桥梁工程设计范文

时间:2023-12-28 17:21:58

桥梁工程设计

桥梁工程设计篇1

关键词:桥梁工程;抗震设计

近几年,我国各地大小地震频发,公路桥梁等交通工程在地震中遭受到严重的破坏,然而目前增强桥梁的抗震能力,加强桥梁工程抗震研究的重要性便显得十分关进。桥梁工程是交通枢纽中的重中之重,强震往往使公路桥梁遭到严重破坏,不但影响着交通的正常通行,有时可能引起二次灾害,阻碍救援工作队的进入。

1.桥梁破坏形式及震害原因分析

1.1合理选址

桥梁工程在建设施工的前期规划中需要对桥梁主体场地选择问题加以关注。首先,合理的桥梁建设场地应以坚硬地质结构为首选,避免松软场地在地震时发生地基失效的现象。其次,当交通运输发展实际要求桥梁工程不得不在松软场地区域建设的时候,桥梁的整体结构设计需要尽可能的提高基建整体性能,将地震造成地质结构不均匀变形的可能性降到最低。

1.2桥梁破坏形式

对国内外桥梁震害的调查表明,上部结构震害主要表现为落梁移位,局部碰撞。下部结构存在桥墩折断,混凝土剥落,系梁开裂,挡块普遍失效,桥台翼挤开裂、倾斜等震害现象。另外,桥梁附属支座移位与变形,伸缩缝张开和挤压,护栏开裂的现象也非常普遍。

1.3桥梁震害原因分析

桥梁震害是多种因素综合作用的结果,主要有:(1)地震作用对桥台和桥墩等薄弱部位的破坏.桥台是桥梁两侧岸边的支撑部分,一般是在岸边的原域填土上,用钢筋混凝土修建三角形或矩形的支台,这是地震作用的薄弱部位,因为桥台的路基高且三面临空,振动大,桥台和下面土的刚度不同,有相互作用,土体本身在地震中会产生液化,震陷破坏,桥台受地震的振动或场地砂土液化影响,填土滑移,滑移土体对桥台产生巨大推力,致使桥台发生破坏。桥墩是支撑桥身的主要构件,其震害主要包括桥墩的断裂,剪断和裂缝,另外还有因桩柱埋入深度不够等原因遭受破坏。(2)支座破坏.支座破坏是桥梁上部结构中最常见的一种破坏现象。在地震力的作用下,由于支座设计没有充分考虑抗震要求,构造上连接与支挡等构造措施不足,或由于某些支座形式和材料上的缺陷等因素,导致了支座发生过大的位移和变形,从而造成如支座锚固螺栓拔出、剪断、活动支座脱落及支座本身构造上的破坏等,并由此导致结构力的传递形式的变化,进而对结构的其他部位产生不利的影响。(3)地基失效造成的破坏.地震中大部分桥梁倒塌是由于地基失效和砂土液化造成的。砂土液化通常是指饱和粉细砂,在地震的作用下失去抗剪能力,变为流动状态。由于桥址地基失去承载力,使得位于上部土层的桥墩倾斜、滑移、危害不小。在强震作用下,土体结构被扰动,强度降低,孔隙水压力增大,从边界排出,软粘土被压密,发生软土震陷,产生不均匀沉降,这种不均匀沉降引起内力重分布可导致结构特别是超静定结构破坏乃至倒塌。(4)构造措施不当等原因引起破坏桥梁结构的震害还表现在如结构构造及连接不当造成的破坏、桥台台后填土位移过大造成桥台沉降或斜度过大造成桥墩台承受过大的扭矩而引起的破坏等。

2.桥梁抗震设计基本原理

结构地震响应分析方法可以分为确定性方法和非确定性( 或概率性) 方法两大类。确定性方法是以确定性的荷载作用于结构,求解该确定性荷载作用下结构动力反应的方法。弹性静力法、反应谱法和时程分析法均属于确定性方法。非确定性方法将地震视为随机过程,以此随机地震动作用于结构,求出结构动力响应统计量。

2.1确定性方法

(1)静力法.最早在1899年,由日本学者大房森吉提出,该法假设结构各部分与地震动具有相同的振动规律。结构因地震力引起的惯性力等于地面运动加速度与结构总质量的乘积,以此惯性力作为静力施加于结构,进行结构线弹性静力分析。(2)反应谱法.反应谱方法的基本原理是,作用于结构的实际地震波是由含有一定卓越频率的复杂波组成,当地震的卓越频率和结构的固有频率相一致时,结构物的动力反应就会变大。不同周期单自由度振子在某一地震记录激励下,可得到体系周期与绝对加速度、相对速度和相对位移的最大反应量之间的关系曲线,即加速度反应谱、速度反应谱和位移反应谱。由于客观存在随机因素影响,使得不同地震记录得到反应谱具有很大随机性、离散性,实际应用的规范反应谱是大量地震记录输入后得到众多反应谱曲线经统计平均和光滑后而得到的。结构物可以简化为多自由度体系,多自由度体系的地震反应可以按振型分解为多个单自由度体系反应的组合,每个单自由度体系的最大反应可以从反应谱求得。(3)时程分析法.时程分析法是将实际地震动记录或人工生成的地震波作用于结构,直接对结构运动方程进行数值积分而求得结构地震反应的时间历程。时程分析法由于采用了符合场地情况的具有概率意义的加速度过程作为地震动的输入,因此可以精确地考虑结构—基础—土的相互作用、地震波多点输入等因素而建立结构动力计算模型和结构地震响应振动方程。但为了较合理的体现地震荷载的随机性,同一输入点的地面运动需要多组加速度时程进行模拟,之后作统计处理,计算量十分庞大。

2.2非确定性方法

随机振动法建立在地面运动统计特征的基础上,把具有统计性质的地震动作用到结构上,提供了结构响应的统计度量,不受任意选择的某一输入运动控制。由于随机振动法已经考虑了地震发生时地面运动的概率统计特性,被认为是一种较为先进的分析工具。尽管还有种种不够成熟之处,现已被作为与反应谱法、时程分析法并行的一种抗震分析方法列入我国规范。

3.桥梁抗震设计

3.1桥梁抗震设计原则

(1)桥梁在抗震设计时要保证结构的整体性和规则性,使结构在质量、刚度、几何尺寸等方面协调匀称,避免突然变化。(2)抗震设计要力图使从地基传入结构的振动能量为最小,防止结构产生不能容忍的破坏,因此在不增加重量,不改变刚度的前提下,提高总体强度和延性是两个有效提高结构抗震能力的途径。(3)抗震设计中要采用多阶段设计方法,设计多道防线来实现结构在不同发生概率地震作用下的预期性能目标。

3.2桥梁抗震设计中的建议

(1)尽量采用连续的桥跨代替简支梁跨,进而减少伸缩缝的数量,降低在此落梁的可能性,同时也提高了桥上行车的舒适性。(2)对常规的简支桥梁结构应加强桥面的连续构造,以及需提供足够的加固宽度以防止主梁发生位移落梁,另外还应适当的加宽墩台顶盖梁及支座的宽度,并增设防止位移的隔挡装置。(3)对采用橡胶支座而无固定支座的桥跨,应加设防移角钢或设挡轨,作为支座的抗震设计。(4)在地震区的桥梁结构以采用跨度相等、每联连续跨内下部墩身刚度相等为宜。跨度不均,墩身刚度不等极易发生震害,这已经为国内外许多震害所证实。对各墩高度相差较大的情况可采用调整墩顶支座尺寸和桩顶设允许墩身位移的套筒来调整各墩的刚度,以便使之刚度尽量保持一致。(5)桥梁的基础应尽可能的建在可靠的地基上,否则软土的液化会加大地震反应。(6)地震区桥跨不宜太长,大跨度意味着墩柱承受的轴向力过大,从而降低墩柱的延性能力。

4.结语

我国当前的交通运输行业仍处于建设、应用的高峰期,重视地震频发区域桥梁工程的抗震技术设计具有非常重要的现实意义。相关工作人员需要在结合社会发展要求的基础上,以桥梁抗震技术设计原则为指导思想,不断对各种抗震措施、手段进行探索与创新,使新时期的桥梁工程能够更好的为交通运输行业乃至整个经济社会的发展做出贡献。

参考文献

[1]马保林.高墩大跨连续刚构桥[M].人民交通出版社,2007.

