我国公路桥规表述的基本设计准则和极限状态

(1)基本设计准则

    在我国《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）的“总则”中，对桥梁设计基本准则的表述为：使公路桥涵的设计符合技术先进、安全可靠、适用耐久、经济合理的要求。公路桥涵应根据所在公路的作用、性质和将来发展的需要，按照美观和有利于环保的原则进行设计，并考虑因地制宜、就地取材、便于施工和养护等因素。采用标准化跨径的桥涵宜采用装配式结构，适用于机械化、工厂化施工。特殊大桥宜进行景观设计；上跨高速公路、一级公路的桥梁应与自然环境和景观相协调。

(2)极限状态

公路桥涵结构应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计，即：

    ①承载能力极限状态：对应于桥涵结构或其构件达到最大承载能力或出现不适于继续承载公路桥涵的变形或变位的状态。

    ②正常使用极限状态：对应于桥涵结构或其构件达到正常使用或耐久性的某项限值的状态。在进行上述两类极限状态设计时，应同时满足构造和工艺方面的要求。

美国公路桥规表述的基本设计准则和极限状态

(1)基本设计准则

    AASHTO桥规(LRFD  2007)第1.3.1条提出的设计准则（design Philosophy）：桥梁应该按照规定的多种极限状态进行设计，以实现可施工性、安全性和使用性的目标，并恰当考虑可检修性、经济性和美观性方面的问题。从这里我们看到，AASHTO桥规将设计准则分为两个层次来表述，将可施工性、安全性和使用性列为必须达到的第一层次目标；将可检修性、经济性和美观性列为需要认真对待的第二层次目标。大家知道“安全、适用、经济和美观”是较公认的准则，这里将“可施工性”放在“安全性和使用性”之前，将“可检修性”放在“经济性和美观性”之前，乃因为它们是桥梁建设和维护的前提保证。

    AASHTO桥规在第2.5节对“可施工性、安全性和使用性”以及“可检修性、经济性和美观性”给出了进一步的条文规定，其中包括：

    可施工性首先表现在桥梁设计不应该使制造和安装过分困难或易损，并且施工中的临时作用效应要在结构的容许限度内；若因为环境或其他原因需限定施工方法，或在建议的施工方法中需要进行一些补强或临时支撑时，均应写在设计文件之中；应避免在狭小空间中焊接或在密集分布的钢筋中浇筑混凝土；还要充分考虑到影响桥梁施工的天气和水文条件。安全性主要通过对各种极限状态的分析评价来保障。使用性体现在通行舒适性、可维护性、耐久性和能够铺设公用设施等方面。可检修性包括设置检修梯、检修通道、带门的人孔、必要的余光或照明。经济性也是一个重要的准则，选择桥型、跨长和材料时均应考虑项目成本，结合区域条件，考虑材料供应、制造、运输和施工限制条件等费用，使用期的维护费用也应一并考虑。桥梁应有其建筑美观性。桥梁应当能够与周围环境相协调，造型优雅，从外观上表现出结构恰当的力度。怡悦的外观应当体现在结构的形体和各组成部分问的相互关系之中，应谨慎采用非结构性装饰。

(2)极限状态

    AASHTO桥规（第1.3.2条）提出了如下四种极限状态：

    ①使用极限状态( service limit states)：在正常使用条件下，对应力、变形和裂缝宽度的限制。

    ②疲劳和断裂极限状态( fatigue and fracture limit states)：对于设计车辆和给定应力循环次数下产生的应力幅的限制。断裂极限状态是根据AASHTO材料规范对韧性提出的要求。

    ③强度极限状态（ strength limit states）：在设计期限内，桥梁应能承受特定的静力不利荷载组合，保证强度和稳定性。

    ④极端事件极限状态( extreme event limit states)：在经历较大的地震、洪水，或船只、车辆或流冰（很可能在受到冲刷条件下）抗击时，保证结构不致毁坏。

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