慎，就可能在端头之间形成“夹沙”，导致接头的强度很低，远远达不到强度要求,因而要求焊接工人必须要有合格上岗证,并按规定要求随时对接头进行抽验。
普通焊接是采用一定规格的电焊条和一定长度、一定直径的连接钢筋，采用电弧焊将连接钢筋和两段受力钢筋连接在一起,这种方法的优点是连接质量相对可靠,但要耗费价格昂贵的焊条和连接钢筋,且影响钢筋的净距,施工中必须注意焊条和钢种的匹配,这种连接一般在无法采用闪光焊时采用。
绑扎连接是将两段受力钢筋相互搭接一定长度,用细钢丝将搭接部分绑扎在一起,利用钢筋搭接长度段与混凝土的粘接力来传力,这种接头所需的钢材较多,一般只在无法采用焊接时才被采用。
机械连接是采用特制的机械装置（如螺杆套筒）将受力钢筋连接在一起，一般是采用钢制的连接套筒，这种方法的特点是接头可靠，但成本较高。
另外，为保证质量和安全，规范对结构构件中钢筋接头所占的百分比及位置均作了严格的规定，类似的构造规定在规范中有许多条款, 04规范的第9部分详尽地阐述了相关的构造要求，在施工中应该予以特别注意。作为工程师，熟悉规范规定是一项基本要求，在实际工作中勤查规范，按规范规定设计与施工，是防止出现事故的关键。总之，钢筋是钢筋混凝土结构中确保结构和构件安全的关键材料，设计和施工都应该高度重视。
第三节 极限状态法设计方法
所谓结构设计，就是根据业主提出的作用标准和相关要求，选定结构形式，进行结构受力计算和分析，并通过文字和结构工程图来表达设计者意图的过程。结构的设计者要提供的重要成果是结构总图和构件图，构件图应包括构件的形状、尺寸和构件间的连接；钢筋混凝土结构的构件图，还应包括钢筋数量、钢筋在构件中的布置、预埋件尺寸和位置以及文字说明等内容。设计分析计算过程的相关资料和图纸均需要长期妥善保存，以备今后需要时查用，工程质量事故的分析中，计算和图纸资料是最重要的资料。所谓结构施工，就是“按图施工”，确定和实施结构施工方案，通过施工过程将图纸变为现实。施工的质量是确保结构实现设计者意图的关键环节，施工质量与施工队伍的技术水平关系极大，同时也与设计者的设计水平密切相关，因此，设计者对结构的施工过程和水平应该具备一定的知识。
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目前
我国使用的《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62—2004）（以下简称04年规范）是与国际基本接轨的“极限状态法”。这种方法首先根据结构的安全适用等要求规定结构的极限状态，要求设计者采取各种措施防止结构在使用年限内达到任何极限状态。与老规范（JTJ023—85）（以下简称85年规范）不同的是，04年规范将85年规范的“经验极限状态法”发展为“概率极限状态法”，“经验极限状态法”的安全系数是凭经验人为确定的，而“概率极限状态法”是以公路桥梁可靠度研究为基础，把影响结构可靠性的各种主要因素视为随机性变量，从荷载和结构抗力（包括材料性能、几何参数和计算模式的不确定性）两个方面进行了大量的调查、实测、试验及分析，运用统计数学的方法确定我国可以承受的结构失效概率，从而求得设计所需要的各相关参数，基本上避免了人为地、经验地确定相关系数的做法，这在设计理论和观念上是一个很大的进步。
1.3.1 极限状态设计法的基本概念
1，结构的功能性要求
1）应能承受在正常施工和正常使用期间可能出现的各种作用；
2）在正常使用条件下具有良好的工作性能，不产生过大的变形或局部损坏。 3）在正常使用和正常维护的条件下具有足够的耐久性，在规定期间内混凝土不出现影响结构寿命的侵蚀和碳化，钢筋不因裂缝过宽而锈蚀。
4）在预计的偶然事件发生时或发生后，仍能保持必需的整体稳定性，不发生全局性垮塌。
上述功能要求中，1），4）为安全性功能，是结构最重要和最基本的功能；2）为适用性功能；3）为耐久性功能。
结构的安全性、适用性和耐久性总称为结构的可靠性。
结构设计的目的，是要使结构在规定的条件下、规定的期间内具有足够的可靠性，完成全部上述功能。这里，规定的条件主要是指荷载的种类和级别、结构工作的条件和环境条件，规定的期间，按照04规范的规定，钢筋混凝土结构的设计基准期为100年。 1.3.2 结构的极限状态
国际上通常将结构的极限状态分为三类：
1.承载能力极限状态。这种极限状态是指对应于结构、结构构件达到最大承载能力或出现不适于继续承载的变形或变位的状态。当结构或构件出现下列状态之一时，即认为超过了承载能力极限状态：
（１） 结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（如滑动、倾覆等）；
（２） 结构、结构构件或其连接处因超过材料强度而破坏（含疲劳破坏），或因过度
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的塑性变形而不能继续承载；
（３） 结构转变成机动体系（如结构中的梁可沿一个方向任意滑动或转动）； （４） 结构或结构构件丧失稳定（如柱的压曲失稳）；
