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橋梁的安全性和耐久性并不是被動的等到橋梁出現破損甚至倒塌才能夠鑒定出橋梁的建設及使用情況，專業的數據評估制度是完善橋梁建設的標準。在國家建立的專業的橋梁檢測標準中對使用年代較舊的橋進行檢測。對于橋梁的負荷承載標準比較低和橋梁存在隱患的城市橋梁按標準進行技術評價。對于不能夠達到建設時所設定的承載量的橋梁及時設置警示標志。橋梁的評比也只是集中在橋梁的幾個重要方面，橋梁的變形觀測、橋梁路面的線形弧度、剪力、軸力和基準線方向的偏離等等。國家還明確的規定了橋梁各個部件所使用的比例和限定額，在橋梁的施工后各項指標都不能夠低于國家的標準。這也就有利于相關部門的審查與判斷，數據的使用也預先知道橋梁的建設情況，保證其使用的安全性。

安全性是橋梁建設的根本出發點

質量橋梁建設的生命，橋梁作為溝通城市與城市之間的紐帶，保證橋梁的暢通性。車輛行駛在橋梁上更加注重的是其安全性以及舒適型，因此有關部門必須高度重視橋梁的安全。一般的橋梁主橋部分為鋼筋混凝土建成，鋼索使用預應力混凝土的斜拉橋，建設過程中因地制宜的加筑排水孔，這些措施都是為了保證橋梁的安全性能。安全性是國家和人民都重視的問題，也是橋梁的基本特性，同時也是橋梁使用的意義所在。橋梁的施工、監理等工作也是相互合作關系，施工方需要接受工程師的監督、管理，這是創造監理工作的核心所在。安全性則滿足設計的要求，施工工藝以及施工標準也均達標。只有堅持嚴格的檢查，實行嚴格的責任問責制才能夠換來橋梁的安全使用。

耐久性對橋梁建設的重要意義

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一、結構可靠性理論研究歷史

長期以來，人們就廣泛采用“可靠性”這一概念來定性評價產品的質量。這種靠人們經驗評定其產品可靠、比較可靠、不可靠，沒有一個量的標準來衡量。1939年，英國航空委員會出版的《適航性統計學注釋》一書中，首次提出飛機故障率不應超過10-5次3h，這可以認為是最早的飛機安全性和可靠性定量指標[1]；二戰后期，德國的火箭專家R.Lusser首次對產品的可靠性作出了定量表達。他提出用概率乘積法則，將系統的可靠度看成是各個子系統可靠度的乘積，從而算得V-Ⅱ型火箭誘導裝置的可靠度為75%[2]；1942年，美國麻省理工學院一個研究室開始對真空管的可靠性進行深入的調查研究工作。二戰期間，軍用電子設備的大量失效使美國付出了相當慘重的代價。于是引起了美國軍方對可靠性問題的高度重視，同時率先對可靠性問題進行了系統地研究，并于1952年成立了“電子設備可靠性咨詢組”，簡稱AGREE(AdvisoryGrouponReliabilityofElectronicEquipment)。該組織于1957年發表了著名的《電子設備可靠性報告》。報告中提出了一套完整的評估產品可靠性的理論和方法。該報告被公認為是可靠性研究的奠基性文獻。1965年，國際電子技術委員會(IEC)設立了可靠性技術委員會TC-56，協調了各國間可靠性術語和定義、可靠性的數據測定方法、數據表示方法等。上世紀60年代以來，可靠性的研究已經從電子、航空、宇航、核能等尖端工業部門擴展到電機與電力系統、機械設備、動力、土木建筑、冶金、化工等部門[3]。

結構可靠性理論的產生，是以20世紀初期把概率論及數理統計學應用于結構安全度分析為標志，在結構可靠度理論發展初期，只有少數學者從事這方面的研究工作，如1911年匈牙利布達佩斯的卡欽奇就是提出用統計數學的方法研究荷載及材料強度問題；1926年德國的邁耶提出了基于隨機變量均值和方差的設計方法，這是最早提出應用概率理論進行結構安全度分析的學者之一。1926～1929年，前蘇聯的哈奇諾夫和馬耶羅夫制定了概率設計的方法，但當時方法不夠嚴格，因此，未付諸實施。1935年斯特列律茨基，1947年爾然尼欽和蘇拉等人相繼發表了這方面的文章，結構安全度的研究逐漸開始進入了應用概率論和數理統計學的階段。值得指出的是，弗羅伊登徹爾差不多和爾然尼欽等人同時開展了結構可靠性的研究工作。他提出的在隨機荷載作用下結構安全度的基本問題首次得到工程界的贊同和接受。1947年他發表了“結構安全度”[4]一文，奠定了結構可靠性的理論基礎。

從20世紀40年代初期到60年代末期，是結構可靠性理論發展的主要時期。現在所說的經典結構可靠性理論概念大致就是這一時期出現的。隨著結構可靠性理論研究工作的深入，經典的結構可靠性理論得到了全面的發展。基于概率論的結構設計方法逐漸被工程界所接受。但在這一時期，結構可靠性理論還未能馬上被工程界廣泛應用，其原因如下[5]：

1．傳統的確定性結構設計方法當時在人們頭腦中根深蒂固，認為沒必要改變已用的結構設計方法，而且，結構的失效很少發生，即使發生結構失效，絕大數是由于人為差錯造成的，并非結構設計方法問題。

2．基于概率理論的結構設計方法似乎比傳統的確定性結構設計方法麻煩，涉及到當時比較難處理的統計數學問題。

3．當時有用的統計數據極少，不足以定義重要的荷載、強度的尾部分布。

除上述妨礙結構可靠性理論應用的原因外，當時結構可靠性理論本身也面臨兩大難題：

（1）結構可靠性理論所采用的數學模型不足以完全準確地反映應用情況，即模型誤差是未知的。

（2）即使是對一個簡單的結構，其失效模式可能多到難以計數，更不用說進行可靠度分析。

因此，二十世紀60年代初期，許多學者致力于克服上述困難的研究。例如林德等人把規范化的結構設計問題定義為尋求一套荷載和抗力系數的最優值問題，他們建議采用一種迭代過程確定結構的安全度和造價，康奈爾（C.A.Cornell）等人提出了與爾然尼欽相同的一次二階矩法，并建立了比較系統實用的一次二階矩設計方法，利用結構的可靠指標β，而不是失效概率Pf，，作為結構可靠性的一種量度量，使結構的可靠性理論達到實用的目的。

二、國內外工程結構可靠性理論研究現狀

二十世紀70年代至80年代，是結構可靠性理論完善并被各國規范、標準相繼采用時期，自從康奈爾（C.A.Cornell）提出了一次二階矩法之后，林德（N.C.Lind）根據康奈爾（C.A.Cornell）的可靠指標，推證出一整套荷載和抗力安全系數，這次研究使可靠度分析與實際可接受的設計方法聯系起來。隨后，德國的拉克維茨（R.Rackwitz）和菲斯勒（B.Fiessler），對基本變量為非正態分布情況提出了一種等價正態變量求法，這種方法經過系統改進之后，作為結構安全度聯合委員會（JCSS）的文件附錄推薦給土模工程界。該方法也被許多國家規范所采納，我國的《建筑結構設計統一標準》（GBJ68-84）[6]也是以該方法作為可靠性校準的基礎[7]。