[2]范立础.桥梁抗震[M].人民交通出版社,2007.

[3]范立础,李建中.汶川桥梁震害分析与抗震设计对策[J].公路,2009(5):92-95.

桥梁工程设计篇2

关键词:桥梁工程;隔震设计

1桥梁工程隔震技术的原理和设计原则

现代桥梁工程的隔震设计技术原理主要是,通过在地震等地质灾害或者其他震荡原因来临时容易遭受到破坏的桥梁结构之间,利用科学有效地设计措施来有效地对这些桥梁结构实行分隔,使其在遭受震荡破坏时,能够一个有效地缓冲空间,不会出现相互内部桥梁结构挤压、破坏等问题,而实现这一设计要求的主要方法就是通过科学的计算和研究,来合理的延长桥梁结构周期的方法,使其周期无法与地震的周期相吻合,进而有效地达到提高其抗震能力的目的。需要注意的一点是,相关设计人员在进行桥梁工程的隔震设计时,除了要在科学地设计好上述抗震技术之外,还需要重点保证好桥梁本身的质量,这样才能够有效地提高整个桥梁工程的抗震性能。另一方面,相关设计人员在进行桥梁工程的抗震设计时,应当遵循以下几个设计原则:第一,在进行隔震设计之前,相关设计人员需要对于施工当地的实际情况进行考察,判断其是否具备开展抗震设计的条件。第二,相关设计人员应当根据施工当地的具体地质情况和地震周期来科学地设计桥梁的隔震装置和隔震等级。第三,相关设计人员需要协调好隔震装置和桥梁主体结构之间的稳定性。

2现代桥梁工程设计的隔震设计要点

2.1桥梁的隔震设计

桥梁是整个桥梁工程的基本组成结构之一,它是承担整个桥梁交通运输压力和抗震能力的重要结构,因此,相关桥梁工程抗震设计的设计人员要想有效地设计好整个桥梁工程的抗震设计,提高桥梁工程的整体抗震性能和安全性能,其首先应当从桥梁这一基本组成结构入手,科学地设计好桥梁结构的抗震设计。第一,做好必要的施工前调查工作。影响桥梁的抗震性能高低的有很多因素,而且不同的施工场地其本身的地质情况也是不同的,因此,在进行桥梁工程的设计和施工之前,相关桥梁工程的隔震设计人员需要事先到桥梁工程施工的实际场地进行现场勘查,对整个桥梁工程当地本身的地质情况、施工要求等进行详细的了解,从而有效地进行分析并计算出桥梁的相应隔震设计周期,以及桥梁地震等地质灾害来临时,对于地震能量吸收能力的标准性能需求。第二,做好桥梁隔震装置的使用稳定性保证工作。桥梁的隔震设计很大程度上依赖于隔震装置,隔震装置对于整个桥梁的隔震性能都有着不可替代的作用,因此,当相关设计人员在进行隔震装置的设计时,如果发现震荡之后的桥梁上部结构出现了位移的现象,那么这种情况下说明桥梁的安全性能会被大大的降低,因此,为了有效地保证抗震装置的有效性,相关设计人员需要对隔震装置进行必要的完善设计。第三,桥梁的隔震性能强化。按照我国相关法律法规和设计标准,相关设计人员应当保证施工桥梁的抗震性能设计应当大于普通桥梁抗震性能的标准值以上。

2.2隔震装置的设计

隔震装置在整个桥梁工程的抗震设计当中,担当着一个至关重要的角色,它是强化整体桥梁工程隔震性能的重要保证,因此,相关桥梁工程抗震设计的设计人员要想有效地设计好整个桥梁工程的抗震设计,提高桥梁工程的整体抗震性能和安全性能,其就需要重点做好桥梁工程的隔震装置的设计。根据桥梁隔震装置本身特点,其设计主要可以分为隔震装置的设计和其结构构件的设计:(1)隔震装置的设计隔震装置的设计是整个桥梁工程隔震设计的核心内容,目前我国所采用的隔震装置设计方法当中,属弹性反应谱法应用范围最为广泛和应用效果最好,原因在于弹性反应谱法所采用的隔震装置设计的计算方式大多都是比较简单易懂、且符合相关要求规范的计算方法,其可以有效地降低隔震装置在地震来临时,受到震荡而产生的变形程度,因此,相关隔震设计人员可以采用弹性反应谱法来开展桥梁工程的隔震装置设计。(2)结构构件的设计隔震装置的内部细部结构构建的合理设计也是隔震装置设计当中的重要一环,隔震装置内部结构构件的设计是否设计准确、精准将直接决定着整个隔震装置的性能和质量,以及它的隔震功效在整个桥梁工程中的有效发挥,因此,相关桥梁工程抗震设计的设计人员要想有效地设计好整个桥梁工程的抗震设计,提高桥梁工程的整体抗震性能和安全性能,其还需要重点做好隔震装置的内部细节构造的设计,提高隔震装置的抗震性能。以现代桥梁工程中比较常见的伸缩缝和防落梁装置等隔震装置为例,这些都是现代桥梁工程当中必备的抗震装置,然而,由于目前我国相关方面的设计起步较晚,很多这些桥梁工程隔震装置的内部细节构造设计尚存在着很多的不足,因此,相关隔震装置设计部门应当予以重视,并且科学地根据其具体性能和功能方面,来科学地开展内部细节构造优化设计,从而有效地提高这些抗震装置的内部细节构造连续性,有效地提高其抗震性能。

3总结

综上所述,现代桥梁工程设计当中的隔震设计,其是桥梁使用寿命延长、安全性能强化以及车辆行驶稳定性的重要保证,它对于桥梁工程的使用安全性能和稳定性能强化有着不可替代的作用,因此,相关桥梁工程设计方和施工方一定要积极采取有效地设计理念和隔震技术,来有效地开展桥梁工程的隔震设计,从而有效地提高相关桥梁工程的抗震性能和安全性能。

参考文献:

[1]赵薇.市政桥梁设计中隔震设计的重要性分析[J].黑龙江交通科技,2013,(28):31-32.

[2]于微微,冯家骏,王冀.市政桥梁设计中隔震设计的重要性论述[J].科技风,2015,(4):36-37.

[3]赵树,李占明.简论隔震设计在桥梁隧道设计中的重要性[J].城市建设理论研究(电子版),2015,(32):32-33.

