桥梁设计论文范文

桥梁设计论文篇1

概念设计概论。概论当中，首先整合了桥梁工程的知识体系，介绍了桥梁的基本组成和分类；然后介绍国内外桥梁的最新发展动态。并从中国桥梁建设当中出现的问题的角度，说明概念设计的目的、意义和重要性。最后介绍了《桥梁概念设计》中安全、适用、经济、美观、耐久、环保的原则及其含义，并详细阐述了如何建立创新理念。

桥梁美学设计。美学是人们对于美和丑的认识，虽然不同人拥有不同的看法，但是美学还是有其一般性的规律。在桥梁美学设计当中，首先介绍了东西方美学的哲学基础，提出了桥梁美学的五个基本原则———“多样与统一”“、比例与匀称”“、平衡和和谐”以及“韵律与协调”。并针对桥梁，提出了概念设计中的美学考虑和处理方法。最后，介绍了桥梁美学设计的实例。

设计构思和总体布置。设计构思和总体布置是《桥梁概念设计》中最为关键的环节，是生成概念方案所必须有的过程。设计构思主要是分析桥位处的自然条件、技术条件、人文条件、社会条件，进而对桥梁总体设计进行设计。①自然条件。自然条件主要包括河势、水文、气象气候、地形地貌、地质水质和地震这七个方面。在概念设计阶段，这些资料的应用一般有两个方面：一方面，在理解消化这些资料的基础上，抓住核心要素和控制条件，形成构思和布局的雏形；另一方面，用于总体和关键构件的宏观、控制性的计算和分析，来验证和调整先前的构思和布置。②技术条件。经过近200年的发展，桥梁的上部结构和下部结构已发展形成了一些较为成熟的形式，在当今技术条件下，这些不同类型的上部结构和下部基础都有着各自的适用范围，在桥梁概念设计的初始阶段，我们应当尽可能地根据桥梁所处的自然条件，选择最为合适的上部结构和下部基础。③人文条件。人文条件主要是指桥梁所处地区的历史文化背景和该区域的桥梁使用者对于美的诉求。桥梁作为一种永久建筑物，除了跨越功能之外，其景观功能也是其功能的一个重要方面，在某些情况下，尤其是城市桥梁当中，桥梁的景观功能可能是其最为重要的一个方面。只有在这些准备工作做好之后，才能够根据“变化与统一”、“比例与匀称”、“平衡与和谐”，“韵律与协调”这些基本的美学基本原则，设计出满足人们人文诉求和美学要求的美的桥梁。④社会条件。社会条件主要是指桥梁的使用功能、桥梁的经济性。使用功能包括交通功能、航运功能。交通功能方面，对于公路桥梁、铁路桥梁和城市桥梁，其荷载标准和建筑界限不同；不同的航道等级和通航标准对应的通航净空也不相同。经济性方面，不同的桥型、总体布置、基础方案和施工方案对于桥梁的经济性能均有影响。

4.结构安全验证。在结构安全验证中，介绍了桥梁的荷载，讲解了结构分析的一般方法和结构的强度、刚度、稳定性、动力特性的验算，然后介绍了桥梁耐久性设计的一般原则和耐久性验算的方法。5.工程案例分析。通过分析《桥梁概念设计》的工程实例，来完整的介绍桥梁概念设计的流程，以及各个步骤当中应当注意的问题，使学生在掌握全局的同时不忽略细节。

概念设计教学特色

同济大学桥梁系在国内土木工程专业首先开展了概念设计的课程，作为桥梁工程教学改革的一部分，这门课程尝试了一些新的教学方法。具有以下几个方面的特点。

1.强调桥梁创新和美学设计。通过概论，首先强调《桥梁概念设计》中创新的重要性，从总体布局、结构体系和局部构造三个层次引入创新理念。并分别配以工程实例，深入浅出，强化了创新和美学设计在桥梁设计中的重要性，引导学生在创新和美学方面进行思考。如在讲解从总体布局的角度创新桥梁设计时，列举了某高新区中央岛的桥梁概念设计。由于该区域是交通道路上的重要视觉节点，连岛的两座桥梁需要表现出磅礴的气势和很好的视觉冲击力，常规桥梁无法表现这一特征。虽然可以通过大跨度悬索桥、斜拉桥凸显气势，但是桥位处没有大跨度斜拉桥的要求，同时，大跨度桥梁经济上也不合理。通过总体布局的创新，采用建筑学上借势造景的技法，将一座常规大跨度桥梁一分为二，分别放在南北两个河道处，中间道路形成虚拟的桥梁中跨，远处观看，如同一座十分宏伟的大跨度悬索桥，既凸显了气势，又满足了经济合理的要求。

2.注重讲解概念性的原理。传统的桥梁工程注重从力学计算方面推导出一些公式，通过公式里的参数分析来讲解桥梁工程中的基本力学原理。在《桥梁概念设计》的教学当中，复杂的力学计算不是重点，因为其与概念设计注重概念的理念背道而驰。相反，概念性的原理才是重中之重，一方面，概念性的原理便于理解性记忆；另一方面，如果概念设计不合理，将直接导致后续力学计算结果出现问题，进而需要返工或者通过额外措施解决出现的问题。例如，在讲解桥梁结构体系对于桥梁受力性能的影响时，列举了作者设计的昆山玉峰大桥的外部约束、内部链接和刚度分配处理方法的例子。%%昆山某区域需建立一座城市桥梁，通过概念分析，拟建立一座斜靠拱桥。由于该区域为软土地基，无法承担水平推力。因此，主拱圈采用无水平推力的系杆拱（外部连接），主拱圈承担主要的恒载，主拱圈斜靠拱共同承担活载（刚度分配），进而解决了软土地基的问题。在讲解主拱圈和主梁之间的内部连接方式时，同样也采用了重视概念、简化计算的教学思路。由于主梁为双边箱钢箱梁主梁，在纵横梁上搭设混凝土预制桥面板，桥面板之间通过现浇段和横纵梁上的剪力钉连接，因此在拱梁交接处存在着负弯矩区段，会导致桥面板开裂。为了解决这个问题，主拱圈和主梁之间采用铰接的连接方式，释放了负弯矩；同时，等主梁支架拆除后再浇筑现浇段，通过让混凝土桥面板和钢主梁在不同的阶段参与受力，也减小了拱梁连接处的桥面板拉应力，防止了桥面板开裂。由于一般的系杆拱桥主梁为混凝土箱梁，可以张拉预应力，因此拱梁交接处主梁拉应力不是设计的关键因素，但是在玉峰桥中，在混凝土桥面板中张拉预应力较为困难，因此采用了释放拱梁之间弯矩的铰接的连接方式。

3.教学结合工程实际。以上两个例子，只是《桥梁概念设计》课程教学当中所举的众多例子的一个缩影。为了改变传统桥梁工程教学时，学生只知其然，不知其所以然的状况，在《桥梁概念设计》教学中加入了众多的工程实例，讲解出原因，让学生加深理解，加深印象。例如，在介绍悬索桥抗风问题时，列举了著名的“塔科马大桥风毁”事故，并从悬索桥的计算理论发展的角度，解释了塔科马大桥发生风毁的背景。在线弹性理论当中，不考虑结构变形对于平衡的影响，因此主梁高度很大；随着挠度理论的诞生，人们发现主梁的刚度对于悬索桥的整体刚度贡献不大，最终，从曼哈顿桥到金门大桥，悬索桥主梁高度越来越小。到塔科马大桥时，主梁高跨比只有1/350，主梁形式为抗扭性能差的双边主梁开口断面，最终导致主梁发生风致颤振破坏。这种结合工程事故发生的理论发展背景的讲解思路，让学生的理解更为深入。

4.整合知识体系。通过一个完整的桥梁概念设计流程，学生明白了本科所学课程在桥梁概念设计中的作用以及各个课程之间的关系，进而达到了整合学生的知识体系的目的；同时，概念设计当中历史文化、美学诉求方面的人文内涵需要学生提高综合素质，耐久性、环保以及全寿命设计思想要求学生进一步学习相关知识，从这个角度来说，概念设计也起到了引导学生学习方向的目的。

5.注重学习与实践相结合。让学生更深入地理解《桥梁概念设计》，最好的方式是让学生参与到真实的桥梁概念设计当中。在教师指导下，学生参加桥梁方案竞赛是一个很好的方式。从同济大学桥梁系开设《桥梁概念设计》课程以来，历届学生分别参加了广东省虎门二桥、北京长安街西延永定河桥、北京通州运河区北运河桥和通惠河桥的国际方案竞赛。在参与竞赛的过程中，学生对桥梁概念设计的流程有了更深入地理解，同时也增强了实践能力。下面介绍了长安街西延永定河桥梁的概念设计。桥位位于首钢工业改造区，该区域规划功能定位为北京西部综合服务中心和后工业文化创业产业区。桥位北部为被誉为“燕都第一仙山”的石景山，西岸为门头沟滨水商务区，功能以商业服务，文化娱乐为主。

