对公路桥涵设计中设计洪水频率的思考.doc

对公路桥涵设计中设计洪水频率的思考牟洪仲 安竹石摘要:从与时间相关的三个基本概念出发，通过设计洪水频率与设计基准期、设计洪水频率与设计使用年限、设计洪水频率与区域防洪标准、设计洪水频率与抗震设计标准四组对比，得到关于公路桥涵设计中设计洪水频率的几点思考。关键词：设计洪水频率、保证概率Abstract:This article clears three time-related primary concepts fist,then analyzes the following four groups of comparisons: designed flood frequency and design reference period; designed flood frequency and design working life; designed flood frequency and the regional standard for floor control ;designed flood frequency and seismic design standard,and summarizes several view about designed flood frequency.Key word: designed flood frequency guarantee probability 1. 定义1.1设计洪水频率 桥涵设计中的设计洪水频率是指在设计时采用的某一洪水重现的概率1，它的实质是一种累计频率。与之对应的是洪水重现期，它表示在很长的一段时间内，该洪水频率对应的洪水平均多少年发生一次。即若选定的洪水频率为1%，表示超过这样的洪水每年出现的可能性为1%。由此可知，设计洪水频率是与时间相关的一个概念，而公路桥函设计通用规范(JTG D60-2004)中与时间相关的一个核心概念是设计基准期，所以也简要陈述一下设计基准期的概念。1.2设计基准期 设计基准期为确定可变作用及与时间有关的材料性能等取值而选用的时间参数2，是概率分析上采用的概念，我国公路桥涵设计的基准期主要是通过可变荷载统计分布确定的。其实质是抗力函数与作用函数简化的一个时间参数。公桥规中规定：公路桥涵设计基准期为100年。这里涉及到的是一个分析的范畴3，而在桥梁设计规范中，对于和设计更相关的、业主更关心的设计使用年限概念却少提及，现结合其他结构说明一下。作者：牟洪仲（1984），男，贵州大学土木建筑工程学院硕士研究生，贵州 贵阳 550003 安竹石（1960），男，硕士生导师，副教授，贵州大学土木建筑工程学院，贵州 贵阳 5500031.3设计使用年限 公路水泥混凝土路面的设计年限是指路面达到预定损坏标准所能作用的时间4。对于桥梁设计，我们也可认为桥梁在正常条件下不需大修所能运营的时间。美国对桥梁的设计使用年限为不小于75100年5，该文还提出了公路混凝土桥涵结构设计使用年限的规定建议，对于一般大中小桥均为100年。2. 对比2.1 设计洪水频率与设计基准期的对比 按设计基准期的定义，材料与荷载的考虑都是在一百年之内以较大概率来保证的，而对于设计洪水频率，假定以一般大中桥1%的设计洪水设计频率(即每年不到该洪水位的概率为99%)来设计，根据其满足二项分布6可知，在建桥一百年都不触及该频率对应洪水位的概率P=0.99=36.6%，而这是一个较小的保证概率。由此可见，二者在一定程度上是不对应的。2.2 设计洪水频率与设计使用年限的对比由上一小结以及设计使用年限的定义与一般规定，还是以一般大中桥为例子，在使用年限内洪水将以较大概率1-0.99=63.4%触及该频率对应洪水位，在这种情况下结构能不能真正达到经验的设计使用年限将有较大的困难。所以，在桥梁设计规范中更明确地规定设计使用年限，并通过一定的设计参数与设计措施保证在设计使用年限内能够降低洪水的影响是必要的。当然，提高设计洪水频率也是一个措施，比如美国规范就比我国高，但即使提高的1/500,也只能保证50年使用过程中有90%的保证概率，所以单独以提高设计洪水频率的方式来提高保证率作用不明显。2.3 桥梁设计洪水频率与区域防洪标准的对比公桥规中对于设计洪水频率大小的规定仅与桥梁跨径与重要性有关，而不涉及到区域的防洪标准，将防洪标准较低的区域与较高的地区等同对待，将使防洪标准较低的区域很难达到公桥规规定的设计洪水频率值，且极易在防洪标准较低的地区形成桥与路连接不顺，甚至单桥突起的情况。