橋梁設(shè)計(jì)論文范文

時(shí)間:2023-03-30 03:57:27

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橋梁設(shè)計(jì)論文

篇1

1三維數(shù)字化設(shè)計(jì)發(fā)展與現(xiàn)狀

1.1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)發(fā)展從1963年美國MIT機(jī)械工程Coons,首次提出了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)(CAD)概念開始,軍工、航空航天以及精密制造業(yè)等領(lǐng)域就開始了CAD的研究與開發(fā)。到20世紀(jì)80年代,CAD技術(shù)開始走向成熟,并廣泛應(yīng)用于商業(yè)領(lǐng)域,開始出現(xiàn)在PC終端系統(tǒng)中。1989年,PTC公司推出Pro/Engineer產(chǎn)品,用參數(shù)化的特征設(shè)計(jì)為CAD三維設(shè)計(jì)建立了新的標(biāo)準(zhǔn)。此后,隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,三維CAD設(shè)計(jì)開始普遍應(yīng)用于航空航天、船舶、汽車及精密儀器制造業(yè)等領(lǐng)域[1-3]。

1.2三維設(shè)計(jì)應(yīng)用在國內(nèi)外的基礎(chǔ)建設(shè)領(lǐng)域,三維設(shè)計(jì)技術(shù)也正在蓬勃發(fā)展,其中在水利水電、公用與民用建筑等行業(yè)已經(jīng)取得較為廣泛的應(yīng)用,初步實(shí)現(xiàn)了二維設(shè)計(jì)向三維協(xié)同設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)換。如圖1所示。圖1水電廠房剖切視圖對于公路工程,特別是橋梁設(shè)計(jì)領(lǐng)域,CAD設(shè)計(jì)系統(tǒng)的發(fā)展相對較為緩慢,大多還處于二維階段,或者應(yīng)用其他主流的三維CAD平臺(tái)對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維展示,中國交通部公路科學(xué)研究所研發(fā)的橋梁三維造型系統(tǒng)Bridge3D,嘗試了采用參數(shù)化技術(shù)進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)外觀造型設(shè)計(jì)。但是,相對于制造行業(yè)的參數(shù)化、變量化的三維CAD設(shè)計(jì)系統(tǒng)差距還很大[4-5]。

2基于BIM技術(shù)的工程設(shè)計(jì)概念

2.1BIM技術(shù)定義建筑信息模型(BuildingInformationModeling,簡稱BIM)技術(shù)和理念由AutoDesk公司于2002年率先提出,它是通過數(shù)字化技術(shù),在計(jì)算機(jī)中建立一座虛擬的建筑,一個(gè)建筑信息模型就是提供了一個(gè)單一、完整、邏輯的建筑信息模型[6-7]。BIM是貫穿在工程整個(gè)生命周期中,使設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、建造信息及維護(hù)信息等大量信息保存在BIM中,在建筑整個(gè)生命周期中得以重復(fù)、便捷地使用,如圖2所示。

2.2BIM技術(shù)在橋梁工程中的延展BIM的發(fā)展是始于建筑行業(yè),但其內(nèi)涵及外延早已超出了模型的范疇,也延伸出了建筑行業(yè),甚至覆蓋了整個(gè)工程建設(shè)行業(yè)。對于橋梁工程而言,可以參考美國國家BIM標(biāo)準(zhǔn),對橋梁信息模型(BIM)闡釋如下:(1)一個(gè)橋梁工程物理和功能特性的數(shù)字化表達(dá)。(2)一個(gè)共享有關(guān)橋梁建設(shè)項(xiàng)目所有信息的資源數(shù)據(jù)庫。(3)一個(gè)分享有關(guān)橋梁工程的信息,為該工程從概念開始的全生命周期的所有決策提供可靠依據(jù)的過程。(4)在項(xiàng)目不同階段、不同利益相關(guān)方,通過在BIM中寫入、提取、更新和修改信息,以支持和反映各自職責(zé)的協(xié)同作業(yè),如圖3所示。圖3BIM技術(shù)支撐的工程范疇

3三維數(shù)字化設(shè)計(jì)與二維設(shè)計(jì)對比

對于橋梁設(shè)計(jì)而言,采用BIM的理念與傳統(tǒng)CAD相比,改變的是整個(gè)設(shè)計(jì)流程與設(shè)計(jì)方法。(1)從線條繪圖轉(zhuǎn)向構(gòu)件布置。(2)從單純幾何表現(xiàn)轉(zhuǎn)向全信息模型集成。(3)從各工種單獨(dú)完成項(xiàng)目轉(zhuǎn)向各工種協(xié)同完成項(xiàng)目。(4)從離散的分步設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向基于同一模型的全過程整體設(shè)計(jì)。(5)從單一設(shè)計(jì)交付轉(zhuǎn)向工程全生命周期支持。對于橋梁設(shè)計(jì)行業(yè),采用BIM技術(shù)不僅僅意味著效率與質(zhì)量的提升,更重要的是設(shè)計(jì)方掌握了工程項(xiàng)目最核心的信息模型資源,不僅向業(yè)主方提供工程設(shè)計(jì)服務(wù),而是向全壽命周期內(nèi)各個(gè)工程參與方提供高附加值的服務(wù)與咨詢,使工程項(xiàng)目的潛在價(jià)值向設(shè)計(jì)階段前移[6]。

4基于BIM技術(shù)的橋梁三維設(shè)計(jì)技術(shù)

4.1信息需求的系統(tǒng)分析了解橋梁工程對三維設(shè)計(jì)技術(shù)的需求是建立三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)的基礎(chǔ),雖然其他行業(yè)的三維設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)較為成熟,也有了成功的工程案例,但是橋梁工程建設(shè)對三維工程信息的要求有自身的特點(diǎn),并不能將其他行業(yè)的工程需求照搬過來。因此,需要重新根據(jù)橋梁設(shè)計(jì)、施工與管理的特點(diǎn)分析其對工程信息的實(shí)際需求。只有得到各個(gè)工程參與方對三維信息的需求,才能使三維信息模型發(fā)揮其在工程建設(shè)中的核心數(shù)據(jù)平臺(tái)的作用。

4.2信息模型的參數(shù)化建立方法三維設(shè)計(jì)技術(shù)的核心是信息化的三維模型,通過前期分析得到各方的信息需求后,如何建立賦含上述信息的三維模型就成為關(guān)鍵。抽象化、變量化、參數(shù)化的設(shè)計(jì)技術(shù)是一種高效、直接和便于修改的信息化模型建立方法,該方法的核心思想是把工程項(xiàng)目中具有特征變化的圖元要素的特征值抽象為某個(gè)函數(shù)的變量,通過修改變量值,或者改變函數(shù)實(shí)現(xiàn)算法,就能夠獲得賦含各種信息的模型。主要工作在于尋找各類要素的特征變量及其與整個(gè)模型的邏輯函數(shù)關(guān)系[8-10],橋梁三維模型如圖4所示。

4.3CAD-CAE信息共享技術(shù)橋梁設(shè)計(jì)的重要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)計(jì)算分析在設(shè)計(jì)中占有極其重要的位置,計(jì)算分析結(jié)果決定了主要構(gòu)件尺寸與構(gòu)造形式,橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算工作量在整個(gè)設(shè)計(jì)流程中占據(jù)較大的比例,對于復(fù)雜橋梁甚至是控制性的節(jié)點(diǎn)工作。因此,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)平臺(tái)與計(jì)算平臺(tái)的信息共享乃至無縫結(jié)合,對提高設(shè)計(jì)效率有著積極的作用。

4.4數(shù)字化工程的交付方式與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化虛擬工程移交是三維設(shè)計(jì)發(fā)展的必然結(jié)果,因?yàn)閭鹘y(tǒng)的二維圖紙載體已經(jīng)被全信息模型所取代?;贐IM技術(shù)的橋梁工程設(shè)計(jì)產(chǎn)品是一個(gè)包含了各階段、各參與方所需信息的核心數(shù)據(jù)模型,這就需要針對不同信息接收方制定不同的產(chǎn)品交付方式與標(biāo)準(zhǔn),交付方式與標(biāo)準(zhǔn)的確立,標(biāo)志著三維設(shè)計(jì)階段轉(zhuǎn)向了三維信息化的施工與運(yùn)營管理階段。

4.5一體化協(xié)同設(shè)計(jì)與管理技術(shù)從單點(diǎn)、離散式的分布設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向基于同一模型的一體化協(xié)同設(shè)計(jì)是BIM技術(shù)的重要標(biāo)志,對于項(xiàng)目管理的效率與質(zhì)量有著質(zhì)的提升。同時(shí),協(xié)同設(shè)計(jì)不僅僅指設(shè)計(jì)方內(nèi)部的流程與設(shè)計(jì)過程管理,還包括設(shè)計(jì)產(chǎn)品交付、進(jìn)入施工與運(yùn)營階段后的協(xié)同信息交流與管理,甚至可以延展到工程全壽命周期內(nèi)的各個(gè)參與方的協(xié)同工作。只有掌握了一體化協(xié)同設(shè)計(jì)與管理技術(shù),才能發(fā)揮三維數(shù)字化設(shè)計(jì)對工程全壽命周期的技術(shù)支撐作用[7]。

5三維數(shù)字化設(shè)計(jì)發(fā)展存在的問題

(1)全行業(yè)對三維數(shù)字化設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)有待統(tǒng)一。目前整個(gè)交通建設(shè)行業(yè)的三維設(shè)計(jì)剛剛起步,政府主管部門、工程業(yè)主單位、設(shè)計(jì)單位與施工單位等各方對三維設(shè)計(jì)的理解與需求是不同的,而以上各方都應(yīng)該是三維設(shè)計(jì)的參與方,也是受益方。因此,在交通行業(yè)發(fā)展三維數(shù)字化設(shè)計(jì)需要全行業(yè)對其有一個(gè)統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。(2)從設(shè)計(jì)單位看,意味著設(shè)計(jì)習(xí)慣、工程流程與管理體系的再造。二維設(shè)計(jì)向三維設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)變,必然是一個(gè)緩慢的過程,大干、快上不符合技術(shù)發(fā)展規(guī)律。在三維設(shè)計(jì)起步階段,由于設(shè)計(jì)人員的技術(shù)不熟練,設(shè)計(jì)系統(tǒng)不夠完善,管理體系還不健全,可能會(huì)導(dǎo)致工作效率降低。因此,需要在工作中尋找發(fā)展與穩(wěn)定生產(chǎn)的平衡點(diǎn),這是一個(gè)不斷摸索、發(fā)展與調(diào)整的實(shí)踐工作。(3)從整個(gè)交通建設(shè)流程看,各個(gè)環(huán)節(jié)的發(fā)展節(jié)奏不一致。目前交通行業(yè)三維數(shù)字化的工作與重點(diǎn)集中在設(shè)計(jì)階段,大部分的實(shí)踐工作由設(shè)計(jì)院承擔(dān)。但是,設(shè)計(jì)階段只是工程建設(shè)的中間環(huán)節(jié)之一,其設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的獲得要依靠前期的規(guī)劃與勘測方,后期產(chǎn)品要交付于審查與施工方,如果各個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)展脫節(jié),就難以發(fā)揮三維數(shù)字化的優(yōu)勢。所以,三維數(shù)字化技術(shù)的變革比當(dāng)年“甩圖板”工程涉及的范圍更廣,難度也更大。