大桥跨越永定河莲石湖，该湖注水后，形成湖滨绿色生态走廊。概念设计当中，石景山、永定河和首钢是不可或缺的三个元素，桥梁应当与这三个元素相互融合，构建出“一山、一水、一桥，一部钢铁史”的和谐篇章。①跨径布置。桥位处控制桥梁跨径的主要因素有：路线与河道及两侧道路斜交53度；东侧跨越丰沙铁路和东滨河路（红线宽度40米）；西侧跨越河堤路（红线宽度30米）；河堤处不能设置桥墩。因此，采用东侧一跨跨越丰沙铁路、东滨河路和东河堤，西侧采用一跨跨越西河堤及西河堤路，最小跨径均为120米。河道中桥墩设置不受通航影响，但需要考虑排洪的作用，桥位处上下游桥梁跨径均为40米左右。②桥型选择。

桥型选择考虑结构的外形与周边环境相符，控制结构的高度，是的结构与石景山和山下的首钢厂区高度协调，不遮挡永定河自南向北的视觉走廊。根据跨径布置，梁桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥都是可行的。③横断面布置。桥位处道路规划红线宽度为80米，若采用单层桥面布置，桥面宽度约为60米；若采用双幅桥面布置，桥型选择限制较多，如采用横向四片拱肋的拱桥，景观效果不佳；如采用双层桥边，可以使桥宽变为30米左右，同时具有许多优点。非机动车道、人行道和车行道分离，为互通立交的实现提供了很好的条件；双层桥面的下层人行道、非机动车道可以与东滨河路实现平交，方便了行人。④概念生成图3创新总体布局的悬索桥效果

（a）效果图

（b）结构简图

图4玉峰桥与选择。梁桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥都是可选桥型，根据上述分析，概念生成了十四个比选方案。从安全适用、结构布置的合理性与经济性、与环境的协调和美观、可设计性和可施工性、耐久环保五个方面进行综合比选打分，最终概念选择了五跨连续桁架拱桥方案、斜拉桥和梁桥组合方案、斜拉桥和拱桥组合方案，进行下一步的设计。以下为三个方案———锦绣河山（五跨连续桁架拱桥方案）、日月同辉（斜拉桥和梁桥组合方案）、龙凤呈祥（斜拉桥和拱桥组合方案）的效果图。⑤概念设计。下面简略介绍锦绣河山方案极其概念设计。

美学处理方面，五跨连续桁架拱桥方案主梁和拱肋均采用钢桁架形式，厚实的金属质感让人们感受到首钢改造区曾经辉煌的钢铁文化。桥面以上主拱圈的高度近似按照黄金分割比设计，犹如连绵起伏的山峦，突出了锦绣河山的主题。桥头堡外形也同样进行了美学优化，参照石景山上宝塔的形象进行了处理。主桥为采用双层桥面的梁拱组合体系，各跨拱脚均采用固定铰支座约束。主梁宽度为32.6m，高度为6.5m。上下桥面每隔6m设置一道横梁，梁高1.5m。采用正交异性钢桥面板，主梁上吊杆间距为6m。除拱肋的风撑与弦杆，腹杆与弦杆采用高强螺栓连接外，其他钢构件采用焊接连接。基础采用钻孔灌注桩。

永定河大桥概念设计是国际方案竞赛，有六家国际知名设计单位的十八个方案参加竞争，最终有六个方案入围。作者指导学生所完成的三个方案均得以入选。部分竞争者的方案因采用大跨、奇异的造型来标新立异而被淘汰，而学生们所完成的方案思路清晰、考虑的因素较为全面，创新性、经济性均较好，设计方案外形也比较优美，因此得以入围。在前面提到的另外两个国际比赛中，学生们的方案也获得了第二和第一名。参加比赛既提高了学生的学习积极性，也达到了《桥梁概念设计》的教学目的。

学生反应

本文第二作者作为《桥梁概念设计基础》课程的学生，也切身体会到了《桥梁概念设计》不同于传统的灌输式教学。传统的桥梁教学思路只重视结构计算，而《桥梁概念设计》重概念、重视原理、重视讲解思路，重视用实例说明抽象的问题。这些教学思路对于学生的理解十分有益。同时，提高了创新和美学考虑在桥梁设计中地位，让听课的学生认识到，新的桥梁设计理念需要工程师从传统的桥梁计算工程师转变到桥梁创新设计工程师甚至是桥梁建筑师，让其更为重视自身的人文修养和综合素质发展。

《桥梁概念设计》的学习就是一个桥梁概念设计训练的过程，本科学习的知识经过梳理后成为了一个体系。在进行本科毕业设计，学生拿到一个桥梁基本信息后，处理更为得心应手。最后，参与方案竞赛的实践帮助学生从理论性的知识当中走出来，进行实际的概念设计操作，加深了学生对概念设计本身的理解，对概念设计流程也更加熟悉。我们国家的桥梁在过去的三十年当中实现了跨越式的发展，但是，这种高速发展的背后也隐藏着很多问题，创新理念不足、桥梁不够优美以及经济性能不好是众多问题中比较突出的几个方面。

桥梁设计论文篇2

关键词：大跨径刚构一连续组合梁结构设计探讨

一、前言

在大跨径桥型方案比选中，连续梁桥型仍具有很强的竞争力。连续梁桥型在结构体系上通常可分为连续梁桥、连续刚构桥和刚构一连续组合梁桥。后者是前两者的结合，通常是在一联连续梁的中部一孔或数孔采用墩梁固结的刚构，边部数孔解除墩梁团结代之以设置支座的连续结构。在结构上又可分为在主跨跨中设铰、其余各跨梁连续和全联不设铰的组合梁桥两种形式，通常称后者为刚构一连续组合梁。在我国已建成的该桥型的比较典型的例子有东明黄河大侨，跨径比之更大的该类型桥现已初见尝试。

二、刚构一连续组合梁桥的结构受力特点及应用

1结构特征及受力特点

在连续梁桥中，将墩身与主梁团结而成为连续刚构桥。由于墩身与主梁形成刚架承受上部结构的荷载，一方面主梁受力合理，另一方面墩身在结构上充分发挥了潜能，因此该桥型在我国得到迅速的应用和发展[2]。具有一个主孔的单孔跨径已达270m，具有多个主孔的单孔跨径也达250m，最大联长达1060m。随着新材料的开发和应用、设计和施工技术的进步，具有一个主孔的单孔跨径有望突破300m的潜力。而对于多跨一联的连续刚构是不是也能在联长上有更大的发展呢？众所周知，墩身内力与其顺桥向抗推刚度和距主梁顺桥向水平位移变形零点的距离密切相关。抗推刚度小的薄壁式墩身能有效地降低其内力，但随着联长的加大，墩身距主梁顺桥向水平位移变形零点的距离亦将加大，在温度、混凝土收缩徐变等荷载的作用了，墩顶与主梁一道产生很大的顺桥向水平和转角位移，墩身剪力和弯矩将迅速增大，同时产生不可忽视的附加弯矩，致使刚构方案无法成立。在结构上将墩身与主梁的团结约束予以解除而代之以顺桥向水平和转角位移自由的支座，这样就变成刚构一连续组合梁的结构形式。于是边主墩墩身强度问题得以解决，且在一定条件下联长可相对延长。可见，刚构一连续组合梁是连续梁和连续刚构的组合，它兼顾了两者的优点而扬弃各自的缺点，在结构受力、使用功能和适应环境等方面均具有一定的优越性。

2.在我国的应用情况

东明黄河大桥开创了刚构一连续组合梁桥在我国应用的先例。

由于放松了多跨连续刚构桥对边主墩高度的要求，因此刚构一连续组合梁桥适用于不同的地形、地质条件、通航要求等。下面将介绍的武汉军山长江公路大桥初步设计刚构一连续组合梁桥方案就是一个典型的设计实例。目前国内在建的典型的大跨径刚构一连续组合梁有杭州饶城公路东段钱江六桥，其技术设计阶段主桥为127＋3X232＋127=950m的五跨预应力混凝土刚构一连续组合梁体系，中、边主墩均为双壁墩，中主墩墩身与主梁固接，边主墩墩身与主梁分离，分别设置4个65000kN的支应与主梁连接，悬臂施工中墩梁通过预应力粗钢筋临时固接。受地形影响解除边主墩墩身与主梁固结的刚构一连续组合梁桥还有黑河大桥，该桥布跨为6016＋6×100＋60＝720m，墩身为单箱墩，最外边墩设支座。

刚构一连续组合梁桥还适合于某些特殊布跨情形。如厦门海沧大桥西航道桥，布跨为70＋140十70十42＋42（m），其中两孔42m跨锚碇，避免了设两孔连续或简支梁，并减少了伸缩缝。像这样将边墩设支座的小边跨与连续刚构主体相连而成为非典型的刚构一连续组合梁桥的桥还有很多。

三、设计实例

武汉军山长江公路大桥初步设计作了斜拉桥和连续刚构两个方案同等深度的经济技术比较。其中连续刚构方案最初的跨径布置为138＋24O＋240＋240＋138（m)，三个主跨的四个主墩均为双薄壁墩，墩身与主梁固结。设计中发现两个边主墩由于高度较矮，受力很不合理，因此，将其与主梁的固结约束予以解除，桥型变为刚构一连续组合梁的结构形式（后出于总体布跨考虑，将跨径布置调整为138＋240＋240＋240＋138＋56（m））。现以布跨138＋240＋240＋240＋138（m)的大跨径刚构一连续组合梁桥的设计为例对其结构设计加以介绍和探讨。其结构设计简介如下：