所以，设计洪水频率可区别对待，根据实际情况适当调整其大小，而这种调整又与桥梁结构自身需以较大概率在较长使用期内保证桥梁不触及设计水位的目标相抵触，如何在这种情况下仍能保证桥梁的安全？除了对桥梁本身加强外，对其他临时性的防洪设施的强化也很重要。7文中提到的多次设防的方法，即将洪水分为偶遇洪水与罕遇洪水的方法更多的是从效益分析层面来确定洪水频率的，但这个效益应是以桥梁不造成安全事故为前提，所以即使从效益角度出发设计洪水频率的标准降低了，桥梁本身的强度与防罕见洪水的措施是不可少的。2.4 桥梁设计洪水频率与抗震设计标准的对比桥梁设计洪水频率的概念属于防洪设计的一个范畴，而桥梁设计规范中涉及防洪设计的地方少之又少，这与抗震设计有专门的公路工程抗震设计规范形成对比，防止洪水特别是罕见洪水对桥涵造成的伤害也应重视。另外，抗震设计的标准不论在国内还是国外都相对较高，例如，现行的美国公路桥梁设计规范（AASHTO）地震设计在使用状态下，按 50 年使用期内10%的失效率进行设计的。 即在 50 年内，有90%的把握不会发生超过这设防等级的地震，相当于重现期为475 年。3. 结论3.1 本文明晰了在桥梁设计过程中与设计洪水频率相关的几个概念，进而进行了四组对比，得出桥梁规范中对设计洪水频率的规定与对其它一些相关概念的规定一定程度上的不统一。3.2 从设计洪水频率出发得到的保证率的角度来说，我国的防洪标准是偏低的。所以，可适当提高设计洪水频率的标准。但如上文所述即使提高了设计洪水频率的标准，对罕见洪水的防止也是有限的，那么在条件允许的条件下，我们可以以防止偶遇洪水的破坏为主，而对罕见洪水采用特殊的措施进行应对，这样的话即使设计洪水频率降低了，其实质仍保证了较高的安全性。而对于偶遇洪水与罕遇洪水的划分，以及防止罕遇洪水对桥涵破坏的措施限于篇幅以后再详述。3.3 桥梁设计过程中设计洪水频率的取值还需充分考虑区域防洪标准并结合效益分析确定。3.4 建议桥规中能有业主与设计人员关心的设计使用年限的规定。3.5 在不断完善防洪设计相关规范与理论研究的同时，可对照抗震设计等相关规范，将抗震设计的一些方法运用到防洪设计，将防洪设计的一些方法运用到抗震设计。 参考文献：1 JTG D60-2004,公路桥函设计通用规范S.2 GB 50068-2001,建筑结构可靠度设计统一标准S. 3 袁贤讯,陈国英.结构设计基准期与设计工作寿命的关系J. 中国建设信息,2001(21):48-51. 4 JTG D40-2002 公路水泥混凝土路面设计规范 JTG D40-2002隐藏,公路水泥混凝土路面设计规范S.5 张洪波,鲍卫刚.公路桥涵结构的设计基准期与设计使用年限J .公路，2005（8）：35-37.6 周国利.概率论与数理统计M. 南京：南京大学出版社，2007.7 齐怀恩,王光远.公路桥梁抗洪设计标准的反思和建议J.林业科技情报，1998（3）：7-13.作者简介及联系电话、通讯地址:牟洪仲（1984），男，贵州大学土木建筑工程学院硕士研究生，贵州 贵阳 550003 电话：13385516756 通讯地址：贵州省贵阳市贵州大学土建学院研究生院结构工程专业安竹石（1960），男，硕士生导师，副教授，贵州大学土木建筑工程学院，贵州 贵阳 550003电话：13985058402下面资料为赠送的地产广告语不需要的下载后可以编辑删除就可以，谢谢选择，祝您工作顺利，生活愉快！地产广告语1、让世界向往的故乡2、某沿河楼盘：生活，在水岸停泊3、一江春水一种人生4、某钱塘江边楼盘：面对潮流 经典依旧5、海景房：站在家里，海是美景；站在海上，家是美景6、以山水为卖点的楼盘：山水是真正的不动产7、某城区的山腰上的楼盘：凌驾尊贵 俯瞰繁华8、某地势较高的楼盘：高人，只住有高度的房子9、某学区房：不要让孩子输在起跑线上10、尾盘：最后，最珍贵11、回家就是度假的生活12、生命就该浪费在美好的事情上我们造城2、我的工作就是享受生活3、 我家的客厅，就是我的生活名片4、在自己的阳台 看上海的未来5、公园不在我家里 我家住在公园里6、这里的花园没有四季7、*，装饰城市的风景8、*，我把天空搬回家9、房在林中，人在树下10、生活，就是居住在别人的爱慕里11、到星河湾看看好房子的标准12、好生活在珠江13、爱家的男人住百合城市岸泊： 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我不能视而不见清怡花苑： 风生，水起，潮涌观赏，无边境天境.