6結(jié)束語

篇2

1隔震設(shè)計(jì)簡介

1.1隔震設(shè)計(jì)的概念和原理

橋梁隔震設(shè)計(jì)就是利用隔震器,使橋梁獲得一定的水平支承,使得橋梁在水平方向上的固有周期變長,并且利用阻尼器增強(qiáng)隔震體系的阻尼效應(yīng),最終降低地震損害的一類橋梁工程的減震設(shè)計(jì),旨在保護(hù)橋梁工程所有結(jié)構(gòu)的整體效果。且隔震設(shè)計(jì)屬于橋梁工程抗震設(shè)計(jì)中比較新穎的減震方式,把隔震設(shè)計(jì)使用于橋梁設(shè)計(jì)中能夠有效降低地震造成的損害,然而并不能完全阻止地震災(zāi)害。過去,通過提升橋梁工程的強(qiáng)度抗以及變形能力來提升橋梁的抗震能力,和以往不一樣,隔震設(shè)計(jì)的特點(diǎn)就是加裝了一個(gè)隔震裝置,達(dá)到降低橋梁結(jié)構(gòu)與水平地面關(guān)聯(lián)性的目的,當(dāng)有地震發(fā)生時(shí),橋梁結(jié)構(gòu)的反應(yīng)加速度明顯比地面的加速度高,所以橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)件很難被破壞。另外,還在橋梁設(shè)計(jì)中使用了阻尼設(shè)計(jì),這樣能夠消耗地震產(chǎn)生的能量,最終作用在橋梁構(gòu)件上的力減小了。

1.2隔震設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

在設(shè)計(jì)橋梁抗震的過程中,要求在符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的條件下,通過隔震裝置,使橋梁結(jié)構(gòu)周期得到延長,且消耗地震產(chǎn)生的能量,使橋梁結(jié)構(gòu)的響應(yīng)減小。隔震設(shè)計(jì)通常具有以下特點(diǎn):有足夠的豎向剛度以及強(qiáng)度來支撐橋梁上部結(jié)構(gòu)的所有重量;提高地震時(shí)橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性;引入隔震設(shè)計(jì),能夠分散減小后的地震力于橋梁下部結(jié)構(gòu)支座間的大小分布,旨在保護(hù)橋梁的基礎(chǔ)和橋墩。出現(xiàn)強(qiáng)烈地震時(shí),能在一點(diǎn)程度上延長橋梁結(jié)構(gòu)的自振周期,降低地震輸入能量的能力;比較于以往的非隔震橋梁,有強(qiáng)地震發(fā)生后,更加容易對隔震裝置進(jìn)行更換,同時(shí)減少維修的費(fèi)用及時(shí)間。以往在橋梁抗震加固工作上會(huì)花更多的時(shí)間和費(fèi)用。在橋梁的結(jié)構(gòu)橫向地震反應(yīng)中引入隔震技術(shù),能夠調(diào)節(jié)其橫向剛度,所以能夠改善結(jié)構(gòu)的平衡作用,有效減少地震力。進(jìn)行水準(zhǔn)地震的設(shè)計(jì)時(shí),橋梁上部結(jié)構(gòu)的隔震能夠消除或者解決橋梁下部結(jié)構(gòu)彈性超過的問題,在不容易修復(fù)的位置,比如一些埋置的橋墩以及橋墩的基礎(chǔ),可減少這些不明顯部位的非彈性變形問題的發(fā)生。在結(jié)構(gòu)橫向地震反應(yīng)中引入隔震技術(shù),能夠調(diào)整一定的橫向剛度,所以能夠改善結(jié)構(gòu)的平衡,有效較少地震力。引入隔震體系后,在一樣造價(jià)條件下能夠得到比以往抗震設(shè)計(jì)更好的抗震性能,比如降低墩柱延性需求,保護(hù)墩柱等。在功能得到正常使用情況下,使用的隔震支座因?yàn)闇囟?、徐變等變形產(chǎn)生的抗力非常小,這或許能夠?qū)崿F(xiàn)伸縮縫的減小。

2橋梁設(shè)計(jì)中隔震設(shè)計(jì)的運(yùn)用

2.1運(yùn)用隔震設(shè)計(jì)的條件

根據(jù)橋梁基礎(chǔ)周邊地基及結(jié)構(gòu)等條件而言很多橋梁都可以引入隔震設(shè)計(jì)。然而部分橋梁并不可以,所以要分析詳細(xì)的地基和結(jié)構(gòu)條件,判斷是否可以在此橋梁中引入隔震措施??梢砸敫粽鹪O(shè)計(jì)的橋梁需要滿足的條件是:橋梁周邊的地基基礎(chǔ)良好,這樣發(fā)生地震時(shí)才會(huì)穩(wěn)定;橋梁下部結(jié)構(gòu)剛性好且橋的固有周期不長的條件。這2個(gè)條件確保實(shí)行隔震技術(shù)后,橋梁體系可以達(dá)到長周期化的目的,最終實(shí)現(xiàn)地震力的降低。如果橋梁下部結(jié)構(gòu)剛度比較強(qiáng),通過橋梁系統(tǒng)的固有周期,其固有周期可以長達(dá)不采用隔震裝置的2倍,如果橋梁的上、下部結(jié)構(gòu)的固有周期區(qū)別很大,那么上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)之間就沒有大的藕聯(lián)振動(dòng)效應(yīng)產(chǎn)生,通常橋面運(yùn)動(dòng)才可有效反映隔震裝置的減震能力。以下條件下的橋梁不適合引入隔震設(shè)計(jì):橋梁的下部結(jié)構(gòu)剛性不強(qiáng),且固有周期長的橋梁;置于較柔的場地,周期長會(huì)出現(xiàn)共振現(xiàn)象;橋梁基礎(chǔ)的地荃不牢固,發(fā)生地震容易搖晃的橋梁。

2.2橋梁設(shè)計(jì)中的隔震設(shè)計(jì)

(1)隔震裝置的設(shè)計(jì)。橋梁隔震設(shè)計(jì)的第一步是隔震裝置的設(shè)計(jì),要想達(dá)到預(yù)期的隔震效果,隔震裝置的設(shè)計(jì)就要有一定的剛度和能量吸收能力。進(jìn)行橋梁隔震設(shè)計(jì)過程中,可以利用隔震裝置降低橋梁結(jié)構(gòu)的慣性力。所以需要設(shè)計(jì)出隔震效果良好的阻尼器和隔震器。通常情況下通過彈性反應(yīng)譜法設(shè)計(jì)的隔震要不斷更新和優(yōu)化。在隔震設(shè)計(jì)過程中,要嚴(yán)格控制其隔震裝置的力學(xué)性能。(2)細(xì)部構(gòu)造的設(shè)計(jì)。在進(jìn)行隔震設(shè)計(jì)時(shí)橋梁附屬結(jié)構(gòu)的功能非常大,橋梁附屬結(jié)構(gòu)通常包括限位裝置、防落梁裝置、伸縮縫。大量的地震調(diào)查和動(dòng)態(tài)時(shí)程研究表明:這些結(jié)構(gòu)屬于支撐橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和振動(dòng)隔離效果的主體。然而大部分設(shè)計(jì)人員不重視甚至忽視橋梁的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu),所以,進(jìn)行細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),要求設(shè)計(jì)人員注意加強(qiáng)設(shè)計(jì),盡力提高橋梁的抗震能力。

2.3隔震設(shè)計(jì)的合理運(yùn)用

在不同水準(zhǔn)地震條件下,一方面要明確結(jié)構(gòu)構(gòu)件在抗震中起到的作用和結(jié)構(gòu)的預(yù)期性能。另一方面,在不同的水準(zhǔn)地震作用的情況下,結(jié)合結(jié)構(gòu)的預(yù)期性能設(shè)計(jì)人員才能知道該如何去做。想要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo),就要充分利用設(shè)計(jì)人員的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),充分掌握在地震作用下的結(jié)構(gòu)性能,最后完成科學(xué)合理的設(shè)計(jì),詳細(xì)的構(gòu)造細(xì)節(jié)和合理的構(gòu)造舉措,并不是通過復(fù)雜的分析計(jì)算而得出的。所以,進(jìn)行隔震技術(shù)設(shè)計(jì)時(shí),要充分掌握整個(gè)橋梁系統(tǒng)的抗震傳力路徑,通過有效的細(xì)節(jié)構(gòu)造措施的實(shí)行,保證在地震作用下的情況下隔震裝置可以正常發(fā)揮關(guān)鍵作用。

2.4隔震設(shè)計(jì)的運(yùn)用

中出現(xiàn)的問題目前我國的隔震設(shè)計(jì)規(guī)范還不夠全面,同時(shí)經(jīng)驗(yàn)積累不足,特別是在橋梁的構(gòu)造細(xì)節(jié)和措施上,構(gòu)造細(xì)節(jié)和措施的不科學(xué),會(huì)影響減隔震裝置的正常發(fā)揮。大跨橋梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)用是長期發(fā)展的結(jié)果,但粘滯阻尼器在世界橋梁中的使用時(shí)間很短,同時(shí)投入使用的過程中部分廠家粘滯阻尼器經(jīng)常有漏油等事故發(fā)生。迄今為止,我國還沒有更加完善的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)規(guī)范及檢測標(biāo)準(zhǔn)。這點(diǎn)使得隔震設(shè)計(jì)造我國的廣泛使用,再者,部分不符合要求的產(chǎn)品被引入橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),存在一定的安全隱患,如果有地震發(fā)生,就會(huì)對橋梁產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。所以在使用粘滯阻尼器的過程中,要嚴(yán)格控制產(chǎn)品的質(zhì)量檢測,保證產(chǎn)品參數(shù)符合設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn);再者,要著重檢測產(chǎn)品的耐久性能、疲勞性能等特性,而且要及時(shí)檢測和保養(yǎng)橋梁的阻尼器,如果有問題出現(xiàn)要馬上作維修或者更換工作。所以,要求相關(guān)部門盡快制定科學(xué)合理的檢測標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。要想保證在地震作用下隔震支座能夠有效發(fā)揮作用,且可以對隔震支座作一定的變形,就要保證足夠的位移空間。所以要隨時(shí)關(guān)注防落梁措施、伸縮縫間隙的設(shè)置等構(gòu)造措施的設(shè)置。

3結(jié)束語

篇3

1.1混凝土問題

混凝土是我國目前公路橋梁建筑中普遍采用的基本材料,在施工中,混凝土一方面對橋梁的橋體起到穩(wěn)固作用,提高橋體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性;另一方面也為橋梁橋體起到防水的作用,防止橋體受雨水的腐蝕。若在施工中,使用的混凝土和易性不佳,就會(huì)降低其防水性能的正常效果,致使混凝土表層內(nèi)形成氣泡,氣泡水分蒸發(fā)導(dǎo)致混凝土表層形成蜂窩小孔,長久以后,混凝土表面產(chǎn)生裂縫,造成橋梁橋體嚴(yán)重的質(zhì)量問題。