1.结构体系

桥梁分左右两幅，采用138＋240＋240＋240＋138（m）五跨一联三向预应力混凝土刚构一续梁组合梁桥型方案，双壁墩结构，中主墩墩身与主梁固结，边主墩及边墩墩顶设支座。边主跨比L边：L主＝0.575：1，纵坡3％，纵曲线要素为T＝5l0m，R=17000m，E=7.65m。横坡2％，由箱梁顶板坡度形成。桥面铺装为6cm钢纤维混凝土垫平层加6cm沥青混凝土。

2.下部构造

主墩墩身为普通钢筋混凝土结构，采用50号混凝土，双壁墩结构。P2，P5号墩为边主墩，墩高28m，左右幅每片墩墩顶各设两个吨位为60000kN的球形钢支座，墩身为矩形实心断面，断面尺寸320cmX800cm，顺桥向外缘距12m；P3，P4号为中主墩，墩高39.9m，墩身与主梁固结，墩身为矩形实心断面，断面尺寸280cmX750cm。，顺桥向外缘距12m。承台采用30号混凝土，均为整体式，厚5m。P2～P5两号墩桩基础采用25号水下混凝土，均为18根直径2．5m的钻孔桩，桩长分别为55m，35m，40m，37.5m，均按支承桩设计。下部构造平面布置.P3,P4及P5号墩基础拟采用双壁钢围堰方案施工，P2号墩拟采用钢管桩平台加钢套箱方案施工。为有效抵抗偶发的巨大船撞荷载，各主墩均设计为整体式基础和承台。防撞构造立足于墩身自身防撞，因此墩身按实心断面设计。

3上部构造

主梁为分离式单箱单室直腹板箱梁，采用50号混凝土。根部梁高h根=13.2m，h根：L主=1：18.18；跨中梁高h中=4.0m，h中：L主=l：60；箱梁底线变化曲线y＝4.0+（9.2/114）×X。箱梁拟采用对称悬臂现浇施工工艺，施工梁段长度分为3m，4m，5m三种类型，0号块现浇段17m，合龙段3m。1/2标准跨的分块布置为：（l/2）x17m＋10x3m＋10x4m＋8x5m＋（1/2）x3.0m＝120m。最大悬臂施工长112．5m，共28对施工块件，块件重量在140.8～234.5t之间。箱梁顶宽16.45m，底宽7.5m，翼缘板悬臂长4.475m（含承托），外侧厚15cm，根部厚50cm。0号块顶板厚45cm，其他位置顶板厚28cm。0号块腹板厚100cm。向跨中分70cm，60cm，40cm三个梯段变化。根部底板厚130cm。；跨中底板厚28cm，中间按y＝0.28＋（1.02／114）×x变化。箱梁仅在墩项及梁端设横隔板，墩顶横隔板位置及厚度与每片墩身相对应。为增强箱梁整体性，还在墩顶设置了箱外横隔板。

箱梁纵向预应力体系采用15－22，控制张拉力4296.6kN，横向预应力体系采用15－4，控制张拉力781.2KN。纵、横向预应力均采用φ15.24mm预应力超强、低松弛钢绞线，极限抗拉强度为1860MPa，计算弹性模量E=1.95x10''''MPa。竖向预应力体系采用φ32mm轴轧螺纹粗钢筋，控制张拉力542.8kN.箱梁典型断面纵向预应力钢束布置。

4.结构分析

(1)计算模式

顺桥向总体结构静力分析采用平面杆系综合程序进行。接施工阶段将结构分为328个单元325个节点，共63个施工阶段。由于地质条件相对较好，因此未按等刚度原理将桩基础进行模拟，即不计桩基础的影响，近似按承台底固结考虑。中主墩与主梁固结，边墩为单向交承，计算中计入了边主墩。

(2)计算荷载

汽车：半幅桥横向按布置4个车队数考虑，横向折减系数为0.67，纵向折减系数为0.97，偏载系数1.15。

挂车：按全桥布置一辆考虑，偏载系数1.15。

满布人群:3.5KN/平方米

二部恒载：7t／m。

温度：结构体系温差考虑升温20℃，降温20℃；梁体温差考虑了由于太阳辐射和其他影响引起上部结构顶层温度增加时产生的正温差及由于再辐射和其他影响，热量由桥面顶层散失时产生的负温差，参照BS5400荷载规范取用；箱内外温差为5℃；桥墩墩体考虑日照不均匀温度差：升温时，两片墩身的一侧比另一侧和中间高5℃，降温时，两片墩身的一侧和中间比另一侧高5℃。温度效应考虑两种组合：体系升温十正温差十升温时墩体温差，体系降温十反温差十降温时墩体温差。

静风荷载：施工风速按30年一遇，成桥风速按100年一遇计。横桥向风力按规范公式计算。

船撞力：横桥向18400kN，顺桥向9200kN。作用点位置按规范或专题确定。

(3施工方法及主要工况

拟采用悬臂浇注法施工。为确保施工阶段单T的顺桥向抗弯及根桥向抗扭稳定性，将P2、P5号墩墩顶与主梁临时固结，在次边跨合龙施工完成后予以解除，完成体系转换。主要工况为；①施工基础及墩身，悬臂浇筑至最大悬臂状态，形成单T；②满堂支架浇筑边跨现浇段，配重施工；③边跨合龙，现浇段支架拆除；④次边跨合龙；⑤中跨合龙，形成结构体系对施加二部恒载；⑦运营。

(4)计算参数及荷载组合

混凝土：徐变特征终级值2.3，弹性继效系数0.3，徐变速度系数0.021，收缩特征终级值0.00015，收缩增长速度系数0.021。

预应力：松弛率0.03，管道摩阻系数0.22，管道偏差系数0.001，一端锚具变形及钢束回缩值0.006m。

考虑五种组合：①恒十汽；②恒十汽十温度；③恒十挂;④恒十满人；⑤恒十汽十温度+船撞力。

(5)计算结果

主梁次边跨跨中汽车活载挠度为0.111m，中跨跨中为0.096m。

主梁应力：成桥状态混凝土应力最大约155kg／平方厘米，最小约26kg／平方厘米，组合①混凝土应力最大约17Ikg／平方厘米，最小约10kg／平方厘米，组合②混凝土应力最大约215kg／平方厘米，最小约一6kg／平方厘米。

五、几个问题的探讨

1.结构方案比较

在维持主跨规模不变的前提下，为寻求一个受力合理、结构安全、适用美观的方案，对结构形式及主墩厚度作了计算比较。比较的方案有138＋3X240＋138（m）连续刚构方案，墩厚2.5m；138＋3x240＋138（m）连续刚构方案，墩厚2.1m；138＋3x240＋138（m)刚构一连续组合梁方案，固接墩厚2.5m；138＋3x240＋138（m)刚构一连续组合梁方案，固接墩厚2.lm。经过计算分析得出如下结论：

(1)相同布跨和墩厚的两种方案，主梁的内力和位移相差较小，中主墩由于高度较大，且距顺桥向变形零点较近，内力相差也不大，而边主墩受力则相差悬殊。在连续刚构方案中，由于高度较矮，且距变形零点很远，因此，尽管在设计上采取了措施，在恒载、活载及温降组合工况下，墩身两端仍产生了很大的弯矩，而且靠外侧的墩身轴力难以提高，而在刚构一连续组合梁方案中，墩底弯矩是由支座最大静摩阻力决定的，因此相对较小，另外墩顶轴力通过配重措施可以得到很好的解决。

(2)墩身厚度的降低，迅速降低了墩身刚度，从而迅速减小了温度产生的墩身的荷载效应，对边主墩效果更为明显。但墩身厚度同时受截面应力状态和稳定性的限制，存在一个低限。

2边主墩合理型式的选择

对于规模较小的桥梁，最不利组合下的墩顶竖向力相对较小，支座数量少且容易布置，而且最大悬臂状态下的稳定性问题显得次要的情况，采用单柱式墩是合适的。但对于大跨径刚构一连续组合梁桥，从以下几方面的研究可见，采用双柱式墩是边主墩的合理型式。

(1)结构受力比较

设单柱式墩的截面尺寸为BX2H，双柱式墩为BXH，中心距2r，墩高相同。在其他条件相同的前提下，经计算，边主墩若采用单位式墩，与采用双柱式墩相比较：

主梁内力：中跨跨中的M，Q，N略有减小，边跨跨中和次边跨跨中的M，Q，N均略有增大；边主墩顶和中主墩顶的N，Q均略有增大，变化值不大，但M却增大很多，对边主墩顶：成桥状态增大81％，最不利组合增大45％，对中主墩顶：成桥状态增大1.3％，最不利组合增大6.l％；

