橋梁設計要點范文

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橋梁設計要點

篇1

關鍵詞:問題;結構設計;要點

中圖分類號:S611 文獻標識碼:A 文章編號:

1、道路橋梁結構設計問題的分析

伴隨著我國交通業(yè)的高速發(fā)展,我國橋梁建設取得了一系成果,也出現(xiàn)了一些弊端,針對這些弊端,需要相關政府部門,加強管理力度,提升其道路橋梁設計水平,有利于日常交通業(yè)的順利進行。下面是針對道路橋梁結構設計中出現(xiàn)問題的分析,以方便我們采取積極的措施,解決問題,促進結構設計系統(tǒng)的完善。

1)設計標準不高。鑒于我國道路橋梁設計對于規(guī)范標準的要求并不高,一旦在對道路施工進行改造施工時就會不同程度地對道路交通的便利性造成麻煩和留置安全隱患,并且勢必會影響到橋型的美觀。因此,在進行橋梁設計時就必須考慮到這一點,同時綜合現(xiàn)場因素,尤其是在橋梁的主梁或梁側預留一定的空間,以便為橋梁后期可能進行改造施工創(chuàng)造施工空間與條件。

2)管道預留空間不足。每一座橋梁在設計中都需要設置專用的橋梁管道,但是在現(xiàn)實中往往在這一方面得不到充分的重視,導致這一問題出現(xiàn)的原因主要在于現(xiàn)代城市人口壓力過大或城市改造工程。城市改造工程在遇到管道預留空間不足的情況時,則僅僅能夠進行一些擴容處理,將橋梁管道在橋體之外,從而為交通線埋下不便的隱患,同時影響到橋體的美觀。另外,在面對橋梁管道預留空間不足的問題時,可以通過再次開挖的辦法進行相關處理,但是這種處理形式不可避免地會在工程投資建設方面造成嚴重的浪費,并且也會對交通情況造成影響。

3)綠化帶專項防水設計缺陷。我們都知道,橋梁工程也不僅僅是為了滿通使用的功能,在橋體設計美觀上同樣也值得給予總夠的重視。因此,橋梁綠化帶專項防水設計就成為了橋梁裝飾工程的一項必要內容。有關橋梁結構設計工作人員在對擬建橋梁工程展開設計工作時,有必要考慮保證橋梁工程在完成施工后所能受到的綠化美觀效果,同時在綜合考慮到擬建工程施工現(xiàn)場存在的各種影響因素之后,對設計成果要求具有絕對的橋梁結構使用功用和外形美觀效果。

4)結構設計選型問題。橋梁工程結構選型的問題極為關鍵,不僅需要在結構選型上滿足視距和凈空的要求,外形美觀和合理地結構自重同樣被視為橋梁結構設計的一個基本標準和原則,使得橋梁工程能夠成為城市建設中可實現(xiàn)功能與兼容城市風貌的一道亮麗景觀。然而,實際的設計工作卻出現(xiàn)了嚴重地形式重于實用效果的偏側現(xiàn)象,出現(xiàn)結構選型不合理的問題就很自然了。

2、道路橋梁結構設計要點

道路橋梁結構設計工作設計內容廣泛,本文主要以裝配式簡支橋梁的結構設計要點作論述如下:

1)主梁設計。裝配式簡支梁結構區(qū)別于整體式簡支梁結構的突出特點在于可將預制獨立構件進行運輸與吊裝,并且通過現(xiàn)場安裝、拼接制梁。在設計中即可實現(xiàn)對自動化、機械化的施工技術應用,節(jié)省部分勞動力和施工原材料,并大幅提高人物力的生產(chǎn)效率,施工過程也不會受到季節(jié)的影響,是為采用此種橋梁設計型式的關鍵。主梁結構作為橋梁上部結構的主要承重構件,設計型式通常分為 T 形和箱型兩種,箱型結構主梁僅被應用于預應力混凝土結構梁之中。設計采用箱型結構主梁既需要對主梁結構的間距與片數(shù)作要求,主梁間距與片數(shù)兩者相互制約,即間距小則片數(shù)多、間距大則片數(shù)少。而主梁的高度及細部尺寸則需根據(jù)相關的荷載計算方法確定,若主梁對稱布置,梁身所受荷載同樣對稱分布,即需以杠桿法進行相關計算,否則即需以偏心受壓進行相關計算。二種情況相同點在于內力取值均以取最大值作為控制設計的標準,但這種內力取值標準不可作為主梁結構各個截面的最不利狀況的受力計算,因為從其計算原理來看,計算結構存在較多的不安全因素。

2)橋臺設計。橋臺結構的設計應主要注重于型式的選擇。裝配式簡支橋梁對于橋臺結構的選擇比較常見的有輕型橋臺、鋼筋混凝土薄壁橋臺和埋置式橋臺三種。輕型橋臺結構型式具有體積小的特點,其設計應用可作為一種擋土的翼墻結構。鋼筋混凝土薄壁橋臺可設計將臺身埋置于橋梁護坡中,從設計角度講,既可以減小橋臺結構受到上部荷載的作用力,又可以保證橋臺處的預留空間。但是,從某種程度上分析橋臺前的護坡由于是采用片石混凝土施工作表面防護的一種永久性設施,存在著被洪水沖毀而使臺身的可能,因此,在設計時必須進行相關的強度和穩(wěn)定性驗算。

3)橋墩型式選擇。裝配式簡支橋梁結構設計中普遍采用雙柱式墩、十字墩或矩形薄壁墩等型式,其中單幅雙柱式橋墩結構型式應用較為普遍。考慮到以往在道路橋梁結構設計中出現(xiàn)的問題,筆者希望在今后的設計工作中應注意對于橋墩結構型式的選擇要極為謹慎,如在巖溶性地帶、樁基礎施工困難地段應根據(jù)實地情況避免過多地設計樁基,單柱單樁的設計為宜;而擬建施工現(xiàn)場位于河谷或受到滾石威脅時,則應考慮設計增強橋墩結構的整體抗撞擊能力,亦須單柱單樁設計為宜;對于高位墩柱長橋的情況,則應考慮到橋梁上部結構荷載累積變位的問題,采用雙幅兩柱整體下部構造設計為宜。

4)定線原則。根據(jù)給定的起終點,分析其直線距離和所需的展線長度,選擇合適的中間控制點。在路線各種可能的走向中,初步擬定可行的路線方案,(如果有可行的局部路線方案,應進行比較確定),然后進行紙上定線。a.在 1:10000 的小比例尺地形圖上在起,終控制點間研究路線的總體布局,找出中間控制點。根據(jù)相鄰控制點間的地形、地貌、地質、農(nóng)田等分布情況,選擇地勢平緩山坡順直的地帶,擬定路線各種可行方案。b.對于山嶺重丘地形,定線時應以縱坡度為主導;對于平原微丘區(qū)域(即地形平坦)地面自然坡度較小,縱坡度不受控制的地帶,選線以路線平面線形為主導。最終合理確定出公路中線的位置(定出交點)。

篇2

關鍵詞:橋梁工程;隔震設計

1橋梁工程隔震技術的原理和設計原則

現(xiàn)代橋梁工程的隔震設計技術原理主要是,通過在地震等地質災害或者其他震蕩原因來臨時容易遭受到破壞的橋梁結構之間,利用科學有效地設計措施來有效地對這些橋梁結構實行分隔,使其在遭受震蕩破壞時,能夠一個有效地緩沖空間,不會出現(xiàn)相互內部橋梁結構擠壓、破壞等問題,而實現(xiàn)這一設計要求的主要方法就是通過科學的計算和研究,來合理的延長橋梁結構周期的方法,使其周期無法與地震的周期相吻合,進而有效地達到提高其抗震能力的目的。需要注意的一點是,相關設計人員在進行橋梁工程的隔震設計時,除了要在科學地設計好上述抗震技術之外,還需要重點保證好橋梁本身的質量,這樣才能夠有效地提高整個橋梁工程的抗震性能。另一方面,相關設計人員在進行橋梁工程的抗震設計時,應當遵循以下幾個設計原則:第一,在進行隔震設計之前,相關設計人員需要對于施工當?shù)氐膶嶋H情況進行考察,判斷其是否具備開展抗震設計的條件。第二,相關設計人員應當根據(jù)施工當?shù)氐木唧w地質情況和地震周期來科學地設計橋梁的隔震裝置和隔震等級。第三,相關設計人員需要協(xié)調好隔震裝置和橋梁主體結構之間的穩(wěn)定性。

2現(xiàn)代橋梁工程設計的隔震設計要點

2.1橋梁的隔震設計

橋梁是整個橋梁工程的基本組成結構之一,它是承擔整個橋梁交通運輸壓力和抗震能力的重要結構,因此,相關橋梁工程抗震設計的設計人員要想有效地設計好整個橋梁工程的抗震設計,提高橋梁工程的整體抗震性能和安全性能,其首先應當從橋梁這一基本組成結構入手,科學地設計好橋梁結構的抗震設計。第一,做好必要的施工前調查工作。影響橋梁的抗震性能高低的有很多因素,而且不同的施工場地其本身的地質情況也是不同的,因此,在進行橋梁工程的設計和施工之前,相關橋梁工程的隔震設計人員需要事先到橋梁工程施工的實際場地進行現(xiàn)場勘查,對整個橋梁工程當?shù)乇旧淼牡刭|情況、施工要求等進行詳細的了解,從而有效地進行分析并計算出橋梁的相應隔震設計周期,以及橋梁地震等地質災害來臨時,對于地震能量吸收能力的標準性能需求。第二,做好橋梁隔震裝置的使用穩(wěn)定性保證工作。橋梁的隔震設計很大程度上依賴于隔震裝置,隔震裝置對于整個橋梁的隔震性能都有著不可替代的作用,因此,當相關設計人員在進行隔震裝置的設計時,如果發(fā)現(xiàn)震蕩之后的橋梁上部結構出現(xiàn)了位移的現(xiàn)象,那么這種情況下說明橋梁的安全性能會被大大的降低,因此,為了有效地保證抗震裝置的有效性,相關設計人員需要對隔震裝置進行必要的完善設計。第三,橋梁的隔震性能強化。按照我國相關法律法規(guī)和設計標準,相關設計人員應當保證施工橋梁的抗震性能設計應當大于普通橋梁抗震性能的標準值以上。