1.2防水措施的技術(shù)問題

我國在公路橋梁建筑施工中采取的防水措施,主要是沿用傳統(tǒng)的工藝和學(xué)習(xí)國外的技術(shù),一方面受我國公路橋梁建筑施工發(fā)展時(shí)間較短的影響,另一方面則是因?yàn)樵谑┕こ跗跊]有重視防水措施的實(shí)際使用。防水措施的技術(shù)水平較低,是造成橋梁橋體受雨水腐蝕進(jìn)而大大縮減了橋梁實(shí)際使用年限的又一因素。

2公路橋梁設(shè)計(jì)的原則及要求

2.1公路橋梁的設(shè)計(jì)原則

公路橋梁的設(shè)計(jì)原則,根據(jù)橋梁的上下分布主要分為兩個(gè)部分:2.1.1公路橋梁上部的設(shè)計(jì)原則公路橋梁上部的設(shè)計(jì)原則,主要在于重視橋梁上部分的結(jié)構(gòu)構(gòu)造,如主梁、搭板、伸縮縫等,在主梁的設(shè)計(jì)上:對于跨徑在10m內(nèi)的主梁,設(shè)計(jì)原則一般采用通用的混凝土鋼筋結(jié)構(gòu),若單孔跨徑超過10m,則應(yīng)當(dāng)選用含預(yù)應(yīng)力技術(shù)的混凝土結(jié)構(gòu);若橋梁長度小于100m或單孔跨徑小于20m,即宜選用空心板結(jié)構(gòu);若施工的橋梁跨河,難以利用支架進(jìn)行澆筑工作,則應(yīng)當(dāng)選用連續(xù)的空心板結(jié)構(gòu)。另外,考慮到實(shí)際橋梁橋面的平曲線以及通車運(yùn)營時(shí)的平穩(wěn)性,就應(yīng)當(dāng)在施工中適當(dāng)減少伸縮縫數(shù)量,如單孔跨徑16m以內(nèi)的橋梁,在設(shè)計(jì)中僅需1道伸縮縫即可,注意在另一端利用連續(xù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工,確保橋面的平曲線;若單孔跨徑大于16m,應(yīng)當(dāng)將伸縮縫施工在橋墩,利用連續(xù)對橋兩端進(jìn)行施工,這不僅是考慮通車運(yùn)營時(shí)的平穩(wěn)性,更是減少安全事故的發(fā)生幾率。2.1.2公路橋梁下部的設(shè)計(jì)原則橋臺(tái)和橋墩等結(jié)構(gòu)構(gòu)造是進(jìn)行橋梁下部設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)注意的,在橋臺(tái)的設(shè)計(jì)上:填土高度對于保障橋臺(tái)的質(zhì)量具有重要作用,一般而言,在軟土土層的路段,填土高度應(yīng)當(dāng)保持在6m內(nèi),在一般土層的路段,填土高度適宜保持在10m內(nèi);同時(shí),橋臺(tái)的受力方式一般都會(huì)采用重力式,這主要考慮到施工方便和成本控制,對于8m以上臺(tái)身的墻面,一般而言宜用斜坡,斜率為10:1,需要注意的是對于水平方向存在高度差的地面,則應(yīng)當(dāng)選用階梯式的前墻設(shè)計(jì)方式。在橋墩的設(shè)計(jì)上:若橋梁設(shè)計(jì)為一般結(jié)構(gòu),宜使用框架式橋墩,即直接在橋墩上蓋梁;若在水平方向存在高度差的地面,選用樁柱式橋墩更符合設(shè)計(jì)原則;若橋梁不同跨徑的橋孔的斜交角在30°以內(nèi),則橋墩設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)采用雙柱式;若橋梁不同跨徑的橋孔的斜交角在30°以外,則橋墩設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)采用三柱式。

2.2公路橋梁設(shè)計(jì)的要求

2.2.1設(shè)計(jì)和環(huán)境的結(jié)合橋梁的設(shè)計(jì)需要根據(jù)實(shí)際的地理環(huán)境,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)和環(huán)境的結(jié)合,這是公路橋梁設(shè)計(jì)的第一個(gè)要求。一般而言,公路橋梁的設(shè)計(jì),是為了保障建成后的質(zhì)量,這是進(jìn)行施工的首要目標(biāo);同時(shí),考慮到橋梁建成后的經(jīng)濟(jì)成本以及美觀價(jià)值,則需要確保設(shè)計(jì)中要將實(shí)際環(huán)境作為參考依據(jù)。2.2.2達(dá)荷載標(biāo)準(zhǔn)達(dá)荷載標(biāo)準(zhǔn),這是公路橋梁設(shè)計(jì)的第二個(gè)要求,公路橋梁的建設(shè),是為了實(shí)現(xiàn)交通便利和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,達(dá)到通車荷載標(biāo)準(zhǔn),這是公路橋梁實(shí)現(xiàn)其使用價(jià)值的必須要求。

3公路橋梁的防水措施

對建成的公路橋梁采取相應(yīng)的防水措施,這對于避免橋梁主梁、橋面等出現(xiàn)裂縫、坍塌等情況的質(zhì)量問題具有重要作用,同時(shí)也是對延長橋梁實(shí)際使用年限的有效措施。主要的防水措施有以下兩個(gè)方面:

3.1建立防水體系

防水體系的建立和實(shí)施步驟主要分為四個(gè)部分:①橋面的清潔工作,對整體橋面的外觀進(jìn)行簡單的清理,如油污、浮漿等污漬,保持橋梁橋面的干凈;②基層處理劑的涂刷工作,使用配套的處理劑進(jìn)行均勻涂刷工作,需要引起注意的是,在實(shí)施熱熔操作的基層處理劑作業(yè)時(shí),要確保橋面是在干燥狀態(tài),若橋面處于潮濕狀態(tài)則可能發(fā)生安全事故;③防水層的鋪貼工作,先使用噴燈等設(shè)備對橋面和防水卷層進(jìn)行均勻加熱操作,再彈出下坡面的基準(zhǔn)線,待橋面干燥和卷材外層出現(xiàn)融化情況后及時(shí)進(jìn)行鋪貼工作;④接縫處的密封工作,完成鋪貼工作后,需要注意接縫處的密封情況,使用噴燈對接縫處進(jìn)行加熱處理,做好密封處理。

3.2具體防水措施

嚴(yán)格設(shè)計(jì)和控制混凝土的配合比和澆筑的施工質(zhì)量,確保鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生氣泡,從而影響內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,條件允許情況下利用機(jī)械設(shè)備對混凝土表層進(jìn)行清理工作;嚴(yán)格控制伸縮縫的施工,首先確保施工操作的規(guī)范性,其次使用防水性能較好的材質(zhì),最后確保鋼梁的受力安全情況,保證其位移的均勻性。

4總結(jié)

篇4

由于山區(qū)構(gòu)造物比較多,地形較為復(fù)雜,如地面高差大、坡面變化頻繁,地質(zhì)不穩(wěn)定、滑坡等,使得山區(qū)公路橋梁設(shè)計(jì)受到了復(fù)雜的地形地質(zhì)條件影響,也變得比較復(fù)雜。這種情況下,山區(qū)公路線路布設(shè)圖中平曲線往往占有很大的比例,曲線半徑小、縱坡大、半邊橋和高擋墻多,使得橋梁設(shè)計(jì)也大多是小半徑彎坡橋多、大跨多及墩高、墩臺(tái)形式多[1]。另外,由于山區(qū)有著比較惡劣的工程條件,要求公路橋梁設(shè)計(jì)中應(yīng)著重解決好公路橋梁各細(xì)部構(gòu)造與地形地質(zhì)條件之間的關(guān)系。

2山區(qū)公路橋梁結(jié)構(gòu)的選擇

一座安全、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的山區(qū)公路橋梁的建成,離不開科學(xué)、合理并與之特點(diǎn)相符合的橋梁結(jié)構(gòu)。山區(qū)由于地形地質(zhì)情況比較復(fù)雜,溝深坡陡,且多為季節(jié)性深溝,因此,很多情況下公路橋梁設(shè)計(jì)不僅受地形地質(zhì)條件限制,還受水文條件影響,因此最好采用高橋墩的構(gòu)造形式,不宜采用路基方案[2]。山區(qū)公路橋梁大部分都要跨越山谷,如果采用高橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式,不僅可以應(yīng)對季節(jié)性洪水問題,利于穩(wěn)定路基,還不易對周圍環(huán)境產(chǎn)生影響,既安全又經(jīng)濟(jì)。

3山區(qū)公路橋梁設(shè)計(jì)策略

本文將山區(qū)公路橋梁設(shè)計(jì)分為上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩部分內(nèi)容,下面將具體分析上、下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)策略,以及設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的相關(guān)問題。

3.1橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1.1結(jié)構(gòu)形式的選擇

在山區(qū)有著很多的季節(jié)性河流,為了跨越這些河流往往需要架設(shè)橋梁,使得橋梁在山區(qū)公路中占有很大的比重,無形中加大了成本投入。為了使成本投入經(jīng)濟(jì)又合理,施工方便,橋梁上部結(jié)構(gòu)經(jīng)常采用標(biāo)準(zhǔn)化的預(yù)制裝配結(jié)構(gòu)[3]。但是因?yàn)槊總€(gè)施工現(xiàn)場有著不同工程地質(zhì)條件,設(shè)計(jì)方案也會(huì)有所不同,為此,以下將重點(diǎn)分析公路橋梁標(biāo)準(zhǔn)化、預(yù)制裝配結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)內(nèi)容。近幾年,山區(qū)公路橋梁工程常用的預(yù)制裝配結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的標(biāo)準(zhǔn)跨徑基本有16m、20m、25m、30m、40m、50m等,橫斷面形式基本采用空心板、T梁、小箱梁等。如果橋梁跨徑小于30m,可從空心板、T梁、小箱梁中任意選擇一種橫斷面形式,但是如果跨徑大于30m,最好選擇T梁形式的橫截面形式。山區(qū)公路橋梁一般對凈空無嚴(yán)格限制,加上山區(qū)公路平面半徑比較小,超高緩和段及豎曲線不可避免,如果選擇空心板和小箱梁形式的橫截面,架梁時(shí)不易調(diào)平一片梁的4個(gè)指支點(diǎn)。4個(gè)支點(diǎn)如果不在一個(gè)水平線上,可能導(dǎo)致支座受力不平衡[4]。所以,大跨徑的橋梁應(yīng)盡量選擇T梁形式的橫截面,條件允許時(shí)小跨徑的橋梁也應(yīng)該選擇T梁式橫截面,利于保持受力點(diǎn)平衡、穩(wěn)定。在這里需要強(qiáng)調(diào)的是,由于山區(qū)受到地形限制,基本上不存在較好的運(yùn)輸和預(yù)制條件,但是50mT梁架設(shè)對運(yùn)輸和安裝的要求很高,為此,山區(qū)最好不易選擇跨徑大于50m的橋梁結(jié)構(gòu)。