中主墩墩身内力：N，Q略有增大，M成桥状态增大9％，最不利组合增大8％；

主梁挠度；次边跨跨中汽车荷载挠度增大36％，中跨跨中汽车荷载增大8％。

可见，边土墩采用双柱式可减小上部结构的计算跨径，降低箱梁截面内力和挠度。

(2)采用双柱式墩有利于施工阶段最大悬臂状态下的安全性

施工阶段，由于墩身与箱梁临时固结，因此，采用双柱式墩的顺桥向抗弯惯性矩为

而采用单柱式墩的顺桥向抗弯惯性矩为

对于本桥，前者为后者的5.92倍。

(3)能保证桥梁横向抗风的要求

施工期间，桥梁处于悬臂状态，其横向抗风稳定性尤为重要。此时墩顶与主梁固接，对于单柱式墩，当其受到横桥向扭矩后，柱身产生扭转角，从而产生抵抗扭矩，对于双柱式墩，桥墩的抗扭能力由两部分组成：一是两片柱身扭转产生的抵抗扭矩，二是由于柱身产生横桥向水平力Q，从而产生抵抗扭矩，其值为Q与2r的乘积，它是双柱式墩的主要抵抗扭矩。从数值上看，后者远大于前者，因此能保证大跨径桥梁横向抗风稳定性的要求。

（4）构造和美观要求

最不利组合下墩顶的竖向力决定了支座的数量，大尺寸的大吨位支座的布置及在施工期间墩身与主梁的临时固结构造决定了墩身的最小平面尺寸。对本桥而言，若采用单柱式墩，其墩身厚度在6m以上，显得过于厚重，与轻巧的中主墩不协调，在材料用量上与双柱式墩相差很少。

3边主墩支座力的平衡措施

由于边主墩距桥梁中心线较远，加上特定的合龙顺序和边中跨比，在不采取措施的前提下，两片边主墩墩身的竖向力会相差较大，这样一会导致支座吨位很大且规格相差悬殊；二来增加基础的工程量。为解决此问题，在边跨合龙前在外侧悬臂端施加配重能较好的解决。

本桥的设计措施是在边跨合龙前在外侧悬臂端施加90t的永久配重，其与不配重计算结果。

可见，配重对平衡边墩墩顶轴力的效果是明显的。

最大悬臂状态下顺桥向施工稳定性取决于该状态下的最大不平衡荷载，其由箱梁已浇筑梁段的自重偏差、挂篮等机具的安装偏差、正浇筑梁段的自重偏差、浇筑时的动力系数偏差、两端挂篮装拆和移位的不平衡和墩身两侧的风压不平衡等其中的几种相组合得出，其值往往达100t以上。因此，配重施工前采取的有效措施并在良好的施工环境下，配重施工时顺桥向的施工稳定性是可以得到保证的。

4计算模式的处理

中主墩墩身与主梁固结，两者相连接的部位可用综合程序系统的带刚臂杆件单元来处理，能比较准确而简单地模拟构件交汇点的刚域效应。对于边墩，其对结构总体受力影响很小，一般不计入总体结构计算中，而从中分离出来，其对结构的效应用该处的约束（单向支承）来代替。而对于边主墩，其对结构总体受力影响较大，宜计人总体结构计算模型中。为此，综合程序增设了两个特殊杆件元，来解决实际结构中非刚性中间节点的约束模拟问题。

在本桥计算中，将P2，P5号墩与主梁间的支座连接约束用两端铰接刚性杆（А∞，I0）来处理，使计算图式归为全部刚结的形式。

5其他方面

由于主梁受力状态同连续刚构相差不大，因此三向预应力设计基本相同。但由于施工过程中的配重措施，必然使得在各合龙阶段施工时，合龙段两端的高程会有所差值，这可以通过设置预拱度或采取加卸载措施进行施工挠度控制于以解决。另外，由于0号块同连续刚构相比，其边界条件有了变化，应作相应的空间有限元分析。

六、结语

桥梁设计论文篇3

随着经济社会的逐步发展，我国道路交通问题日益突显出来，我国也加大了对于桥梁建设的投入力度，道路桥梁设计是交通部门工作的重点。我国现阶段道路桥梁结构设计常见问题主要有以下几个方面。

1.1设计标准不高

我国道路桥梁设计对规范标准的要求并不高，进行施工就会对道路交通产生诸多不便或产生安全隐患，还会对桥型的美观程度造成一定的负面效应。所以设计时应充分的考虑这个方面，结合现场环境，很多时候都需要在桥梁的主梁或梁侧部分预留一定空间，为日后的施工打下良好的基础。

1.2管道预留空间不足

专用桥梁管道是每一座桥梁设计中必须要考虑到的方面，但在具体的设计和施工中往往是忽略这一点的。产生的原因主要是城市化所带来的人口压力过大或城市改造工程。城市改造工程很有可能产生管道预留空间不足的情况，而在很多时候我们只能采用少量的扩容处理，将桥梁管道在桥体之外，这样做的直接后果就是会对交通线产生不利影响，还可能影响到桥体的美观。遇到桥梁管道预留空间不足的情况时，再次开挖是比较适宜的方法，但一大弊端就是会加大工程的资金投入力度，同时也不利于交通情况。

1.3绿化带专项防水设计缺陷

桥梁工程必须具有一定的使用功能，除此之外还要有一定的美观性。所以桥梁绿化带专项防水设计应运而生。在设计桥梁结构的过程中，绿化美观需要在设计的考虑范畴内。通盘考量了所有的影响因素后，必须要保证桥梁结构使用性和美观性。

1.4结构设计选型问题

桥梁工程结构选型问题在设计中是比较重要的一个方面，满足视距和净空的要求的同时，还要具有美观的外形和科学合理的结构，这也视为桥梁结构设计的基本标准和原则，尽可能的打造出功能和美观于一体的桥梁工程，为城市平添一抹亮色。但在具体的设计时，关注实用功能的比较多，而忽视结构选型，结构选型不合理也就不足为怪了。

1.5装饰结构设计问题

我国的桥梁工程结构设计中安全材料不合标准的情况是比较常见的。一项工程要想成为精品，所使用的材料可以说是最为关键的，其是保障桥梁结构的安全运行根本。所以必须要保证装饰材料的可靠性，可以采用材料取样试验的方式来严把材料的质量关，为桥梁工程的安全运行保驾护航。

2道路桥梁结构设计要点

2.1主梁设计

不同于整体式简支梁结构，装配式简支梁结构最为重要的特点是可将预制独立构件进行运输与吊装，并且通过现场安装、拼接制梁。对于自动化、机械化施工技术的应用在设计中就可以完成，这样就大幅度的节省了施工成本，劳动生产力也有显著的提高，季节变化也无法对施工造成实质上的威胁。桥梁上部结构的主要承重构件就是主梁，一般的设计型式有T型和箱型，箱型结构主梁大多在预应力混凝土结构梁中应用。设计采用箱型结构主梁需要对主梁结构的间距与片数作要求，主梁间距与片数两者相互制约，即间距小则片数多、间距大则片数少。而主梁的高度及细部尺寸是以荷载的计算方法加以确定的，若主梁对称布置，梁身的荷载也是呈对称分布，此时要用杠杆法来计算，如若不然就要以偏心受压来计算。上述两种情况的相同之处是控制设计的标准是内力的最大值，要注意的是此标准不可作为主梁结构各个截面的最不利状况的受力计算，主要是因为很多不安全的因素夹杂在计算结构中。

2.2型式的选择应为桥台设计桥台结构设计的重点

在桥台结构的选择上，装配式简支桥梁主要有轻型桥台、钢筋混凝土薄壁桥台、埋置式桥台三种。轻型桥台结构型式体积较小，比较适合挡土的翼墙结构设计。钢筋混凝土薄壁桥台可设计将台身埋置于桥梁护坡中，这样不仅能够降低桥台结构受上部荷载的作用力，还能够使桥台留有足够的空间。但护坡容易受到洪水的侵袭使台身，所以设计时不可缺少的是对强度和稳定性的计算。

2.3桥墩型式选择

双柱式墩、十字墩或矩形薄壁墩是装配式简支桥梁结构设计的主要型式，单幅双柱式是最为常见的。鉴于以往的经验教训，设计时应谨慎选择桥墩结构型式，在岩溶性地质、桩基础施工难度比较大的地方应以实际情况为前提，减少桩基的设计，单柱单桩的设计是比较适合的。而在施工在河谷或容易受滚石威胁的地方时，设计的重点应该放在如何加强桥墩结构的整体抗撞击能力上，也比较适合单柱单桩设计。对于高位墩柱长桥，设计时应重点考量桥梁上部结构荷载累积变位的问题，这是双幅两柱整体下部构造设计是比较理想的。

2.4定线原则

（1）在1:10000比例尺的地形图上在起、终控制点间研究路线的总体布局，找出中间控制点。根据相邻控制点间的地形、地貌分布情况，尽量选择地势平缓地带，确定各种路线方案。

（2）山岭重丘地形，定线时应以纵坡度为主；而平原微丘地区地面自然坡度较小，纵坡度不受控制的地带，选线以路线平面线形为主，最终合理确定出公路中线的位置。

3结束语

通过文章的分析，可以看出道路桥梁结构设计不仅影响道路桥梁工程的施工，对桥梁投入使用效果也有明显的作用，所以不可轻视道路桥梁结构设计。相关设计人员要以认真负责的工作态度来设计，争取设计出一个又一个桥梁精品，为社会发展提供应有的支撑力量。