三、橋梁結構可靠性理論研究現狀

橋梁可靠性設計要解決的問題是[8]：在結構承受外荷載和結構抗力的統計特征已知的條件下，根據規定的目標可靠指標，選擇結構(構件)截面幾何參數,使結構在規定的時間內，在規定的條件下，保證其可靠度不低于預先給定的值。可靠性的數量描述一般用可靠度。我國對結構可靠度的研究只限于理論方面，且側重于可靠度設計方面，對結構耐久性方面的研究，特別是對耐久性評估理論的研究還很落后。實際上對現有橋梁結構做出正確的可靠性評估，準確預測出其剩余壽命，才能保證結構在壽命延續期內的安全性，節省大量的維修加固資金。我國在橋梁設計過程中，存在著考慮強度多而考慮耐久性少;重視強度極限狀態不重視使用極限狀態;重視橋梁結構的建造而忽視其檢測和維護，使結構安全性存在不同程度的隱患和缺陷。近幾年來，國內發生的幾起大橋坍塌或局部破壞事故在很大程度上是由于構件疲勞損壞(如結構開裂、變形過大等)所導致，從而嚴重影響橋梁結構的承載能力和使用性能。為了保證橋梁安全運營、延長其使用壽命以及提高橋梁的安全性和耐久性，減少早期橋梁病害，從而節約后期橋梁的維修費用，因而對橋梁結構可靠性研究非常必要和迫切[9]。

四、工程結構可靠性理論研究發展趨勢

進入二十世紀80年代后，結構系統的可靠性理論研究工作已經成為結構工程中的研究熱點，并已出版了許多專著，對于復雜的結構系統可靠度分析和先進的計算方法蓬勃發展。概括而言，如下幾方面是結構可靠度理論研究的熱點：

1．結構系統的可靠度分析。對于結構系統可靠度分析的非常復雜的研究課題，許多學者對此從不同角度進行了研究，提出了一些概念和方法。如結構可靠度分析的一階矩概念及荷載為FerryBorgesCastanheta組合情況下的計算方法問題；利用系統系數，針對結構各種破壞水平所對應的極限狀態不同，計算系統可靠度并進行結構設計的方法；利用蒙特卡洛（Monte-Carlo）法采用重要抽樣技術計算結構系統的可靠度等，同時，一些學者還研究了系統可靠度界限的問題。總之，系統可靠度分析研究內容豐富，難度較大。

2．對結構極限狀態分析的改進，除考慮強度極限狀態外，還應考慮結構的正常使用極狀態、破壞安全極限狀態，以及地震和其他特殊情況下考慮能量耗損極限狀態等。

3．目標可靠度的量化問題。雖然校準法已經部分解決了這個問題，但與實際情況相比，這方面的問題還遠遠沒有解決。

4．人為差錯的分析。許多結構的失效并非由荷載、強度的不確定性造成，而往往是設計、施工、使用等環節中人為差錯造成的，這方面事例很多，已成為目前研究熱點之一。

5．在役結構的可靠性評估與維修決策問題。對在役建筑結構的可靠性評估與維修決策正成為建筑結構學的邊緣學科，它不僅涉及結構力學、斷裂力學、建筑材料科學、工程地質學等基礎理論，而且，與施工技術、檢驗手段、建筑物的維修使用狀況等有密切的關系。同時，經典的結構可靠性理論，在在役結構的可靠性評估中也必將得到相應的發展。

6．模糊隨機可靠度的研究[10]。模糊隨機可靠度理論研究是工程結構廣義可靠度理論研究的重要內容，隨著模糊數學理論與方法的完善，模糊隨機可靠度理論也必將進一步完善和發展。

五、結語

橋梁工程問題的解決總是理論與工程經驗的結合，掌握的知識越多，主觀經驗越少，橋梁結構的設計越合理，這也正是橋梁工程技術研究追求的目標。橋梁結構可靠度理論研究是內容極其豐富且復雜的重大研究課題，不僅僅在理論上有許多重大問題需要解決，而且，將其應用到橋梁結構設計、評估及維修決策之中尚有許多細致的工作要做。

參考文獻

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[2]劉惟信．機械可靠性設計[M]．第一版,北京：清華大學出版社．1995．

[3]拓耀飛，李少宏．論結構可靠性的發展[J]．榆林學院學報．2006,16(4):32-35．

[4]A.M.Freudenthal,Safetyofstructures,Trans.ASCE,112(1947)．

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[6]中華人民共和國國家標準．建筑結構設計統一標準(GBJ68－84)．北京,1985．

[7]貢金鑫，趙國藩．國外結構可靠度理論的應用與發展[J]．土木工程學院．2005,38(2):1-7．

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1．2現場數據庫

現場數據庫針對具體項目，部署在現場監控中心，存儲的是處理后的實時數據，要求定期備份、刪除、異地恢復、更新。實時數據的特點是數據量大，數據入庫較快。在設計現場數據庫的時候，主要考慮如下:各個監測類型原始數據互不干擾;數據寫入要求實時，考慮擁堵策略和故障恢復策略;靈活配置監測項、監測點的數據存儲庫表結構［4］;一定時期的歷史數據在線回放和分析;單一監測類型數據存儲(由于處理系統需要在較長時間內持續對采集數據進行處理，即使一種設備，持續累計多天的時候，數據量也會非常大，需要考慮以何種方式對多天數據進行組織)。現場數據庫配置版本為SQLServer數據庫。

1．3結構特征值數據庫

本數據庫主要存儲橋梁結構采集數據的特征值，包括結構應變、加速度、索力等原始數據的最大值、最小值、平均值及方差等，特點是數據量相對較小，但數據計算頻繁，使用頻率較高。此數據庫數據量小但關系較復雜，由于其入庫頻率相對于原始數據來說比較低，故采用較為簡單的單庫表結構。特征數據庫配置版本為SQLServer數據庫。

2海量數據庫詳細設計優化方案

2．1高速大容量數據存儲與管理

通過對系統的總體評估，擬采用以下措施解決系統中大數據量的存儲與管理問題。通過使用OracleRAC(集群)模式加強底層數據庫的處理性能;使用存儲過程的方式來進一步加強數據庫的交互性能;定期進行數據備份與清理，避免存儲過多的低使用率數據(比如，數據庫一般可以保持6個月到1年的數據，其它數據通過磁帶庫等存儲介質將數據備份轉移，減輕數據庫的處理壓力);對海量數據進行分區操作(例如針對按年份存取的數據，我們按年進行分區，不同的數據庫有不同的分區方式，而不同的文件組存于不同的磁盤分區下，這樣將數據分散開，減小磁盤I/O，減小了系統負荷，而且還可以將日志、索引存放于不同的分區下);建立廣泛的索引［5］。對大表建立索引，例如針對大表的分組、排序等字段，都要建立相應索引，一般還可以建立復合索引。當插入表時，首先刪除索引，插入完畢，建立索引，并實施聚合操作，聚合完成后，再次插入前還是刪除索引。要注意索引使用的時機，索引的填充因子和聚集、非聚集索引都要考慮。在對海量數據進行查詢處理過程中，查詢的SQL語句的性能對查詢效率的影響是非常大的［6］。在對SQL語句的編寫過程中，例如減少關聯，少用或不用游標，設計好高效的數據庫表結構等都十分必要。