3.1.2橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要注意的問題

(1)處理好跨徑和墩高之間的關(guān)系從美學(xué)角度出發(fā),橋梁跨徑與墩高之間的比值應(yīng)在0.5~1.0之間,即橋梁跨徑如果是30m,墩高最好在15~30m之間。將橋梁跨徑與墩高之間最佳比值固定在0.5~1.0間,原因在于這樣的設(shè)計(jì)比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用,既不影響橋梁外形的美觀度,也能達(dá)到控制投資成本的效果。但山區(qū)公路地形變化頻繁,不易根據(jù)墩高來決定跨徑,應(yīng)根據(jù)公路地形的變化情況選擇一種跨徑。但是,如果地形起伏變化非常頻繁,也可以選擇組合跨徑。通常一個(gè)公路橋梁工程不止有一種跨徑方案,這種情況下,要經(jīng)過多方對比分析,選擇造價(jià)低、質(zhì)量有保障的方案。

(2)處理好上部結(jié)構(gòu)與平面線形之間的關(guān)系若不能處理好上部結(jié)構(gòu)與平面線形之間的關(guān)系,可能導(dǎo)致出現(xiàn)曲線橋。曲線橋一般表現(xiàn)為內(nèi)外弧差和中矢高。在布置墩臺(tái)徑向時(shí),內(nèi)外橋梁因受到曲率半徑的影響會(huì)出現(xiàn)梁長不等的情況,半徑越小,內(nèi)外梁之間長度差距越大[4]。為了有效解決這一問題,必須處理好上部結(jié)構(gòu)與平面線形之間的關(guān)系,否則極容易影響到內(nèi)外橋梁的等長情況,并最終導(dǎo)致出現(xiàn)曲線橋。針對內(nèi)外弧差這一問題,可以采用以下兩種應(yīng)對措施:根據(jù)平面半徑的變化適當(dāng)調(diào)整梁長;不改變梁長的前提下,通過加大帽梁、封錨端或加長現(xiàn)澆連續(xù)段的方式以適應(yīng)平面半徑的變化。第一種應(yīng)對措施設(shè)計(jì)簡單,規(guī)格統(tǒng)一,但往往需要很大場地堆放預(yù)制梁,場地不僅不易尋找,而且管理起來難度較大[5]。如果采用第二種應(yīng)對措施,在半徑比較大時(shí)可以采用內(nèi)弧長等于標(biāo)準(zhǔn)跨徑布置,如果半徑比較小,可以采用中線弧長等于標(biāo)準(zhǔn)跨徑布置。針對中矢高這一問題,如果中矢高在10cm以內(nèi),一般可通過調(diào)整護(hù)墻內(nèi)緣的方式適應(yīng)平面線形。在中矢高超過10cm時(shí),不易調(diào)整護(hù)墻,以免影響橋梁整體外形的美觀度和消弱護(hù)墻功能。最好的解決方式就是按照實(shí)際曲線情況預(yù)制梁外緣,以此來適應(yīng)平面線形。

(3)彎梁橋橫坡設(shè)置問題在山區(qū)公路上看到的橋梁,平面上多呈扇形。為了使彎梁橋滿足行車要求,要求在結(jié)構(gòu)橫斷面上做成一個(gè)外弧側(cè)高、向內(nèi)弧側(cè)傾斜的橫坡。橫坡的設(shè)置方法有兩種:一種是將梁橫斷面上的每根梁肋做成不等高;另外一種是將梁橫斷面上的每根梁肋做成等高,然后將內(nèi)弧側(cè)做成傾斜,同時(shí)將橋墩蓋也做成傾斜,利用支座墊石和梁底設(shè)置的楔形墊塊所產(chǎn)生的力量使支座受力均勻,保持穩(wěn)定。

(4)結(jié)構(gòu)體系公路橋梁結(jié)構(gòu)體系基本包括全鋼構(gòu)體系、全連續(xù)結(jié)構(gòu)體系等幾大類。全鋼構(gòu)體系如果應(yīng)用于多跨梁橋,由于多跨橋梁的橋墩高相差很大,必須通過調(diào)整橋墩的線剛度來改善橋墩的受力情況,這樣必然存在著多種橋墩尺寸,不僅影響橋梁外形的美觀,也不利于施工。全連續(xù)結(jié)構(gòu)體系的舒適性比較差、墩臺(tái)水平位移比較大,相應(yīng)的墩柱尺寸也要比較大一些,既不利于節(jié)省材料也不利于結(jié)構(gòu)優(yōu)化。山區(qū)地形復(fù)雜,地形起伏變化比較頻繁,因此橋梁多是彎橋或坡橋。無論是彎橋還是坡橋,作為曲線橋梁中的一種類型,在彎扭耦合作用下必然沿著某一點(diǎn)變形。如果采用全連續(xù)結(jié)構(gòu)式的橋梁,當(dāng)橋梁整體沿著某一點(diǎn)向下滑動(dòng)時(shí),必然不能保證橋梁結(jié)構(gòu)受力平衡、均勻,如再出現(xiàn)支座脫空或破壞的問題,橋梁必然會(huì)受到前所未有毀壞[6]。從以上分析內(nèi)容可知,選擇某一種結(jié)構(gòu)體系作為橋梁整體的構(gòu)造并不是明智的選擇。為了保證橋梁結(jié)構(gòu)受力均勻、平衡,使用壽命長,設(shè)計(jì)人員應(yīng)適當(dāng)根據(jù)地形的高低合理調(diào)整墩高,保證中間橋墩較高,然后將剛度基本一致的相鄰橋墩連接在一起,滿足橋墩水平受力的要求,矮一些的橋墩則可通過設(shè)置滑板支座或橡膠支座以滿足橋墩水平受力的要求,這樣就可形成連續(xù)梁,無論是高橋墩還是矮橋墩,其受力性能都會(huì)得到有效的改善,橋梁整體也就能更加適應(yīng)地形特點(diǎn)。由此,山區(qū)公路橋梁可以采用連續(xù)-剛構(gòu)混合體系,既能滿足橋梁的受力特點(diǎn),又能適應(yīng)平面線形。

3.2橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.2.1橋墩

橋梁跨徑的大小決定著橋墩的高矮,一般情況下,矮橋墩設(shè)計(jì)由強(qiáng)度控制,高橋墩設(shè)計(jì)時(shí)要考慮穩(wěn)定性問題。山區(qū)公路橋梁經(jīng)常采用柱式墩,柱式墩中又分為圓柱墩和方柱墩。從外形來看,圓柱墩的外形比較好控制,質(zhì)量也比較容易控制,也便于與樁基銜接。但方柱墩因?yàn)橛欣庥薪牵谕庑紊蠜]有圓柱墩看起來那么美觀,質(zhì)量控制上沒有什么區(qū)別,只要方法得當(dāng),橋墩質(zhì)量都會(huì)得到有效控制。從受力角度來看[6],在圓柱墩和方柱墩截面積相等的情況下,方柱墩的抗彎剛度一般要大于圓柱墩,有著比圓柱墩好的受力性。至于為什么存在這樣一種情況,主要原因在于當(dāng)橋梁結(jié)構(gòu)體系為連續(xù)鋼構(gòu)時(shí),方柱墩可通過調(diào)整墩柱兩個(gè)方向的剛度以達(dá)到調(diào)整墩柱受力的目的。但是,圓柱墩每個(gè)方向的剛度都是一樣的,受力性的調(diào)整效果會(huì)比較差。盡管方柱墩在調(diào)整受力性上有一定的優(yōu)勢,但也有一定的缺點(diǎn)。除了外形不夠美觀外,墩柱與樁基之間要通過樁帽來連接,無形中增加了工程量。所以,具體設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況決定選擇方柱墩還是圓柱墩。如果地面比較陡,可適當(dāng)采用雙柱墩以增加穩(wěn)定性。

3.2.2橋臺(tái)

通過對大量資料分析得到,山區(qū)公路橋梁橋臺(tái)一般采用U型臺(tái)、肋板臺(tái)、樁柱式臺(tái),其中U型臺(tái)最常用。U型臺(tái)的設(shè)計(jì)要根據(jù)施工現(xiàn)場的地形、地質(zhì)條件而決定,以達(dá)到減少工程量、適應(yīng)地形的目的。如果施工現(xiàn)場地質(zhì)條件比較惡劣,可以在U型臺(tái)下設(shè)置樁基,維持橋臺(tái)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

3.2.3基礎(chǔ)樁

基礎(chǔ)是山區(qū)公路橋梁最常用的基礎(chǔ),除此之外,擴(kuò)大基礎(chǔ)也是比較常見的方式。在地形地質(zhì)條件比較好的情況下,適宜采用擴(kuò)大基礎(chǔ),樁基礎(chǔ)適用于地質(zhì)情況比較惡劣的情況。地質(zhì)條件非常惡劣,則可采用摩擦樁[7]。如果橋梁架構(gòu)在斜坡上,無論采用擴(kuò)大基礎(chǔ)還是樁基礎(chǔ),在設(shè)計(jì)時(shí)都應(yīng)考慮基礎(chǔ)擴(kuò)散角和覆蓋層厚度,以及在施工過程中可能出現(xiàn)的問題。樁基礎(chǔ)的施工方法多為挖孔樁和鉆孔樁。盡管挖孔樁造價(jià)比較低,但是由于其不適用于地下水位比較高、易形成塌孔的地質(zhì)條件,為此,是否選擇挖孔樁應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況來決定。

4結(jié)語

篇5

現(xiàn)實(shí)技術(shù)是道路橋梁設(shè)計(jì)在公路橋梁設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員經(jīng)過對公路橋梁的設(shè)計(jì)技術(shù)、設(shè)計(jì)方案及基礎(chǔ)設(shè)備等進(jìn)行有效的設(shè)計(jì),形成設(shè)計(jì)方案,用于工程施工的使用。在計(jì)算機(jī)技術(shù)的大量應(yīng),與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式相結(jié)合,通過現(xiàn)實(shí)虛擬技術(shù)與其模擬技術(shù)以及用傳感器等技術(shù)將設(shè)計(jì)方案進(jìn)行模擬,設(shè)計(jì)師將改設(shè)計(jì)方案整合成為三維式的設(shè)計(jì),使設(shè)計(jì)方案利用圖紙的形式展現(xiàn)出來;在施工中,不僅能夠直觀的將設(shè)計(jì)進(jìn)行良好的運(yùn)用,還能夠使設(shè)計(jì)具有方便攜帶、美觀等特點(diǎn)。使公路橋梁設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合,促進(jìn)了社會(huì)及公路橋梁事業(yè)更加優(yōu)質(zhì),有利于計(jì)算機(jī)技術(shù)的推廣使用。

2高速公路計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)和虛擬現(xiàn)實(shí)

2.1國內(nèi)輔助道路平面設(shè)計(jì)

道路平面是不亞于金牌的平面,平面設(shè)計(jì)的高速公路的和平的方向是表面上的程度與信息媒介元素,最終確定因素的木樁的坐標(biāo)木樁高速公路。首先,根據(jù)地形線等確定高平面設(shè)計(jì)的開始和結(jié)束時(shí)和污染要素的人行道上。確定總趨勢和自然美設(shè)計(jì)的高速公路。道路設(shè)計(jì)中做出怎樣的選擇污染輪廓,考慮到各種因素:

(1)創(chuàng)下了歷史最高紀(jì)錄。對應(yīng)該是水平齊的連續(xù)兼用地形協(xié)調(diào)的環(huán)境和周圍地形。(2)維持打破均衡和型號(hào)飛機(jī)。(3)皮犀利的直線。