桥梁设计论文篇4

耐久性具体化设计原则即从对耐久性的设计只从理念上进行而转入到具体的施工设计中，通过设计参数来分析具体材料的耐久性，将耐久性作为工程设计的必要因素进行分析。设计和施工的统一性原则即在设计和施工过程中，要保证设计和施工的统一，特别是在混凝土的比例和强度上需要科学合理使用。此外，施工过程中需加强施工管理，通过管理来加强施工质量。混凝土科学化原则桥梁施工的主材料为混凝土。为此，首先要保证采用高耐久性的混凝土，增强密实性，从而提高桥梁的自身抗破损能力；其次，在排水和防水设计方面注重对环境作用的考虑；最后，应在结构设计中加大混凝土保护层的厚度，加强构造钢筋，控制裂缝发展。

注重耐久性设计桥梁的设计、施工建设和使用中，必然会受到来自环境、化学物的侵害，同时，桥梁的主要作用是要承担车辆、行人的重量，地震、疲劳和超载等也必将成为影响桥梁耐久性的必然因素，加之桥梁自身结构和材料的损伤、劣化都无形中造成了对耐久性的影响，虽然目前以拉索的形式来解决此类问题，但依旧不是最完美饿解决办法。从一定程度上说，影响桥梁耐久性最主要的原因还在于耐久性的设计，因此，在现代桥梁设计中，对耐久性的考虑应当被提到首要位置。

注重结构细节设计的确，“细节决定成败”这句话用在桥梁结构设计中再合适不过。在桥梁设计中通过结构细节的设计来提高混凝土的结构耐久性是提高桥梁耐久性的重要手段。首先，在设计、施工中需将耐久性设计明确到各个细节；其次，加大头肩设计的钢筋混凝土保护层厚度。这能在一定程度上避免钢筋的锈蚀，从而提高耐久性；其三，要注重对裂缝的控制技术研究力度。控制裂缝一方面要严格按照规范进行操作，另一方面要采取构造措施，控制混凝土施工及使用过程中大量出现非工作裂缝；最后，要注重混凝土构件的防排水设计。

桥梁结构所承受的车辆荷载和风荷载虽然不会引起结构的震动，但极容易引起结构的累积疲劳损伤。在桥梁的设计和施工中，因所选用的材料客观上不可能是均匀连续的，这就必然导致施工中存在一些细小缺陷，但连续出现荷载作用下，这些细小的缺陷会逐渐发展，甚至合并而成为损伤，而这些损伤又具有一定的隐匿性，不易被检查，但因疲劳而造成的后果是不堪设想的。对桥梁的疲劳损伤一种都是研究重点，但焦点都集中在钢材上。

桥梁设计论文篇5

1．1导流标准及导流流量

由于本工程施工工期较短，围堰高度较低，淹没基坑对总工期影响较小，经济损失较少，根据《水利水电工程施工组织设计规范》(SL303－2004)，将本工程施工导流建筑物的级别确定为5级。当导流建筑物采用土石结构时，其洪水重现期为5～10年，当导流建筑物采用混凝土或浆砌石结构时，其洪水重现期为3～5年。根据本工程特点及施工进度安排，围堰使用时间为一个枯水期，围堰高度相对较低，导流时段较短。本工程施工围堰选用土石结构，相应导流标准采用5年一遇重现期洪水。本流域位于欧亚大陆东部中纬度地带，大陆性气候明显。工程所在区域多年平均降水量为566．1mm，降水量年际变化大，年内分配不均，主要集中在6～9月，占全年降水量的79．9%，最大年降水量为941．5mm(1977年)，最小年降水量为299．9mm(1989年)。结合水文资料分析，确定导流时段为10月～次年5月。本工程施工导流涉及的河道有2条，分别为永定新河和新引河。根据河道水文资料和河道主要功能的不同，具体分析确定河道的导流流量。永定新河是天津市一级重要行洪河道，是人工开挖河道，沿河汇入的河流和排水河道都有闸门控制，本流域洪水由暴雨形成，洪水与暴雨发生的时间相一致，大多在7、8两个月。按照屈家店闸下泄流量系列，据此分析计算确定永定新河5年一遇洪水重现期流量为117m3/s，施工洪水位为1．60m。新引河也是人工开挖河道，主要是一条输调水河道，每年春季均要承担引滦向海河补水的任务，输水流量20m3/s，每次补水时间20d左右。分析新引河屈家店(闸下)水文站2008～2010年的逐日水位观测数据，2008年最高水位1．502m，最低水位－0．058m，平均水位0．812m。2009年最高水位1．412m，最低水位－0．278m，平均水位0．702m。2010年最高水位1．762m，最低水位－0．148m，平均水位0．812m。因此，本次新引河施工导流流量采用新引河输水流量20m3/s。由2008～2010年逐日水位观测数据可知，3年期间河道相应的水位值变化较小(最高水位1．412～1．762m，最低水位－0．278～－0．058m，平均水位0．702～0．812m)，由于新引河均在非汛期输水，最高水位发生在本工程施工期。因此施工期围堰挡水水位取1．762m较为安全，相应围堰工程量增加较少，既经济又安全。

1．2导流方式

桩号3+100处漫水桥所处位置永定新河侧河床宽约194m，新引河侧河床宽约124m，具备分期围堰施工导流条件，而滩地较窄，宽约8m，无法利用滩地布置导流明渠，若布置导流明渠，则需拆除和恢复现有河道堤防。

1．3导流建筑物设计

本工程位于天津市北辰区境内，区域经济社会发展速度较快，工程建设项目较多，且老旧建筑的拆除工程相对较多，因此区域内建筑渣土的产量比较大，渣料料源比较丰富，而土料相对比较缺乏。本次导流建筑物的设计应既考虑本工程的具体特点及要求，又能充分利用周边现有资源条件。本工程施工围堰采用的是土石混合围堰型式，围堰填筑料利用区域内产生的建筑渣土。永定新河侧施工围堰采用土石混合围堰型式，纵向施工围堰为一、二期共用。围堰按枯水期5年一遇重现期洪水、导流流量117m3/s设计。根据水力计算，施工围堰挡水水位为1．6m，堰顶高程为2．2m，围堰最大堰高5．2m，围堰顶宽4．0m，边坡1∶3．0。一期上游围堰靠近双街泵站排水出口，为防止泵站排水对围堰堰体造成冲刷，采用编织袋土及彩条布对该区域围堰迎水侧进行防护。新引河侧施工围堰采用土石混合围堰型式，纵向施工围堰为一、二期共用。围堰按新引河输水期水位1．762m、导流流量20m3/s设计。根据水力计算，施工围堰挡水水位为1．762m，堰顶高程为2．3m。一期横向施工围堰最大堰高为4．8m，围堰顶宽4．0m，边坡1∶2．5。二期横向施工围堰最大堰高为3．5m，围堰顶宽均为4．0m，边坡1∶2．0。纵向施工围堰最大堰高为3．5m，围堰顶宽4．0m，边坡1∶2．0。本工程施工导流采用分期围堰导流方式，根据工程结构要求及特点，结合现场施工条件，共分2期围堰。本工程纵向围堰位置的选择首先能保证在一期围堰束窄河床后，剩余河道过水断面能够满足导流流量的过流要求，并避免在导流期间对河道造成冲刷。其次，尽量增大一期围堰围护的宽度，以节省导流工程量，加快工程进度。第三，最好不占压联接墩位置，避免在施工联接墩时产生深基坑问题。经水力计算，确定了本工程纵向围堰的位置，分期围堰采用矩形方式布置，纵向围堰为一期围堰和二期围堰共用。

2总结

施工导流设计是水利水电工程设计的重要组成部分，它对工程造价、主体工程施工方案、工程所需工期等方面都有着重要的影响。因此，在工程设计过程中必须重视施工导流设计，需通过分析工程区域的地形、地质、水文气象等自然特性，建筑物的布置及组成、型式、主要尺寸、工程量、对施工导流的要求等工程特点，工期要求、施工交通、当地建筑材料条件等施工条件，选择合理的施工导流方案。本工程通过分析确定的施工导流方式经济合理可行，它为主体工程的顺利施工创造了有力条件。

桥梁设计论文篇6

本次设计的题目是平远街～锁龙寺高速公路11合同段庄田段改地方路1（K0+288.50）预应力混凝土T型梁桥的设计。

本设计采用预应力混凝土T型梁桥，跨径布置为（4×20）m，主梁为变截面T型梁。跨中梁高为1.33m，支点梁高为1.33m。桥墩为重力式桥墩、桥台。

本文主要阐述了该桥的设计和计算过程。首先进行桥型方案比选，对主桥进行总体结构设计，然后对上部结构进行内力、配筋计算，再进行强度、应力及变形验算，最后进行下部结构验算。

具体包括以下几个部分：

1.桥型方案比选；

2.桥型布置，结构各部分尺寸拟定；

3.选取计算结构简图；

4.恒载内力计算；

5.活载内力计算；

6.荷载组合；

7.配筋计算；

8.预应力损失计算；

9.截面强度验算；

10.截面应力及变形验算；

11.下部结构验算。

关键词：预应力混凝土T型简支梁桥重力式桥墩重力式桥台

ABSTRACT

ThisdesignisofthesamesectionaboutthePingYuanStreet~SuoLongMonastery11freewaycontractstolocalfarmlandRoad1(K0+288.50)PrestressedConcretet-shapedsupportedbeambridgedesign.

Thebridgebelongstotheprestressedconcretedstructuerwhichisasimplesupportedbeambridge.Thespanarrangementis（4×20）m.ThesuperstructureisvariableTshapedsupportedbeambridge.Theheightofthegirderonthesupportis1.33m,andtheheightofthemiddleis1.33mtoo.Thepierisgravitypier.Theabutmentisgravityabutment.