2．2數據庫優化設計

橋梁結構橋梁索力數據量較大，由于實時數據處理系統平時的主要操作是橋梁索力的插入及數據查詢，對數據的實時性及可恢復性要求不高，并不要求絕對的精度，允許一定的數據損失，對數據庫的一致性、并發性及事物的隔離性要求不高，但對于大數據的吞吐量要求較高，故可將其定位為針對插入操作的OLTP系統及部分的OLAP系統［7］。所以考慮降低數據庫的隔離級別和并發一致性控制以提高數據庫性能，優先滿足海量數據插入的吞吐量要求。Oracle版本的數據庫優化設計如表2所示。

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我國道路橋梁設計對規范標準的要求并不高，進行施工就會對道路交通產生諸多不便或產生安全隱患，還會對橋型的美觀程度造成一定的負面效應。所以設計時應充分的考慮這個方面，結合現場環境，很多時候都需要在橋梁的主梁或梁側部分預留一定空間，為日后的施工打下良好的基礎。

1.2管道預留空間不足

專用橋梁管道是每一座橋梁設計中必須要考慮到的方面，但在具體的設計和施工中往往是忽略這一點的。產生的原因主要是城市化所帶來的人口壓力過大或城市改造工程。城市改造工程很有可能產生管道預留空間不足的情況，而在很多時候我們只能采用少量的擴容處理，將橋梁管道在橋體之外，這樣做的直接后果就是會對交通線產生不利影響，還可能影響到橋體的美觀。遇到橋梁管道預留空間不足的情況時，再次開挖是比較適宜的方法，但一大弊端就是會加大工程的資金投入力度，同時也不利于交通情況。

1.3綠化帶專項防水設計缺陷

橋梁工程必須具有一定的使用功能，除此之外還要有一定的美觀性。所以橋梁綠化帶專項防水設計應運而生。在設計橋梁結構的過程中，綠化美觀需要在設計的考慮范疇內。通盤考量了所有的影響因素后，必須要保證橋梁結構使用性和美觀性。

1.4結構設計選型問題

橋梁工程結構選型問題在設計中是比較重要的一個方面，滿足視距和凈空的要求的同時，還要具有美觀的外形和科學合理的結構，這也視為橋梁結構設計的基本標準和原則，盡可能的打造出功能和美觀于一體的橋梁工程，為城市平添一抹亮色。但在具體的設計時，關注實用功能的比較多，而忽視結構選型，結構選型不合理也就不足為怪了。

1.5裝飾結構設計問題

我國的橋梁工程結構設計中安全材料不合標準的情況是比較常見的。一項工程要想成為精品，所使用的材料可以說是最為關鍵的，其是保障橋梁結構的安全運行根本。所以必須要保證裝飾材料的可靠性，可以采用材料取樣試驗的方式來嚴把材料的質量關，為橋梁工程的安全運行保駕護航。

2道路橋梁結構設計要點

2.1主梁設計

不同于整體式簡支梁結構，裝配式簡支梁結構最為重要的特點是可將預制獨立構件進行運輸與吊裝，并且通過現場安裝、拼接制梁。對于自動化、機械化施工技術的應用在設計中就可以完成，這樣就大幅度的節省了施工成本，勞動生產力也有顯著的提高，季節變化也無法對施工造成實質上的威脅。橋梁上部結構的主要承重構件就是主梁，一般的設計型式有T型和箱型，箱型結構主梁大多在預應力混凝土結構梁中應用。設計采用箱型結構主梁需要對主梁結構的間距與片數作要求，主梁間距與片數兩者相互制約，即間距小則片數多、間距大則片數少。而主梁的高度及細部尺寸是以荷載的計算方法加以確定的，若主梁對稱布置，梁身的荷載也是呈對稱分布，此時要用杠桿法來計算，如若不然就要以偏心受壓來計算。上述兩種情況的相同之處是控制設計的標準是內力的最大值，要注意的是此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，主要是因為很多不安全的因素夾雜在計算結構中。

2.2型式的選擇應為橋臺設計橋臺結構設計的重點

在橋臺結構的選擇上，裝配式簡支橋梁主要有輕型橋臺、鋼筋混凝土薄壁橋臺、埋置式橋臺三種。輕型橋臺結構型式體積較小，比較適合擋土的翼墻結構設計。鋼筋混凝土薄壁橋臺可設計將臺身埋置于橋梁護坡中，這樣不僅能夠降低橋臺結構受上部荷載的作用力，還能夠使橋臺留有足夠的空間。但護坡容易受到洪水的侵襲使臺身，所以設計時不可缺少的是對強度和穩定性的計算。

2.3橋墩型式選擇

雙柱式墩、十字墩或矩形薄壁墩是裝配式簡支橋梁結構設計的主要型式，單幅雙柱式是最為常見的。鑒于以往的經驗教訓，設計時應謹慎選擇橋墩結構型式，在巖溶性地質、樁基礎施工難度比較大的地方應以實際情況為前提，減少樁基的設計，單柱單樁的設計是比較適合的。而在施工在河谷或容易受滾石威脅的地方時，設計的重點應該放在如何加強橋墩結構的整體抗撞擊能力上，也比較適合單柱單樁設計。對于高位墩柱長橋，設計時應重點考量橋梁上部結構荷載累積變位的問題，這是雙幅兩柱整體下部構造設計是比較理想的。

2.4定線原則

（1）在1:10000比例尺的地形圖上在起、終控制點間研究路線的總體布局，找出中間控制點。根據相鄰控制點間的地形、地貌分布情況，盡量選擇地勢平緩地帶，確定各種路線方案。

（2）山嶺重丘地形，定線時應以縱坡度為主；而平原微丘地區地面自然坡度較小，縱坡度不受控制的地帶，選線以路線平面線形為主，最終合理確定出公路中線的位置。

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在大跨徑橋型方案比選中，連續梁橋型仍具有很強的競爭力。連續梁橋型在結構體系上通常可分為連續梁橋、連續剛構橋和剛構一連續組合梁橋。后者是前兩者的結合，通常是在一聯連續梁的中部一孔或數孔采用墩梁固結的剛構，邊部數孔解除墩梁團結代之以設置支座的連續結構。在結構上又可分為在主跨跨中設鉸、其余各跨梁連續和全聯不設鉸的組合梁橋兩種形式，通常稱后者為剛構一連續組合梁。在我國已建成的該橋型的比較典型的例子有東明黃河大僑，跨徑比之更大的該類型橋現已初見嘗試。