2.2道路輔助設(shè)計(jì)

根據(jù)直線道路中央部署文件共享和擴(kuò)大,總是起伏的空間設(shè)計(jì)概要道路的舉動(dòng),汽車主要任務(wù)是根據(jù)當(dāng)?shù)氐燃?、道路性能的自然條件和工程經(jīng)濟(jì)研究和空間的大小和長幾何結(jié)構(gòu),人口迅速、交通、經(jīng)濟(jì)、合理的安全、高旅客。這種需求需要高速公路上好的形象。垂直截?cái)嗝娴闹饕缆犯乓O(shè)計(jì)的結(jié)果,也是道路設(shè)計(jì)的重要技術(shù)文件。道路縱斷面的結(jié)合,平面圖明確確定道路的位置。

3兩個(gè)電腦和建模高度化技術(shù)

公路企業(yè)建設(shè)中工程中分,設(shè)計(jì)人員必須進(jìn)行綜合性因素的考慮。將設(shè)計(jì)方案與實(shí)際工程項(xiàng)相組合,取得良好的效果。建筑設(shè)計(jì)中,基礎(chǔ)的模型與施工的模式在通過電腦的制圖技術(shù),運(yùn)用圖紙的形式明確的展現(xiàn)出來。

4聯(lián)合業(yè)務(wù)系統(tǒng)的電腦技術(shù)

提供計(jì)算機(jī)技術(shù)的使用使人類得到更多的效益,因此對于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展續(xù)期越來越高,計(jì)算機(jī)技術(shù)逐漸受到重視。CSCW(computersupportedcooperativework)的具體的意義是指人的任何地方,得益于計(jì)算機(jī)技術(shù),計(jì)算機(jī)技術(shù)可以進(jìn)行信息及資源的共享,在虛擬環(huán)境下將信息的接收傳送功能進(jìn)行結(jié)合。道路橋梁設(shè)計(jì)中,充分的運(yùn)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)的這一特點(diǎn),將工程中的各種信息進(jìn)行統(tǒng)一管理,在設(shè)計(jì)中明確的體現(xiàn)出來。

5電腦ERP技術(shù)

對于電腦生產(chǎn)技術(shù)是1950年代末太空梭和軍事工業(yè)發(fā)達(dá)國家。道路橋梁設(shè)計(jì)也為了縮短工期的整體事業(yè),屆時(shí)韓國,對于3比CAM,提出了并行的概念。CE簡稱公社事業(yè)執(zhí)行的主要需求能夠共享數(shù)據(jù)庫和相關(guān)人士和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的贊助下,產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。20世紀(jì)80年代以后產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(PDM)的設(shè)計(jì)和開發(fā)PDM-II系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用,在很早的太空與軍事領(lǐng)域方廣泛應(yīng)用,計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用主要包括工程的設(shè)計(jì)、檢測、圖片處理、機(jī)械制造等高端領(lǐng)域的應(yīng)用;計(jì)算機(jī)事業(yè)的發(fā)展,在近些年,被各國普遍應(yīng)用。公路橋梁設(shè)計(jì)中也逐漸應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù),利用計(jì)算機(jī)技術(shù)的高效、智能、科技化先進(jìn)等特點(diǎn)與設(shè)計(jì)有效結(jié)合。

6電腦輔助報(bào)道

篇6

作者:張定馬 單位:武漢中咨路橋設(shè)計(jì)研究院有限公司

由于山區(qū)高速公路對橋梁結(jié)構(gòu)的美觀要求相對較低,除跨越超高溝谷等特殊路段之外,根據(jù)經(jīng)濟(jì)性比較,常規(guī)預(yù)制結(jié)構(gòu)的橋梁上部構(gòu)造均采用技術(shù)成熟,施工便捷,吊裝重量輕,造價(jià)節(jié)省的預(yù)應(yīng)力混凝土T梁,先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)或剛構(gòu)體系。橋梁下部構(gòu)造經(jīng)濟(jì)比較高度小于40m的橋墩當(dāng)橋墩高度小于40m時(shí),橋墩多采用柱式墩。柱式墩根據(jù)外形,分為圓柱和方柱。圓柱施工中外觀質(zhì)量容易控制,且與樁基連接方便,施工較方便。截面積相等的方柱和圓柱,方柱與圓柱的抗彎剛度之比為1.05∶1,從受力上看,方柱受力優(yōu)于圓柱。方柱的缺點(diǎn)是墩柱與樁基之間是通過帽梁連接,增加了工程數(shù)量,并且山區(qū)地面橫坡較陡,帽梁構(gòu)造增加了邊坡不穩(wěn)定性。因而現(xiàn)在較多的選用圓柱墩,下面就橋墩高度小于40m時(shí),通過不同跨徑、不同墩高配不同樁柱尺寸橋梁的造價(jià)分析,得到橋梁經(jīng)濟(jì)性比較表(以半幅一聯(lián)橋長計(jì)算,樁長考慮沿線地質(zhì)情況差異后取加權(quán)平均值,20m,25m跨徑樁長20m,30m,40m跨徑樁長22m,均按端承樁計(jì)算)。使得其經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)。分析結(jié)果表明最佳跨徑組合為:平均墩高在20m以下時(shí)采用20mT梁;平均墩高在20m~25m時(shí)采用25mT梁;平均墩高在25m~35m時(shí)采用30mT梁;而平均墩高在35m~40m時(shí)采用40mT梁。高度大于40m的橋墩一般矮墩設(shè)計(jì)由強(qiáng)度控制,但是當(dāng)橋墩高度大于40m時(shí),橋墩須考慮穩(wěn)定問題。橋墩的穩(wěn)定從失穩(wěn)形態(tài)上分為面內(nèi)失穩(wěn)和面外失穩(wěn),從失穩(wěn)時(shí)的平衡狀態(tài)可分為支點(diǎn)失穩(wěn)和極值點(diǎn)失穩(wěn),從是否考慮材料非線性及幾何非線性又分線性失穩(wěn)和非線性失穩(wěn)。工程中習(xí)慣把線性穩(wěn)定問題稱為一類穩(wěn)定,把考慮材料非線性和幾何非線性穩(wěn)定問題稱為二類穩(wěn)定。工程中一類穩(wěn)定系數(shù)一般不小于4~5,但是一類穩(wěn)定是假定構(gòu)件為理想中心受壓桿,實(shí)際結(jié)構(gòu)由于施工、制造、安裝等誤差,很難達(dá)到這一理想狀態(tài),實(shí)際的橋墩軸線可能出現(xiàn)偏差,高墩在水平荷載作用下將產(chǎn)生很大的變形等。故考慮結(jié)構(gòu)的初始缺陷、幾何非線性、材料非線性的二類穩(wěn)定分析更接近真實(shí)。因?yàn)槎惙€(wěn)定分析的最終狀態(tài)達(dá)到塑性變形而破壞,因此,橋梁結(jié)構(gòu)的二類穩(wěn)定安全系數(shù)與強(qiáng)度安全系數(shù)是一致的,按照J(rèn)TGD62-2004公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范,取荷載系數(shù)為1.2,設(shè)計(jì)強(qiáng)度對應(yīng)的混凝土安全系數(shù)為1.25,結(jié)構(gòu)工作條件系數(shù)為0.95,則要求鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的整體安全系數(shù)不小于1.2×1.25/0.95=1.58,即二類安全系數(shù)也要求不小于1.58。按照上述原則,對高度在40m~80m之間的橋墩作穩(wěn)定性分析(高度大于80m時(shí),一般選用連續(xù)剛構(gòu)橋型)。

一般當(dāng)路基中心填方高度大于20m時(shí),須做橋梁和路基方案的比較。當(dāng)?shù)匦螢椤癠”形且橫向坡度較陡,路基邊坡要放較遠(yuǎn)時(shí),填土運(yùn)距遠(yuǎn),考慮到土方數(shù)量及邊坡穩(wěn)定性,此時(shí)可采用架橋方案。當(dāng)?shù)匦螢槭諗枯^快的“V”形峽谷,且與隧道相近,為消化隧道廢方,路基方案比橋梁方案更具有經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性、安全性。因?yàn)閺U方可以就地消化,有利環(huán)保;填方運(yùn)距很近,經(jīng)濟(jì)上占優(yōu);“V”形峽谷縱向坡度較陡,場地局限,若架橋,施工難度大。因此,對于填土高度大于20m的路段,應(yīng)根據(jù)地形、地質(zhì)條件綜合比較后決定是否設(shè)置橋梁。陡邊坡上的橋梁設(shè)計(jì)山區(qū)高速公路地形橫坡陡峭,有時(shí)候半幅路填方較高,另外半幅路處在淺填或者挖方上。此時(shí)就需要半幅路設(shè)置橋梁,半幅路設(shè)置路基。做路基的部分需要設(shè)置擋土墻。橋臺(tái)由于山區(qū)地形、地質(zhì)的特點(diǎn),一般橫、縱向坡度較陡,巖層較淺,持力層較好。為了能夠臺(tái)前放坡,減少開挖,橋臺(tái)盡可能采用重力式U形橋臺(tái),擴(kuò)大基礎(chǔ)。在地勢較平坦、坡度較緩、地質(zhì)較差的地方,可采用柱式臺(tái)、肋板臺(tái),樁基礎(chǔ)。當(dāng)?shù)貏莺芏浮⒌刭|(zhì)較差,不能采用上述3種橋臺(tái)的情況,可采用U臺(tái)配樁基礎(chǔ)。U形橋臺(tái)臺(tái)后填土高度一般控制在8m以內(nèi),柱式臺(tái)、肋板臺(tái)臺(tái)后填土高度分別控制在5m,12m以內(nèi)。U臺(tái)應(yīng)根據(jù)地形在橫、縱橋向分別設(shè)置合理臺(tái)階,以減少開挖,節(jié)約圬工量。支座設(shè)置山區(qū)高速公路橋梁橋墩一般較高,考慮山區(qū)高速公路縱坡較大,常年溫度作用下,上部構(gòu)造有向下坡移動(dòng)趨勢,增加主梁縱向限位措施,如墩梁固結(jié)的方法來防止主梁運(yùn)營期間縱向滑移。

在分聯(lián)墩或者較矮的橋墩上設(shè)置支座,支座應(yīng)考慮曲線橋由于扭矩造成的支反力外,還需考慮曲線橋變形引起的變位方向的差異,可以設(shè)置盆式支座來滿足上述要求,同時(shí)盆式支座較板式支座的壽命長,也可避免高墩支座檢修的麻煩。伸縮縫的設(shè)置曲線橋由溫度變化、混凝土收縮、徐變引起的伸縮,會(huì)因內(nèi)外側(cè)梁長不同而不同,造成曲線橋梁比直線橋梁的伸縮量要大。此外,還需考慮長大縱坡下梁體向下坡位移的影響。故曲線、長大縱坡橋梁所選用伸縮縫的伸縮量要比常規(guī)橋梁大。以高墩、曲線、大縱坡為特點(diǎn)的山區(qū)高速公路裝配式橋梁的設(shè)計(jì),應(yīng)充分考慮高墩的穩(wěn)定性以及曲線、大縱坡給橋梁結(jié)構(gòu)帶來的附加力。注意曲線扭矩、大縱坡水平力、彎坡組合下的動(dòng)態(tài)增量對結(jié)構(gòu)的影響。