2.2隔震裝置的設計

隔震裝置在整個橋梁工程的抗震設計當中,擔當著一個至關重要的角色,它是強化整體橋梁工程隔震性能的重要保證,因此,相關橋梁工程抗震設計的設計人員要想有效地設計好整個橋梁工程的抗震設計,提高橋梁工程的整體抗震性能和安全性能,其就需要重點做好橋梁工程的隔震裝置的設計。根據(jù)橋梁隔震裝置本身特點,其設計主要可以分為隔震裝置的設計和其結構構件的設計:(1)隔震裝置的設計隔震裝置的設計是整個橋梁工程隔震設計的核心內容,目前我國所采用的隔震裝置設計方法當中,屬彈性反應譜法應用范圍最為廣泛和應用效果最好,原因在于彈性反應譜法所采用的隔震裝置設計的計算方式大多都是比較簡單易懂、且符合相關要求規(guī)范的計算方法,其可以有效地降低隔震裝置在地震來臨時,受到震蕩而產(chǎn)生的變形程度,因此,相關隔震設計人員可以采用彈性反應譜法來開展橋梁工程的隔震裝置設計。(2)結構構件的設計隔震裝置的內部細部結構構建的合理設計也是隔震裝置設計當中的重要一環(huán),隔震裝置內部結構構件的設計是否設計準確、精準將直接決定著整個隔震裝置的性能和質量,以及它的隔震功效在整個橋梁工程中的有效發(fā)揮,因此,相關橋梁工程抗震設計的設計人員要想有效地設計好整個橋梁工程的抗震設計,提高橋梁工程的整體抗震性能和安全性能,其還需要重點做好隔震裝置的內部細節(jié)構造的設計,提高隔震裝置的抗震性能。以現(xiàn)代橋梁工程中比較常見的伸縮縫和防落梁裝置等隔震裝置為例,這些都是現(xiàn)代橋梁工程當中必備的抗震裝置,然而,由于目前我國相關方面的設計起步較晚,很多這些橋梁工程隔震裝置的內部細節(jié)構造設計尚存在著很多的不足,因此,相關隔震裝置設計部門應當予以重視,并且科學地根據(jù)其具體性能和功能方面,來科學地開展內部細節(jié)構造優(yōu)化設計,從而有效地提高這些抗震裝置的內部細節(jié)構造連續(xù)性,有效地提高其抗震性能。

3總結

綜上所述,現(xiàn)代橋梁工程設計當中的隔震設計,其是橋梁使用壽命延長、安全性能強化以及車輛行駛穩(wěn)定性的重要保證,它對于橋梁工程的使用安全性能和穩(wěn)定性能強化有著不可替代的作用,因此,相關橋梁工程設計方和施工方一定要積極采取有效地設計理念和隔震技術,來有效地開展橋梁工程的隔震設計,從而有效地提高相關橋梁工程的抗震性能和安全性能。

參考文獻:

[1]趙薇.市政橋梁設計中隔震設計的重要性分析[J].黑龍江交通科技,2013,(28):31-32.

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篇3

關鍵詞:公路橋梁;設計;橋梁布跨;下部結構

Abstract: in the construction of highway bridge is a key, bridge construction has a direct influence on the whole road construction quality. How to improve road and bridge function, improve highway bridge social benefits and economic benefits is the highway bridge design personnel problems needed to resolve. This paper discusses the highway bridge design should pay attention to the points.

Keywords: highway bridge; Design; Across the bridge cloth; infrastructure.

中圖分類號:TQ639.2文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2013)

一、公路橋梁設計設計基本要求

(一)使用上的要求

適用性是橋梁設計中應當首先考慮的問題。橋上行車道和行人道應有足夠的寬度,既能滿足當前交通量的需要,也要照顧到日后交通量的增長。橋梁應具有足夠的孔徑和橋下凈空,以滿足洪水渲泄、安全行船和橋下交通順暢。此外,作為永久性建筑物,橋梁結構應保證使用年限,并便于檢查、養(yǎng)護和維修。

(二)強度及構造上的要求

橋梁結構構造應當合理,并具有足夠的承載能力,能夠保證橋上車輛和行人通暢便利,行駛安全。同時要求在制造、運輸、安裝、使用過程中應具有足夠的強度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性。

(三)經(jīng)濟上的要求

在適用、安全的前提下,橋梁設計應當體現(xiàn)經(jīng)濟上的合理性。橋梁方案應當通過技術經(jīng)濟比較,構件尺寸應通過精心設計與計算,使材料消耗量最少,造價最低。從經(jīng)濟上考慮時,要考慮綜合效益,即運營及養(yǎng)護和維修費用、工期長短等等。

(四)施工上的要求

橋梁結構應便于制造和安裝,盡量采用標準化的裝配式結構。在條件許可時,應采用機械化和工廠化施工,采取先進的施工工藝,以加快施工速度,保證工程質量和提高經(jīng)濟效益??紤]到橋梁失事大都發(fā)生在施工階段,因此,如何充分保證橋梁在施工狀態(tài)的安全和可靠,同樣也是設計人員的重要職責。

(五)美觀上的要求

橋梁應以合理的受力結構為基礎,通過合理的建筑輪廓,具有美觀的外形。特別對于城市和瀏覽地區(qū)的橋梁建筑,應反映時代風貌,注意空間比例、節(jié)奏、明暗和穩(wěn)定感,分清主次,局部服從主體。

二、橋梁布跨設計要點

這是橋梁設計的主要項目之一。對于跨越河流的橋梁,橋梁中線宜與天然河道洪水流向正交,避免水流匯聚渦旋,影響橋梁安全,同時橋跨結構應充分考慮設計洪水水位要求,以及壅水高、河床淤積或漂流物等影響。當橋梁上跨在建的高等級道路時,為了避免采用較大的跨度,降低建筑高度,節(jié)省投資,往往考慮是否可于道路的中央分隔帶處設墩;當橋梁上跨已建的道路時,為便于施工組織,通常采用預制吊裝結構以兩跨或多跨跨越道路。而同時應避免橋梁與被交道路的交角過大。橋梁孔跨的布置,除滿足橋梁功能及其它條件的要求外,應充分考慮到結構的經(jīng)濟性。一般來說,地質越差或下部結構投資越大,就越宜采用較大的跨度,以減少支承結構的工程量,從而節(jié)省投資,反之亦然。因此,對于大型橋梁孔跨布置通常通過橋跨變化以顯出橋梁結構的平順、流暢。值得一提的是,在同一個項目中應特別注重跨徑的標準化分級,合適的跨徑分級可以在整個項目中形成一整套合理的橋型方案,若缺跨級則必然導致方案的不合理和日后的變更。

三、下部結構設計要點

下部構造設計主要指橋梁墩臺的設計。對于常見高度的橋墩。即墩高小于40m的橋墩多采用柱式墩或Y型薄壁墩,其中又以柱式墩最常用。柱式墩分圓柱和方柱。圓柱施工時外觀質量易控制,且與樁基銜接方便,平原地區(qū)使用較多。但從美觀角度來說,方柱棱角分明,與上構梁體協(xié)調,有一定的視線誘導性,較美觀。從受力上看,截面積相等的圓柱和方柱。方柱的抗彎剛度耍大于圓柱,受力優(yōu)于圓柱,當體系為連續(xù)剛構時,方柱可以方便的調節(jié)兩個方向的尺度來調整墩柱的剛度,從而達到調整墩柱受力的目的。從施工角度說,圓柱施工更簡單,方柱與樁基銜接一般需增設樁帽,增加了工程量,而且對于山區(qū)地形橫坡較陡,增設樁帽會增加挖方工程量。易引起邊坡失穩(wěn)。山區(qū)高速公路橋臺一般采用重力式型臺、肋式臺、柱式臺。臺控制的填土范圍一般為4――10m,所以U臺高度最好控制在10m之內。山區(qū)橋梁臺一個顯著特征就是橫向、縱向橫坡陡,為了適應地形,減少開挖,節(jié)約土方量,臺設計時必須合理分臺階。樁柱式橋臺由于抗推剛度小,當聯(lián)長較長,臺后填土較高時不宜使用,一般臺后填土商度宜控制在5m以下,聯(lián)長宜控制在150m以內。埋置式肋式臺適用范圍廣一些,但也不宜太高,不宜超過12m。山區(qū)高速公路縱向地形陡峭,往往不能設置錐坡,這時采用柱式臺或肋式臺就會受到較大限制。當?shù)刭|條件較差時,往往會出現(xiàn)U臺下設置樁基的情況。

四、軟基路堤設計要點

提高軟基路堤的強度和穩(wěn)定性,減少路堤和路面結構層的沉降 針對目前高等級公路軟土地基處理較多采用排水固結法,結合橋梁引道存在不均勻沉降而引起橋頭跳車現(xiàn)象,從提高軟基路堤的強度和穩(wěn)定性、減少軟基路堤工后沉降的角度出發(fā),設計階段必須解決好下述若干問題。在設計階段,要盡可能考慮設置橋頭搭板,在搭板與橋臺連接處作構造處理,若有可能可將橋臺處的伸縮縫移到橋墩上,使上部構造的橋面連續(xù)擴大到搭板內,減少橋臺處的變形因素。同時,認真分析橋臺地基土層情況,確定如何使橋臺填土路堤更為密實的方法。鄰接搭板的路堤一定長度內,路基采用水泥穩(wěn)定碎石層處理,并設置一層鋼筋網(wǎng),使路基剛度逐漸過渡。設置橋涵構造物應允分考慮臺背填方路基的地質情況、填方高度、路堤長度、填料來源及路堤沉降等問題,選擇恰當?shù)臉蚝恢?、跨徑及橋臺后部防護工程,盡量避免大河面小跨徑橋涵。設計單位應嚴格執(zhí)行現(xiàn)行的公路工程技術標準、規(guī)范和相關的規(guī)定要求;對橋頭跳車的部位進行詳細設計,提出施工指導意見;并且認真詳細地進行設計交底。

五、橋梁配筋設計要點

橋墩普通鋼筋混凝土帽梁設計中,常常存在帽梁的主拉應力鋼筋(斜筋)的起彎點布置不合理,斜筋間距偏大,橋墩鋼筋布置中,梁支座下的牛腿構造儀配置了主拉應力斜筋,但斜筋未與水平向或豎直鋼筋焊接,形成了“浮筋”,預應力混凝上窄心板的懸臂翼緣板長度為1.5m,懸臂翼板的頂層僅配置了橫橋向的主要受力,鋼筋未配置順橋向的縱向分布鋼筋,構造不夠合理,連續(xù)梁中間支承附近的腹板內未設縱向加強鋼筋。梁的主拉應力區(qū)配置斜筋起彎點的規(guī)定,主要目的是保證斜截面抗彎效應不小于正截面的抗彎效應,所以應嚴格按規(guī)范的規(guī)定執(zhí)行,靠近支點的第一排彎起鋼筋頂部的彎折點,簡支梁或連續(xù)梁邊支點心位于支座中心截面處,懸臂梁或連續(xù)梁中間支點應位于橫隔板靠跨徑一側邊緣處,以后各排彎起筋的梁項部彎折點,應落在前一排彎起鋼筋的梁底部彎折點處或彎折點以內,主拉應力鋼筋中“浮筋”是禁用的鋼筋形式,由于其兩端未與主筋相焊接,不能形成有效的握裹力及錨同構造,所以也不能形成主抗拉應力的效應。因此,彎起鋼筋不得采用浮筋,分布鋼筋的作用,是將荷載分配傳遞給受力鋼筋,分擔混凝土收縮和溫度變化引起的拉應力,固定受力鋼筋的位置,故應按規(guī)范規(guī)定設置分布鋼筋,板內應設垂直于主鋼筋的分布鋼筋,分布鋼筋直徑不小于8mm,其間距應不大于200mm,截面面積不宜小于板的截面面積的0.1%。在主鋼筋的彎折處,應布置分布鋼筋。連續(xù)梁中問支承點附近受力較為復雜,支座邊緣常有局部拉應力產(chǎn)生在腹板和底板中設置間距較密的縱向短鋼筋,有利于防止箱梁局部裂縫的展開,在支點附近剪力較大區(qū)段和預應力混凝上梁錨固區(qū)段,腹板兩側縱向鋼筋截面面積應予增加縱向鋼筋,間距宜為100~150m。