Thisessayfocusesonthedesignandcalculationprocessofthebridge.Firstly,compareandchooseabestschemefromseveralbridgetypes;andmakeanoverallstructuredesignofthemainspan.Secondlyperformthecalculationoftheinternalforceandreinforcingbaronthesuperstructure.Thirdly,checktheintensity,stressanddeflection.Finally,checkthesubstructure..

Themainpointsofthedesignareasthefollows.

1.Thecomparisonofseveralbridgetypes;

2.Thearrangementofthebridgetypes;

3.Theunitspartitionofthestructute;

4.Thecalculationoftheinternalforceofdeadload;

5.Thecalculationoftheinternalforceofmovableload;

6.Thecombinationofeverykindofload;

7.Thearrangementofprestressedreinforcingbar;

8.Thecalculationoftheprestressedloss;

9.Thecheckofthesectionintensity;

10.Thecheckofthesectionstressanddeflection;

11.Thecheckthesubstructure.

Keywords:PrestressedconcteteTshapedsupportedbeambridgeGravitypierGravityabutment

（一）概述

平远街至锁龙寺高速公路是国道主干线GZ75（衡阳～南宁～昆明公路）位于云南省境内罗村口至昆明公路的重要段落，是云南省列为“九五”和“十五”期间改造的六条主要干线公路之一。它途径红河、文山两个地州的弥勒、开远、砚山等市县，东连广西省，南接国家级边境口岸那发、河口、船头等，西接国道主干线GZ40及国道326线、国道323线，服务于滇中、滇东、滇南、滇东南等广阔地域，是云南省出海通边的主要通道，对云南乃至大西南的经济发展起着十分重要的作用。路线地处云南东南部，位于东经102°43′～103°20′，北纬24°50′～25°02′之间。本设计路段为平远街～锁龙寺高速公路11合同段庄田段，属于改地方路1。此桥梁主要用于连接攀枝花村和庄田村。

（二）工程概况

1．地形地貌

平远街～锁龙寺高速公路路线起点位于砚山县平远镇，止点位于弥勒县朋普镇。行政区划包括文由州、红河州。

路线所经区域位于云贵高原南缘，属滇东南高原及滇中湖盆高原，根据地貌成因可分为三个小的地貌单元。本工程位于第三地貌单元内，即：K124+100～K128+200段内，该地段以地表水、地下水强烈溶蚀作用、大陆停滞水堆积和地表河流侵蚀堆积作用为主，呈现出溶蚀断馅盆地的地形地貌特征。

2．水系

路线所经区域属南盘江水系、地表水主要有绿水塘河、南盘江、甸西河。绿水塘河、甸西河均系盘江支流。根据《南盘江流域洪水调查资料汇编》江边站资料、江边街水文站1954～1969年实测流量资料及朋普七孔桥站实测流量资料，南盘江最大洪峰流量5410米3/秒（1910年），最枯流量21.1米3/秒（1963年），另外根据水文资料计算，南盘江桥位于1/100的洪水水位标高为1012米，1/300的洪水水位标高为1014米。甸西河最大洪峰流量640米3/秒（1915年），最枯流量0.30米3/秒（1958年）。

3．气候

路线所经地域位于东经102°43′～103°20′，北纬24°50′～25°02′之间，主要属于亚热带高原季风气候。干旱季节分明，夏季多雨湿热，冬春少雨干燥。气候随海拔高度变化明显，具垂直分带特征。鹰嘴岩段（K94+000）至止点段（庄田段），位于海拔1000～1300米的河谷及盆地地段，年平均气温19.2°C，最高气温38.2°C，最低气温-2.5°C，平均年降水量795毫米，平均年蒸发量1334.1毫米左右。路线所经区域内降雨量多集中在6～9月，占全年降雨量的66％～83％，蒸发量最大在3～5月，气温最高是5～7月，气温最低是12月至次年2月。总的来说，路线所经区域的气候特点是：降雨丰沛，热量充足，寒、旱、风等灾害天气少，光、热、水分配合理。

4．地震

路线所经区域地震活动频繁，是影响区域稳定性的主要因素。据历史地震记录，区内破坏性地震有9次。1919年12月21日，开远发生5.5级地震，地震烈度7度；1929年3月22日，区内西北角东经103°00′，北纬24°00′发生6.3级地震，地震烈度8度；1950年9月13日，个旧发生5.8级地震，地震烈度8度；1953年5月14日，小龙潭发生5级地震，地震烈度7度；1970年1月5日通海地震，波及本区段，造成部分房屋开裂或破坏。

区内地震多发生在西部，而东部较少。东部区域内地震烈度一般在5～6度，基本属相对稳定地区。西部地区地震活动频繁，有震次增多，震级减少趋势，历次地震烈度达6～8度。据云南省地震局地震队资料，现今地壳垂直变形明显，相对变化达50毫米，说明地壳仍在活动，属于不稳定地区，有可能发生破坏性地震。

区内西部地震活动频繁，其震中多位于南北向断裂带及开远山字型构造的铰接复合部位，且多伴有温泉出露。

根据《中国地震烈度区划图》和《云南省各县区地震烈度分区》，本公路庄田段基本地震烈度为：Ⅶ度基本地震烈度区。

根据《建筑抗震设计规范》（GB50011－2001）的规定，庄田段设计基本地震加速度值为0.15g。构造物按交通部部颁《公路工程抗震设计规范》要求设计。

5．工程地质及水文地质评价

（1）地质构造

本区域经历了多次构造变动，多种构造相互叠加，构造行迹比较复杂，影响本区域的构造体系主要有：开远山字型构造体系、南北向构造体系、北西向构造体系。

路线K123+000～止点K128+200一带为南北向构造影响区域。路线所经区域有南北向构造主干大断裂朋普～开远～个旧断裂于K124+400附近穿越该区域，为第四系地层所覆盖。朋普溶蚀断馅盆地即为该断裂所控制形成。

（2）地层岩性

K124+100～K128+200一带分布河湖相黄色、灰白色粘土（其中灰白色粘土具膨胀性），灰黑色泥炭土，记忆砂、砾石土。

（一）设计概况及构造布置

1．设计资料

（1）设计跨径：标准跨径20.00m（墩中心距离），简支梁计算跨径(相邻支座中心距离)19.50m，主梁全长19.96m。

（2）荷载：汽车－20级；挂车－100级；人群：3KN/m2；每侧栏杆、人行道的重量分别为1.52KN/m和3.6KN/m。

（3）材料及工艺：

混凝土：主梁用40号，人行道，栏杆及桥面铺装用20号。

预应力钢束采用符合冶金部YB255-64标准的φs5mm碳素钢丝，每束由24丝组成。

普通钢筋直径大于和等于12mm的用16Mn钢或其它Ⅱ级热轧螺纹钢筋；直径小于12mm的均由Ⅰ级热轧光钢筋。

钢板和角钢：制作锚头下支承垫板、支座垫板等均用普通A3碳素钢，主梁间的联接用16Mn低合金结构钢钢板。

按后张法工艺制作主梁，采用45号优质碳素钢结构钢的锥形锚具和直径50mm抽拨橡胶管。

目录

一、工程概况及方案比选………………………………………………1

（一）概述………………………………………………………………1

（二）工程概况…………………………………………………………1

（三）方案比选…………………………………………………………6

二、主梁设计……………………………………………………………8

（一）设计概况及构造布置………………………………………………8

（二）横截面布置………………………………………………………8

（三）梁毛截面几何特性计算…………………………………………10

（四）主梁内力计算…………………………………………………16

（五）预应力钢束的估算及其布置……………………………………33

（六）主梁截面几何特性计算…………………………………………39

（七）钢束布置位置（束界）的校核…………………………………41

（八）钢束预应力损失估算……………………………………………43

（九）预加应力阶段的正截面应力验算…………………………………48

（十）使用阶段的正应力验算…………………………………………49

（十一）使用阶段的主应力验算………………………………………51

（十二）截面强度计算…………………………………………………58

（十三）锚固区局部承压验算…………………………………………61

（十四）主梁变形（挠度）计算………………………………………64

三、行车道板计算……………………………………………………66

四、重力式桥台设计…………………………………………………70

（一）设计资料………………………………………………………70

（二）设计方法与内容…………………………………………………70

五、重力式桥墩设计…………………………………………………84

（一）设计资料………………………………………………………84

（二）设计方法与内容…………………………………………………84

参考文献………………………………………………………………102

桥梁设计论文篇7

关键词：城市桥梁；景观设计；探索。

前言

桥梁设计要重视其景观设计。桥梁的美是环境美的一部分，良好的桥梁景观设计能给人以美的享受。桥梁景观设计是对桥梁及引道的布线、桥型、桥塔、桥亭、桥栏、桥灯、桥梁色彩在满足功能、技术、经济的前提下进行景观尺度、景观生态、景观文化及美学方面的综合考量与组织，以最大限度地实现美学、历史文化、环保、功能、技术、经济的统一。