篇7

關(guān)鍵詞:橋梁工程;設(shè)計(jì);施工;質(zhì)量

Abstract: China's level of bridge construction is higher in the world, with the test of time, problems in the bridge project also constantly pouring, this paper discussed bridge engineering design and construction problems.Key words: bridge engineering; design; construction; quality

中圖分類號(hào):TU997文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):2095-2104(2012)02-

一、橋梁工程設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題

(一)結(jié)構(gòu)選型存在一定的缺陷混凝土橋梁的結(jié)構(gòu)選型,尤其是中小橋梁,多采用空心預(yù)制板梁,從配筋形式區(qū)分有先張預(yù)應(yīng)力、后張預(yù)應(yīng)力、普通鋼筋混凝土,橫向連接有大鉸縫、中鉸縫、小鉸縫之分,靠理想中的鉸將由車輪傳遞下來的力分布到其他板梁,只有很少的一點(diǎn)鋼筋作為板與板之間的聯(lián)系作用。由于設(shè)計(jì)和施工等問題,鉸縫混凝土往往不密實(shí),不能很好地起到鉸的作用,在超重車輛的作用下很容易產(chǎn)生應(yīng)力集中,逐漸產(chǎn)生了縱向裂縫,形成了單梁受力,使整個(gè)橋面系遭到破壞,并對梁板產(chǎn)生損害。(二)對橋面水泥混凝土鋪裝工藝要求不嚴(yán)格過去一度認(rèn)為鋪裝層只是找平作用,設(shè)計(jì)、施工都沒有認(rèn)真對待,恰恰就是這一層最容易出現(xiàn)問題。主梁與鋪裝層的聯(lián)結(jié)太弱,配比不嚴(yán)格,材料不考究,澆注方法不科學(xué)等,所以帶有先天性的不足。又由于我國的實(shí)際情況,有些橋梁工程在后期趕工,橋面鋪裝層施工存在很大的問題,厚薄不勻、強(qiáng)度不足、裂縫嚴(yán)重,尤其是砂漿上浮現(xiàn)象非常嚴(yán)重,通車后不久就出現(xiàn)激白漿等破壞現(xiàn)象,這不但與使用材料、配比有關(guān),與施工工藝方法有很大關(guān)系。(三)橋面防排水系統(tǒng)不完善首先,有些橋的構(gòu)造上存在著缺陷,比如人行道或防撞欄桿直接座在邊梁翼板上,而不是將翼板包住,造成雨水等浸害邊梁外側(cè),所以邊梁的病害出現(xiàn)早于中梁。泄水口的設(shè)置不盡合理,有些排水口的高程高于水泥鋪裝層,造成瀝青鋪裝層的層間水排不出去,一是造成瀝青鋪裝的水損害,二是對水泥鋪裝層形成腐蝕,尤其是冬季溶冰鹽的使用,更是加速了對混凝土的腐蝕作用。再就是雨水管的管路設(shè)計(jì)不通暢,很容易堵塞,以致造成對收水口周圍混凝土的嚴(yán)重腐蝕。對橋面防水已經(jīng)都認(rèn)識(shí)到其重要性,而且都采用了防水設(shè)計(jì),但防水材料的選用不規(guī)范,帶來一些不應(yīng)有的缺陷。這一層的作用不僅是防水,更重要的是起著瀝青鋪裝層和水泥鋪裝層的粘結(jié)作用,層間的粘結(jié)力必須大于車輪產(chǎn)生的水平力。再就是泄水口、伸縮縫等關(guān)鍵部位的防水往往注意不夠,造成邊梁、梁端的局部嚴(yán)重腐蝕。(四)簡支梁結(jié)構(gòu)中,伸縮縫間距與支座選用不匹配目前簡支梁結(jié)構(gòu)的伸縮縫間距一般采用100米左右,中間只設(shè)橋面連續(xù),梁下一般采用橡膠板支座,有些在設(shè)置伸縮縫的梁下采用滑動(dòng)支座。由于橡膠板支座的厚度有限,梁體不能自由伸縮當(dāng)夏天漲出去以后,冬天收縮不能完全回到原位,尤其一天之間急劇降溫,更不能理想的縮回,反映到橋面就是橋面連續(xù)處出現(xiàn)不規(guī)則裂縫,又由于橋面連續(xù)處預(yù)制板的不平整,設(shè)計(jì)了砂漿找平層,強(qiáng)度較低等原因,所以很快就被破壞。(五)橋頭構(gòu)造處理不完善有些橋的橋頭處理很不理想,人行道、欄桿等附屬構(gòu)造物只在橋梁部分設(shè)置,引路部分沒有設(shè)計(jì),或只有警示樁,尤其是當(dāng)橋垮與堤岸還有距離的情況下,不但顯得不協(xié)調(diào)、不安全,而且雨水很容易從此處流到橋臺(tái)下面,造成對橋臺(tái)的侵蝕。

二、橋梁工程施工中出現(xiàn)的問題具體來講可表現(xiàn)為高填土下沉、軟土地基超限沉陷、瀝青路面早期破損、水泥路面斷板開裂、路面不平、橋梁伸縮縫和橋頭跳車、隧道襯砌滲水、防護(hù)工程和小型結(jié)構(gòu)物表面粗糙、預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)管道壓漿不實(shí)等相關(guān)質(zhì)量控制不利的現(xiàn)象。以下簡要針對跳車、高填土下沉以及預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)孔道壓漿不實(shí)三方面來分析橋梁工程常見病害:(一)跳車現(xiàn)象所謂橋頭跳車,指的是橋梁構(gòu)建與橋梁臺(tái)背的路基之間發(fā)生一定的高差沉降,從而引起一定的橋梁表面不平,隨著沉降數(shù)值的增大,汽車高速奔行時(shí),引起車輛頻繁震動(dòng),更有甚者造成騰空。造成跳車的原因大體可表述為地基地面條件、填料、施工材料以及施工技術(shù)問題等多因素。究其原因,還是因?yàn)槌两蹈卟畹男纬稍斐商嚞F(xiàn)象。包括地基地面條件、填料、施工材料以及設(shè)計(jì)、施工方面的諸多因素。其主要表現(xiàn)為橋(涵)臺(tái)與相鄰路堤之間產(chǎn)生沉降差,造成錯(cuò)臺(tái)或縱坡不順以及構(gòu)造物的附加變形(指伸縮縫),導(dǎo)致跳車。對于填土沉降而言,橋臺(tái)沉降不均勻,伸縮縫和搭板兩者結(jié)合不當(dāng),造成橋臺(tái)臺(tái)階的形成,嚴(yán)重影響駕車人員舒適效果和行車安全,橋梁的沖擊力也相對較大。針對跳車現(xiàn)象一般在施工過程可以采取以下措施:首先,選取夯實(shí)效果良好的回填材料,并在壓實(shí)過程中嚴(yán)格按照規(guī)范,滿足壓實(shí)效果,減少路橋沉降高差。其次,在伸縮縫施工時(shí)應(yīng)注重選取伸縮性能優(yōu)異的伸縮縫,并加以平整。最后,在適當(dāng)情況下可采取填方――填方沉降――建樁的工藝流程,從而達(dá)到降低填土與結(jié)構(gòu)的沉降高差。(二)沉降問題路基沉降全部是地基沉降,路基填方本身基本不發(fā)生壓縮沉降,地基沉降與地質(zhì)條件和填土高度(即地基單位面積受力)有關(guān),地質(zhì)條件越好,填筑高度越低,沉降越小,反之路基沉降越大。通常在填土施工中通常會(huì)遇到深填、高填、半填半挖等不同方式的填土施工,但是不論什么方式的填土施工,通常都會(huì)遇到通車不久,便產(chǎn)生下沉現(xiàn)象,發(fā)生此現(xiàn)象的原因主要還是由于施工不當(dāng)所造成的。比如施工壓實(shí)程度不夠、采用過后分層方式、在低溫施工時(shí)沒采取相應(yīng)技術(shù)措施冬等等。在材料的選取上,必須采用精確的最大干容重以及最佳含水量的混凝土,否則,極大程度上會(huì)出現(xiàn)高填土下沉現(xiàn)象。堆載預(yù)壓法是工程上廣泛應(yīng)用,行之有效的方法。其目的就是消除路基可能產(chǎn)生的沉降和提高軟土地基的強(qiáng)度,滿足路基的承載力穩(wěn)定性。根據(jù)預(yù)壓荷載的大小,預(yù)壓法分為兩種:等效預(yù)壓和超載預(yù)壓。因等效預(yù)壓沉降的大小與預(yù)壓時(shí)間有關(guān),不能達(dá)到最終沉降量,所以采用超載預(yù)壓。(三)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)孔道壓漿不實(shí)灌漿強(qiáng)度的好壞,直接關(guān)系到孔道填充程度,若相對不飽滿,很大程度上會(huì)發(fā)生預(yù)應(yīng)力鋼筋的銹蝕,這樣會(huì)造成混凝土預(yù)應(yīng)力作用削減,嚴(yán)重者,會(huì)導(dǎo)致孔道內(nèi)淤積大量空洞,導(dǎo)致施工停滯,造成巨大的損失。解決預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)孔道壓漿不實(shí),必須加強(qiáng)灌漿強(qiáng)度,避免造成空洞,同時(shí)必須檢測孔道填充程度,確保填充飽滿。

篇8

關(guān)鍵詞:臨時(shí)結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì);施工荷載

橋梁結(jié)構(gòu)種類多式多樣,不同的橋梁采用不同的施工技術(shù)方案,所需要的臨時(shí)結(jié)構(gòu)的種類也不盡相同,臨時(shí)結(jié)構(gòu)存在的每一個(gè)安全隱患都將影響到整個(gè)橋梁施工的安全效果[1]。目前我國沒有專門針對橋梁施工臨時(shí)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)規(guī)范,常用的臨時(shí)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),大都由施工單位來完成,針對臨時(shí)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),還有一些問題需要進(jìn)一步探討,對這些問題進(jìn)行更好的研究與探討,能夠更好的避免橋梁事故的發(fā)生。

1橋梁施工臨時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用的規(guī)范

現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中均無專門的臨時(shí)性的設(shè)計(jì)規(guī)范,僅有部分條款散落在設(shè)計(jì)、施工規(guī)范中,使得臨時(shí)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)缺乏系統(tǒng)的依據(jù)。目前常用的《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》僅對模板、支架做了比較詳細(xì)的規(guī)定,但對鋼圍堰的規(guī)定相對較少。2015年新版的《公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》也主要是針對永久橋梁結(jié)構(gòu)而言,相比之前的《公路鋼結(jié)構(gòu)與木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》去除了對臨時(shí)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)定。相對于橋梁而言,建筑施工采用的臨時(shí)結(jié)構(gòu)規(guī)定要稍微完善,2010年《施工現(xiàn)場臨時(shí)建筑物技術(shù)規(guī)范》,2013年了《建筑施工臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》。