桥梁工程设计篇3

关键词:市政工程;道路桥梁工程;施工组织设计;设计要点

中图分类号:U445 文献标识码:A

城市市政道路桥梁施工建设好坏,不仅关系到政府形象及城市市容,还与市民的工作生活息息相关。道路桥梁工程是为各种车辆和行人提供通行的基础设施,其规划、设计、施工组织等各项技术活动直接关系到人民生活财产安全。为此,笔者就道路桥梁工程施工组织设计进行了分析,并就如何做好施工组织设计给出了相关建议。

1.概述

市政工程是城市基础建设工程,是在城市规划建设范围内基于政府负责为市民提供的公共产品及各种服务设备等。市政工程一般属于国家的基础建设工程,是城市建设中的各种公共设施,例如城市道路桥梁建设、给排水设施、市政防洪设施、照明等基础设施,这些都是市民工作生活中的基本需求,是城市中生存和发展必不可少的物质条件。

对于城市道路桥梁工程而言,主要是城市道路、管道、湖泊以及其他障碍物而设置的构筑物。市政道路桥梁建设主要是在满足使用功能的前提下更注重景观与周围环境的协调一致,并考虑各种管线铺设的需求。

市政道路桥梁建设结构形式基本涵盖了梁式、拱式、斜拉、悬索、钢架等几种形式,主要有高架桥、立交桥、天桥、隧道等。其建设材料主要有混凝土、钢材、石材等,不仅可以为人们出行提供方便,还可以在景观桥上欣赏整个市区的亮丽风景。道路桥梁建设施工在各方面都存在着许多不确定性因素,如果对施工组织设计不周,在施工过程中就会造成延误工期、增加成本、出现安全质量问题等一些严重的问题。因此,为了保证工程按期、按质、按量地完成,必须做好施工组织设计工作,加强施工过程中各项目的管理。尤其是道路桥梁工程的整体设计,地形地貌、气候水文条件、工程地质、施工条件、重难点、特殊部位的施工等,以确保施工目标、采用合理的先进技术、优化资源配置、加强质量管理与施工协调,最终确保工程的优质化。

2.道路桥梁工程施工组织设计的内容及设计要点

2.1道路桥梁工程施工组织设计内容

施工组织设计是整个施工过程的指导性文件,包括施工的前期准备和施工过程中的组织管理内容,施工组织设计包括对工程的规划、设计、施工技术方法等内容。

2.1.1施工准备实施计划

施工准备计划必须以纸质文件给出,主要内容包括施工现场准备、材料、机械设备及相关配件准备、技术方法准备等,技术准备中还要明确指出季节性的施工安排详情,整个施工准备实施计划文件中必须注明工作单位、工作量以及施工工期等内容。

2.1.2施工技术、方法以及技术措施

施工方案及技术措施是施工组织设计的核心内容,这部分内容需要结合道路桥梁工程施工实际情况以及施工组织设计目的,以达到各种设计标准。这部分内容主要是对施工项目的工程量及工程项目进行细化,对项目施工顺序以及材料设备、劳动量等各项工程的总结,最终保证工程项目施工满足合同规定的要求。

2.1.3实物工程量

根据现场施工具体情况,结合本工程地形地貌、气候水文条件、工程地质、施工条件、重难点、特殊部位的施工条件等,精确计算出分项分部工程的工作量。

2.1.4各项需用量情况

根据精确计算出的实物工程量与施工进度制定各项需用计划表,主要有材料、机械设备、劳动力所需计划表,各项需用量是施工的准备阶段,是施工的前提条件。

2.1.5施工设计图

施工设计图纸是施工的重要性文件,是施工组织设计文件中的重要组成部分,它对整个工程项目的施工具有指导性作用,技术人员需要根据施工图纸进行整个工程项目的施工。

2.1.6各项经济技术指标

各项经济技术指标直接关系到施工单位的经济利益,如果在施工中远超经济技术指标会造成施工单位经济利益受损,不达标便不能满足设计要求。因此,在施工中,一定要严格按照施工要求规范及施工组织设计文件进行施工,这样才能确保经济技术指标满足理想要求。

2.2道路桥梁工程施工组织设计要点

城市道路桥梁施工组织设计主要是考虑当地的防洪水位、交通量、交通干扰、维修检查等情况。市政道路桥梁施工设计要紧紧围绕交通量预测来选择适当的道路宽度、结构形式,以满足行车速度,疏散交通拥堵各项规模适度。其施工组织设计要考虑施工期间人、车、船各种因素的影响,注意人车船的行车轨迹和路线走向问题,尽量减少交通干扰,并利用周围路网合理疏散交通压力以及安排好施工工序和施工进度。城市道路桥梁施工组织设计是一个至关重要的环节,要优化结构设计,因地制宜并采用先进的施工技术方法,在设计中要考虑到桥梁各部位方便维修与检查,要建立健康的监测系统。

市政道路桥梁设计要满足道路网及城市资源要求,主要体现在以下几个方面。

2.2.1美观。市政道路桥梁工程体现政府形象及城市市容,因此,在设计时要考虑到美观,要注意线条及色彩的运用,例如桥面绿化、栏杆浮雕、拱式桥和悬索桥具有结构上的美感。桥梁的侧立面也是装饰的重点,同时也应注意人行道栏杆的设计。

2.2.2经济。市政道路桥梁工程是一项大工程,大多是由政府出资建设的,但是在实际建设过程中却很少引起人们的注意,在施工过程中造成不必要的浪费。因此,在施工组织设计中,要严格精确工程量及工程造价,以达到低投资高效益为目的。例如道路桥梁施工所用的材料可以采取就近原则,这样可以降低运费,减少成本投入。

2.2.3适用。城市道路桥梁在设计时需要考虑大荷载的运输,充分考虑净空、扫宽、车长的影响。

2.2.4安全。由于市政道路纵横交错,路口常常会受到桥梁坡点位置的限制,因此,要考虑桥梁的结构形式,桥面要采用防护栏及防撞护圈处理,并涂警示标志,对可能出现的撞击进行设计检算。根据当地的地震烈度进行抗震设防设计。一般的方法有剪力销、减隔震支座等。

3.怎样做好市政公路桥梁工程施工组织设计

当今社会建筑市场竞争日益激烈,施工企业要想健康稳定发展,必须做好每个细节工作,工程施工组织设计是做好道路桥梁工程建设的基础。以下几个方面是对如何做好市政道路桥梁工程施工组织设计进行的阐述。

3.1高度重视施工设计图中的施工要求

编制人员要认真分析施工图中的施工要求,针对工程施工特点及工程重要特殊部位,来制定切实可行的施工工艺及方法。

3.2深化施工组织设计的内容和范围

在施工组织设计原有内容的基础上,采用先进生产技术,加快技术转化,扩大施工组织设计的深度和范围,实现设计与施工一体化。

3.3加强施工设计编制人员的教育培训

施工组织设计文件的编制在很大程度上取决于组织设计编制人员的专业水平。当今社会要想提高施工单位施工技术人员的水平,必须加强人员的专业培训及教育才能起到促进作用。

3.4管理人员的思想观念要适应社会发展的形式

21世纪是信息化时代、高技术人才时代,因此,管理人员只有不断适应现代化社会的发展需求,才能对施工组织设计注入新时代血液,才能领导团队创造出最佳绩效。

结语 道路桥梁施工组织设计是工程施工的关键性文件,是施工单位提高经济效益的重要手段,它可以提高工程施工效率,同时,也是衡量施工单位技术水平和管理水平的重要标志。

参考文献

[1]陈明宪;对我国公路桥梁建设创新的思考[J];长沙理工大学学报(自然科学版);2006年03期

[2]孙路文;浅析我国城市桥梁建设的发展[J];法制与经济(上旬);2011年12期

[3]王凤鸣.龙青高速十一标段公路项目工程施工组织设.吉林大学.2012-05-01

[4]王品义.浅谈道路桥梁工程施工重的技术性问题.科技致富向.2012-07-25

桥梁工程设计篇4

主要对桥梁工程设计中的安全性和耐久性进行了分析研究,首先介绍了桥梁安全性和耐久性的技术评估,然后对桥梁工程安全性的各项影响因素进行了分析,并且对耐久性设计具体实施方法进行了详细阐述。根据研究,在桥梁设计过程中,应该适当增加混凝土保护层厚度,加强抗震设计和防水层设计,减少桥梁共振效应以及桥梁使用中的疲劳损伤,这样才能提高桥梁工程的安全性和耐久性。

关键词:

桥梁工程;安全性;耐久性

0引言

社会经济的迅速发展,使桥梁建设数量也在不断增加,在促进区域经济发展方面发挥着十分重要的作用。在桥梁设计中,加强安全性设计和耐久性有利于提高桥梁建设质量,保障桥梁使用的安全性[1]。