結束語:橋梁設計要堅持“安全、適用、經(jīng)濟、美觀、便于施工及養(yǎng)護”的設計原則,并針對公路橋梁中易出現(xiàn)的通病進行設計和多方案比選,重視橋梁方案和施工方案相結合,從設計源頭實現(xiàn)公路的社會效益和經(jīng)濟效益。

參考文獻

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篇4

關鍵詞:橋梁;耐久性設計;混凝土材料;結構;超載

Abstract: in recent years, along with the vigorous development of our social economy and traffic construction, the durability also has become a bridge in the design of structure is related to the event in the national economy and people's livelihood. The durability of bridge structure refers to in the process of long-term use of the use of the bridge structure can maintain stable performance. The durability of bridge structure and the service life of the bridge are closely connected, once the durability of Bridges appear problem, will directly affect the safety of the bridge. This article first analyzes the reasons of the poor durability of bridge design, and illustrates several principles of durability design of bridge, and finally enhance the durability of Bridges is discussed in detail from four aspects. The main points of the design

Key words: Bridges; Durability design; Concrete materials; Structure; overload

中圖分類號:K928.78文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2013)

我國橋梁設計耐久性差的原因分析

(一)環(huán)境影響

橋梁的施工及使用環(huán)境總是與設計的環(huán)境有一些差別,因此環(huán)境的影響是非常重要的?;炷恋目估瓘姸却蠹s只是其抗壓強度的10%,由于早期的水化熱影響、干縮應變反應強烈,加上環(huán)境溫度、濕度、日曬雨淋、沖擊荷載的影響,混凝土結構很容易產(chǎn)生裂縫。開裂后,由于水分子、氯離子的侵入,導致鋼筋表面的鈍化膜被破壞,從而使鋼筋腐蝕,破壞了鋼筋表面與混凝土之間的化學膠結力,其直接后果是鋼筋與混凝土不能很好的協(xié)同工作?;炷翗嫾膹姸群蛣偠戎饾u削弱,最終導致結構的耐久性破壞。

(二)對耐久性設計的重視程度不夠

對于橋梁的細部設計不夠重視,從而導致相當一部分橋梁并不是因為整體結構安全不足出現(xiàn)問題,而是因為細部設計不到位而引起了局部構件損壞,進而大大降低了整體結構的安全性和耐久性。

許多設計人員不大注意從結構體系、結構構造、結構材料、結構維護以及從設計、施工到使用全過程等方面去加強和保證結構的耐久性和安全性。有的結構整體性和延性不足,冗余性??;有的計算圖式和受力路線不明確,造成局部受力過大;有的混凝土強度等級過低、保護層厚度過小、鋼筋直徑過細、構件截面過薄,這些都削弱了結構耐久性。雖然可能滿足了設計規(guī)范的強度要求,但僅用了幾年就因為結構耐久性出了問題,影響結構安全。

(三)混凝土材料控制不嚴

混凝土材料的組成以及混凝土材料中有害成分的含量是混凝土耐久性優(yōu)劣的一個重要方面。例如,在以前對結構耐久性認識還不是很充分的時期,為了縮短施工周期、加快施工進度,在混凝土中施加了大量的氯鹽早強劑,結果導致早期嚴重的鋼筋銹蝕。再如,在硫酸鹽環(huán)境中,不使用抗硫酸鹽水泥,而使用普通的硅酸鹽混凝土材料且不控制較小的混凝土水灰比,硫酸鹽很容易地滲入混凝土內部,與硅酸鹽水泥成分產(chǎn)生化學反應,反應產(chǎn)物體積膨脹,導致混凝土粉碎性破壞。

(四)施工和管理水平有待提高

施工過程中的施工和管理水平不高是造成橋梁結構耐久性不足的重要原因,施工質量沒有達到規(guī)范和設計要求,包括: 原材料質量低劣和施工工藝不合格等?;炷僚浜媳鹊挠嬃坎粶剩儺愋暂^大。個別橋梁存在諸如偷工減料、以次充好等嚴重的管理問題。

(五)橋梁維護缺乏全面統(tǒng)籌的系統(tǒng)管理

橋梁維護方面缺乏全面統(tǒng)籌的系統(tǒng)管理,未能有效地對橋梁的全壽命過程進行管理。橋梁維修大多要到出了事故或不得不維修時才進行,錯過維修的最佳時間,其維修效果也不佳。應把整個地區(qū)的橋梁作為一個系統(tǒng)工程來研究,在財力一定的前提下,統(tǒng)籌考慮、合理安排橋梁維修。

橋梁耐久性設計的幾個原則

(一)力線平滑、應力均勻流暢的原則

對于桿系結構,要求結構應力均勻流暢。應力均勻流暢包括桿件橫截面內應力均勻,沿桿件長度方向內力均勻及結點、邊界處應力均勻。只有結構應力均勻,才能較好地發(fā)揮材料的強度,取得好的經(jīng)濟效益。

大跨度橋梁構造復雜,結構構造體系的合理與否直接影響結構受力性能和耐久性能。對于結構幾何或力學不連續(xù)部位(如主梁截面突變部位、集中荷載作用點附近的區(qū)域、彎折部分、開口或缺口等不連續(xù)區(qū)域)應力分布復雜,鋼筋位置和數(shù)量很難確定,是結構耐久性的薄弱部位,往往最容易產(chǎn)生病害。在結構設計時要保證力的傳遞路線明確、簡潔、平滑,盡量避免突變。

(二)整體性、連續(xù)性和冗余性原則

合理的結構整體性好,構件體形變化平順。這不僅是美觀的要求,而且構件體形變化平順、結點處或邊界處過渡平滑、結構整體性強是力流平順的必要條件,同時,也可提高結構的承載能力和剛度。良好的整體性和冗余性可以保證橋梁在運營狀態(tài)具有良好的使用性能及對局部損傷和破壞具有適當?shù)牡挚鼓芰?,這些特點有利于結構抵抗諸如超載、地震等荷載。

(三)可檢性、可修性和可替換性原則

橋梁整體結構的壽命和結構各個部件的壽命是不等的,如橡膠支座的壽命一般在20年左右,鋼拉索的壽命約10年~50年,鋼結構油漆保護壽命約在20年左右,因而對這些壽命期低于結構壽命期的部件必須做到可檢查、可維修、可更換。

(四)結構體系防水的原則

防止橋面雨水等對主梁和墩臺的侵蝕是減少橋梁病害和保證橋梁耐久性的基本要求之一,良好的構造措施是實現(xiàn)這一要求的根本。特別是對于我國北方利用撒鹽進行橋面除冰的地區(qū),應特別注意在橋梁設計中處理好防水、隔水的問題,以阻止可能引起鋼筋嚴重銹蝕的鹽水的侵襲。

提高橋梁耐久性的設計要點

(一)改變傳統(tǒng)設計觀念,加強對橋梁設計結構的耐久性重視

在對橋梁結構進行設計時要充分考慮到橋梁在經(jīng)過設計和建成后會用于承載交通運輸任務,也會受到周圍自然災害以及人為因素的影響,同時橋梁建設時所采用的材料性能會隨時間的推移而不斷地退化。

對于設計者而言,只有在對橋梁結構耐久性的價值和意義有了正確的認識后,才能在具體的設計中融入耐久性技術的安排。一般而言,不同環(huán)境下需建造的橋梁工程都有其鮮明的個性要求,作為橋梁結構設計人員,不但要針對具體特點去解決設計與施工中的問題,而且還要想方設法地延長橋梁的使用壽命。因此,改變傳統(tǒng)橋梁結構設計觀念,提高對橋梁設計結構的耐久性重視程度和研究深度是提高橋梁設計結構耐久性的第一步。

(二)橋梁耐久性的構造設計

1、上部結構細部設計

(1)橋面鋪裝

橋面鋪裝是橋梁與車輛直接接觸的部件,也是橋面排水的第一道防線。橋面鋪裝一方面承受著汽車的沖擊碾壓剪切作用,另一方面又承受著主梁傳遞的反復應力和撓變,經(jīng)常出現(xiàn)早期損壞,進而破壞橋面防水系統(tǒng),最終導致主梁受橋面水影響而腐蝕主筋,鋪裝混凝土逐漸與主梁剝離,削弱了主梁的受力性能,影響了整個結構的安全性和耐久性。

(2)橋面防水層

橋面鋪裝與主梁之間的防水層是防止橋面水滲入主梁的第二道防線。不少設計中僅單一采用防水混凝土進行防水。由于防水混凝土屬于剛性防水層,一旦開裂后防水性能便大為下降。

(3)主梁

主梁是全橋的主要承力構件,一般在設計當中均要進行整體分析和局部分析,重視程度很高,從理論計算角度均能滿足規(guī)范要求??墒窃趯嶋H運營當中,主梁(主要是箱梁)箱體內長期大量積水的現(xiàn)象時有發(fā)生,甚至積水灌滿箱體的情況也有發(fā)生,極大地損傷了主梁的預應力鋼筋和普通鋼筋,使得主梁安全性大大下降。究其原因,很大程度上是對于主梁細節(jié)設計的不到位,主梁排水構造設置不夠完善,橋面積水在長時間不能排出橋外時便通過梁頂裂隙進入箱體,進而在箱體內不斷積累,最終形成箱體內積水。

(4)伸縮縫

伸縮縫是橋面的重要組成部分,直接影響著橋梁的伸縮性、舒適性。伸縮縫在保證梁體縱向伸縮的同時,也應重視防水設計。在很多設計中,采用直線式伸縮縫,這樣做固然設計比較方便,但在橋梁兩端的護欄處成為主要的漏水區(qū)域。因此,建議選用橫向兩端有翹頭的伸縮縫,使得整個伸縮縫形成一個閉合良好的u型槽,可以有效避免橋面積水沿伸縮縫這個排水薄弱環(huán)節(jié)下泄到分聯(lián)梁端及分聯(lián)墩蓋梁上。

下部結構的細部設計

(1)分聯(lián)墩蓋梁

分聯(lián)墩處由于上部結構設置伸縮縫,橋面水經(jīng)常通過伸縮縫薄弱環(huán)節(jié)泄漏到分聯(lián)墩蓋梁上,尤其是采用除冰鹽的地區(qū),分聯(lián)墩蓋梁長期承受著腐蝕性除冰鹽水的腐蝕。因此,分聯(lián)墩蓋梁頂面應該設置橫坡以便排走橋面流下的水,并且要在蓋梁保護層厚度方面重點考慮防腐蝕要求。另外,為了防止腐蝕性鹽水順墩身流下,避免對墩身和樁基產(chǎn)生不利的影響, 設計中可在蓋梁挑檐上設置滴水槽。

(2)樁頂

橋梁樁基安全直接決定著橋梁的整體安全,是橋梁設計的重中之重。樁基頂部與承臺或墩身相連,受截面突變的影響,屬于應力集中的部位。樁基尤其是樁頂?shù)脑O計中必須要根據(jù)樁頂處的水位情況、土質情況合理判定環(huán)境等級,選擇相應的耐久性設計標準,最終確定保護層厚度。