二、剛構一連續組合梁橋的結構受力特點及應用

1結構特征及受力特點

在連續梁橋中，將墩身與主梁團結而成為連續剛構橋。由于墩身與主梁形成剛架承受上部結構的荷載，一方面主梁受力合理，另一方面墩身在結構上充分發揮了潛能，因此該橋型在我國得到迅速的應用和發展[2]。具有一個主孔的單孔跨徑已達270m，具有多個主孔的單孔跨徑也達250m，最大聯長達1060m。隨著新材料的開發和應用、設計和施工技術的進步，具有一個主孔的單孔跨徑有望突破300m的潛力。而對于多跨一聯的連續剛構是不是也能在聯長上有更大的發展呢？眾所周知，墩身內力與其順橋向抗推剛度和距主梁順橋向水平位移變形零點的距離密切相關。抗推剛度小的薄壁式墩身能有效地降低其內力，但隨著聯長的加大，墩身距主梁順橋向水平位移變形零點的距離亦將加大，在溫度、混凝土收縮徐變等荷載的作用了，墩頂與主梁一道產生很大的順橋向水平和轉角位移，墩身剪力和彎矩將迅速增大，同時產生不可忽視的附加彎矩，致使剛構方案無法成立。在結構上將墩身與主梁的團結約束予以解除而代之以順橋向水平和轉角位移自由的支座，這樣就變成剛構一連續組合梁的結構形式。于是邊主墩墩身強度問題得以解決，且在一定條件下聯長可相對延長。可見，剛構一連續組合梁是連續梁和連續剛構的組合，它兼顧了兩者的優點而揚棄各自的缺點，在結構受力、使用功能和適應環境等方面均具有一定的優越性。

2.在我國的應用情況

東明黃河大橋開創了剛構一連續組合梁橋在我國應用的先例。

由于放松了多跨連續剛構橋對邊主墩高度的要求，因此剛構一連續組合梁橋適用于不同的地形、地質條件、通航要求等。下面將介紹的武漢軍山長江公路大橋初步設計剛構一連續組合梁橋方案就是一個典型的設計實例。目前國內在建的典型的大跨徑剛構一連續組合梁有杭州饒城公路東段錢江六橋，其技術設計階段主橋為127＋3X232＋127=950m的五跨預應力混凝土剛構一連續組合梁體系，中、邊主墩均為雙壁墩，中主墩墩身與主梁固接，邊主墩墩身與主梁分離，分別設置4個65000kN的支應與主梁連接，懸臂施工中墩梁通過預應力粗鋼筋臨時固接。受地形影響解除邊主墩墩身與主梁固結的剛構一連續組合梁橋還有黑河大橋，該橋布跨為6016＋6×100＋60＝720m，墩身為單箱墩，最外邊墩設支座。

剛構一連續組合梁橋還適合于某些特殊布跨情形。如廈門海滄大橋西航道橋，布跨為70＋140十70十42＋42（m），其中兩孔42m跨錨碇，避免了設兩孔連續或簡支梁，并減少了伸縮縫。像這樣將邊墩設支座的小邊跨與連續剛構主體相連而成為非典型的剛構一連續組合梁橋的橋還有很多。

三、設計實例

武漢軍山長江公路大橋初步設計作了斜拉橋和連續剛構兩個方案同等深度的經濟技術比較。其中連續剛構方案最初的跨徑布置為138＋24O＋240＋240＋138（m)，三個主跨的四個主墩均為雙薄壁墩，墩身與主梁固結。設計中發現兩個邊主墩由于高度較矮，受力很不合理，因此，將其與主梁的固結約束予以解除，橋型變為剛構一連續組合梁的結構形式（后出于總體布跨考慮，將跨徑布置調整為138＋240＋240＋240＋138＋56（m））。現以布跨138＋240＋240＋240＋138（m)的大跨徑剛構一連續組合梁橋的設計為例對其結構設計加以介紹和探討。其結構設計簡介如下：

1.結構體系

橋梁分左右兩幅，采用138＋240＋240＋240＋138（m）五跨一聯三向預應力混凝土剛構一續梁組合梁橋型方案，雙壁墩結構，中主墩墩身與主梁固結，邊主墩及邊墩墩頂設支座。邊主跨比L邊：L主＝0.575：1，縱坡3％，縱曲線要素為T＝5l0m，R=17000m，E=7.65m。橫坡2％，由箱梁頂板坡度形成。橋面鋪裝為6cm鋼纖維混凝土墊平層加6cm瀝青混凝土。

2.下部構造

主墩墩身為普通鋼筋混凝土結構，采用50號混凝土，雙壁墩結構。P2，P5號墩為邊主墩，墩高28m，左右幅每片墩墩頂各設兩個噸位為60000kN的球形鋼支座，墩身為矩形實心斷面，斷面尺寸320cmX800cm，順橋向外緣距12m；P3，P4號為中主墩，墩高39.9m，墩身與主梁固結，墩身為矩形實心斷面，斷面尺寸280cmX750cm。，順橋向外緣距12m。承臺采用30號混凝土，均為整體式，厚5m。P2～P5兩號墩樁基礎采用25號水下混凝土，均為18根直徑2．5m的鉆孔樁，樁長分別為55m，35m，40m，37.5m，均按支承樁設計。下部構造平面布置.P3,P4及P5號墩基礎擬采用雙壁鋼圍堰方案施工，P2號墩擬采用鋼管樁平臺加鋼套箱方案施工。為有效抵抗偶發的巨大船撞荷載，各主墩均設計為整體式基礎和承臺。防撞構造立足于墩身自身防撞，因此墩身按實心斷面設計。

3上部構造

主梁為分離式單箱單室直腹板箱梁，采用50號混凝土。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；箱梁底線變化曲線y＝4.0+（9.2/114）×X。箱梁擬采用對稱懸臂現澆施工工藝，施工梁段長度分為3m，4m，5m三種類型，0號塊現澆段17m，合龍段3m。1/2標準跨的分塊布置為：（l/2）x17m＋10x3m＋10x4m＋8x5m＋（1/2）x3.0m＝120m。最大懸臂施工長112．5m，共28對施工塊件，塊件重量在140.8～234.5t之間。箱梁頂寬16.45m，底寬7.5m，翼緣板懸臂長4.475m（含承托），外側厚15cm，根部厚50cm。0號塊頂板厚45cm，其他位置頂板厚28cm。0號塊腹板厚100cm。向跨中分70cm，60cm，40cm三個梯段變化。根部底板厚130cm。；跨中底板厚28cm，中間按y＝0.28＋（1.02／114）×x變化。箱梁僅在墩項及梁端設橫隔板，墩頂橫隔板位置及厚度與每片墩身相對應。為增強箱梁整體性，還在墩頂設置了箱外橫隔板。

箱梁縱向預應力體系采用15－22，控制張拉力4296.6kN，橫向預應力體系采用15－4，控制張拉力781.2KN。縱、橫向預應力均采用φ15.24mm預應力超強、低松弛鋼絞線，極限抗拉強度為1860MPa，計算彈性模量E=1.95x10''''MPa。豎向預應力體系采用φ32mm軸軋螺紋粗鋼筋，控制張拉力542.8kN.箱梁典型斷面縱向預應力鋼束布置。