1、桥梁景观的技术美学特性。

桥梁景观设计必须符合桥梁功能、技术、经济要求，并以此为原则对景观构成元素进行美学调整。如桥型的美学比选，桥体结构部件的比例调整，桥梁选线与城市或大地景观尺度的和谐，桥梁的防护涂装在城市整体色彩中的感觉等。桥梁景观的这种以功用与技术为重的特点即为其技术美学特性。但当景观价值有明显优势而功能得以满足、技术也可行的情况下，有时经济因素还可向后靠。如风景区的桥梁或城市结构要害之桥梁等。因此桥梁景观设计的某些关联域在不同的环境条件下其位次会有不同。

2、桥梁结构设计的基本准则

（1）良好的结构方案是良好结构设计的重要前提。

在结构设计中，无论多么完美的结构计算都无法弥补经结构构思而形成的结构方案中的不足，相反，良好的结构方案却能够部分弥补结构计算中的不足。由此可见结构构思的重要性。

(2)功能决定结构。

桥梁的跨越功能是桥梁最基本的功能之一，桥梁的跨越功能决定了桥梁必须有桥跨结构，而为了支承桥跨结构，必须有支承结构。桥梁要使其上的车辆或行人等安全、舒适地通过，桥梁须能承受车辆、行人等荷载，且不产生过大的变形而影响使用。

(3)桥梁不能为绝对的美学而景观。

桥梁首先是解决通行功能并在技术可能与经济之间优化,这是桥梁设计规范的基本要求。桥梁景观设计是对桥梁及引道在满足功能、技术、经济的前提下进行景观尺度、景观生态、景观文化及美学方面的综合考虑与优化设计。

(4）从大处着眼，使桥梁与周围环境相协调。

桥梁景观设计的核心就是要与周边环境和谐、融入自，既显示桥梁本身的美而又不独善其身。要想获得好的作品，就应从实际出发，量体裁衣，灵活、准确地运用造型法则，精心构思桥梁造型、合理安排桥梁的轮廓空间组合，既要简单又要明确。

(5)于细微处入手，注意其附属结构与桥梁的协调统一。

桥梁的主要功能是提供通行，其次是供作鉴赏。桥梁附属结构则为桥梁主体的通行能力与景观价值增光添彩、锦上添花。如栏杆的主要功能是保证安全，这是美感的前提和先决条件。在满足安全、经济耐久、施工方便、工序简单、便于更换的前提下，其靓丽的颜色和优美的线性无疑会让人眼前一亮。

3、桥梁景观设计新趋势

3.1 桥梁的环境景观

桥梁景观英文为Bridgescape，按美国桥梁景观学家Frederick Gottemoeller的定义为设计桥梁的艺术（The art of designing bridges）。Gottemoeller将桥梁景观分解成线型设计、造型设计、平面布局设计、色彩设计、肌理设计、装饰设计等六大部分。Gottemoeller还对桥梁景观设计中符号学运用、历史文化表达、及技术美学特性等方面的设计创作进行了阐述，力图使桥梁功能、美学、文化与技术达到统一。

Gottemoeller有关桥梁景观设计及其内容的研究着重于桥梁的本体景观。这也代表了我国桥梁界、建筑界对桥梁景观设计的传统认识。

二十世纪末是我国环境意识觉醒的时代。随我国国民经济的持续高速发展，土地的漠化、黄河断流、水源污染、长江洪水及城市建设对历史文化环境的破坏等一系列问题使我们认识到人类在自我价值实现的同时还应与环境和谐。1999年第二十届世界建筑师大会发表的《北京》明确提出了对环境的和谐与尊重应该成为一切建设行为的基本原则。在桥梁景观设计中强调环境景观即是对此大背景的呼应，同时也是保持景观可持续发展的一重要举措。反映到桥梁景观设计中便是桥梁景观与大地或城市景观尺度的和谐研究，桥梁景观对地形、地貌的适合，桥梁景观对文化环境的尊重与共生及桥梁建设对建设地点的自然原生景观的保护等。这些内容均为传统的桥梁景观学所不包容。

3．2 桥梁的夜景观

桥梁夜景观与桥梁交通照明有本质区别，当然我们不能否认功能照明对夜景观有一定作用。可以说桥梁夜景观是照明科学与桥梁艺术的有机结合，是社会物质文明达到一定高度后，人们对城市景观多样化的必然要求，也是社会物质文明与精神文明建设的综合体现。桥梁夜景观拓展了桥梁的景观表达，全天候展示了桥梁魅力，是桥梁空间与时间的延伸。

桥梁夜景观的提出有两个大背景，其一是二十世纪九十年代中我国电力资源由"贫困"向"富裕"的发展，这是其物质基础。其二是桥梁在城市格局中的战略性地位使桥梁夜景观成为城市亮化的一重要组成。桥梁所处的滨水区域，其广阔的视域是城市景观的表达重点，桥梁夜景观对于表现城市夜景观的景深与空间层次有重要作用。这是桥梁夜景观被注重的社会原因。

桥梁夜景观的设计虽然与建筑夜景观设计有相通之处，但其巨大的体量及带状的格局使夜景观有一些自身的规律。如桥梁夜景观更趋向为一亮带，而桥型艺术高潮处象桥塔、桥台、桥墩等则可形成亮点。这种点、线结合的夜景观格局更能体现桥梁个性与本质美。笔者见过不少桥梁其桥体通亮，光照均匀配置，这不仅消蚀了桥梁鲜明的空间、体积，同时还浪费了能源。

桥梁夜景观其灯光、灯色不仅有软质景观特点，其灯具还是桥面重要的硬质景观构成，灯具造型所传达的信息还可能是桥梁景观理念表达的一重要方面。如具有地域风格的灯具造型，可反映桥梁景观中对文化的追求等。现代的建筑夜景观设计提出了建筑与灯具一体化的概念，桥梁夜景观亦应如此。无论是观赏型的灯具如路灯，还是隐蔽型的如泛光灯均应在桥梁设计之始便有所考虑，并与桥梁景观成为一整体，以避免桥梁完成后灯具成为景观的负担。3．3 桥梁景观CI

CI是Corporate Identity 的缩写，意即是企业形象识别系统。该概念于1905年由德意志制造联盟贝伦斯率先发轫；二十世纪八十年代末传入中国。CI有MI（理念识别--Mind Identity）、BI（行为识别--Behaviour Identity）、VI（视觉识别--Visual Identity）三方面组成。狭义的CI即指VI，它以各种视觉传播为媒体将企业活动的规范等抽象的语意转换为标志、标准字、标准色等视觉符号，塑造企业独特的视觉形象。在CI中视觉识别系统设计是最有传播和感染力的，也易为公众所接受，且具有新奇和整体等特点。CI发展至今已形成了完备的理论与实践系统，并有许多成功的范例。

1995年在长沙举行的"首届中国C I 战略高级研讨会"上，"城市C I "即城市形象工程战略的概念由经济学家孟宪忠、中国型CI学者贺懋华两位先生提出。其目标在于发动城市的一切积极有效资源，设定和传播完整的城市形象[1]。我国CI战略倡导者钟健夫先生随后提出CI之C，不只是企业 Corporate，同时应代表国家 Country，城市 City，社区 Community 等。该概念延伸到城市景观元素的组织即为"城市CI"。城市CI是将CI的一整套方法与理论嫁接于城市规划与设计中，全称为城市形象识别系统。笔者以为桥梁景观元素也可运用城市CI的景观组织与设计方法，以形成完整统一的视觉形象。

桥梁景观CI与城市CI一样需有以下几个步骤。首先是慎重处理桥梁形象的定位；第二步就是依据形象定位及分析得出的概念进行图式化处理；第三对桥梁的标志性组件依据上述结果进行设计；第四确定桥梁景观的标志色；第五桥梁景观元素的CI设计。下面给予简述。

形象定位：包括城市精神、市民行为准则、城市发展战略目标等，从中形成桥梁景观理念。

标志物与标志图案：包括标志物与标志图案的多样化比较设计；根据桥梁尺度确定的标志物及图案的尺寸要求；标志物与标志图案的适合纹样设计等（可考虑方形适合、圆形适合甚至椭圆形等不同的类型）。桥梁标志物可以是桥塔、桥台、桥头堡或其他对桥梁有景观制高作用的构件。

标志色：可沿用城市标志色，也可根据城市的环境、文化确定标志色，选用的色彩应有一个量化标准，并要与标志物与图案纹样的色彩设计配合，同时还应与桥梁防腐涂装结合。

桥梁景观元素的CI设计：包括桥梁附属的花坛、座椅、栏杆、广告牌、电话亭、公交车站、人行天桥、垃圾桶、指示标牌及灯具等元素，也包含地面铺装、窖井盖板、建筑小品等。其设计要以标志色为统一，以标志图案为特征。城市景观元素可采用举证式的设计方法。

绿化：包括骨干树种的选取、绿化造型图案设计；

亮化：包括灯色的分区以及亮点分级。

桥梁景观CI所涉及的内容基本为桥梁学、建筑学、城市设计涵盖，只不过这些内容分散于各专业工种之中。桥梁景观CI却将分散于各处的影响形象的因素提取、整理并作统一的设计组织，这是其创新之处。因此桥梁景观CI提出的整合桥梁形象组件的思想对塑造桥梁总体形象具有方法论意义；虽然桥梁景观CI的操作与实施是桥梁建设与管理中的新课题，但桥梁景观CI的成果中包含很多可以定型化与量化的因素，这将有助于桥梁景观的管理与实施