1桥梁安全性和耐久性的技术评估

现阶段,很多桥梁工程的安全性和耐久性都无法满足技术评估指标。对于桥梁工程的安全性和耐久性评估,并不一定需要在桥梁发生损坏时才可以得出准确的评估结果。我国在桥梁安全性和耐久性检测标准中,已经明确了完善的检测标准,据此可以对桥梁进行有效的评估,然后在桥梁中进行警示标识。

2影响桥梁工程安全性的要素

2.1预应力损失

桥梁结构的安全性和牢固性对于桥梁预应力损失会产生较大影响。桥梁混凝土结构和钢筋稳定性、管道壁的摩擦力都会导致桥梁预应力损失,因此,在桥梁设计中,必须结合实际情况进行准确计算,不仅要明确预应力钢筋的分批次张拉顺序,而且还应该综合考虑不同桥梁施工阶段的温度情况,这样才能保证桥梁设计规划和设计图纸的可行性,尽量避免出现预应力钢筋变化问题。

2.2截面抗裂性

桥梁设计的安全性与桥梁各个结构的抗裂性能有很大的关联,在对桥梁的抗裂性能进行衡量时,应该综合考虑不同桥梁结构的特征。比如,在预应力混凝土受弯结构设计中,需要考虑全预应力和部分预应力,全预应力结构在短期效应下不会产生正截面拉应力,而部分预应力在规定限期内会产生拉应力。在桥梁设计中,全预应力结构最为重要,尤其是在一些建设规模大、承载力较大的桥梁设计中,更应该综合考虑全预应力结构设计,这样才能有效提高桥梁结构的牢固性和稳定性,延长桥梁使用寿命[2]。

2.3材料质量

在桥梁施工中,施工材料能够在很大程度上影响桥梁建设质量,而随着桥梁性能的退化,桥梁结构也会逐渐变形,从而影响桥梁结构的耐久性。因此,在桥梁工程设计中,为了提高桥梁全寿命耐久性,应该充分考虑材料物理特性和化学特征的变化情况。桥梁材料物理变化主要体现在混凝土结构裂缝、钢筋构件腐蚀等方面。对于桥梁材料选择,首先需要考虑材料的耐久性,对混凝土结构的碳化、氯离子侵蚀和钢筋锈蚀程度进行分析。其次,还需要对桥梁钢结构以及其他构件的耐久性进行设计,通过模拟实验,计算构件的承载能力,并预估材料的使用周期。

3耐久性设计具体实施方法

3.1适当增加混凝土保护层厚度

桥梁工程的主题结构是由混凝土和预应力钢筋构成的,通常情况下,可以在混凝土结构和预应力之间设置保护层,以此提高混凝土结构和预应力钢筋的黏结力,避免二者之间产生不良影响。通过调查研究发现,在桥梁工程中,保护层厚度会对钢筋的碳化作用产生较大影响,因此,可以通过适当增加保护层厚度尽量减少对钢筋的腐蚀作用,提高桥梁结构的安全性。

3.2加强抗震设计

在地震灾害发生时,桥梁结构不可避免地会受到损害,为了尽量减轻桥梁结构受到的损害,在桥段设计以及支座设计方面,可以采用延性设计。在桥梁设计中,抗震设计属于被动防御设计方法,目前,为了提高桥梁结构的安全性和稳定性,应该采用主动防御设计方法,首先对桥梁的结构性质和力学性质进行分析,然后结合实际情况对桥梁结构进行科学合理的设计。在桥梁抗震设计方面,首先需要计算桥梁地震荷载,然后结合反应谱理论对桥墩进行合理设计,如果桥梁结构形式复杂,而且桥墩高度在30m以上,则可以结合时程反应分析法进行桥梁抗震设计。

3.3加强防水层设计

在桥梁工程设计中,防水层设计是十分重要的组成部分,防水层是整个桥梁的保护层,防水层设计好坏能够直接影响桥梁的防水效果,与桥梁结构的稳定性和耐久性有很大的关联。桥梁常年暴露在环境中,不可避免地会受到环境中各种因素的影响,比如污水、酸雨、工业化学废弃物等,而这些因素都会对桥梁混凝土结构造成一定的腐蚀作用,而防水层能够对桥梁混凝土结构起到很好的保护作用,因此在桥梁工程设计中,防水层设计至关重要。在具体的设计过程中应该尽量提高防水层的抗渗性能,确保其能够有效抵抗拉力作用,并且防水层材料必须能够与桥面混凝土紧密结合,这样才能将桥面与桥体有效结合。除此以外,还需要加强排水结构设计,有效排出桥面积水,提高桥梁耐久性[3]。

3.4减少桥梁共振效应

在自然界中,共振效应较为常见,在外力的作用下,某种物质的振动与原物体的自然振动一致时,可能会对桥梁结构造成毁灭性的影响。为了尽量避免桥梁受到共振效应的影响,应该在桥梁中设置减震器,起到干扰共振波的作用。通过减震器能够有效避免振动波的加强。如果桥梁道路是实心公路,则一旦产生共振波,很可能影响到整个桥梁,而如果桥梁是由不同的道路或者截面所组成的,则一个截面的运动也会传递到另一个截面上。但是由于不同截面是叠放而成的,因此在不同截面之间会产生一定的摩擦,对此,可以通过增加摩擦力改变共振波频率,避免振动波不断累积。

3.5减少桥梁使用中的疲劳损伤

在桥梁工程的长期使用过程中,由于受到车辆动荷载的影响,桥梁结构内部会产生循环变化应力,而这一应力不仅会导致桥梁产生振动作用,而且还会导致桥梁受到疲劳损伤。另外,在桥梁建设过程中,施工材料并不是完全均匀的,导致桥梁结构可能会有很多细小的缺陷,在车辆、行人所产生的动荷载作用下,这些缺陷会不断放大,最终导致桥梁结构产生裂缝,如果裂缝问题严重,甚至会导致桥梁结构断裂。桥梁工程疲劳损伤会出现在桥梁的各个结构方面,如果疲劳损失十分严重,则甚至会导致整个桥梁结构失效。由此可见,在桥梁工程设计中,采取有效措施尽量减少桥梁疲劳损失是提高桥梁安全性和稳定性的关键。

4结语

桥梁工程对于促进区域经济发展至关重要,相关部门必须高度重视桥梁工程的安全性设计和耐久性设计问题。对此,不仅需要在桥梁工程设计环节高度重视,而且在桥梁建设过程中也应该结合桥梁的持久性使用和安全性使用要求,加强施工质量控制,这样才能有效延长桥梁使用寿命。

作者:罗群星 单位:贵州省凯里公路管理局

参考文献:

[1]孟宝全.浅谈桥梁工程设计中的安全性和耐久性问题[J].建材发展导向(上),2016(1):186-187.

[2]吴锦华,朱青兰.关于桥梁工程设计中的安全性和耐久性的研究[J].建筑知识(学术刊),2014(9):398.