(三)重視橋梁的超載問題

汽車超載主要有三種情況:一是早期修建的老橋超齡運營;二是橋梁通行的車流量超過原設計標準;三是車輛違規(guī)超載。前兩種原因主要是設計荷載的變化和交通量的增加;第三種是車輛使用者違法超載營運,后兩種超載現(xiàn)象在我國公路運輸中較為普遍。

橋梁的超載一方面可能引發(fā)疲勞問題,超載會使橋梁疲勞應力幅度加大、損傷加劇,甚至會出現(xiàn)一些超載引發(fā)的結構破壞事故。另一方面,由于超載造成的橋梁內部損傷不能恢復,將使得橋梁在正常荷載下的工作狀態(tài)發(fā)生變化,從而可能危害橋梁的安全性和耐久性。

(四)加強橋梁的運營管理和養(yǎng)護

1、橋梁運營管理

橋梁的運營管理是確保橋梁耐久性的重要環(huán)節(jié)。近年來,隨著交通運輸事業(yè)的發(fā)展,在橋梁運營中,車輛超載現(xiàn)象越來越嚴重,給橋梁的安全和耐久性帶來嚴重影響。大量的超重車和超載車對橋梁結構的耐久性極為不利,應引起公路運營部門的高度重視。對于超載車應嚴格限制;對于超重車過橋應做好相應的管理加固。

橋梁的養(yǎng)護維修

橋梁建成后應及時、定期的進行養(yǎng)護,及時發(fā)現(xiàn)橋梁結構存在的問題,并采取措施進行處理。橋梁的養(yǎng)護主要應注意以下幾個方面:

(1)對連接部位的構造及時檢查、更換,如伸縮縫、支座、裝配式結構的連接構造等。

(2)經(jīng)常檢查橋面的排水和防水設施,保證橋面排水通暢。

(3)對結構已損壞部位進行檢查、養(yǎng)護,如橋面鋪裝、蓋梁、梁底受拉區(qū)、梁頂負彎矩區(qū)、墩柱兩側、斜拉橋的斜索等。

橋梁在使用過程中,由于外界環(huán)境和車輛荷載的共同作用,有些結構部位不可避免的要產(chǎn)生損傷。橋梁結構一旦產(chǎn)生損傷,應及時進行維護。如鋼筋銹蝕后的修補、鋼筋混凝土結構的裂縫修復以及橋面鋪裝病害的處理,以滿足結構的防水性和耐久性要求。

結語

綜上,橋梁安全性和耐久性不足已成為迫切需要解決的問題,我們要積極借鑒國外成功的經(jīng)驗和做法,除了加強施工質量管理外,要從橋梁設計理念、結構體系和構造的角度做好耐久性的設計,同時需要研究疲勞和超載對于橋梁結構耐久性的影響。這樣才能從根本上解決橋梁設計結構耐久性差的問題,才能保障我國的交通建設事業(yè)持續(xù)、快速、健康的發(fā)展。

參考文獻

[1]李青云.橋梁設計中耐久性的幾點思考[J].中國新技術新產(chǎn)品,2010.18.

篇5

關鍵詞:公路橋梁設計;伸縮縫;橋梁設計安全性;主梁

前言

最近幾年,我國道路建設面積在不斷擴張,不論是總數(shù)或是通車里程,在世界上排名都比較靠前。橋梁作為道路建設工作中非常關鍵的一個構成部分。它的品質會對項目的總體品質產(chǎn)生很大影響。在判定橋梁品質是不是優(yōu)秀時,往往分析它的受力水平,它的寬度和強度以及穩(wěn)定性等如何。在具體設計中,也應該將這些要素認真分析,經(jīng)由精準的設計來確保結構安全,保證經(jīng)濟性較高。

1 公路橋梁上部設計應注意的方面

在具體開展設計工作時,必須認真分析主梁以及搭板等結構。從施工難易程度,主梁設計等進行考慮。通??梢圆捎闷胀ǖ匿摻罨炷两Y構進行單孔跨徑不大于10m的主梁橋梁的設計,對于那些不屬于該區(qū)間的橋梁,最好是使用預應力結構。那些長度在100m以內的或者是不大于20m跨徑橋梁都比較適合采用簡支空心板這一結構,對于那些不在這個區(qū)間之內的橋梁可使用別的類型結構。不過,那種無法開展支架澆筑工作的跨河項目,最好是使用簡支后連續(xù)結構。那種受到地形干擾較大的跨徑較大項目,如果使用現(xiàn)澆措施,其面對的困難較多,所以最好是使用預制類型。

在實際工作中,就算是存在平曲線,其平直度也不大。因此在設計預制體系時,要認真分析平曲線對項目的影響。站在行車平穩(wěn)性這個層面上來分析,最好是不要在橋上設置太多的伸縮縫,這主要是因為它們的存在會導致通行不穩(wěn)定。針對單孔而且跨徑小于16m的項目來講,僅需要布局一個伸縮縫就可以,同時還要在橋的另外一邊按照一定規(guī)則來處理。針對那些跨徑不符合上述規(guī)定的橋梁,最好是在橋墩地方設置伸縮縫,在兩邊的橋臺地方按照相應措施來處理。橋梁的伸縮縫按照這種原則來進行設計則可以達到行車舒適的目的,從而使得安全事故發(fā)生的可能性得到有效減少。

2 公路橋梁下部設計基本準則

在橋梁的下部設計中應該將重點放在橋墩以及橋臺等部分設計。對于一些普通結構的橋梁而言,橋墩設計一般比較適合采用框架式體系,這種體系主要是將柱式墩身上置蓋梁。雙柱式橋墩適合在橋梁斜交角度小于30°時采用,其余的角度范圍則比較適合三柱式橋墩。橋墩蓋梁設置不太適用于一些有特殊設計要求的橋梁,所以應該盡量取消這種結構設計,要明確一點簡潔又美觀是橋墩設計應該遵循的一般原則。在不同地形,墩臺基礎也是不同,要視地質情況來進行設計,橫向坡度比較大的山嶺重丘區(qū),為了避免大面積的開挖應該采用樁柱式。對于橋梁下部橋臺設計,應該重點考慮橋臺后填土高度給施工帶來的影響,所以要對填土高度進行一個控制。填土高度在軟土路段臺后應該控制在6m以下,對于一般路段,高度數(shù)值則可以適當?shù)脑龃?,適宜控制在10m以下。重力式是臺身在橋臺采用擴大基礎時一般會采用的。合理的受力以及造價控制都是在進行橋梁設計時所應該遵循的原則,所以為了更好的實現(xiàn)這一要求,臺身前墻在臺高8m以上時應該設置10:1的前傾斜坡,階梯式則比較適合應用在橫向地面變化大的重力式橋臺的設計中。

3 公路橋梁設計中安全性的要求

在設計時,最看重的是安全。安全關乎使用人的生命,相關群體的切身利益。項目的安全性主要體現(xiàn)為它的受力水平是不是符合設計規(guī)定,結構是不是牢靠。如果安全性較低,受力水平不高,此時橋梁會因為較大的負載力而發(fā)生安全方面的不利現(xiàn)象。如果結構設計較差,就會導致嚴重的傾斜或是塌陷問題。除此之外,在設計時必須分析它的持久性,保證建設的項目有能力應對自然或是外在的影響。項目在完工之后會受到很多要素的影響,如酸雨以及磨損等。安全是設計的重點內容。

4 設計影響要素

4.1 人員方面的問題

設計是項目開展的必然依據(jù)。只有做好了設計工作,才可以保證項目的品質,才能夠將它的價值很好的體現(xiàn)。在開展道橋設計工作時,首先確定結構方案。不過在具體工作中,很多人過分看中經(jīng)濟,此時得到的項目就存在很多質量方面的問題,這時候就會引發(fā)一系列的安全性問題。其次,公路橋梁設計人員的業(yè)務素質水平也是影響公路橋梁設計好壞的重要因素。設計人員的設計思路和結構構造理論不成熟,有些設計人員認為只要結構強度達標就可以保證整個橋梁工程的質量,從而忽視整個橋梁結構體系的合理性。甚至在設計各個結構時沒有采用規(guī)定的安全系數(shù)或可靠性指標。

4.2 橋梁設計中的傾向問題

在開展設計工作時,將重點放在結構強度以及受力性等要素方面,忽視了持久性的相關內容。我國的許多建設單位都過分的看中速率,為了及早完工,只要涉及的項目在一定階段之內不會產(chǎn)生惡性事故就會將其運行,在設計時也存在這種現(xiàn)象。在設計時,未認真分析結構和材料特性等內容,未認真分析設計的使用時間,或是標注好了使用時間,但是建成的橋梁因為設計問題或者忽視橋梁的耐久性設計而導致橋梁的實際使用壽命遠遠低于設計使用壽命。缺少耐久性設計的橋梁往往導致橋梁工程事故頻頻發(fā)生。

4.3 設計時應充分考慮到橋梁的超載問題

超載對橋梁產(chǎn)生的影響主要有兩類。第一種是在經(jīng)過長久通行之后,橋梁的通行量大于設計量。第二種是車輛不按照規(guī)定通行,導致超載。一旦發(fā)生超載現(xiàn)象,就會導致橋梁性能發(fā)生很大改變,長此以往就會引發(fā)許多安全方面的問題。因為超載導致結構在受損之后無法復原,此時性能就會改變,導致安全性無法保證。在實際工作中,很多單位過分看中利潤,無法避免超載問題,而且這種現(xiàn)象還會在很久的一段時間內存在。因此,作為設計人員,在開展工作時,必須認真分析這一實情,盡管在設計時應當按照核定的負載量來設計,但由于超載現(xiàn)象的存在,使得橋梁的使用壽命因為承受過多的負荷而大大降低。所以設計時不考慮這個因素也會對整個工程質量的評定造成不良后果。

5 結束語

當開展橋梁設計工作時,必須認真分析安全和持久性方面的內容。這主要是因為它們關乎到項目最終的品質。除此之外,還要在保證安全的前提下,盡量降低花費,以此來保證項目的效益。橋梁設計工作是一項非常繁瑣的工作,在設計時會面對很多問題,這就需要相關工作者認真分析,將不利現(xiàn)象控制在一定范圍之內。

參考文獻

[1]施萬滿,喬俊峰.對現(xiàn)行公路橋梁設計的思考[J].內蒙古公路與運輸,2010,2.