4.結構分析

(1)計算模式

順橋向總體結構靜力分析采用平面桿系綜合程序進行。接施工階段將結構分為328個單元325個節點，共63個施工階段。由于地質條件相對較好，因此未按等剛度原理將樁基礎進行模擬，即不計樁基礎的影響，近似按承臺底固結考慮。中主墩與主梁固結，邊墩為單向交承，計算中計入了邊主墩。

(2)計算荷載

汽車：半幅橋橫向按布置4個車隊數考慮，橫向折減系數為0.67，縱向折減系數為0.97，偏載系數1.15。

掛車：按全橋布置一輛考慮，偏載系數1.15。

滿布人群:3.5KN/平方米

二部恒載：7t／m。

溫度：結構體系溫差考慮升溫20℃，降溫20℃；梁體溫差考慮了由于太陽輻射和其他影響引起上部結構頂層溫度增加時產生的正溫差及由于再輻射和其他影響，熱量由橋面頂層散失時產生的負溫差，參照BS5400荷載規范取用；箱內外溫差為5℃；橋墩墩體考慮日照不均勻溫度差：升溫時，兩片墩身的一側比另一側和中間高5℃，降溫時，兩片墩身的一側和中間比另一側高5℃。溫度效應考慮兩種組合：體系升溫十正溫差十升溫時墩體溫差，體系降溫十反溫差十降溫時墩體溫差。

靜風荷載：施工風速按30年一遇，成橋風速按100年一遇計。橫橋向風力按規范公式計算。

船撞力：橫橋向18400kN，順橋向9200kN。作用點位置按規范或專題確定。

(3施工方法及主要工況

擬采用懸臂澆注法施工。為確保施工階段單T的順橋向抗彎及根橋向抗扭穩定性，將P2、P5號墩墩頂與主梁臨時固結，在次邊跨合龍施工完成后予以解除，完成體系轉換。主要工況為；①施工基礎及墩身，懸臂澆筑至最大懸臂狀態，形成單T；②滿堂支架澆筑邊跨現澆段，配重施工；③邊跨合龍，現澆段支架拆除；④次邊跨合龍；⑤中跨合龍，形成結構體系對施加二部恒載；⑦運營。

(4)計算參數及荷載組合

混凝土：徐變特征終級值2.3，彈性繼效系數0.3，徐變速度系數0.021，收縮特征終級值0.00015，收縮增長速度系數0.021。

預應力：松弛率0.03，管道摩阻系數0.22，管道偏差系數0.001，一端錨具變形及鋼束回縮值0.006m。

考慮五種組合：①恒十汽；②恒十汽十溫度；③恒十掛;④恒十滿人；⑤恒十汽十溫度+船撞力。

(5)計算結果

主梁次邊跨跨中汽車活載撓度為0.111m，中跨跨中為0.096m。

主梁應力：成橋狀態混凝土應力最大約155kg／平方厘米，最小約26kg／平方厘米，組合①混凝土應力最大約17Ikg／平方厘米，最小約10kg／平方厘米，組合②混凝土應力最大約215kg／平方厘米，最小約一6kg／平方厘米。

五、幾個問題的探討

1.結構方案比較

在維持主跨規模不變的前提下，為尋求一個受力合理、結構安全、適用美觀的方案，對結構形式及主墩厚度作了計算比較。比較的方案有138＋3X240＋138（m）連續剛構方案，墩厚2.5m；138＋3x240＋138（m）連續剛構方案，墩厚2.1m；138＋3x240＋138（m)剛構一連續組合梁方案，固接墩厚2.5m；138＋3x240＋138（m)剛構一連續組合梁方案，固接墩厚2.lm。經過計算分析得出如下結論：

(1)相同布跨和墩厚的兩種方案，主梁的內力和位移相差較小，中主墩由于高度較大，且距順橋向變形零點較近，內力相差也不大，而邊主墩受力則相差懸殊。在連續剛構方案中，由于高度較矮，且距變形零點很遠，因此，盡管在設計上采取了措施，在恒載、活載及溫降組合工況下，墩身兩端仍產生了很大的彎矩，而且靠外側的墩身軸力難以提高，而在剛構一連續組合梁方案中，墩底彎矩是由支座最大靜摩阻力決定的，因此相對較小，另外墩頂軸力通過配重措施可以得到很好的解決。

(2)墩身厚度的降低，迅速降低了墩身剛度，從而迅速減小了溫度產生的墩身的荷載效應，對邊主墩效果更為明顯。但墩身厚度同時受截面應力狀態和穩定性的限制，存在一個低限。

2邊主墩合理型式的選擇

對于規模較小的橋梁，最不利組合下的墩頂豎向力相對較小，支座數量少且容易布置，而且最大懸臂狀態下的穩定性問題顯得次要的情況，采用單柱式墩是合適的。但對于大跨徑剛構一連續組合梁橋，從以下幾方面的研究可見，采用雙柱式墩是邊主墩的合理型式。

(1)結構受力比較

設單柱式墩的截面尺寸為BX2H，雙柱式墩為BXH，中心距2r，墩高相同。在其他條件相同的前提下，經計算，邊主墩若采用單位式墩，與采用雙柱式墩相比較：

主梁內力：中跨跨中的M，Q，N略有減小，邊跨跨中和次邊跨跨中的M，Q，N均略有增大；邊主墩頂和中主墩頂的N，Q均略有增大，變化值不大，但M卻增大很多，對邊主墩頂：成橋狀態增大81％，最不利組合增大45％，對中主墩頂：成橋狀態增大1.3％，最不利組合增大6.l％；

中主墩墩身內力：N，Q略有增大，M成橋狀態增大9％，最不利組合增大8％；

主梁撓度；次邊跨跨中汽車荷載撓度增大36％，中跨跨中汽車荷載增大8％。

可見，邊土墩采用雙柱式可減小上部結構的計算跨徑，降低箱梁截面內力和撓度。

(2)采用雙柱式墩有利于施工階段最大懸臂狀態下的安全性

施工階段，由于墩身與箱梁臨時固結，因此，采用雙柱式墩的順橋向抗彎慣性矩為

而采用單柱式墩的順橋向抗彎慣性矩為

對于本橋，前者為后者的5.92倍。

(3)能保證橋梁橫向抗風的要求

施工期間，橋梁處于懸臂狀態，其橫向抗風穩定性尤為重要。此時墩頂與主梁固接，對于單柱式墩，當其受到橫橋向扭矩后，柱身產生扭轉角，從而產生抵抗扭矩，對于雙柱式墩，橋墩的抗扭能力由兩部分組成：一是兩片柱身扭轉產生的抵抗扭矩，二是由于柱身產生橫橋向水平力Q，從而產生抵抗扭矩，其值為Q與2r的乘積，它是雙柱式墩的主要抵抗扭矩。從數值上看，后者遠大于前者，因此能保證大跨徑橋梁橫向抗風穩定性的要求。