桥梁工程设计篇5

【关键词】公路桥梁;隔震设计;环境;优点;要点

1引言

公路桥梁工程建设可以弥补城市固有的缺陷和不足,也可以更好地帮助城市缓解交通压力,在开拓新的领域过程中,减少了很多的烦琐问题,但值得注意的是,公路桥梁工程的建设,需要很多方面的努力,特别是在隔震设计方面[1]。

2公路桥梁隔震设计的运用环境与优点

2.1隔震设计的运用环境

在技术上,隔震设计技术是一类保护性的技术,其操作过程是在抗震理念当中发展而来的内容,可以说是抗震技术的延伸和拓展。从环境的角度来分析,公路桥梁工程的建设多数是在城市的中心和边缘层面上开展,表现出了极端化的趋势。在中心位置上,城市人口、车辆及建筑都比较多,隔震设计的考虑因素较为复杂;在边缘位置上,各类基础设施非常不健全,为了确保公路桥梁工程的良好开展,则需要配套建设内容[2]。

2.2隔震设计技术的优点

结合以往的工作经验和当下的工作标准,认为隔震设计技术的优点,主要表现在以下几项内容上[3]。(1)隔震设计技术的应用目的在于减小地震对公路桥梁工程造成的不良影响。从近几年的发展来看,很多城市都存在地震的危险,再加上地下空间的开发出现了恶化的情况,以至于地面上的抗震能力不断地下降,现如今的公路桥梁工程建设,倘若在抗震指标上达不到相应的需求,则很容易造成严重的安全隐患。运用隔震设计后,能够将公路桥梁工程的内部性能做出良好的改变,加强地震发生时的能量疏导,从而减少对公路桥梁框架及内部的各项损害、经济损失和社会损失。(2)与传统的抗震设计有所不同,隔震设计的操作具有多元化的特点,能够在很多方面与公路桥梁工程良好地融合在一起。例如,我国在目前的公路桥梁建设当中,施工人员会针对各个地方的限制性条件做出较多的考虑,同时还需充分考虑到各个地方的未来规划情况。在众多因素的影响下,隔震设计的应用,基本上很难按照主观的想法来完成,因此,公路桥梁隔震设计的应用能够将公路桥梁工程的结构强度和变形性能等做出良好的改变处理,再配合柔性装置的安全作用,对抗震产生了很大的积极作用。

3公路桥梁隔震设计的基本要点

公路桥梁工程的施工过程中,要将隔震设计进行良好的贯彻和落实,就必须在多个方面投入足够的努力。在既往的工作当中,很多技术的应用都是从单一的角度出发,以至于公路桥梁工程的建设未能够达到最佳,反而出现了较多的隐患,造成了比较严重的经济损失和社会损失。鉴于这种情况,隔震设计在具体的操作上,应该首先从桥梁本体出发,运用一系列的技术方法和手段,提升公路桥梁的稳定性,从而减少不稳定因素造成的影响,具体从以下几方面来进行实施。

3.1做好隔震装置的设计

隔震桥梁抗震设计主要是结构及其他构件的设计和隔震装置的设计。目前,在桥梁隔震设计中常用的方法是弹性反应谱法,在设计时需要注意的是,隔震装置的等效阻尼和等效刚度的计算与隔震装置在地震中的最大变形之间的关系。此外,整个桥梁的地震响应程度也受隔震装置变形的影响,因此,桥梁设计人员在进行桥梁结构设计时,还需要掌握和预估好地震响应的程度,才能做好隔震装置的设计[5]。

3.2选择合适的执行方式和标准

从公路桥梁工程的角度来看,不同的桥梁类型,选择的技术执行方式存在较大的差异。例如,针对大型桥梁的隔震设计,选择中小型桥梁的隔震标准,虽然在成本方面得到了良好的控制,可是在隔震设计的性能上出现了严重的下降。相反的,如果是中小型桥梁,按照大型桥梁的隔震设计标准来完成,则在成本上会得到大幅度提升。因此,设计人员还必须在相关的施工内容上有所强化。在隔震设计的施工操作过程中,必须要调查周边人文环境和自然环境,从而确保技术执行方式与公路桥梁工程本身相互符合。

3.3注重公路桥梁工程隔震细节设计

经过长久地发展与讨论,研究人员认为公路桥梁工程的建设在运用隔震设计以后,完全可以达到预期的效果。但是从现有的工程来看,有些地方的公路桥梁工程,针对细节上的关注度不高,即便是未出现严重的事故,可是后续的维护频率较高,耗费的经济成本也较高,因此,不利于公路桥梁的长久服务。在此种状况下,各地方的公路桥梁工程都应对细节上的设计投入较多的关注度,并由此来获得更好的发展,同时在减少缺失的同时,实现对公路桥梁的整体优化。相对而言,隔震设计在施工操作过程中,细节方面的设计有很多注意事项需要遵守。(1)公路桥梁附属结构和构件较多,包括限位装置、伸缩缝及防落梁装置等,每一个部分都要与隔震设计技术较为匹配,以便更好地开展设计工作,从而为整体抗震性能的提升提供较多的帮助。(2)在施工过程中,细部构造的设计应该充分考虑地震的原因和影响。我国领土面积辽阔,有些地方地震严重,有些地方则地震非常小,所以在开展细部构造设计时,应了解到地震的原因和能量等,减少隔震设计的偏差,以实现公路桥梁工程整体性能的提升。(3)在细部构造设计的过程中,一定要从长远的角度来考虑,任何一座公路桥梁的建设,都是为了长久地服务城市发展,并不是为了获得短期内的稳定。

4结语

本文通过对公路桥梁工程中的隔震设计展开讨论,从已经取得的成果来看,很多地方的工作都出现了明显的转变,未发生恶性循环的状况。因此,在今后的施工操作过程中,应在隔震设计上进行深入的研究,以减少各项问题的不良影响,加强技术的可靠性,提高工作效率和工程质量。

【参考文献】

【1】贾双瑞.桥梁隔震设计要点[J].科技展望,2016(7):41.

【2】涂海.桥梁工程隔震设计探究[J].中国新技术新产品,2015(18):126.

【3】李燕红.公路桥梁设计中隔震设计的探讨[J].黑龙江交通科技,2015(9):108.

【4】秦慧,张润钢.公路桥梁隔震技术与设计初探[J].科技信息,2010(3):687+722.

【5】柴淑梅.公路桥梁抗震设计的现状和发展[J].公路交通科技(应用技术版),2011(2):152-154.

桥梁工程设计篇6

关键词:国民经济;公路桥梁;桥梁设计

1引言

随着我国公路桥梁建设行业的飞速发展,各地区承建高速公路和重要桥梁的施工任务的规模和数量呈现出逐年上涨的趋势,其中桥梁设计和建设工作占了很大的比例,西部一些地区的桥梁建设成本预算甚至达到了公路总预算的一半以上,这标志着我国桥梁建设行业发展已经初具规模。但是受我国整体基建水平的制约,桥梁工程的设计和施工环节还存在诸多问题,桥梁的安全性和耐久性难以得到保障,一些刚建成的桥梁甚至在竣工几年内就开始出现开裂现象,给行驶车量和个人的安全带来极大的威胁。因此桥梁设计施工的安全性和耐久性一直是桥梁设计和建造部门的研究热点,这也在一定程度上决定着一个国家的综合实力。

2桥梁工程的安全性、耐久性差的原因分析

2.1桥梁设计的结构体系和设计理论不够完善

桥梁工程中耐久性和安全性差的根本原因就是设计理论和结构设计不够完善,因为桥梁工程的设计方案是一切建设活动最基本的依托和保证,一旦结构设计中出现问题,桥梁结构中相应的各个部门的选材、施工、衔接以及组装等都可能会造成不同程度的影响,安全系数以及可靠性指标都有可能达不到相应的技术要求,影响了整个桥梁结构的系统性和完整性。设计质量的不达标也有可能导致某一结构中的材料承受力超出该材料的承受极限,长时间使用必然会出现开裂甚至是断裂的危险,导致整个桥面的坍塌。尤其是在现有的经济发展模式之下,很多重型货车都超载行驶,一旦桥梁路面承受的压力达到极限,很有可能出现严重的桥梁坍塌事故,这样的例子在近几年并不少见。因此结构设计的首要任务就是选择经济合理的结构方案,其次是分析结构和链接的设计并取用规范的安全系数和可靠性指标来保证结构的安全性。