2.正常使用极限状态。这种极限状态是指对应于结构或结构构件达到正常使用或者耐久性的某项限值的状态。当结构或结构构件出现下列状态之一时，即认为超过了正常使用极限状态：
（１）影响正常使用或外观的变形（如挠度过大）；
（２）影响正常使用或耐久性的局部损坏（如过宽的裂缝宽度）； （３）影响正常使用的振动（如风载下结构振动过大）；
（４）影响正常使用的其它特定状态（如混凝土严重浸蚀、钢筋严重锈蚀等）。
3．破坏—安全极限状态。这种极限状态是指偶然事件造成局部损坏后，其余部分不至于发生连续倒塌的状态。偶然事件是指超过正常设计所考虑的自然灾害程度，还有人为的爆炸、车辆撞击等。
上述前两种极限状态已在我国０4规范中采用，第三种极限状态仍然处于研究之中。 1.3.3 结构的失效概率与可靠指标
所有结构或构件都存在两个对立面：作用效应Ｓ和结构抗力Ｒ。
结构承受的作用分为直接作用和间接作用。直接作用是指施加在结构上的永久荷载和可变荷载，如结构自重、汽车、人群等荷载。间接作用是指引起结构外加变形和约束变形的其他作用，如地基沉降、混凝土收缩徐变及温度变化等。作用效应Ｓ是指直接作用或间接作用在结构内产生的内力和变形。结构抗力Ｒ是指结构构件承受内力和变形的能力。
作用效应 Ｓ和结构抗力 Ｒ都是随机变量,若以g(·)表达结构的功能函数且 令 Z＝g(R,S)=R－S （1－6） 当 Z＝0， 结构处于极限状态； Z＞0， 结构处于可靠状态； Z＜0， 结构处于失效状态。 因此，极限状态方程的表达式为
Z＝R－S＝0 （1－7）
可以用图1—7 表示上述状态的关系。
R结构可靠 Z＞0极限状态Z=0结构失效Z＜045°
o8
s
图1－7 图1－7表明，极限状态为R／S＝tg45o＝1。
根据统计资料，可以假定R、S为正态分布，其平均值和标准差分别为mR、mS和?R、
?S，根据统计知识和分布的性质，R和S的差Z也是服从正态分布的随机变量，其平均
值mZ＝mR－mS,标准差?Z＝
Z的概率密度函数是
?1?z?m1zexp???fZ（Z）＝?2??z2??Z??????222?R??S。
?? ???z?? （1－8） ??其分布如图1－8所示。
由统计学知识可知，结构的可靠指标?是Z的平均值mz与标准差?z的比值，即
??
mz?z?mR?mS???2R2S （1－9）
结构的失效概率Pf ＝P(Z?0)??
Pf00??2????z?m11z?exp????dz （1－10） ??2??z??2??z???f （z）zP'f（非阴影部分面积）Z＜0失效 Z＞0可靠mZz 图1－8 令mz?0,?z?1（标准正态分布特征）,t＝
mzz?mz?z,则有dz＝?zdt，z＝-?，t＝-?和z?0,t??
?z，代入式（1－9）可得
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Pf???mz?z???mz??t2?1??exp???dt????????? （1－11） ????2??2???z?式中的Ф（ ）为标准正态分布函数表达方式。
式（1－11）说明，失效概率Pf和可靠指标β具有对应关系，下表列出了部分对应关系。
可靠指标β与失效概率Pf的对应关系 表1－1
β Pf 1 1.59×10-1 2.0 2.28×10-2 3.0 1.35×10-3 4.0 3.17×10-5 5.0 2.9×10-7 由上表可知，可靠指标愈大，失效指标愈小。
我国04规范是在已经采用了上述概率统计方法的基础上确定的，这比85规范靠经验来确定安全系数要科学和合理得多。 1.3.4 我国04年规范的计算原则
我国04年规范采用的是与国际接轨的概率极限状态设计法，设计应满足持久承载能力和持久正常使用极限状态，对于预应力混凝土，除了满足以上两种极限状态之外，还应满足持久状况和短暂状况构件的应力计算。 1．持久状况承载能力极限状态计算原则
公路桥涵的持久状况设计应按承载能力极限状态的要求，对构件进行承载力及稳定计算，必要时尚应进行结构的倾覆和滑移验算（如挡土墙，桥台桥塔等）。在进行承载能力极限状态计算时，作用或荷载的效应应采用其组合设计值（其中汽车荷载应计入冲击系数）；结构材料性能采用其强度设计值。
按照《公路工程结构可靠度设计统一标准》（GB／T 50283—1999）的规定，公路桥涵进行持久状况承载能力极限状态设计时，应将其划分为三个设计安全等级：
公路桥涵安全等级 表1－2
安 全 等 级 一级 二级 三级 桥 涵 类 型 特大桥、重要大桥 大桥、中桥、重要小桥 小桥、涵洞 注：本表所列的特大、大、中桥等系按《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60－2004）表1.0.11中的单孔跨径确定，对多跨不等跨桥梁，以其中最大跨度为准；本表冠以“重要”的大桥和小桥，系指高速公路和一级公路上、国
防公路上以及城市附近交通繁忙公路上的桥梁。
公路桥梁结构的目标可靠指标 表1－3
结构安全等级 构件破坏类型 延性破坏
一级 4.7 二级 三级 4.2 3.7 10