4、桥梁景观设计现状及问题

(1)桥梁景观设计存在一些误区。其一是桥梁景观"包装"式设计方法。在社会或桥梁设计界有这么一种传统认识，即桥梁设计就是结构设计，景观设计仅仅是对桥梁设计后的包装。这种将桥梁设计与桥梁景观设计脱节的做法是一种误区。桥梁景观设计要早期介入，建筑师应在桥位的勘测阶段便介入到设计工作中，并对桥梁、调治构造物、引道路堤、引道线型进行综合思量使之成为有机整体。另外建筑师还应对桥位方案从政治、经济、技术、环保上进行多方面比较，从景观高度提出桥型设想，或对结构专业提出的桥型方案进行景观论证，以便作为决策或方案深化的依据。

另一种桥梁景观设计的误区便是"伪桥型"现象。有些部门盲目追求"时代风尚"，将梁板结构的桥附加上悬索拱，使桥梁外观感觉与桥梁实际结构完全不符。这种情况若出现在建成后的桥梁景观更新中情有可愿，然而有些桥梁设计者为迎合社会风尚，使"伪桥型"变成一种设计。这种违背桥梁设计基本原则的设计方法是桥梁景观设计上的另一种误区。

(2)由于我国桥梁设计以功用为主导的传统，专业设计部门中建筑师拥有量的不足，建筑师在其中并未发挥出应有作用，使桥梁景观设计工作的开展受到制约，也使桥梁景观设计工作跟不上社会的要求。

（3）设计思路狭窄，模仿较多，自主创新设计意识较弱。有时设计周期过短，为了赶时间，就要生搬硬套，很少进行创新和论证。

结束语：

桥梁设计论文篇8

关键词:公路桥梁；图纸审查；基础类型；

Abstract: along with the highway traffic career of booming development, more and more of the bridge engineering used in highway construction. This article through the author's work experience, summarizes the development course of the highway bridge, and through the examples to common problems in the construction of highway Bridges, and puts forward the corresponding countermeasures and solutions.

Keywords: highway bridge; Drawing review; Basic types;

中图分类号：X734文献标识码：A 文章编号：

1.我国公路桥梁的发展现状

我国现代桥梁建设的奠基者当属茅以升和他的同事们，在1937 年，正值我国国难深重时期，他们通过努力建成了钱塘江桥，为我国的桥梁发展做出了重要贡献。改革开放三十多年来，我国的综合国力和科学技术水平得到了很大的提升，随着内需的增大，我国的公路桥梁事业迅猛发展，在建造技术、设计理论及装备方面已经达到了世界先进水平。在公路桥梁中，虎门珠江大桥辅航道桥建成时，是当时世界上连续钢构桥中跨径最大的，达到了270 米。在拱桥方面，用转体施工法施工的桥梁跨径达到200米，这种施工方法施工所用设备十分轻便，另外，在传统的石砌拱桥中，山西丹河大桥以146米的跨度刷新世界纪录。我国在最近兴起的斜拉桥和悬索桥建设中，也取得了丰硕成果，南京长江二桥三汊桥、南京长江三桥、润扬长江大桥等等桥梁的建设，对我国桥梁建设的发展都具有重要意义。虽然我国的桥梁建设已经取得了一定的成绩，但是，整体建设水平跟发达国家还有一定差距，尚待提高。由于我国幅员辽阔，人口众多，因此我国的国土平均交通里程还远远低于发达国家，这还需要更多的道路桥梁建设者发挥聪明才智，为桥梁建设做出贡献。

2.新建公路桥梁施工前的技术准备工作

新建公路桥梁施工前的技术准备工作是保证工程顺利施工的必要前提。技术准备工作的任务是掌握工程的特点，摸清施工的客观条件，合理选择施工方法，进行科学的施工组织设计和必要的现场施工设计，为工程顺利进行创造必要技术条件。

2.1 施工技术调查

调查的内容主要包括：

①水文、气象资料。

②地形、地质、桥梁所处的地质结构、土壤类别、岩层结构、风化情况，及不良地质现象。

③砂石料及地材。

④地方可资利用的电力、燃料情况。

⑤交通、通讯状况。

⑥用地拆迁，避免占用农耕地。

2.2 图纸审查

设计图纸是施工的依据，这是保证工程质量的重要环节。新建公路桥梁工程设计图纸审核应注意的事项：

①桥孔孔径、式样、位置、基础、建筑材料、施工方法是否合乎设计规范和现场状况。

②工程地质、水文资料是否与施工现场调查相符。

③桥梁基础类型、深度、围堰形式和使用材料是否经济合理。

④现场的条件是否能够满足设计中新技术的采用。

⑤图纸及说明是否清楚明确，有无遗漏。

2.3 工程试验与施工组织设计的编制

工程试验主要是检验工程材料、成品、半成品是否符合质量要求，并选择混凝土、砂浆、防水材料的配合比。施工组织设计程序与一般工程的施工组织设计大体相同，其中新建公路桥梁工程施工组织设计应注意的事项为：

③水上设施与施工机具的利用率。在工期许可并不造成施工困难的情况下， 尽量倒用，减少器材与劳动力的需要量，提高经济效益。

3.工程实例

3.1 工程概况

某高速公路大跨径公路桥梁，主桥为47.8m+87m+53.2m 的三跨预应力混凝土连续箱梁。主梁采用单箱双室变高度预应力混凝土箱梁，梁底曲线采用半立方抛物线，下部采用钻孔桩基础施工方法。

3.2 上部结构施工：

①所有预应力管道均采用真空压浆技术进行灌浆施工。为保证桥面线形，预制时主梁设置了预拱度，预应力孔道也同时起拱。并在施工中根据实际施工工期对预拱度值进行了有效调整。底座的预拱度值根据设计文件所提供的预拱度值(为理论计算值，为建议值)、结合实际施工和生产性试制梁的张拉情况确定，预拱度做成抛物线。

②箱梁混凝土均采用底板、腹板、顶板全断面由梁一端向另一端斜向循序渐进的方法进行，全部箱梁混凝土的浇筑在最早浇筑的混凝土初凝前完成。

③箱梁腹板与底板及顶板连接处的承托、预应力钢材锚固钢筋密集部位，此处在施工时做了特殊处理。

3.3 下部结构施工

①．墩、台各部分标高及墩柱、桥台柱坐标在施工前做了复核工作。

②．桩基钻进过程中对地质情况做了详细记录，记录了各地层界面标高及钻进难易程度，当钻至设计标高时，与设计单位进行了及时沟通。

③．钻孔灌注桩按设计文件要求进行了清底。

④．墩台盖梁挡块按该桥主梁布设方向浇筑，挡块在主梁架设后浇筑，使挡块与主梁更好的结合，并在浇筑挡块前预先把减震垫板按要求设好。

⑤．对于设有多肢箍筋的断面，对布置在两侧的箍筋，其闭合端布置在距截面形心距离较近处，对布置在中间的箍筋，其闭合端在可能布置的位置交叉布置。

⑥．施工钻孔灌注桩基础时，已将桩基钢筋笼最下端主筋稍向内弯折，同时调整该范围内的螺旋钢筋及加强钢筋，这样有利于施工。

4．公路桥梁施工应注意的问题

在过去的几十年间，我国的公路桥梁建设更是取得了丰硕的成果，克服了多项难题。在今后相当长的一段时期内，我国的公路桥梁建设还将处于高速发展阶段，因此应特别注意以下几个问题：

①已有桥梁特别是改革开放以后的大跨径、新结构桥梁的耐久性、安全性、行车舒适性、经济性做检测分析和数理统计。

②加快科技向生产力的转化。比如在车桥振动理论、计算机软件设计、可靠度理论设计等方面取得的研究成果和计算手段，应加快普及和应用的力度。

③注意开发和利用新材料。

新材料应具有强度高、抗变形能力强以及轻质等特点，例如：超高强硅类、高强钢丝钢纤维、纤维塑料等等的开发和应用，对今后我国在公路桥梁建设方面有重要的意义。

④注重安全、适用、经济的同时，兼顾桥梁艺术、环保等问题，让更多的公路桥梁成为一道凝固的艺术品。

5.小结

目前，我国在桥梁施工技术方面，还未真正建立起一套完善的施工技术系统。所以，广大工程技术人员应深入研究桥梁施工技术，从实践出发，并借鉴国外先进理论，建立更加合理、实用的桥梁施工技术，完善现有的桥梁施工技术体系，争取为我国的桥梁技术发展及经济建设做出更大贡献。按照质量的管控体系，在项目开始之前就要做好从整体到细节的进度计划。其目的是在于施工前期就要对可能碰到的问题提前发现并提出处理意见。值得注意的是，施工的计划要根据实际，依据现场考察和图纸得出结论，以便做出的计划有科学性。同时，为了让施工各方有效配合，在制定进度计划时要请相关的人员全部参加。在总体的施工计划中，以充分论证为前提，要做好重点控制和分段控制的结合，以总的进度为参考，做好每一阶段的进度计划，对每天、每周、每月都有工作量的计划。

参考文献：

[1]冯旭.公路桥梁施工工程信息技术应用研究[J].《中国科技博览》, 2010(36)

[2]王春海.公路桥梁施工技术分析[J].《中国科技博览》 2010(8)