2.2施工水平低

从现实情况来看,虽然近几年我国基础建设施工技术的发展有了长足的进步,基建水平有了稳定提升,但是与其他技术发达国家相比还存在较大差距,具体表现在施工设备和施工人员的技术水平上。公路桥梁施工是一项技术复杂的工作,需要专门的大型施工机械和专门的技术人员作为保障。但是从我国的基本国情来看,还不具备重型施工机械的设计和生产能力,需要花费大量的资金从国外购置,而我国在很长时间内一直处于国外的技术封锁中,难以购买到最先进的设备和技术,这就从根本上制约我国桥梁建设行业的发展。再者我国的主要桥梁建设承包单位多为大型国有企业,而这些企业普遍存在人员冗余、流动性不强的特点,很多技术人员进取心不强,技术水平不高,企业难以吸收社会上的技术精英进入本单位从事桥梁的设计与建造工作,给道路桥梁建设行业的发展带来一定的隐患。

2.3施工管理水平低

我国道路桥梁建设部门还普遍存在现场施工管理水平低下的问题,这也是导致桥梁建设质量不达标的主要因素。一般看法认为当前的工程事故主要是野蛮施工和管理腐败所造成的。很多施工企业为了达到短时间内竣工的目的而人为的缩短建设周期,导致大量偷工减料问题的出现。另外很多材料采购部门存在腐败现象,一些不法人员为了一己私利大肆收受回扣,允许质量不达标的工程建设材料流入工程建设施工现场,由这些次等材料建设成的桥梁工程其安全性和耐久性必然达不到相应的要求,这些都是对桥梁安全造成致命损害的因素。

3桥梁工程安全建设实施策略

3.1桥梁主体与现浇施工

桥梁工程主体建设过程中分为普通钢筋混凝土梁、先张法预应力梁、后张法预应力梁以及现场浇筑、跨链接梁等几部分组成。综合实际情况来看,这几个施工环节都需要在预制现场进行预制加工才能达到相应的施工质量。在桥梁主体施工环节中应该注意以下几点:(1)在大梁预制台座顶面需要采用钢板铺设,同时钢板的厚度应该在4mm以上,一是为了美观,使得台面平整干净,二是为了提升台面的强度和抗压能力,使得桥面在过往车辆的压力下保持台面的完整性。(2)空心板梁的强度要保持在理论值之上,同时确保空心梁顶端、底端以及侧边的厚度,防止在压力作用下出现变形。大梁分两次水泥浇筑,先在底混凝土板上浇筑一定量的水泥,再安放空心梁模具,然后再浇筑腹板和顶混凝土板。在浇筑过程中一定要维持空心梁磨具的位置稳定性,防治由于模具上浮而导致顶板浇筑厚度不够的问题。(3)重视梁端封头混凝土,必须达到一定的形状规格,端面垂直、尺寸精确。严格控制好大梁的长度,确保大梁上桥后,伸缩缝宽度一致,上下一致。(4)大梁浇筑后一定时间内必须洒水处理,因为混凝土在浇筑时具备很大的湿度,自然风干过程中容易出现表面收缩裂缝,因此在浇筑施工完成后必须在第一时间内进行洒水维护,同时要保证洒水量和洒水时间,一般情况下洒水维护时间为两周左右,同时洒水量随时间的推移而逐渐减少。模具的拆除时间也应该进行合理控制,不应过早,也不应过晚。(5)工程中的各个混凝土件不允许私自进行粉刷和修饰,特殊情况下必须经由上级技术主管出具书面同意书后才能进行相关粉饰工作,否则该工程的质量等级不得评为优良工程。(6)当后张法梁长在20m以上时,台座上应设置反拱,这是非常必要的,因此对于后张法大梁设置反拱应得到足够的重视。后张法梁设置反拱有两种方法:①台座法,一般将台座设计成向下拱的曲线;②模板法,将台座设置成水平,将大梁模板上缘设计成两端高、中间低,且其差值为上拱值。

3.2大梁吊装施工

对于一条高速公路来说,其修筑过程需要架设形式多样的桥型,同时这些桥梁的实际建筑环境也不尽相同,因此需要根据实际施工环境制定出相应的桥梁吊装方案,因为桥梁吊装质量也直接关系着桥梁的安全性与可靠性。目前工程建设中常见的吊装方案有架桥机方案、跨墩龙门吊方案以及浮吊方案、人字趴杆方案等。在一个大型公路施工工程中,这几种吊装方案可能需要同时采用。3.2.1架桥机方案架桥机方案通常适用于中型或是大型的桥梁吊装工程中,对于小型的吊装工程经济实用性不强。架桥机可以采用双导梁架设方案,也可以试用单导梁架设方案,具体的方案选取视实际施工环境和施工条件而定。3.2.2跨墩龙门吊方案该桥梁吊装方案适用于大型或是特大型的桥梁吊装工程,且常在无溪水河流的公路建设环境中使用。该方案安全性高、可靠性好、适用范围广,适合在我国进行大面积推广。3.2.3浮吊方案在一些复杂的地形环境中,传统的吊车无法进入,而采用架桥机所耗费的费用过大,经济性不好,这时可以考虑使用浮吊方案。3.2.4人字趴杆方案对于前几种吊装方案不适用的情况,为了不耽误施工工期,人字趴杆方案可能是最合适的桥梁吊装技术,但是该吊装技术需要较高的吊装水平,需要技术人员掌握高超的机械设备操纵技术,因而对技术人员的综合素质要求较高。同时为了达到制作安放平整、密贴以及桥板平顺的目的,在施工时应该根据纵横坡的情况对支座呈面可提出调整纵横坡或是横坡的补充设计,如设置楔形钢板,同时对支座下承受面应通过垫石标高几何尺寸的实现精确计算来指导和控制施工。

4结语

综上所述,当前我国桥梁工程建设中还存在诸多问题,安全性和持久性难以保证,对此应该积极借鉴国内外先进的建设经验,加强对桥梁设计理论设计工作的研究力度,致力于提升道路桥梁安全性和稳定性的设计,进而提升我国整体的基础建设水平。

参考文献:

[1]苏伟.京津城际轨道交通桥梁工程设计[J].铁道标准设计,2007(2):8-11.

[2]唐继舜,强士中,郑凯锋.桥梁工程设计数据库管理系统的研究[J].桥梁建设,1996(2):72-76.

[3]阮雪飞,凌桂香,周宗泽.桥梁工程设计的协同机制改进[J].公路交通技术,2015(1):62-65.

桥梁工程设计篇7

关键词: 市政工程;桥梁设计;要点研究

中图分类号: TU99 文献标识码: A

引言

对于市政桥梁而言,主要是指各等级城市道路、管道等跨越河道、湖泊、铁路、道路及其他障碍物而设置的结构物。与公路、铁路桥梁不同之处主要是在满足使用功能的前提下要更加注重景观与周围环境的协调,并且要考虑各种市政管线从桥上铺设的需求。然而,随着经济的发展,桥梁的负荷也不断加重,虽然我国桥梁的设计已日趋成熟,但很多新建的桥梁由于对经济的高速发展有具体地考虑和准备,在设计中出现了一些问题,给人们的生命和财产埋下了巨大隐患。

一、我国市政桥梁设计现状分析

市政桥梁设计因其牵涉面比较广,所以是一个较为复杂的系统工程。只有将丰富的理论知识运用到里面才能防止主观经验因素给设计带来的不利影响。市政桥梁设计期间常会遇到各种各样问题,其中最为明显的不良倾向主要表现在以下几个方面:第一,施工设计对强度因素的考虑胜于对耐久性的考虑;很多设计单位较为重视强度的极限状态,却把使用极限状态忽视掉,然而桥梁结构属于整个生命周期里最为重要的使用性能表现;经常会出现重视结构建造却将结构维护忽视掉的行为。实际施工过程中,很多市政桥梁设计期间,对于耐久性设计的关注仅仅限于关注一个表面上的概念,不仅缺乏明确的使用年限要求,还忽视了专门关于耐久性方面的设计。从一定程度上来讲,这些倾向是当前市政桥梁工程各种事故频发、结构的使用性能较差、使用寿命较短等不良后果的直接导火索;并且这些倾向普遍跟国际桥梁工程结构界所提倡的耐久性、安全性以及适用性等方面的设计原则相背离;此外也难以满足当前结构动态以及综合经济性方面的要求。