（4）構造和美觀要求

最不利組合下墩頂的豎向力決定了支座的數量，大尺寸的大噸位支座的布置及在施工期間墩身與主梁的臨時固結構造決定了墩身的最小平面尺寸。對本橋而言，若采用單柱式墩，其墩身厚度在6m以上，顯得過于厚重，與輕巧的中主墩不協調，在材料用量上與雙柱式墩相差很少。

3邊主墩支座力的平衡措施

由于邊主墩距橋梁中心線較遠，加上特定的合龍順序和邊中跨比，在不采取措施的前提下，兩片邊主墩墩身的豎向力會相差較大，這樣一會導致支座噸位很大且規格相差懸殊；二來增加基礎的工程量。為解決此問題，在邊跨合龍前在外側懸臂端施加配重能較好的解決。

本橋的設計措施是在邊跨合龍前在外側懸臂端施加90t的永久配重，其與不配重計算結果。

可見，配重對平衡邊墩墩頂軸力的效果是明顯的。

最大懸臂狀態下順橋向施工穩定性取決于該狀態下的最大不平衡荷載，其由箱梁已澆筑梁段的自重偏差、掛籃等機具的安裝偏差、正澆筑梁段的自重偏差、澆筑時的動力系數偏差、兩端掛籃裝拆和移位的不平衡和墩身兩側的風壓不平衡等其中的幾種相組合得出，其值往往達100t以上。因此，配重施工前采取的有效措施并在良好的施工環境下，配重施工時順橋向的施工穩定性是可以得到保證的。

4計算模式的處理

中主墩墩身與主梁固結，兩者相連接的部位可用綜合程序系統的帶剛臂桿件單元來處理，能比較準確而簡單地模擬構件交匯點的剛域效應。對于邊墩，其對結構總體受力影響很小，一般不計入總體結構計算中，而從中分離出來，其對結構的效應用該處的約束（單向支承）來代替。而對于邊主墩，其對結構總體受力影響較大，宜計人總體結構計算模型中。為此，綜合程序增設了兩個特殊桿件元，來解決實際結構中非剛性中間節點的約束模擬問題。

在本橋計算中，將P2，P5號墩與主梁間的支座連接約束用兩端鉸接剛性桿（А∞，I0）來處理，使計算圖式歸為全部剛結的形式。

5其他方面

篇6

2道路橋梁結構化設計應該堅持的原則

2.1科學性原則

在道路橋梁結構化設計中，應該合理選擇道路橋梁結構，注意橫截面與道路橋梁結構配置，做到更為科學和有效，在合理調整道路橋梁結構位置，優化道路橋梁結構內力分布的基礎上，使道路橋梁結構的重量降低，實現道路橋梁結構的科學化。

2.2簡約化原則

在道路橋梁結構化設計中確保道路橋梁結構的簡約化，盡量通過簡化的路徑做到道路橋梁結構力的直接、簡單傳遞，達到道路橋梁結構能夠平衡地分散外部負荷，對于確保道路橋梁結構自重，提高道路橋梁結構強度，節約道路橋梁結構施工材料，提升道路橋梁結構施工效率有著重要的價值。

2.3連續性原則

當前，道路橋梁結構出現了自身重量越來越高、負荷越來越大的趨勢，這需要在道路橋梁結構化設計中實現結構的連續性和一體性，以此來確保道路橋梁結構在受力的情況下，擴大有效的受力面積，縮短道路橋梁受力傳遞的路徑，在優化結構、降低材料使用的基礎上，提高道路橋梁結構的穩定性、連續性。

2.4統合性原則

在道路橋梁結構化設計中要統和材料、結構兩個重要的部分，在材料部分中應該考慮不同材料在道路橋梁結構中的不同部位與不同性質，要做到在優化結構的同時科學設計材料應用。同時，應該利用不同結構、不同形狀受力和功能的特點，統和道路橋梁結構達到穩定、重量、受力等結構特性目標。

2.5整體性原則

道路橋梁結構設計中要利用結構化設計的優勢，突出道路橋梁結構的整體性，特別要求做好過載和特殊情況確保道路橋梁結構整體性和安全性的設計，通過提高承重力，整體效果，使道路橋梁結構的總體用料得到節約，在確保道路橋梁施工質量的同時，降低道路橋梁結構的建設成本。

3道路橋梁結構化設計應用的要點

3.1道路橋梁防水結構設計的應用

一方面，在道路橋梁防水結構的設計中，應該確保道路橋梁路面的物理性質，通過材料和工藝的控制設計保障材料的黏結性，做到路面不起皮，混凝土不脫落。另一方面，在道路橋梁防水結構的設計中要注意路面的平整性，通過嚴格設計混凝土施工，將路面和混凝土鋪成一個整體，以確保防水的平整。此外，在道路橋梁防水結構的設計中應該確保結構的整體性，要選用延展性好、抗拉力強的材料作為基礎，通過合理的工藝實現防水結構的整體性。最后，規范排水管線、集水管道的設計，要通過嚴格的規范來確保排水設施安裝過程，避免出現對道路橋梁結構和混凝土部位出現的滲透、腐蝕，以此來確保道路橋梁結構的強度與安全。

3.2道路橋梁混凝土項目設計的應用

一方面，道路橋梁結構設計中要重視混凝土中鋼筋的保護層厚度，應該根據道路橋梁結構的需要和混凝土施工規范，明確確定道路橋梁混凝土鋼筋的保護層厚度，通過保護層來確保鋼筋的結構功能和作用，進而實現道路橋梁結構的安全。另一方面，道路橋梁結構設計中應該重視混凝土的耐久性，要在設計中規劃好混凝土材料的配比，特別是：水灰比例、水泥使用量、強度級別等，以確保道路橋梁結構的穩定與安全。

最后，道路橋梁結構設計要加強增強構造配筋設計，要通過規范配筋的數量、形式和結構增強混凝土結構的抗裂縫能力，確保道路橋梁結構符合實際與使用的需要。

篇7

1引言

該橋梁為單跨簡支T梁拼裝結構，經實地測量，跨徑為10m，橋寬 49.9 m，橋面共分為八個車道及雙兩側人行道。該橋設計荷載等級為：人群荷載4kN/m2，掛--100，汽--20。橋梁整體立面及橫斷面見圖1～2所示，由于該橋運營時間較長，混凝土老化，加上施工質量的問題和缺乏足夠的養活措施，使該橋橋面與上下部結構的病害都較多，橋梁振動較大，影響行車安全。為此，為正確反應該橋的使用性能及受力行為，現對該橋進行病害檢測分析，分析研究結果為該橋的使用提出相應的對策，確保該橋安全使用。

圖1 橋梁立面圖

2 橋梁病害檢查

2.1橋梁外觀檢查內容：

2.2 橋梁結構的主要病害

通過對橫滘橋進行詳細的外觀檢查，可得該橋的主要病害表現在以下幾個方面。

（1）橋面系：橋面排水設施已完全被堵塞，雨水只是靠縱坡排出，導致某些橋面段排水不暢，出現積水。

（2）上部結構：小部分T梁的梁底鋼筋保護層不夠、有露筋的現象；如圖2所示；部分T梁梁底、梁腹出現受力裂縫；如圖3所示。大多數T梁帽梁上都粘有雜物，對梁體會有一定程度的腐蝕，也影響橋梁的過水能力；如圖4～5所示。