篇6

關鍵詞 山區(qū)橋梁 設計 問題 要點

中圖分類號: TU997 文獻標識碼: A 文章編號:

引言

隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展及人民生活水平的不斷提高,公路建設也進入了一個快速發(fā)展的時期。在我國的平原地區(qū)基本上已經(jīng)實現(xiàn)了村村通公路,而在我國的廣大山區(qū)由于地形比較復雜、經(jīng)濟落后等原因,公路建設在很長一段時間內都處于緩慢發(fā)展甚至停滯的狀態(tài),但在最近幾年山區(qū)公路的建設也開始提速。在山區(qū)公路建設中,橋梁工程是重要的組成部分,因此做好山區(qū)橋梁工程的設計是保證山區(qū)橋梁工程施工質量的必要前提。

一、山區(qū)橋梁設計的原則

1、結構安全原則

安全是進行橋梁設計時必須遵循的一個原則,而對山區(qū)橋梁的設計來說這點尤為重要,因為山區(qū)的地形復雜,對橋梁的結構安全要求更高,這需要通過采用合理的結構受力計算成果和構造設計方案來保證。在進行負荷計算時,除了計算施工載荷和地震載荷等常規(guī)載荷外,還應該考慮到山區(qū)強風載荷的計算等。對于處于嚴寒地區(qū)的橋梁還應考慮雪荷載和凍漲力的影響;在水流流速比較大的河段還應考慮到水流對橋梁的沖擊載荷。結構計算分析方法現(xiàn)均采用計算機來完成,為了確保結構分析的正確無誤,現(xiàn)在一般最少采用兩套不同的程序進行分析,并對關鍵截面內力按照力的平衡原理進行手工核算。

2、使用舒適原則

山區(qū)交通的路況比較復雜,地面起伏較大,因此這給駕駛人員和乘客的舒適性造成了很大的影響。使用舒適既是乘客和駕駛人員的基本需要,也是保證交通安全、減少事故發(fā)生的重要措施之一,因此在進行山區(qū)橋梁的設計時必須要滿足使用舒適的原則。為了達到這個要求,在進行山區(qū)橋面的選擇時,應盡量選用連續(xù)的板、梁及鋼結構。使連續(xù)段的長度盡可能加長,同時盡量使伸縮縫減少,這樣可以有效地避免車輛和伸縮縫撞擊而產(chǎn)生的不適感。在進行橋梁主要結構的設計時,應保證構件有足夠大的剛度,這樣可以避免在車輛駛過橋梁時產(chǎn)生較大的震動和彈性變形。

3、經(jīng)濟性原則

在山區(qū)進行公路橋梁建設時,由于施工的難度較大、原材料的運輸困難等一系列的原因,使得在同樣的設計方案下山區(qū)橋梁的建設成本要遠高于平原地區(qū),同時山區(qū)往往又是我國經(jīng)濟比較落后的地區(qū),因此進行橋梁設計時必須要遵循經(jīng)濟性的原則。在對山區(qū)橋梁進行初步設計的時候,應以公路工程所在地的施工條件和地理環(huán)境因素作為參考,對可供選擇的多種設計方案進行充分論證,在保證橋梁性能的條件下選擇經(jīng)濟性最佳的設計方案,從而達到節(jié)約施工成本的目的。

4、與自然環(huán)境相協(xié)調原則

山區(qū)橋梁建設由于施工周期長,施工范圍廣,因此不可避免地會對山區(qū)的環(huán)境造成一定的影響。為了使橋梁建成后與周圍的環(huán)境相協(xié)調,在橋梁的設計時必須考慮到施工的影響,使所設計的橋梁在建成后與周圍的自然環(huán)境相協(xié)調。這就要求設計人員進行橋梁設計時應盡可能避免橋梁的建造過程對山體進行大規(guī)模開挖和回填,這樣不僅不利于山體結構的穩(wěn)定,而且還會對山體的植被造成大規(guī)模的破壞。同時,在設計時還應考慮到施工材料和方案的選用,避免對山區(qū)的水體造成污染。只有這樣才能使設計出的橋梁與自然和諧相處。

二、山區(qū)橋梁設計的要點

1、橋位選擇

由于山區(qū)的地形和地貌條件比較復雜,因此在進行山區(qū)橋梁的設計和建設時橋位的選擇極其重要。在選擇橋位時應盡量使所選擇的橋梁位于河岸比較穩(wěn)定的河段,兩岸應盡量有高地或山嘴等。如果河流的徑流量比較小,則所選擇的橋位也應與河流的軸線呈正交狀態(tài)。另外,在選擇橋位時必須避免對地面及地下重要設施的拆遷,同時還要考慮到原材料的運輸及施工場地安排等因素,還要考慮到不要對山區(qū)環(huán)境造成大的破壞。山區(qū)的地質構造條件要遠比平原地區(qū)復雜,因此進行橋位選擇時首先應對橋梁建設部位的工程地質情況有詳細了解,橋位應選擇在地質構造簡單、土層堅硬、有基巖存在的地方,而不能選擇在地質構造不穩(wěn)地,容易發(fā)生泥石流和滑坡等地質災害的位置。

2、橋型的選擇

山區(qū)橋梁的橋型比較多,有裝配式梁橋、支架現(xiàn)澆梁橋、拱橋、纜索承重橋等各種橋型。在進行橋型選擇時必須根據(jù)所建橋梁所在地的具體情況,按照上文介紹的橋梁設計的總原則進行選擇,同時也應考慮到橋型的選擇要有利于施工和原材料的運輸。

3、下部結構的選擇

山區(qū)橋梁下部及基礎的選擇主要取決于上部結構所采用的結構形式,山谷河流的形態(tài)斷面及工程地質等條件。它與平原區(qū)橋梁相比,其橋下凈空一般不受水文和通航條件的限制,地形、地質條件較平原區(qū)復雜。下部結構的選擇包括橋墩、橋臺和基礎的設計等。

(1)橋墩的設計

山區(qū)橋梁因地形條件的限制往往采用高橋墩,橋墩的種類主要有柱式墩、薄壁墩及重力式墩等。柱式墩以施工方便,結構輕巧而被廣泛采用,其適應的高度范圍一般應控制在30m以下,柱徑一般不小于80cm。如果橋墩的高度超過了30m,這時應盡量選用薄壁墩,在薄壁墩上應該預先留出通氣孔,這樣可以使橋墩的受力性能大大改善,也有利于對內外溫差進行調節(jié)。薄壁墩內不應設置水平隔板,這樣會大大增加施工的難度。在進行高橋墩的設計時,必須考慮到墩頂因溫度載荷或活載產(chǎn)生過大的位移對橋身結構造成的危害。

(2)橋臺的設計

橋臺的設計往往受山區(qū)地形的限制較大,橋臺型式的選擇是否合適,直接影響到兩側山體開挖和臺前填土是否可以實施。橋臺的常用型式有重力式U型臺、倒T式橋臺、扶壁式橋臺、肋式臺及柱式輕型柱式臺等。位于傾角較大的山體斜坡上的橋臺不宜采用臺前設有填土錐坡的橋臺類型,只有在地形較為平緩的地段采用填土錐坡橋臺。根據(jù)這一原則,橋梁布孔時應盡量采用無填土高度的橋臺,適當增加橋長,避免因橋臺設置引起的大面積山體開挖和臺前錐坡的不穩(wěn)定性。因此山區(qū)橋梁橋臺設計盡量采用U型臺、倒T式橋臺、扶壁式橋臺及柱式輕型橋臺等類型,具體設計時應具體問題具體分析。

(3)基礎的設計

山區(qū)橋梁基礎類型選擇基本上同平原區(qū),其不同的是,山區(qū)橋梁由于地形條件復雜,在某些橋位處,兩側的地質巖性差異較大,從而將一側設置成擴大基礎而另一側則采用樁基礎。擴大基礎及樁基礎是山區(qū)橋梁最常用的基礎類型,其它類型的基礎采用較少。作為連接基礎的承臺,往往要考慮橋梁縱、橫斷面的地形變化情況,采用臺階式或折線式,以便與地形地貌自然地融合起來,并且還能充分保證橋梁的受力要求??傊絽^(qū)橋梁的設計,其基礎選型應充分考慮工程地質及地形的實際情況,不同的地質條件采用不同的基礎型式,不輕易簡化基礎類型,以免造成工程費用的增加或影響到結構的安全性。

三、結語

近些年來我國的橋梁設計技術不斷提高,但在山區(qū)橋梁的設計上還有一些問題需要解決。集中體現(xiàn)在我國各地的地質情況復雜多變,在進行橋梁設計時必須根據(jù)具體的情況進行設計方案的選擇,不能照搬已有的設計方案,因此這需要我國的橋梁設計工作者不斷提高山區(qū)橋梁的設計水平。本文對山區(qū)橋梁設計的原則進行了介紹,并分析了進行橋梁工程設計時應注意的一些要點,希望能為從事橋梁設計工作的人員提供一些參考,促進我國山區(qū)橋梁設計事業(yè)的發(fā)展。

參考文獻

[1]黃光來.探討山區(qū)公路橋梁的設計原則與要點[J].中華民居,2011(03)

篇7

Abstract: In this paper, combine with the present situation of city bridge health monitoring, as well as the key design element integration with existing technologies, to provide comprehensive, forward-looking design scheme of the system, in order to eliminate or reduce the current single monitoring system to repeat construction, realize the information sharing and interoperability.

Key words: city bridge; health monitoring; cluster monitoring; design

中圖分類號:[TU997] 文獻標識碼:A文章編號

隨著城市橋梁病害的增多,橋梁養(yǎng)護與維修工作日趨繁重,管理者亟需一套針對城市橋梁結構的實際安全性能,進行遠程動態(tài)監(jiān)測與實時評估的智能管理系統(tǒng),以確保城市橋梁以及整個交通運輸體系的安全運營。因此將現(xiàn)代城市橋梁管理理論與“數(shù)字城市”技術相結合從而形成城市橋梁集群化、網(wǎng)絡化的監(jiān)測管理,將是未來城市橋梁信息化管理的新模式。

1. 城市橋梁健康監(jiān)測現(xiàn)狀

我國已有約60座以上的大型橋梁安裝了橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng),其中包括了一部分城市橋梁,這些健康監(jiān)測系統(tǒng)由少則50、多則500個以上的傳感器組成,其費用約占到橋梁總造價的0.5-2.0%,但是按照功能要求和效益-成本分析兩大準則來看,系統(tǒng)還存在著以下問題。

1)監(jiān)測范圍滿足不了需求。開展監(jiān)測的范圍較小,一般只注重大江大河,而隨著城市橋梁的發(fā)展,城市干道橋梁的管養(yǎng)任務日益繁重。

2)只針對具體某一座或某幾座橋梁,還只能作為單個的“信息孤島”,并沒有從城市橋梁管理的角度集成為統(tǒng)一的平臺,信息不共享,缺乏與其它管理系統(tǒng)的有機銜接。

3)缺乏引導與規(guī)劃,系統(tǒng)功能還不夠全面,偏重監(jiān)測內容和技術輕視測試數(shù)據(jù)處理和評價的設計方案越來越不易被橋梁業(yè)主所接受,系統(tǒng)投入使用后,后續(xù)升級及再開發(fā)困難。

4)軟硬件開發(fā)平臺不統(tǒng)一,由于城市橋梁的類型眾多,監(jiān)測項目不盡相同,針對每一座具體橋梁開發(fā)出一套專用的監(jiān)測軟件,存在著開發(fā)周期長,代碼可移植性差,不能重復等缺點,造成人力資源和開發(fā)成本的增加。

5)目前的健康監(jiān)測系統(tǒng)由于監(jiān)測時間較短,尚未能充分利用監(jiān)測數(shù)據(jù)在各種時間尺度上蘊含的信息,實現(xiàn)從中挖掘數(shù)據(jù)演變規(guī)律的長效機制,也還沒有將橋梁結構的健康狀態(tài)監(jiān)測上升為對結構整個生命過程的跟蹤式監(jiān)測,從而實現(xiàn)指導養(yǎng)護管理的目的。