现阶段我国市政桥梁的设计理论与结构构造体系极不完善,市政桥梁的设计领域,尤其是市政桥梁施工以及使用期的安全性问题上仍然还有需要改进的地方。结构设计的第一要务便是选择一套经济且实用性强的结构力案;然后分析结构以及结构与其连接上的设计,并选出施工规范允许的安全系数、各种可靠性指标来确保结构的安全性。

二、市政工程桥梁设计要点

市政桥梁的设计要点,主要是因地制宜地满足道路路网和各种城市资源的要求。以下从几个方面简述城市道路桥梁的设计要点。

1、规范的采用作为市政桥梁独立成为一个类别相对于公路和铁路是比较晚的,至20世纪80年代末期才开始编制相关的规范规程,并且涉及的门类也不是太完善,大多是参考公路桥梁的规范规程条款,而且其更新也比较缓慢,部分至今还在沿用90年代初期的规范,因此在设计中除采用城市桥梁相关规范外,一般还要列出公路桥梁的规范,甚至建筑行业的部分规范。

2、高程控制由于城市道路纵横交错,路口往往会控制桥梁起坡点的位置和高程,对于采用的桥梁坡度、坡长,又要受到道路等级、车速的限制,而桥下要受到立交净空的限制,因此桥梁常处于桥面和梁底高程共同控制,对于结构的选型带来一定的限制和影响。

3、结构形式现在的城市桥梁建设往往受到维持既有道路通行要求的限制,因此,采用的高架桥梁方案要考虑施工工期短、占道施工场地尽量小、施工快捷方便、对既有交通影响小兼顾尽量减少管线迁改等因素。主要采用桩柱式墩配置简支箱(板)梁或者连续箱(板)梁的结构形式,特殊条件下才采用拱桥、斜拉桥和悬索桥等构造复杂、施工难度大、投资较高的桥型;下穿桥梁方案一般以小刚构和框架桥做成下穿隧道。

4、美观在考虑美观时一般在墩柱形式上做手法,也可以将梁体腹板斜置并采用弧形倒角,有时辅以桥面绿化、装饰(如桥头堡、小品、廊桥、栏杆浮雕等)。拱桥、斜拉桥和悬索桥等本身具有结构的美感,只要注意线条和色彩的运用合理即可。城市桥梁的侧立面也常常是装饰的重点,同时应当注意人行道栏杆的设计。

5、建筑材料一般情况下,应当选用常规的混凝土和钢筋(包括预应力材料)作为城市桥梁的主材,桥面按照车行桥和人行桥可以分别采用沥青混凝土和铺设石材、地砖等。特殊条件下采用钢结构桥。支座以盆式和板式橡胶支座为主。

6、防撞城市桥梁的防撞设施分为桥面和桥下,桥面要防止车辆失控时侧翻和斜冲撞击,一般采用防撞护栏;桥下主要是防止车辆和船舶的撞击,一般采用防撞护圈处理,并且涂饰警示标志,同时对可能出现的撞击进行设计检算。

7、隔音墙城市桥梁常常需要考虑隔音墙的设置,在结构设计中考虑其荷载的影响。

8、绿化城市桥梁绿化也分为桥面和桥下,桥面绿化以设置花槽种植低矮灌木、花草为主;桥下绿化也以种植低矮灌木、花草为主,在较宽的中央分隔带中也可以种植以垂直生长为主的乔木。桥下绿化应当注意方便养护和能够受到日照的条件。

9、排水设计城市桥梁的排水设计关系到该区域在暴雨和洪水来临时的安全,是一个应当充分重视的问题。对于上跨桥、高架桥,应当注意设置好纵向、横向排水坡,一般纵向排水坡不宜小于0.3%,横向排水坡不宜小于1%,适当设置桥面雨水入口;下穿隧道一般遵循高水高排、低水低排的原则,在船槽起终点宜设置路面横向截水沟,低部设置集水井和抽排泵站,并且考虑好排水的出路。

10、管线综合

基础要尽量躲避既有管线,必要时迁改,并且注意雨、污水采用重力流排放(原则不采用机械抽排)。小三线从桥面通过一般在人行道下设置管线排管,并且注意按照相关规范对各种管线埋设距离要求预留位置。对于燃气管道,一般不从桥面铺设通过,特殊困难时,允许0.4MPa以下的中低压气管从桥面铺设通过。

11、大件运输城市桥梁需要通过特殊荷载的大件车辆运输时,应当注意除荷载外的线形设计,充分考虑其净空、扫宽、车长的影响。12抗震设防城市桥梁应当根据当地的地震烈度,按照提高一度的原则进行抗震设防设计。抗震设防的常用方法有防止落梁挡块、剪力销、防落链、墩顶抱箍等,并采用减隔震支座。

三、市政桥梁设计应注意事项

1、分析结构系统可靠度

市政桥梁的结构系统可靠性是一项十分复杂的研究课题,很多学者从多个角度对此加以研究,并提出了一些相关的概念与方法。然而由于系统的可靠度分析与研究的内容较为丰富,度系数又太大,因而要慎重考虑。

2、分析人为差错出现的问题并加以重视

很多结构失效现象并非是因桥梁的结构荷载与强度带来的不确定性引起的,相反的设计、施工以及使用等诸多环节出现的人为因素经常会导致一些不良现象的发生,由于该类事故很多,当前已经成为市政桥梁结构设计研究的热点之一。

3、对在役结构可靠性评估以及维修决策方面出现的问题加以重视

市政设计人员通过对在役建筑结构自身可靠性进行评估并拿出正确的维修决策已经成为当前建筑结构学类的一种边缘学科,它不单单涵盖结构力学和断裂力学已经建筑材料科学等方面的基础理论,还与施工技术以及检验手段和建筑物维修方面的使用状况等多方面有着非常密切的关系。与此同时在一些经典结构可靠性理论的应用下,关于在役结构可靠性评估取得了很大的发展。市政桥梁的结构设计离不开这些理论的指导,因而只有更加完善理论方面的知识,才能更好的应用到实践设计与施工中去。

结束语

总体来讲我国的市政桥梁设计理论和结构构造体系仍不够完善,应根据以往建造城市桥梁的建设经验,并且汲取有关教训,对于桥梁抵抗偏载、超重车辆提出设计应当考虑加大验算荷载、采取有效的抗倾覆构造措施等要求,避免出现大的疏漏、缺陷,不断完善市政桥梁的防排水、抗震等功能,使其耐久、适用。

参考文献

[1]张建仁,刘扬.结构可靠度理论及其在市政桥梁工程中的应用[M].北京:人民交通出版社.2012.

[2]武芳,赵雷.市政桥梁结构可靠性研究的现状和发展[J].工程结构.2011.

桥梁工程设计篇8

关键词:桥梁;设计;预制小箱梁;现浇连续箱梁;抗震;耐久性

Abstract: this paper introduces the characteristics of the road bridge perseverance, and selection of bridge structure and seismic design, durability design etc.