（3）下部結構：基礎沖刷嚴重，樁基大部外露、被沖刷掏空。

由上述橋梁外觀檢查的結果可見，該橋主要的病害表現為：約有1/3的T梁梁體存在彎曲受力裂縫，基礎沖刷嚴重。論文參考網。這些病害已明顯影響到橋梁的使用性能和耐久性。論文參考網。

3 裂縫檢測

試驗前查看裂縫情況發現，5＃～30＃梁梁腹和梁底存在彎曲受力裂縫, 主要分布于梁跨中區域內。裂縫長度在5～30cm不等，裂縫間距在10～30cm之間。典型的梁裂縫分布圖見圖6。

5＃梁最長裂縫約為25cm，一般裂縫長度在5～20cm間，裂縫間距在10～25cm之間，最大裂縫寬度約0.1 mm。6＃梁最長裂縫約為30cm，一般裂縫長度在5～25cm之間，裂縫間距在10～30cm之間，最大裂縫寬度約0.2mm。試驗過程中未見梁體有新裂縫出現，原有裂縫在試驗過程中也未產生可觀測到的變化。

圖6 T梁裂縫分布圖

4 變形檢測結果

縱、橫向測點的實測及計算撓度分布如圖7～8所示。在試驗荷載作用下，實測的最大撓度值滿足《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》中關于梁式橋豎向撓度允許

限值的要求。論文參考網。

圖7 縱向測點在各試驗工況作用下的實測撓度曲線

圖8 橫向測點在各試驗工況作用下的實測撓度曲線

5結語

通過對該橋的理論、外觀以及病害的因素分析，該橋承載能力尚可，使用性能較差，雖然其目前尚能勉強滿足使用荷載的要求，但耐久性能、使用性能不足。為此，建議對于梁體裂縫應采用化學灌漿方法進行修補處理；對于保護層厚度不足、梁體漏筋等缺陷采取噴射混凝土方法進行修補處理。在橋頭設置限載標志，禁止超載的車輛通行。

參考文獻：

[1]姚玲森.橋梁工程.北京：人民交通出版社，1998

[2]范立礎.橋梁工程.北京：人民交通出版社，2001。

篇8

關鍵詞橋梁設計;預應力混凝土;箱梁;變截面連續梁;Midas橋梁模型

Abstract:Thedesignisbasedontherequirementsofthedesigntaskand"HighwayBridgeRegulation".Thedesignofthebridgeiscarriedoutintheeight-characterprincipleof"safety,pratically,economicallyandaeshetic"bycomparingandchoosingthebestone.Thefirstprogramiscontinousprestressedconcretegriderbridge,thesecondonethebeamcombinationofarchbridge,andthethirdoneisthesuspensionbridge.Accdodingtotheaboveprinciplesandconstructionfactors,theprestressedconousbridgeischosentotheultimate.

Thecontinousprestressedconcretegirderbridgeisdividedintothreeinters,(30m+50m+30m),withthemainspanof50m,and30m-symmetryone.Prestressedconcreteboxgriderisusedasthemainbeam;thebeamdepthinthemid-spanis1.5m,whileatthesupportbearingitis2.8m.Thesectionaldepthischangedintheformofparabolic.Thenetwidthofthedeckis7+2x1.5m,andthedesignloadisforthehighway-I.

Inthedesign,thebridgedesignsoftwareMIDASisusedtogetthecalculationmodel.Byanalyzingandcomputingthedeadload,liveloadandinternalforce,theestimatedvalueoftheprestressedstrandisgot.Finally,checkingcalculationiscarriedouttothestressanddeformationofthemainbeam.Theresultsoftheanalysisandcheckingcalculationshowthatthedesigncalculationmethodiscorrect,andtheinternalforcedistributionisreasonabletothedesigntask.

Keywords:bridgedesign;prestressedconcrete;box-girder;non-uniformcontinuousbeam;MIDASbridgemodel

目錄

設計原始資料…………………………………………………………………………….1

第一章方案比選………………………………………………………………………2

第二章上部結構形式及尺寸擬定…………………………………………………5

一．主跨徑的擬定……………………………………………………………………5

二．順橋向梁的尺寸擬定……………………………………………………………5

三．橫橋向的尺寸擬定………………………………………………………………5

四．橋面鋪裝…………………………………………………………………………6

五．本橋主要材料……………………………………………………………………6

第三章橋面板的計算…………………………………………………………………8

一．橋面板的設計彎矩………………………………………………………………8

二．懸臂板的內力計算………………………………………………………………11

三．橋面板的配筋……………………………………………………………………12

第四章主梁內力計算…………………………………………………………………14

一．全橋節段的劃分…………………………………………………………………14

二．恒載活載內力計算………………………………………………………………17

第五章主梁配筋計算…………………………………………………………………32

一．預應力筋的估算原理……………………………………………………………32

二．預應力筋的估算…………………………………………………………………34

三．預應力筋布置……………………………………………………………………38

四．非預應力鋼筋截面積估算及布置………………………………………………45

第六章截面承載能力極限狀態計算………………………………………………47

一．正截面承載力計算………………………………………………………………47

二．斜截面承載力計算………………………………………………………………47

第七章鋼束預應力損失計算………………………………………………………50

第八章應力驗算…………………………………………………………………………56

一．短暫狀況的正應力驗算…………………………………………………………56

二．持久狀況的正應力驗算…………………………………………………………57

第九章抗裂性驗算………………………………………………………………………59

一．正截面抗裂性……………………………………………………………………59

二．斜截面抗裂性……………………………………………………………………61

第十章主梁變形計算……………………………………………………………………62

參考文獻…………………………………………………………………………………63

英文翻譯…………………………………………………………………………………64

致謝………………………………………………………………………………………90

致謝

首先感謝何建老師在此次畢業設計中認真輔導了我設計的每一個環節，何建老師對待學生認真負責、和藹耐心的態度和對待工作一絲不茍的作風給我留下了深刻的印象，為我今后的學習工作樹立了榜樣。此外還有學多老師給予了耐心的指導和點拔，令我受益匪淺。在此對各位老師的敬業表示真摯的感謝。

通過這次畢業設計，我比較系統的串連了我大學本科四年所學的知識，深感我們這門專業系統的博大精深，覺得自己存在的差距還很大。但是，在這炎炎夏日工作的幾十天，我的收獲也是很大的。在畢業設計的反復修改，一遍一遍的看書，和同學一次又一次的討論，一次又一次的請教老師的過程中，通過集中的畢業設計和專業系統的培養，我提高了自己綜合運用所學的基礎理論，基本知識和基本技能，分析解決問題的能力。在老師的指導下，通過獨立系統的完成一個工程項目的設計，比較具體的了解了一個工程設計的全過程，鞏固已學課程的基礎上，培養了自己考慮問題，分析問題，解決問題的能力，同時接觸到和掌握一些新的專業知識和技能。這次畢業設計為自己提供了一次很好的實踐機會，為我將來的學習工作做了很好的鋪墊，是我人生中很重要的一次經歷。