2 . 城市橋梁集群監(jiān)測系統(tǒng)的內容及其設計

2.1集群監(jiān)測系統(tǒng)設計的關鍵因素

城市橋梁集群監(jiān)測系統(tǒng)是一個“開放”式的系統(tǒng),它的建立和完善是一個相當龐大的工程,在系統(tǒng)設計和規(guī)劃時,應考慮以下關鍵因素:

1)資金規(guī)劃

目前我國大規(guī)模的橋梁建設其投入是巨大的,進行健康監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)有充足的資金支持,這也是目前健康監(jiān)測系統(tǒng)建立的主要資金來源,但對于大范圍的城市在役橋梁,其養(yǎng)護管理的投入嚴重不足。因此,城市橋梁集群監(jiān)測系統(tǒng)研發(fā)資金的一次性籌集存在一定的困難,在現(xiàn)階段,提倡“綜合規(guī)劃,分步實施”的集散型方式更具有現(xiàn)實意義。

2)技術規(guī)劃

在技術上,由于健康監(jiān)測所面臨問題的解決不可能一蹴而就,高新技術和自動化設備的研制和應用在我國還剛剛起步,許多關鍵性的技術還有待突破,目前的理論研究與實踐應用還存在著較大差距,需要在實踐中逐步發(fā)展完善,以達到最佳的效果。

3)橋梁壽命

對于新建橋梁,其建成初期安全狀況大多良好,此時建立健康監(jiān)測系統(tǒng)主要是為橋梁積累重要的原始數(shù)據(jù)以及監(jiān)測突發(fā)性事故(地震、撞擊等)下結構的響應,因此只需在關鍵部位布設測點即可。

4)儀器壽命

橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)自身也有使用期及壽命的問題,而且由于系統(tǒng)大多使用電子設備,在惡劣環(huán)境中損壞的可能性更大。根據(jù)橋梁的實際情況采取分階段實施的方案,不僅可以節(jié)省費用,還可以延長系統(tǒng)使用周期。

2.2 集群監(jiān)測系統(tǒng)及其功能分析

橋梁集群監(jiān)測系統(tǒng),包括安裝于橋梁上的豎桿,豎桿上安裝著攝像頭,豎桿還安裝著與攝像頭配合連接的供電裝置和無線發(fā)送裝置,攝像頭通過無線發(fā)送裝置將視頻信號傳送至與無線發(fā)送裝置相匹配連接的無線接收裝置,無線接收裝置通過有線或無線的方式與一級可視接警終端相配合連接或者無線接收裝置通過有線或無線的方式與二級可視接警終端相配合連接,安裝在一級可視接警終端上的智能聲光警示裝置與一級接警終端相配合連接,一級接警終端與二級可視接警終端通過有線或無線的方式相配合連接。本實用新型接警響應時間短,使出警及時,避免出警的目的地誤報,提高出警效率。

在國內外橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)設計準則研究的基礎上,城市橋梁集群監(jiān)測系統(tǒng)以基于GIS的城市橋梁管理系統(tǒng)為基礎,增加分布式遠程橋梁監(jiān)測系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡系統(tǒng)、系統(tǒng)集成管理平臺等三個核心部件,具體由不同的模塊組成,GIS系統(tǒng)的電子地圖技術將與橋梁屬性相關聯(lián),方便對城市全部范圍的橋梁分布狀況及屬性的把握。

2.2.1 分布式遠程橋梁監(jiān)測系統(tǒng)

主要包括傳感器模塊、數(shù)據(jù)動態(tài)采集模塊和遠程數(shù)據(jù)傳輸模塊。其中傳感器模塊由各種類型的傳感器及二次儀表等部分組成,主要監(jiān)測載荷變化、結構所處環(huán)境變化及結構實際工作狀況;數(shù)據(jù)采集模塊主要由微機控制的數(shù)據(jù)采集儀器組成,功能是收集由傳感器傳來的原始信號,并進行信號調理、根據(jù)系統(tǒng)功能要求對數(shù)據(jù)進行分解、變換等預處理,以獲取所需要的參數(shù);數(shù)據(jù)傳輸模塊主要是建立遠程傳輸?shù)耐ㄓ嶆溌?,實現(xiàn)網(wǎng)絡傳輸。分布式遠程橋梁監(jiān)測系統(tǒng)是集群監(jiān)測系統(tǒng)最前端和最基礎的系統(tǒng)。

2.2.2 數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡系統(tǒng)

主要由監(jiān)測系統(tǒng)局域網(wǎng)模塊、與其它局域網(wǎng)或主干網(wǎng)的連接模塊及遠程控制模塊組成,以實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠程通訊、傳輸及遠程控制功能,是聯(lián)系分布式遠程橋梁監(jiān)測系統(tǒng)與系統(tǒng)集群管理平臺的橋梁。

2.2.3 系統(tǒng)集群管理平臺

系統(tǒng)集群管理平臺由中心數(shù)據(jù)庫管理模塊、數(shù)據(jù)分析及處理模塊、結構狀態(tài)評估模塊、決策支持模塊以及監(jiān)測系統(tǒng)控制管理與維護模塊組成。

上述三個組成部分分別在不同的硬件和軟件環(huán)境下運行,承擔著各自不同的功能,它們之間的協(xié)同工作,將實現(xiàn)集群監(jiān)測系統(tǒng)對城市重要橋梁的在線監(jiān)測及評估的功能。

3 結論

本文為保障城市橋梁的公共安全,提出了城市橋梁集群監(jiān)測系統(tǒng)的概念,此系統(tǒng)利用現(xiàn)代信息技術構建了一個覆蓋城市重要橋梁的結構安全遠程在線監(jiān)測系統(tǒng),對保障城市交通安全暢通具有極其重要的意義和價值,并隨著研究的深入,逐步實現(xiàn)橋梁管理的信息化和科學化。

參考文獻:

[1]馮良平,李娜,張革軍,張新越.中國長大跨橋梁結構安全監(jiān)測系統(tǒng)研發(fā)現(xiàn)狀及趨勢[J].公路,2009,(5):176-181.

篇8

關鍵詞:大跨徑;預應力混凝土;技術分析

中圖分類號:TU528.571 文獻標識碼:A文章編號:

Abstract: based on the analysis of long-span prestressed concrete bridge design of technical problems, first of all, the paper introduces the long-span prestressed concrete bridge, the general situation of the design, including technical introduction and general application two aspects; Secondly, this paper introduces a five span prestressed concrete continuous box girder bridge project survey; Then, the paper analyzes the long-span prestressed concrete bridge design of the technical characteristics, main girder bridge design, with a basic design and construction process three aspects; Finally, this paper puts forward the improved bridge designs of the technical problems existing in the measures, mainly has the reasonable design, simulation and parameter prediction, temperature correction and do work stress test.

Keywords: long-span; Prestressed concrete; Technical analysis

目前,隨著經(jīng)濟、科技與交通基礎設施的快速發(fā)展,大跨徑預應力混凝土橋梁憑借其優(yōu)良的整體性能與結構已得到廣泛應用。但是由于技術、主客觀條件等因素的影響,其在設計與施工過程中存在一些難度與問題,因此,及時利用經(jīng)濟與科技等措施使得這些問題得以解決是非常有必要的。

1、大跨徑預應力混凝土橋梁設計技術

1.1、大跨徑預應力混凝土橋梁設計技術介紹

在進行大跨徑預應力混凝土橋梁設計時,要充分考慮參數(shù)的選取、施工的具體狀況與環(huán)境與橋梁整體結構等諸多因素,此外,還受到所選擇的混凝土材料的均勻性與穩(wěn)定性等質量指標的制約。因此,在施工過程中,要做到大跨徑預應力混凝土橋梁的實際施工狀態(tài)與設計的狀態(tài)完全吻合,有很大的難度。在施工的過程中,有必要加強對施工的預拱度、梁體整體內部的應力等的嚴格控制。它的顯著優(yōu)點是:結構整體的受力性能良好,使得橋體非常堅固、耐久性較好。但是它也有明顯的缺點:所用混凝土材料的離散性較大、施工中存在的不確定因素很多、缺乏相應的調控手段以及施工過程中的難度較大。

1.2、設計應用概況

大跨徑預應力混凝土橋梁主要包括大跨徑預應力混凝土連續(xù)剛構橋、T型剛構橋以及連續(xù)橋梁三種類型。在施工過程中,常運用的控制方法主要有糾偏終點控制法、現(xiàn)代控制理論所包含的自適應控制法與誤差容許值控制法三種方法。目前,我國南京二橋北汊主橋跨徑為165米,是國內跨徑最大的預應力混凝土連續(xù)箱梁橋。截至目前,我國主跨徑在200 米以上的連續(xù)箱梁鋼構橋大約有55 座,而在250米以上的大約有12 座。

2、工程簡介

本文以某座五跨徑(47m+80m+116m+80m+47m=370m)預應力混凝土連續(xù)箱梁橋為背景,該橋的橋面寬度是40m。主要的設計標準是:

橋梁設計的安全等級:一級

所建道路的等級:城市主干路

車速設計:60 公里/小時

橋面縱波度最大設計值:2%

橋梁設計荷載:公路-I級;人群荷載是3.5kn/m2

橋梁橫斷面寬度設計:全寬是40m,橋面兩邊的橫斷面寬度布置均為5m(人非混行道),中間是30m(機動車雙向八車道)

洪水頻率設計:1/300,洪水位設計為50.45m

抗震設防烈度:7 度

3、大跨徑預應力混凝土橋梁設計中的技術要點分析

3.1、主梁設計

主梁的上部結構應采用C50混凝土,單箱雙室結構,截面為箱形,主跨支點、次中支跨支點處的梁高分別是7m 和4.5m。主梁的寬度是40m,由上、下行兩幅橋,中間設有寬度是2cm的裂縫。在主梁的結構設計中,做到適當增加主梁的高度,令主跨的高跨比為1/16.6,同時使主梁變高段通過1.5 次拋物線實現(xiàn)過渡。對于主梁內力的分析,應該綜合考慮預應力、活載、溫度力及施工荷載等因素,并對施工控制方法進行合理分析,保證橋梁的主梁最大拉應力在1Mpa 的范圍內,最大主壓應力不超過15Mpa。對于預應力的布置,應該根據(jù)橋梁的實際情況,對主梁的縱、橫、豎三類預應力進行合理分配。

3.2、橋墩與基礎設計

橋墩作為支撐整個橋梁的支柱,應采用C40混凝土,呈上寬下窄并以進行曲線過渡的形狀,橋墩中心設有凹槽以用來裝飾,順橋向設計為等寬度,分為4.7m 和3.4m 兩種類型,橫橋向頂部寬為8.8m,底部寬為6m。對于全橋承臺的設計,采用統(tǒng)一的C30混凝土,而樁基礎采用C25混凝土,且為嵌巖樁。結合建設實際,合理設計橋梁基礎,例如,主橋墩(8、9號)的承臺高度是5m,每個承臺下面有9根徑為2m、長28m 的鉆孔灌注樁,全橋共有36 根??梢?,在橋墩設計中要考慮