2橋梁施工臨時(shí)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法

眾所周知,對于永久結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法有容許應(yīng)力法、破損階段法、極限狀態(tài)法和概率極限狀態(tài)法幾種。對于橋梁施工臨時(shí)結(jié)構(gòu),采用的是容許應(yīng)力法,并且對于模板和支架的設(shè)計(jì)規(guī)定了設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)的荷載組合,對于建筑施工臨時(shí)結(jié)構(gòu),2011版的《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》則明確規(guī)定模板及支架的設(shè)計(jì)采用以概率理論為基礎(chǔ),以分項(xiàng)系數(shù)表達(dá)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法。

3施工荷載的取值

目前所采用的施工荷載的取值大多都采用的都是永久結(jié)構(gòu)的取值,對于永久荷載而言,臨時(shí)結(jié)構(gòu)的取值可以參考永久結(jié)構(gòu)的取值方法,但是對于可變荷載,尤其是施工期的環(huán)境荷載,例如施工期的風(fēng)載、水流力及波浪力存在著極大的不確定性,極易造成施工階段的工程事故,因此為了保證臨時(shí)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)安全,必須結(jié)合現(xiàn)場的實(shí)際情況進(jìn)行施工荷載的取值,筆者認(rèn)為對于施工期變化比較大的環(huán)境荷載,例如施工期的風(fēng)載、水流力及波浪力等,在不確定性很大的情況下,還是應(yīng)該多增加施工期環(huán)境測試,對施工現(xiàn)場的風(fēng)速、水速及波浪等情況進(jìn)行持續(xù)的跟蹤,確定出最不利荷載。

4施工工況與荷載組合

在橋梁的施工過程中,要根據(jù)具體的施工方案對臨時(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行工況分析,確定臨時(shí)結(jié)構(gòu)在每一工況受到的施工荷載并進(jìn)行荷載組合,使臨時(shí)結(jié)構(gòu)在各工況下的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性滿足要求[2]。對此,《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/T-2011)對于模板與支架設(shè)計(jì)計(jì)算的荷載組合已有比較詳細(xì)的規(guī)定,如表1所示。表1模板、支架設(shè)計(jì)計(jì)算的荷載組合[3]和模板與支架相比,施工采用的掛籃、圍堰則沒有如此比較詳細(xì)的規(guī)定。掛籃型式很多,構(gòu)造上也有很大不同。施工時(shí)選用哪種型式的掛籃要根據(jù)具體情況而定。根據(jù)掛籃施工的主要步驟、受力狀態(tài),經(jīng)??梢詫旎@分為空載、行走和澆筑混凝土三種施工工況。在橋梁的深水圍堰中,鋼圍堰應(yīng)用的比較多,工況也比較復(fù)雜。鋼圍堰的的施工工況大體可以分為4個(gè)階段:吊箱下放階段、混凝土封底階段、抽水階段和澆筑承臺(tái)混凝土階段。對于不同的施工工況,對應(yīng)著哪些荷載,筆者認(rèn)為規(guī)范對此進(jìn)行很好的完善可以有利于施工臨時(shí)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),從而保證施工的安全。

5安全系數(shù)的取值

對于臨時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全系數(shù),2013年了《建筑施工臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》直接采用的永久結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全系數(shù)。對于橋梁施工所采用的臨時(shí)結(jié)構(gòu),規(guī)范對于纜索吊裝系統(tǒng)中各種索的鋼絲繩和錨碇安全系數(shù)做了比較詳細(xì)的規(guī)定;對于掛籃在行走時(shí)的安全系數(shù)、自錨固系數(shù)和限位系統(tǒng)的安全系數(shù)做了規(guī)定。相比掛籃和纜索吊,圍堰還有待繼續(xù)完善。

6建議

6.1目前橋梁施工臨時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中主要用到的是容許應(yīng)力法,但是對于施工荷載的調(diào)查和統(tǒng)計(jì)還甚少,建議相關(guān)部門增加施工期的風(fēng)載、水流力及波浪力的調(diào)查及跟蹤。6.2對于經(jīng)常重復(fù)利用的臨時(shí)結(jié)構(gòu)的材料,例如鋼結(jié)構(gòu)和鋼絲繩等經(jīng)常利用的材料進(jìn)行相關(guān)的養(yǎng)護(hù)和維修,建議規(guī)范增加不能重復(fù)利用的臨時(shí)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行報(bào)廢。6.3對于一些重復(fù)利用的臨時(shí)結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)時(shí)能標(biāo)準(zhǔn)化的將盡量標(biāo)準(zhǔn)化,能夠節(jié)省不少經(jīng)濟(jì)投資。

作者:鄭俊杰 向 群 單位:天津鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院

參考文獻(xiàn)

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篇9

【關(guān)鍵詞】山區(qū)橋梁 橋梁基礎(chǔ) 橋梁設(shè)計(jì) 基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 山區(qū)公路 墩臺(tái)基礎(chǔ)

中圖分類號(hào): TU997 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):

一.引言。

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,公路建設(shè)作為社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)工程也得到較快發(fā)展。我國地域廣闊,陸上地形復(fù)雜,在湖南南部永州地區(qū),基本上都是多山地帶,在此區(qū)域內(nèi)開展公路建設(shè)時(shí),公路中橋梁占用線路的比率較大。在山區(qū)的公路橋梁設(shè)計(jì)中,由于山區(qū)地域基礎(chǔ)的特殊條件,要結(jié)合實(shí)際的地質(zhì)情況來綜合考慮。

二.山區(qū)橋梁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。

1.山區(qū)橋梁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的必要性。

永州地區(qū)山區(qū)較多,地形復(fù)雜,地面的高差變化較大,地質(zhì)情況復(fù)雜,不穩(wěn)定斜坡、陡崖、滑坡、煤氣地層等不良地質(zhì)情況都存在。受到外界條件的影響,公路路線布設(shè)的時(shí)候平縱橫都受到了約束,平曲線較大,平面半徑較小,橋梁比率高,擋土墻多。山區(qū)公路橋梁也具有以下的特點(diǎn),彎坡橋較多,墩臺(tái)形式多,在設(shè)計(jì)的時(shí)候必須結(jié)合實(shí)際的地質(zhì)情況,合理的解決橋梁設(shè)計(jì)的各個(gè)細(xì)節(jié),才能夠設(shè)計(jì)出合理的山區(qū)橋梁基礎(chǔ)施工方案,確保橋梁工程質(zhì)量。

2.山區(qū)橋梁設(shè)計(jì)特點(diǎn)。

(1)山區(qū)公路與橋梁特點(diǎn)。

山區(qū)公路上要特點(diǎn)足地形、地質(zhì)、水文條件復(fù)雜。地形復(fù)雜。表現(xiàn)為溝壑眾多,地面高差變化大,縱橫坡均較陡直,沖溝發(fā)育。地質(zhì)復(fù)雜,表現(xiàn)為滑坡、崩塌、泥石流、巖溶、陡崖、斷層及煤礦采空區(qū)等不良地質(zhì)不同程度存在,巖性、巖石風(fēng)化程度各有不同。水文條件復(fù)雜,表現(xiàn)為水系眾多,水文地質(zhì)、暴雨、洪水等沿路線不爆相同。山區(qū)公路路線布設(shè)時(shí)平縱橫三個(gè)方面都受到約束,一般就是平曲線多,平面半徑小,縱坡大,橋粱比例高,橫坡陡,半邊橋和高擋墻多。山區(qū)公路橋梁也相心具有以下特點(diǎn):彎坡橋多,高墩大跨多,墩臺(tái)形式多,設(shè)計(jì)中必須協(xié)調(diào)解決好橋梁各細(xì)部構(gòu)造與地形地質(zhì)之間的關(guān)系?;谏絽^(qū)復(fù)雜的地形地貌,致使山區(qū)公路橋梁在路線中所占比例人,一般選擇曲線、人縱坡、高墩、長橋等設(shè)計(jì)方案。

(2)山區(qū)橋梁橋位選擇。

3.山區(qū)橋梁橋位的選擇

由于山區(qū)的地形、地質(zhì)及水文條件復(fù)雜,橋梁要根據(jù)公路功能、等級、通行能力及抗洪防災(zāi)要求,結(jié)合水文、地質(zhì)、通航、環(huán)境等條件進(jìn)行綜合橋位選擇。橋位應(yīng)選擇河道順直穩(wěn)定、河床地質(zhì)良好、河槽能通過大部分設(shè)計(jì)流量的河段。橋何不宜選擇存河漢、沙洲、古河道、急彎、匯合口、港II作業(yè)區(qū)及易形成流冰、流木阻塞的河段。山區(qū)公路橋位選擇總的原則是:中、小橋嚴(yán)格服從路線布設(shè),大橋、特大橋等大型工程應(yīng)做多辦案同精度的橋位比選,并以其為控制點(diǎn),總體上達(dá)到與路線走向一致,路、橋綜合考慮,合理銜接。橋位選擇應(yīng)從國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和國防建設(shè)的需要出發(fā),做到整體布局合理,同時(shí)兼顧群眾利益,少占良田。另一方面橋位選擇時(shí),應(yīng)針對各個(gè)必選的方案進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查和勘測,并根據(jù)實(shí)際需要對橋址區(qū)進(jìn)行必要的工程地質(zhì)勘探和水文地質(zhì)分析,同時(shí)應(yīng)考慮橋位設(shè)置對其周圍環(huán)境的影響,充分征求地方政府有關(guān)部門的意見,經(jīng)全面分析比選。確定出推薦方案。

4.基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。

任何結(jié)構(gòu)物都建造在一定的地層上,結(jié)構(gòu)物與地層接觸的部分就是基礎(chǔ)。工程實(shí)踐表明:結(jié)構(gòu)物的地基與基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量的優(yōu)劣,對整個(gè)結(jié)構(gòu)物的質(zhì)量和正常使用起著根本的作用?;A(chǔ)工程時(shí)隱蔽工程,如有缺陷,較難發(fā)現(xiàn),也較難彌補(bǔ)和修復(fù),而這些缺陷往往直接影響整個(gè)結(jié)構(gòu)物的使用甚至安全。基礎(chǔ)工程在質(zhì)量、工期、費(fèi)用3大指標(biāo)上影響著整個(gè)工程建設(shè)的始終,在工程建設(shè)中占據(jù)了舉足輕重的重要地位。因此,對于橋梁工程設(shè)計(jì)人員,應(yīng)該全面掌握橋梁基礎(chǔ)的專業(yè)知識(shí),了解各種橋梁基礎(chǔ)的特點(diǎn)及適用范圍,才能在各種復(fù)雜的地質(zhì)條件下發(fā)揮所長精心設(shè)計(jì)基礎(chǔ)工程,確保橋梁工程建設(shè)更好完成。

基礎(chǔ)工程的分類及特點(diǎn)?;A(chǔ)根據(jù)埋置深度分為淺基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)。將埋置深度較前(一般小于5米),且施工簡單的基礎(chǔ)稱為淺基礎(chǔ);由于淺層土質(zhì)不良,需將基礎(chǔ)置于較深的良好土層上,且施工較復(fù)雜的基礎(chǔ)稱為深基礎(chǔ)?;A(chǔ)埋置在土層內(nèi)深度雖較淺,但在水下部分較深,如深水中橋墩基礎(chǔ),稱為深水基礎(chǔ),在設(shè)計(jì)和施工中需要作為深基礎(chǔ)考慮。公路橋梁及其人工構(gòu)造物首先考慮用天然地基上的淺基礎(chǔ)。當(dāng)需要設(shè)置深基礎(chǔ)時(shí)常采用樁基礎(chǔ)或沉并基礎(chǔ),我國公路橋梁現(xiàn)今最常用的深基礎(chǔ)是樁基礎(chǔ)。

