從設計規(guī)范、結構分析計算、構造和設計習慣等方面，對港口工程引橋和橋梁工程簡支橋的設計差異進行比較，兩者可以互相借鑒，不僅有利于橋梁工程考慮特殊條件下的工程安全，同樣有利于港口工程引橋向大跨度方向的發(fā)展，實現(xiàn)工程設計安全、經濟的雙重目標。

參考文獻

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（作者單位：大連港口設計研究院有限公司）