空心橋墩的受力性能,盡力使其性能好并且節(jié)省材料,在承臺及基礎的設計中要考慮河水沖刷和基礎施工措施對其產(chǎn)生的影響。

3.3主梁施工

在主梁的施工過程中,要根據(jù)橋體結構的具體部分采用不同的施工方法。墩頂現(xiàn)澆段要利用墩旁托架進行混凝土澆注的施工方法,待施工和臨時錨固完成后,再通過安裝掛藍的方法進行懸臂施工,施工過程中要注意合理澆注工程中的每個階段,然后依次張拉橫向、縱向、豎向預應力。次中跨合攏段應采用支架現(xiàn)澆施工的方法,但是邊跨現(xiàn)澆段的模板與之間的連接結構應在次中跨合攏后可以縱向活動。待合攏段的混凝土達到設計要求的強度后,再張拉合攏預應力的鋼束,然后再將臨時錨固設施拆除掉以實現(xiàn)體系的轉換。中跨合攏段應采用掛藍施工方法,之后再采取一系列的措施與測試??梢?,首先要做到設計方案的合理性與可行性,然后在施工過程中,要做到具體的施工工程與設計的一致。

4、改進措施

4.1設計合理

這是解決大跨徑預應力混凝土橋梁設計中存在問題的最有效、最直接的措施。設計方案關系到大跨徑預應力混凝土橋梁施工的具體步驟的正確與否,因此,做到設計合理至關重要。例如,采用先進的設計手段與設備和設計理念、橋梁跨徑總體布置的合理、縱向及豎向預應力束的設計要合理。此外,還應對預應力束與度進行合理計算與確定,一般來說,對結構的預應力度的控制不應小于0.7,如果超過這一點,就會容易引起構件的變形與橋體產(chǎn)生裂縫,這是導致箱梁產(chǎn)生

裂縫的最重要的因素。

4.2、模擬計算與參數(shù)預測

在施工過程中,模擬計算是進行施工控制的基礎,主要有倒裝分析法、正裝分析法與無應力狀態(tài)法。一般來說,對大跨徑預應力混凝土橋梁,必須先進行正裝計算,而且其結果??梢宰鳛閼z測的依據(jù),而倒裝可以為預拱度提供計算依據(jù)。對施工過程中的參數(shù)進行充分的識別與預測是保證設計合理的重要環(huán)節(jié)。由于施工受到的隨機因素較多,無法進行實時測量,因此要利用先進技術與設備進行合理預測。目前,基于神經(jīng)網(wǎng)絡算法的參數(shù)識別與誤差預測已得到廣泛應用。

4.3、溫度修正

溫度是導致在大跨徑預應力混凝土橋梁施工中存在誤差的不可忽略的因素,它影響著橋體結構的應力與標高、混凝土等材料的穩(wěn)定性與應用性等性能。常用的消除溫度影響的方法有在溫度影響較低的時間段進行關鍵施工步驟的運作,或者是通過利用相對標高的辦法消除溫度產(chǎn)生的影響?,F(xiàn)在,基于溫度場與將溫度作為一種導致誤差產(chǎn)生的因素來考慮等方法也被應用于施工過程中,而且具有精細化研究的優(yōu)點。

4.4、做好應力測試工作

應力測試是大跨徑預應力混凝土橋梁設計與施工過程中的重要內容,對于保證施工的順利進行與安全具有重要作用。但是受到技術、設備等因素的制約,應力測試的結果往往不夠精確,因此,在施工過程中,收集全面而充分的資料、注意工程內外界因素的變化并及時做好測試記錄、及時檢查出現(xiàn)異常的監(jiān)測點,既能保證橋梁的在建狀態(tài)與設計方案相吻合,也能夠保證施工的順利進行。此外,還要通過多設元件的方法對結構的特性與應力進行精確測試,以保證所測數(shù)

據(jù)的全面及時。

5、結語

綜上所述,由于一些主客觀原因,大跨徑預應力混凝土橋梁在設計與施工過程中存在一些問題。通過采取先進的技術、設備與現(xiàn)代的設計理念等措施可以有效防止問題的發(fā)生,并保證橋梁施工的順利進行。

參考文獻:

[1]于曉飛,預應力混凝土連續(xù)粱式橋設計及施工技術要點淺析[J],北方交通,2010,4:85―88

[2]杜波,馬穎,黨勝玻,大跨預應力混凝土梁橋下?lián)系某梢蚣按?/p>

施[J],山西建筑,2010,2:316―317

篇9

關鍵詞:公路橋梁設計;伸縮縫;橋梁設計安全性;主梁

Abstract: The design and construction of highway bridge is comparatively obvious differences in different terrain conditions, whether it should take into account the bridge structure has adequate security, whether the vehicle safety and comfort can be ensured, whether in the economy can achieve the expected benefits, whether the convenience of construction. Should focus on the various factors together, so as to avoid the trouble of construction and traffic due to the design of ill-considered discomfort to a certain extent.

Key words: highway bridge design; bridge expansion joints; safety design; girder

中圖分類號:TU2 文獻標識碼: 文章編號:

前言

目前,國內的公路建設規(guī)模不斷擴大,公路橋梁的建設規(guī)模也隨之不斷擴大。截至2010年底,全國公路總里程400.82萬公里,高速公路達7.41萬公里,居世界第二位;公路橋梁總計62萬座,總長2.73萬公里,其大橋2051座,大橋39381座,已成為僅次于美國的第二橋梁大國。公路橋梁建設是公路建設工程的重要組成部分。公路橋梁的質量制約了公路建設的質量。高質量的公路橋梁應當具有高的承載力、適宜的橋面寬度、高結構強度、高穩(wěn)定性和耐久性等等。在公路橋梁設計時,應當充分考慮到這些因素,通過可靠的結構計算分析和合理的構造處理措施來保證橋梁結構的安全性、經(jīng)濟性要求。并且加強從橋梁設計理念、結構體系和結構構造的角度做好耐久性的設計。

1、公路橋梁上部設計應注意的方面

主梁、伸縮縫、搭板等這些部分的合理構造是在公路橋梁的上部設計中應該引起足夠的重視。從施工的難易程度,主梁的設計一般會發(fā)生的情況有:通??梢圆捎闷胀ǖ匿摻罨炷两Y構進行單孔跨徑不大于 10m 的主梁橋梁的設計,對于不在這個范圍的其余跨徑的橋梁,預應力混凝土結構是一個較好的選擇。對于橋長在 100m 以內的或者是不大于 20m跨徑的橋梁都比較適合采用簡支空心板這一結構,對于不在這個范圍內的橋梁則可以選擇其他類型的連續(xù)結構。但是,如果是那些很難進行支架現(xiàn)澆施工的跨河橋梁,應該盡量選擇簡支后連續(xù)結構。對于那些受地形影響比較大的山區(qū)內的中等跨徑大橋,要進行現(xiàn)澆施工是非常有難度的,所以則應該采取預制的結構。

有時候在實際工程中即使出現(xiàn)了平曲線,它的平直度也是很小小的,所以在進行預制結構的設計時,要將平曲線對橋梁的影響予以考慮,跨度的布置和設計和平原地區(qū)相比也是有所不同的。從行車平穩(wěn)舒適這一角度來進行考慮,則應該在橋上盡量減少設伸縮縫的施工,因為伸縮縫在一定程度上會影響行車的平穩(wěn)性。對于單孔橋梁并且跨徑不大于 16m 的而言,只需要設置 1 道伸縮縫就足夠了,然后在橋梁的另一端采用橋面連續(xù)來進行施工。對于跨徑不在該范圍的單孔橋梁,則應該在橋墩處進行伸縮縫的設置,在兩側的橋臺處采用橋面連續(xù)的方式進行連接。橋梁的伸縮縫按照這種原則來進行設計則可以達到盡量的使行車舒適的目的,從而使得安全事故發(fā)生的可能性得到有效的減少。

2、公路橋梁下部設計基本準則

在橋梁的下部設計中應該將重點放在橋墩以及橋臺等部分的設計。對于一些普通結構的橋梁而言,橋墩的設計一般比較適合采用框架式體系,這種體系主要是將柱式墩身上置蓋梁。雙柱式橋墩適合在橋梁斜交角度小于 30°時采用,其余的角度范圍則比較適合 3 柱式橋墩。橋墩蓋梁的這一設置不太適合用于一些有特殊設計要求的橋梁,所以應該盡量取消這種結構設計,要明確一點的就是,又簡潔又美觀是橋墩設計應該遵循的一般原則。在不同的地形,墩臺的基礎也是應該不同的,要視地質情況來進行設計,橫向坡度比較大的山嶺重丘區(qū),為了避免大面積的開挖應該采用樁柱式。對于橋梁下部橋臺的設計,應該重點考慮橋臺后填土高度會給施工帶來的影響,所以要對填土的高度進行一個良好的控制。填土的高度在軟土路段臺后應該控制在 6m 以下,對于一般路段,高度數(shù)值則可以適當?shù)脑龃笠恍?,適宜控制在 10m 以下。重力式是臺身在橋臺采用擴大基礎時一般會采用的。合理的受力以及造價的控制都是在進行橋梁設計時所應該遵循的原則,所以為了更好的實現(xiàn)這一要求,臺身前墻在臺高 8m 以上時應該設置 10:1 的前傾斜坡,階梯式則比較適合應用在橫向地面變化大的重力式橋臺的設計中。

3、公路橋梁設計中安全性的要求

橋梁設計的最基本的要求是安全性。安全性關系到橋梁使用者的生命和財產(chǎn)安全。橋梁的安全性體現(xiàn)在橋梁的承載能力是否達到設計的標準,結構是否牢固。倘若安全性不高,承載能力低,可能會因為橋梁在受到高負荷時候產(chǎn)生安全問題;結構設計不合理,結構不牢固,則容易出現(xiàn)傾斜甚至倒塌的情況。此外橋梁設計時應當考慮到橋梁的耐久性,使建造出來的橋梁具有抵御自然或者人為造成的侵蝕。橋梁在建成后會受到各種條件的侵蝕,比如風化、酸雨、使用磨損等等。公路橋梁設計的安全性是工程的重中之重。

4、影響現(xiàn)行公路橋梁設計的一些因素

4.1公路橋梁中設計人員因素

公路橋梁設計是指導公路橋梁工程建設的綱領,如何設計出高質量的公路橋梁直接決定了工程是否達標。在公路橋梁設計時的首要任務是選擇經(jīng)濟合理的結構方案,然而公路橋梁設計人員過分的注重經(jīng)濟因素,往往會導致橋梁設計的結果缺陷,從而引發(fā)一系列的安全性問題。其次,公路橋梁設計人員的業(yè)務素質水平也是影響公路橋梁設計好壞的決定因素。設計人員的設計思路和結構構造理論不成熟,有些設計人員認為只要結構強度達標就可以保證整個橋梁工程的質量,從而忽視整個橋梁結構體系的合理性。甚至在設計各個結構時沒有采用規(guī)定的安全系數(shù)或可靠性指標。此外,設計人員還容易忽視公路橋梁所在的地理位置,忽視公路橋梁所處的環(huán)境對橋梁的長期影響,橋梁的質量因為當?shù)氐淖匀粭l件而受到影響。最后,各種新材料,新的科學技術應用到工程建設技術中也使橋梁建設的設計技術不斷創(chuàng)新,這對設計人員的理念創(chuàng)新和經(jīng)驗要求提出了新的挑戰(zhàn)。