Keywords: bridge; Design; The little box girder prefabricated; Cast-in-situ concrete continuous box; Seismic; durability

中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:

1. 概述

深圳市恒心路工程南起盐田港明珠大道,向北穿越梧桐山,经西坑村片区、塘坑水库群、横岗街道中心,下穿水官高速、机荷高速、厦深铁路、博深高速后,顺接平湖凤凰大道,终点与凤平大道衔接,全长19.15 km。

本项目为城市Ⅰ级主干道,设计车速50km/h,桥梁设计荷载为公路-Ⅰ级,左、右分幅设计。沿线新建桥梁八座,具体设置情况见表1。

表1桥梁设置一览表

2. 设计原则

桥梁设计遵循“技术先进、安全可靠、使用耐久、经济合理”的原则,按照“安全、适用、经济、美观和有利环保”的要求进行设计。桥型选择尽量采用标准化装配式结构,尽量采用机械化和工厂化施工,节约投资,便于养护和构件的更换。

1)总体设计应满足地方交通及城市规划的要求。

2)在没有特殊要求的前提下,在满足功能的基础上,选择结构受力明确、外形简洁、便于施工的桥型,提高行车的舒适性,体现出“以人为本”的设计理念。

3)对无水文及通航要求的一般性桥梁,应根据桥位处的自然环境和地形条件,合理布设桥孔,与自然景观融为一体,体现“尊重自然、保护环境”的设计理念。

4)桥型方案的选择应充分考虑我国施工技术水平和施工单位能力,实现标准化、装配化乃至工厂化生产。

5)桥型方案设计应考虑结构耐久性和运营费用,合理选用桥面附属设施,满足行车平顺、舒适的要求,方便养护,使费用达到最省,体现 “全寿命周期成本”的理念。

6)因地制宜,根据地质条件,选择合理的基础形式,确保基础支承于完整、稳定的地基之上。

7)认真考虑对山区生态景观、环境的影响,满足可持续发展的要求。环境敏感地区的桥梁应增设各种措施,减少对环境的污染。

8)上跨铁路及水源保护区时,加设防抛网,设置双层防撞护栏,将桥面雨水引出水源保护区范围。

3. 桥梁设计

3.1 上部结构

本项目桥梁跨径基本上以30m为主,桥位大部分位于直线段上,仅有少部分位于大半径曲线上。因此,除跨平盐铁路采用钢箱梁、跨平大路采用现浇连续箱梁外,其余均采用预制小箱梁。横断面图见图1。

图1桥梁横断面图

1)预制小箱梁特点

预制小箱梁具有造价省、施工方便的特点,其造价低于现浇连续箱梁,是中等跨径桥梁常用的上部结构。桥型美观,结构受力性能好,行车舒适性好,无需大量支架,造价较低,后期养护工作量小。在桥头路基预制小箱梁,采用架桥机安装,将工作面移至桥上,可减小对环境的影响。当弯桥的弯曲程度较小时,可采取弯桥直做的方式,以翼缘板宽度来调整平面线形,可减少曲梁的弯扭作用,弥补弯桥在受力和施工上的不足;通过加强横向联系,可提高结构的整体性。

2)现浇连续箱梁特点

现浇连续箱梁采用满堂支架施工,支架工程量大,跨河桥会影响通航与排洪,支架安全性较难保证;施工周期长,费用高,要有较大的施工场地,管理复杂。一般适用于地形平坦、中等跨径且墩高不大、桥孔不多的桥梁;或弯曲程度较大的弯桥、变宽桥以及预制场地选择困难的桥梁。

3)预制小箱梁的结构连续与桥面连续

为提高桥梁整体性及行车舒适性,预制小箱梁在桥墩位置采用桥面连续或结构连续形式。结构连续是预制梁在临时支座上安装就位后,通过现浇接头转换为连续结构,并在梁顶设置钢束来抵抗体系转换后引起的负弯矩;桥面连续则是在预制梁安装完成后,在支座处桥面板布设现浇钢筋网,以加强梁端接缝处的连续性,不改变简支结构、不进行体系转换。两者比较见表2。

表2桥面连续与结构连续比较表

本着“全寿命周期成本”理念,考虑行车舒适性及后期养护,本项目预制小箱梁采用结构连续形式。

3.2 下部结构

本项目桥墩形式基本上以柱式墩为主。柱式墩是目前被广泛采用的桥墩形式,其自重轻,结构稳定性好,施工方便、快捷,外观轻颖美观,桥墩布设灵活性大,可适应不同类型的基础。大部分桥梁位于地形较为平坦的区域,基岩埋置比较深,采用钻孔灌注桩基础;仅有小部分桥梁位于山脚区域,地势起伏不大,基岩埋置较浅,采用明挖扩大基础。

4. 施工方案

4.1 预制连续小箱梁

1)预制主梁,待砼达到设计强度后张拉正弯矩区钢束,压浆并清理通气孔;浇筑桥墩,组装架桥机;安装临时、永久支座,按对称、均衡原则架设主梁。

2)连接横隔板及翼板间横向湿接缝钢筋,浇筑砼。

3)布设连续接头钢筋及顶板束,浇筑砼,待砼达到设计强度后张拉负弯矩钢束。

4)连接顶板束槽口钢筋,布设整体化层钢筋网及墩顶加强钢筋,浇筑桥面砼。从一联内边墩开始对称拆除临时支座,同一墩位由中间向两边拆除,形成连续梁体系。

5)施工桥面附属设施。

4.2 现浇连续箱梁

现浇连续箱梁采用满堂支架施工,每次应搭起整孔支架,同时应严格控制支架沉降。浇筑砼前应对支架进行预压,以减少非弹性变形并确保支架的承载能力,预压时间不得小于3天,预压重量不得小于箱梁自重,待浇筑腹板砼时开始逐步减压。当采用落地支架时,应在搭架前对地基进行严格处理。

现浇连续箱梁顶、底板采用分层浇筑时,分层面宜选择在腹板高度的1/3~2/3之间。一个施工段内梁段较长时,可再分段浇筑,以减少因顶、底板砼龄期差别而产生的收缩裂缝。一个施工段内再分段浇筑砼时,施工缝应选在离支点L/5~L/4之间。

5. 抗震设计

根据《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01-2008),本项目桥梁抗震设防类别为B类,抗震设防措施等级为8度。为此采取以下抗震措施:

1)墩台的柱身和桩基础均采用螺旋箍筋,其接头采用焊接,局部箍筋间距加密。

2)为防止落梁,墩台帽梁两侧设置抗震挡块,并按要求加宽帽梁尺寸(满足a≥70+0.5L),使支座离帽梁边缘有一定距离;梁体两侧设置橡胶缓冲装置;在梁与梁之间、梁与墩台之间设置弹性挡块缓冲设施,并将墩台处的防震挡块尺寸加大;连续梁墩顶设置抗震销钉或限位块以保证结构的抗震稳定性。

3)加强结构抗剪设计,增强结构构造配筋。

4)加强预制小箱梁梁片之间的横向连接(尤其是边梁与次边梁的连接),以提高上部结构的整体性。

5)高度大于5m的柱式桥墩设置横系梁。

6. 耐久性设计

本项目环境类别为Ⅰ类,结合工程结构特点,并参考《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》(JTG/TB07-01-2006)的规定,采用如下防腐措施:

6.1 基本措施

1)适当提高砼强度等级

为确保桥梁的耐久性,对上、下部主要结构的砼强度等级综合考虑如下:

桩基、承台、墩柱-C30;帽梁-C40;主梁-C50。

2)合理设置钢筋保护层厚度

根据工程所处的腐蚀环境、各部位的受力特点和设计使用年限,不同部位砼的主筋保护层厚度见表3。

表3结构主筋保护层厚度要求

6.2 附加措施

对于桥位处地下水有中腐蚀性的桥梁,在设计桩基础和承台时,考虑在砼内掺加渗入性阻锈剂。

7. 结语

本文结合恒心路桥梁设计,从桥梁结构选型、施工方案、桥梁抗震及耐久性设计方面,简要阐述了一下自己的设计思路及体会,以期能给相似项目提供一些参考。文中不当之处,敬请同行和专家指正。

参考文献:

[1]深圳市恒心路工程方案、初步设计,中国华西工程设计建设有限公司。

[2]公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004),人民交通出版社。

[3]公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范(JTG/T B07-01-2006),人民交通出版社。

[4]公路桥梁抗震设计细则(JTGTB02-01-2008),人民交通出版社。

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