山因势而动山青，塔长，钟鸣艺境.艺因琢而精心境.心因静而远心静，致远，淡泊，明智筑境.筑因妙而传创造，无止境上品.巨洋豪园： 陆家嘴，顶极地标，至上口味上品 稀缺，升值，唯一新海派主义建筑集群无限阳光 双景生态 自然居停舒适源于对居住尺度的把握星星港湾： 星星港湾，看见非一般的梦想星星港湾，大学城后花园重组，文化浓郁之美东部生活的坐标星星港湾的星空下，微笑的你，发现新生活已经来临居住，是气质的一种表达BLOCK，围合式空间，标识居住者的领域感和归属感核心区域，处处折射品质生活生活美学，一次满足你的梦想一个正在实现中的梦想天寓： 抛开一切繁文缛节，一切约定俗成，还原自然，真实的居住理想。设计改变生活设计思想简洁、自由、大气建筑凝固的音乐景观回归自然生命的真谛品质生活上帝在细节中室内空间 简 历姓 名： 简历模板 http:/性 别： 男出生日期： 1989年2月年 龄： 37岁户口所在地：上海政治面貌： 党员毕业生院校：专 业：地 址：电 话：E-mail：_教育背景_1983/08-1988/06 华东理工大学 生产过程自动化 学士 _个人能力_这里展示自己有什么的特长及能力_专业课程_课程名称(只写一些核心的)：简短介绍课程名称：简短介绍 _培训经历_2002/06-2002/10 某培训机构 计算机系统和维护 上海市劳动局颁发的初级证书 1998/06-1998/08 某建筑工程学校 建筑电气及定额预算 上海建筑工程学校颁发 _实习经历_2011年5月 现在 某（上海）有限公司 XX职位【公司简单描述】属外资制造加工企业,职工1000人，年产值6000万美金以上。主要产品有：五金制品、设备制造、零部件加工、绕管器【工作职责】 【工作业绩】_语言能力_英 语：熟练 英语等级：大学英语考试四级_IT技能_Windows NT/2000/XP36个月经验水平：精通 LAN36个月经验水平：熟练 Office84个月经验水平：精通 _自我评价_这里写自我评价的内容 可以访问 http:/_获得的证书与奖项_系里的一等奖学金 获得时间： 年 全系XXX人只有XX人取得。内部讲师培训班培训方案为落实 “用教练式企管模式打造学习型组织”的企业指导思想，提升企业内学习型员工演讲能力，传播培训、主持理念和技巧，培养储备公司内部主持人、讲师人才，培训部特开办“双虎内部讲师培训班”（第一期）。本期培训班选用30天精英演讲速成作为自学教材，共计划十次面授课程，利用每周四晚间19:0020：00开展，每课九十分钟。 每次课程的主要流程包括以下环节：1. 主持人开场互动练习2. 学员根据规定主题展示口才（60分钟）3. 每位5分钟综合展示时间，主题为上节课介绍内容。（包括：自我介绍，PPT宣讲，互动等。）4. 每位学员展示完后，进行学员互评。学员互评制：每位学员发一张评分表，按照评分表根据不同项目进行打分，单项满分为10分，不足之处可用文字在空格内表示。单项项目取平均分后进行项目汇总得出综合测评分，并邀请单项评分打分最高和最低的学员进行点评。5. 主持人介绍下节课学习内容（20分钟）6. 提问时间（5分钟）7. 根据学员得分排名情况进行下节课出场次序安排并宣布。8. 结束。备注： 项目课时学员展示主题安排课程内容安排1. 9月15日5分钟自选口才展示演讲基础训练、演讲5项基本功训练、演讲必备互动训练2. 9月22日5分钟自我介绍（参照黄一鸣自我介绍）演说家台风训练、讲师必备互动3. 9月29日30分钟情景路演专业讲师素质、4. 10月6日暖场游戏演讲稿设计5. 10月13日励志演讲待定6. 10月20日导游待定7. 10月27日会议主持待定8. 11月3日主题培训待定9. 11月10日待定待定10. 11月17日待定待定学员互评表评分者签名： （单项满分为10分，不足之处可用文字在空格内表示。） 项目学员编号形象气质礼仪姿态普通话控场能力互动交流时间控制演讲内容得分汇总1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.