4.2橋梁設計中的傾向問題

現(xiàn)行的公路橋梁設計時,重點都放在橋梁建設時的結構強度、承載能力等安全性問題,而忽略公路橋梁的耐久性問題。目前,國內的很多工程建設都在求速度,為了盡快完成工程,只要設計出的工程在短時間內不出問題就可以順利向使用者交付,在橋梁設計時也出現(xiàn)類似的問題。在設計時沒有從結構和材料等角度對橋梁的耐久性進行設計。在公路橋梁設計時沒有明確標明橋梁的設計使用年限,或者盡管標明設計使用年限但是建成的橋梁因為設計問題或者因為忽視橋梁的耐久性設計而導致橋梁的實際使用壽命遠遠低于設計使用壽命。缺少耐久性設計的橋梁往往導致建成的橋梁工程頻頻發(fā)生事故,較差的結構使用性和較短的使用壽命。

4.3設計時應充分考慮到橋梁的超載問題

超載對公路橋梁的影響有兩種:首先,一段時間內橋梁通行的車流量超過了原先的設計水平,這是設計荷載的變化和交通量的增加。其次是車輛違規(guī)超載,這是車輛使用者違法超載營運。橋梁的超載可能使橋梁的結構材料的功能特性發(fā)生變化,時間長久就會引發(fā)一系列的安全問題。由于超載造成的橋梁內部的結構損傷后不能恢復,將使得橋梁在正常荷載下的工作狀態(tài)發(fā)生變化,從而可能危害橋梁的安全性和耐久性。由于過分的追求經(jīng)濟效益,超載不可避免的現(xiàn)象,而且這種狀況屢禁不止,并且這種狀況還要在很長時間內一直存在,設計者也要充分考慮的這個現(xiàn)實情況,盡管在設計時應當按照核定的負載量來設計,但由于超載現(xiàn)象的存在,使得橋梁的使用壽命因為承受過多的負荷而大大降低。所以設計時不考慮這個因素也會對整個工程質量的評定造成不良后果。

5、結束語

安全性和耐久性是公路橋梁設計的重中之重,關系到整個公路橋梁質量是否合格。在公路橋梁設計時應充分考慮到公路橋梁工程需求合理經(jīng)濟的選擇設計方案,保證安全性的同時力求實現(xiàn)工程的最大收益。橋梁設計是一個復雜的、系統(tǒng)的工程,在橋梁設計過程中仍然有許多重大的理論問題需要解決,需要設計人員具有豐富的理論知識,并且盡量避免主觀經(jīng)驗因素對設計的影響。

參考文獻

[1]施萬滿. 對現(xiàn)行公路橋梁設計的思考

2]萬敏.我國橋梁設計的現(xiàn)狀和發(fā)展

篇10

關鍵詞:高架橋現(xiàn)澆連續(xù)箱梁模板支架混凝土澆筑

一、 工程概況

某高速公路高架立交橋分別為:主線58.04m+91.292m+58.04m 三跨,C 匝道45.854m+76.790m+46.057m 三跨, D 匝道45.751m+74.242m+45.751m 三跨;主線橫橋向為雙向四車道分離式斷面(中間設3m 中央分隔帶),匝道均采用單向雙車道斷面。C 匝道橋墩高20m,且曲線半徑僅350m,超高達6%。箱梁梁高較高,其中主線梁高為2.5m~5.0m,匝道梁高2.3m~4.5m; 大跨徑連續(xù)箱梁采用48mm ×3.5mmWDJ 扣件式多功能鋼管滿堂支架全斷面現(xiàn)澆的方法施工。

二、 高架橋現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工技術工藝

2.1 地基處理

由于匝道支架范圍內地基濕軟,允許承載力較小,且承臺前后有一定長度的回填土,為了保證在箱梁施工過程中及養(yǎng)生時支架不發(fā)生下沉,要求承臺基坑加填土分層填筑,逐層夯實,分層厚度不大于30cm。地基處理前,需將原地面處理到墊塊頂標高以下90cm 處,原地基整平后,進行碾壓,壓實度要達到90% 以上,然后在原地面上填筑30cm 厚的礦渣,用振動壓路機進行碾壓。

2.2 模板支架搭設

本支架采用扣件式滿堂支架。其結構形式為:縱橫向立桿間距均為90cm,支架搭設前,首先將起終點軸線放出,在曲線半徑較小的跨,將支架由跨中分為兩段,支架軸線與該段箱梁結構中心線起、終點重合。然后將該段起終點掛線連接起來,每隔90cm 在垂直于該軸線的左、右兩個方向上按支架位置布置混凝土墊塊,掛線抄平控制第一根立桿底標高。

2.2.1 施工模板支架方案設計驗算

1)支架架設、立模設計。首先進行測量放線 ,然后在搭設支架的帶狀位置用干硬性水泥砂漿精平地面,再鋪上厚5cm×寬25cm 的木板,最后在木板上搭設支架。支架以兩橋墩 中心連線為軸線,并垂直于中心點法線往兩翼及跨兩端對稱搭設。依照現(xiàn)有圖紙將其劃分為0 號~1 號斷面,2 號~3 號斷面,4號~5 號斷面,6 號~6 號斷面等四段分別進行計算,各段設計荷載的限值取該段最大凈截面積的荷載。經(jīng)過計算比較選出最佳組合,豎桿縱橫向間距依次分別為:60cm×60cm,90cm ×60cm,60cm ×60cm,60cm×30cm,支架步距視架子實際高度采用120cm 或60cm,利用可調下托調整支架橫桿使之保持整體水平,確保可調U 型頂托螺旋調節(jié)幅度不超過25cm。

2)支架、模板內力驗算方法。以2 號~3號斷面為例: 支架豎桿縱橫向間距為3.3.2.2 支架觀測在支架預壓前,測出各點的初始標高。支架縱、橫向要各設一軸線,在堆載前、中、后進行支架縱、橫向位移觀測,并作詳細的記錄。沉降量由專人負責觀測并整理數(shù)據(jù),測量組配合,支架偏移觀測由測量負責人負責并整理數(shù)據(jù)。

2.2.2. 數(shù)據(jù)分析

堆載后支架預壓期為30d。卸載前,將所設觀測點標高進行測量并做對比,卸載后,再次測量觀測點標高,進行數(shù)據(jù)分析,確定施工前預提標高設置值。因支架變形和梁的撓度中跨中值最大,故梁的預拱度最高值設在跨中,其他各點預拱度以梁端為零,按二次拋物線計算可得。

預拱度曲線方程為:y=4f拱x(L-x)/L2。

式中:跨度為L,預應力箱梁跨中矢高為f拱。

2.2.3 卸載

預壓到期后,進行卸載。卸載時,由高到低,由內向外逐層進行,卸完土袋后,開始鋪設底板膠合板。

2.2.4 膠合板鋪設

鋪設前,將腹板混凝土外邊線放出并做好標志。底板膠合板橫向布置4 塊,并保證邊緣處每塊膠合板最少伸出腹板外2cm。鋪設時,接縫處要保證平整、嚴密,并將每塊板邊緣處全部用小釘釘在下層板條上。膠合板鋪設完成后,根據(jù)預壓結果,檢查底板高程,并通過調整上托來調整底板標高。

2.2.5 側模安裝

側模安裝前,要對腹板混凝土精確放線,縱向1m 一個控制點,根據(jù)控制點將腹板混凝土邊線用鉛筆畫出。在膠合板邊貼1cm厚海綿條后進行側模安裝。側模安裝采用現(xiàn)場拼裝的方法,先將翼板下頂板按設計標高+8mm 掛線調好,然后在其上順橋向鋪設10×10 方木,橫橋向每隔60cm 鋪設一道橫向方木,橫向方木鋪好后,開始加要立柱,立柱下要支撐在縱向10×10 方木上,立柱施工時要注意留出膠合板層和5×10 板條間隙,在將立柱固定后,順橋向釘設5×10 板條,間距35cm,然后鋪設膠合板。模型固定完畢后,將側模每90cm 一道,橫向二道用3m 鋼管支撐在立桿上,并固定底板處穿心絲,穿心絲要全部上雙帽,支撐要牢固。完畢后,將翼板下三道立桿每2.7m 一道橫向打斜撐加固,防止支架變形造成腹板混凝土跑模。底板空心絲用Φ16 螺紋鋼筋兩頭焊φ1 4 圓鋼套絲使用。

2. 3鋼筋綁扎施工

2.3.1 鋼筋加工、入模

在綁扎鋼筋前,注意綁扎底板和腹板A類、B 類鋼筋網(wǎng)片。橫梁骨架安裝前,先將梁底支座鋼板預埋好。然后安裝橫梁鋼筋骨架,并加墊塊進行墊塊,橫梁鋼筋安裝前要將橫梁位置腹板上精確標出。橫梁兩端1m范圍內先將箍筋套在鋼筋骨架上,但不要綁扎定位,骨架Ⅰ和骨架Ⅱ穿過橫梁后,焊接腹板骨架筋和部分受剪鋼筋。

2.3.2 內模安裝

在腹板鋼筋綁扎完成并經(jīng)監(jiān)理檢驗合格后進行內模吊裝。內模采用加工場加工、吊車吊裝進行施工。吊裝內模時,每個箱室由兩邊向中間吊裝,每個箱室由一節(jié)變截面內模、兩節(jié)2.44m 內模和一節(jié)1.77m 內模組成。

2.3.3 頂板鋼筋綁扎

頂板鋼筋綁扎前,放出頂板邊線,并根據(jù)圖紙預埋防撞墻鋼筋;鋼筋綁扎過程中,要及時復核鋼筋頂面高程;鋼筋綁扎完成后,開始支設翼板邊混凝土模型,并在距混凝土邊10cm 處釘設直徑3cm 的半圓PVC管作為滴水槽模型。

2.4混凝土澆筑施工

2.4.1 橫梁、底板、腹板混凝土澆筑混凝土澆筑順序為:1)橫梁、腹板;2)底板;3)腹板補料、頂板。每跨為一個澆筑段。箱梁混凝土采用罐車運輸,泵車泵送。

2.4.2 頂板混凝土澆筑

第一跨底板混凝土澆筑完成后,返回補充第一跨腹板混凝土,澆筑頂板混凝土前,標出頂板混凝土澆筑標高?;炷潦彰嬉獟炀€,頂板收面分三步進行:頂板混凝土放料后,第一步,根據(jù)設計標高人工用鐵鍬將混凝土大面整平;第二步,用鋁合金尺根據(jù)標高橫向收面,人工配合補料,以控制混凝土面標高及平整度;第三步,人工用木抹子收面,在混凝土初凝前,用木抹子進行二次壓面,以消除混彈凝土面產(chǎn)生的細微裂紋。

2.4.3 養(yǎng)護

混凝土初凝后,要對頂板混凝土進行覆蓋,頂板混凝土初凝后,先用塑料膜覆蓋,然后用麻袋片覆蓋,灑水后再覆蓋一層土工布,并灑水養(yǎng)護,每天3 次~4 次,嚴禁混凝土面及養(yǎng)護材料出現(xiàn)干燥現(xiàn)象,養(yǎng)護期不小于7d。

2.5 模板、支架拆除

當混凝土強度達到75%時,可進行內模拆除,內模拆除要徹底,并將箱室內清理干凈?;炷翉姸冗_到100%時,方可拆除底板模型及支架,拆除時要從跨中向橫梁處進行。