5.樁基分類。

樁基按施工方法來分,可分為預(yù)制樁和就地灌注樁;按基礎(chǔ)受力條件來分,可分為端承樁和摩擦樁;按樁所采用材料來分,可分為鋼筋混凝士樁、鋼樁和合成樁;各類樁基須根據(jù)地質(zhì)、水文等條件比較采用。通常來說,摩擦樁和端承樁在實(shí)際工程中運(yùn)用的比較多。當(dāng)樁基礎(chǔ)穿過土層,樁端支承在堅(jiān)硬土層或巖層上,上部荷載主要靠樁端處硬七層或巖層提供的反力來支承,樁側(cè)摩阻力很小,可忽略不計(jì),這種樁稱為端承樁。當(dāng)土層很厚,樁端達(dá)不到硬土層或巖層土,樁的荷載主要靠樁身與周圍土層之間的摩擦力來承擔(dān),樁端處土層或巖層反力很小,這種樁稱為摩擦樁。實(shí)際的樁通常是介于上述兩種情況之間,樁基豎向力由摩擦力和樁端力共同提供,只是兩個(gè)力所占的比例不同,為了簡化計(jì)算,我們通常把占比例少的一部分忽略不計(jì)。

6.墩臺(tái)基礎(chǔ)位置確定。

要想確定墩臺(tái)基礎(chǔ)的合理位置,在橋梁分孔時(shí)就要充分考慮基礎(chǔ)位置處的地質(zhì)、邊坡和水文條件是否適合,若能通過改變橋梁分孔避開不利的地質(zhì),使墩臺(tái)位置遠(yuǎn)離山坡坡面是設(shè)計(jì)中應(yīng)該首選的方案。僅當(dāng)特殊情況,迫不得已時(shí),方可考慮在山坡上設(shè)置墩臺(tái)。目前由于人們越來越重視環(huán)境方面的因素,山區(qū)公路在高填方段,即使沒有被交物的限制,也往往選擇設(shè)置橋梁的形式。在這種情況下橋梁選擇統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)跨徑應(yīng)該無可非議,但是山區(qū)中復(fù)雜的地質(zhì)、水文條件就成為制約橋梁分孔的多個(gè)重要因素。例如在京承高速公路山區(qū)清水河18橋右線,7#~238墩段,沒有被交物的限制,在初步設(shè)計(jì)階段選擇了13×30m的標(biāo)準(zhǔn)跨徑。但到施工圖階段,橋位處的詳勘報(bào)告顯示,148、158墩位處巖體節(jié)理發(fā)育,完整性差,需首先清除上部開裂不穩(wěn)的巖體,對下部較大的裂隙進(jìn)行灌漿處理,而且需對東側(cè)下部巖體進(jìn)行預(yù)應(yīng)力錨索加固處理。

六.結(jié)束語。

山區(qū)橋梁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí),要考慮地形條件和地理狀況,同時(shí)要選擇合理的施工方法,通過工藝控制,來提高山區(qū)橋梁質(zhì)量。

參考文獻(xiàn):

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[5]吉隨旺 JI Suiwang 橋梁基礎(chǔ)地質(zhì)條件對橋梁震害的影響分析 [期刊論文] 《資源環(huán)境與工程》2009年z1期

篇10

關(guān)鍵詞:高鐵連續(xù)梁橋施工;控制問題;探討

Abstract: high-speed rail bridge construction is a relationship between the beneficial to the people's livelihood projects, during the construction process, safety must be full control of construction, to put one's heart and soul into serving the people, people's satisfaction with the project construction. At present, the high-speed railway in our country most of the use of continuous bridge hyperstatic structure, the bridge structure stiffness, little deformation, driving comfort, less expansion joint, stress the key section of high-speed rail continuous beam construction control including control, linear control, temperature control, work structural stability control and safety control work, this paper mainly discusses the high-speed rail construction control of continuous beam bridge and control method.

Keywords: high-speed rail continuous beam bridge construction; problem; discussion

中圖分類號(hào):TU755 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):

1、引言

近些年來,我國的高速鐵路得到了迅速的發(fā)展,給人們的交通出行帶來了極大的方便,但是,高速鐵路的建設(shè)要求很高,在施工中也存在一些困難,尤其是橋梁的設(shè)計(jì)和施工,給設(shè)計(jì)人員和施工人員帶來了巨大的挑戰(zhàn)。由于懸臂結(jié)構(gòu)和T型剛構(gòu)的橋梁需要設(shè)置較多,容易出現(xiàn)“搓板”現(xiàn)象,因此,我國高速鐵路大多使用超靜定結(jié)構(gòu)的連續(xù)式橋梁,這種結(jié)構(gòu)的橋梁剛度大、變形小,行車平順,伸縮縫設(shè)置較少,優(yōu)勢明顯。本文主要針對超靜定結(jié)構(gòu)的連續(xù)式橋梁來探討橋梁的施工控制方式。

2、高鐵連續(xù)橋梁現(xiàn)場施工控制內(nèi)容

高鐵連續(xù)梁現(xiàn)場施工控制的內(nèi)容包括線性的控制工作、關(guān)鍵截面應(yīng)力的控制工作、溫度控制工作、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性控制工作以及施工安全控制工作。

2.1 線性控制

線性控制是高鐵連續(xù)橋梁現(xiàn)場施工控制工作中最為重要的內(nèi)容,其具體的內(nèi)容包括幾何外形控制工作以及撓度變形控制工作。在橋梁施工的過程中需要嚴(yán)格的控制好梁體的豎向撓度變形以及橋梁的幾何外形。

2.2 關(guān)鍵截面應(yīng)力控制

為了控制好關(guān)鍵截面的應(yīng)力,必須要在橋梁關(guān)鍵截面處設(shè)置好應(yīng)力的觀測點(diǎn),對應(yīng)力變化進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測,如果發(fā)現(xiàn)應(yīng)力出現(xiàn)偏差,就要做好調(diào)整工作,提高橋梁結(jié)構(gòu)受力的穩(wěn)定性。

2.3 溫度的控制

溫度的控制是橋梁施工控制工作中的主要內(nèi)容之一,合理的溫度控制能夠檢測出現(xiàn)場氣溫的變化以及橋梁內(nèi)部混凝土的溫度變化,能夠有效的防止開裂情況的出現(xiàn)。

2.4 穩(wěn)定性的控制

高鐵橋梁中有大量的高橋墩、大塊度以及薄壁的箱型結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)的大量使用會(huì)降低橋梁的整體剛度,影響橋梁的穩(wěn)定性,因此,必須要重視好橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的控制工作。

2.5 安全的控制

高鐵橋梁施工時(shí)一項(xiàng)關(guān)系國計(jì)民生的大工程,在施工的過程之中,必須要全程控制好施工的安全性,做到全心全意的為人民服務(wù),建設(shè)好人民滿意的工程。

3、高鐵連續(xù)橋梁現(xiàn)場施工控制方式

對于高鐵連續(xù)橋梁的施工控制工作,需要嚴(yán)格的根據(jù)施工進(jìn)度和施工方案來完成,從現(xiàn)場梁體的整個(gè)施工開始時(shí)期到最后的合攏期,控制人員都必須對整個(gè)現(xiàn)場梁體內(nèi)部的溫度和應(yīng)力進(jìn)行及時(shí)的觀測,再根據(jù)觀測數(shù)據(jù)的變化來修改理論模型,計(jì)算出下一節(jié)橋梁的預(yù)拱度,并建立好模標(biāo)高來對整個(gè)施工過程進(jìn)行指導(dǎo)。

3.1 高鐵連續(xù)橋梁的施工控制方式

待整個(gè)橋梁下部結(jié)構(gòu)的施工完成之后,由于實(shí)際的現(xiàn)場環(huán)境有一定的限制性,因此,施工單位以及設(shè)計(jì)單位必須對設(shè)計(jì)方式進(jìn)行反復(fù)模擬分析,對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化。此外,為了更好的控制施工過程的應(yīng)力,必須要對橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)力變化進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢查,以便保證整個(gè)梁體結(jié)構(gòu)受力的穩(wěn)定性。同時(shí),在埋設(shè)傳感器時(shí),需要考察現(xiàn)場鋼筋網(wǎng)的實(shí)際情況,在測點(diǎn)處沿縱橋方向設(shè)置好傳感器,以便對連續(xù)橋梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)變值和應(yīng)力進(jìn)行實(shí)時(shí)的測量,此外,還要注意到導(dǎo)線沿腹板鋼筋處的溫度和應(yīng)力變化情況。

3.2 高鐵連續(xù)橋梁施工過程中溫度與裂縫的控制措施

對于高鐵連續(xù)橋梁的施工,必須要注意到溫度應(yīng)力的產(chǎn)生,如果混凝土溫度應(yīng)力較大,就可能導(dǎo)致混凝土施工完成后出現(xiàn)開裂的情況。對混凝土溫度應(yīng)力產(chǎn)生影響的因素十分復(fù)雜,水泥品種、施工現(xiàn)場環(huán)境、混凝土澆筑溫度、混凝土收縮等問題均會(huì)對溫度應(yīng)力產(chǎn)生影響,因此,在澆筑混凝土的過程中,必須要對其內(nèi)部溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控,在混凝土澆筑完成后,要做好后續(xù)的養(yǎng)護(hù)工作,在養(yǎng)護(hù)時(shí)要注意降溫,防止由于溫度應(yīng)力的影響導(dǎo)致澆筑完成的混凝土出現(xiàn)開裂。此外,要注意到,如果澆筑作業(yè)在冬季或者晚上氣溫較低的情況下施工,混凝土很容易出現(xiàn)不均勻的溫度變化,進(jìn)而出現(xiàn)裂縫,因此,在澆筑完成后,要在混凝土表面進(jìn)行保溫處理,在其表面加蓋干草、棉絮等,防止由于溫差的因素而發(fā)生裂縫。

3.3 高鐵連續(xù)橋梁配筋的設(shè)置

據(jù)國內(nèi)外的研究調(diào)查結(jié)果表明,當(dāng)混凝土由于內(nèi)外溫差的影響出現(xiàn)收縮時(shí),并不會(huì)導(dǎo)致鋼筋出現(xiàn)收縮,但是在鋼筋與混凝土之間也必然會(huì)出現(xiàn)收縮的應(yīng)力,由于混凝土材料具有非均勻性的特征,在混凝土出現(xiàn)收縮時(shí),內(nèi)部的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)也會(huì)出現(xiàn)非均勻性受力情況,也會(huì)出現(xiàn)一些集中的應(yīng)力點(diǎn),在受力的增加下,就會(huì)發(fā)生局部變形,如果發(fā)生變形,那么就會(huì)出現(xiàn)地方裂縫。為了防止該種裂縫的產(chǎn)生,必須在應(yīng)力集中點(diǎn)的位置合理的配置鋼筋,減少混凝土的受力,提高混凝土的抗拉性能。

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