最后，感謝學院的領導和老師在百忙之中為我們細心指導設計，我衷心的感謝各位老師！

南華大學船山學院本科生畢業設計（論文）開題報告

設計（論文）題目

寶石路5號橋

設計（論文）題目來源

設計（論文）題目類型

起止時間

2008.12.1~2008.12.12

一、設計（論文）依據及研究意義：

橋梁的形式可考慮連續梁橋、梁拱組合橋和斜拉橋。對此三種橋型作比較，從安全、適用、經濟、美觀等方面比選，最終確定橋梁形式。

二、設計（論文）主要研究的內容、預期目標：（技術方案、路線）

本橋的設計是根據設計任務書的要求和《公路橋規》的規定，本著“安全、實用、經濟、美觀”的八字原則，提出了三種不同的橋型方案進行比較和選擇。方案一為預應力混凝土連續梁橋，方案二為梁拱組合體系橋，方案三為懸索橋。經由以上原則以及設計施工等諸多方面考慮后，確定預應力混凝土連續梁橋為最終設計方案。

三、設計（論文）的研究重點及難點

計算量大，工程量大，繪制上部結構的一般構造圖、鋼筋構造圖及施工示意圖很復雜

篇9

隨著我國公路事業的不斷發展，大跨徑橋梁、高架橋、立交橋的大量興建，橋梁結構防水技術的使用越來越廣泛，但橋梁漏水對橋梁結構腐蝕十分嚴重，影響橋梁的使用壽命。由于不少橋梁不做防水或防水不力造成橋面滲水、鋼筋銹蝕、鋪裝層剝落、堿骨料反應、鋼筋銹蝕而引起的混凝土脹裂等嚴重的損壞問題，極大地影響了橋梁結構的耐久性和正常使用壽命，以及行車的舒適性和安全性。

我國現行規定，橋梁鋼筋混凝土橋橋面是否另設防水層，視橋梁結構的型式而定：“橋面系產生負彎矩(懸臂梁、連續梁、剛架，及連續板和大挑臂板等)，橋面頂面產生拉應力，則全橋面(包括車行道和人行道部分)均須設置柔性水層；若上部構造為雙向預應力混凝土結構，在設計荷載下，主梁上緣及橋面板上緣(縱、橫向)不產生拉應力，則可只設鋪裝，不另設防水層。規定具有鋼筋混凝土橋面的鋼梁，全橋面應設置柔性防水層，柔性防水層可用飽浸瀝青料的卷材，以3~4層瀝青料逐層粘貼構成”。

一般來講柔性鋪裝的橋梁防水主要采用柔性鋪裝卷材類和涂料類防水材料；剛性鋪裝采用涂料類和防水砂漿，以及鋼筋防腐防水等工藝。在實際工程應用中尤以柔性鋪裝卷材類和防水涂料類居多。

1.柔性鋪裝(瀝青砼)防水卷材類的選材和工程應用

1.1主要評價指標

對于橋面柔性鋪裝防水材料的使用性能，其主要評價指標是抗剪性能和低溫抗裂性。

（1）抗剪性能。防水層一般鋪設在鋪裝層與橋面板之間，要承受車輛行駛時所產生的垂直壓力和水平方向的剪力，其間必須具有足夠的剪切強度，特別是在夏季高溫狀態下。

（2）低溫抗裂性能。橋面鋪裝層一般主要承受壓應力，但在連續梁橋等具有負彎矩的橋梁結構中，對防水材料及橋面鋪裝層要求應有一定的抗裂性，特別是一般防水材料在低溫狀態下具有脆性，更容易開裂，為此對防水材料的低溫抗裂性提出較高的要求。

1.2防水卷材的技術指標

不少橋梁選用聚合物改性瀝青防水卷材，使用效果良好，其性能與適用環境如下：

（1）適用于溫度為-45~80℃的環境(熱熔法施工應滿足130℃的環境要求)。

（2）符合厚3~4 mm卷材防水層的主要技術性能。

卷材防水層應采用熱熔法施工，其施工速度快，適用于工期緊的橋梁工程。由于有的橋面鋪裝基面的平整度較差，粘結率不能滿足要求，易形成空鼓及搭接部位粘結質量不易保證，應予以充分注意。

1.3卷材防水層的設計、施工要求

（1）卷材防水層應選用抗菌性的橡膠、塑料和瀝青等類卷材。

（2）對使用冷涂作業的卷材，應規定選用的相應粘結劑，確保其粘結強度。

（3）卷材防水層鋪貼在整體澆筑施工的橋梁混凝土結構基面時，應防止防水層產生空鼓。

（4）細部構造要求

①橋梁機動車橋面與檢修(人行)步道應設置防水層。

②在預制安裝主梁的縱向縫、橫向縫頂處設置加強防水層時，其縫寬兩側各在5~10 cm范圍內不粘貼，以確保結構變形時，防水層有足夠的變形量。

③鋼筋砼預制梁安裝后，橋面板間或主梁間出現“錯臺兒”，應在“錯臺兒”處用水泥砂漿抹成緩坡處理。

④應避免橋面泄水管口處雨水溢至橋面板結構層內,卷材應按剪切受力處理。

2.剛性鋪裝(水泥砼)涂料防水材料的選材和應用

2.1橋梁涂料防水材料的技術指標及特點

（1）陽離子乳化瀝青氯丁膠乳防水材料與潮濕基面結合較好，成膜較快，施工簡便、無毒，對周圍環境無污染，分別與砼基面、頂面的瀝青混凝土面粘結好，層間粘結性強，可用于-30~80℃的環境。

（2）聚合物改性瀝青橋梁防水涂料(剛性或柔性鋪裝)是以特殊加工的乳化瀝青為基料，選用優質高分子膠乳及合成樹脂為復合改性劑，經科學配方合成為耐高溫達160℃的瀝青砼橋面專用涂料。

（3）聚氨酯防水材料主要適用于橋面為砼鋪裝的橋梁，可用于-30~80℃環境中的地下建筑、屋面、管道接縫和橋梁防水。

（4）JS復合防水涂料。此復合防水涂料在我國南方的一些橋梁廣泛應用。要求基面應平整、牢固、干凈、無明水,但不能在0℃以下或雨中施工，否則影響成膜。

2.2涂料防水層設計、施工要求

（1）應選用易在潮濕基面作業的濕固型涂料，如乳化瀝青、陽離子氯丁膠乳化瀝青等親水性涂料。論文格式。

（2）選用延伸性好的防水涂料。

（3）選用的涂料層與層間應分別與橋面板和頂層粘結可靠。為增強防水效果,涂料應與玻璃絲布、土工布等纖維材料復合使用。涂料防水層的基面必須平整、清潔、無浮漿,基面應保持干燥。

（4）橋梁防水的細部構造。論文格式。橋梁機動車道橋面防水層應設置在混凝土找平層頂,檢修(人行)步道防水層應設置在混凝土找平層下(也可設在找平層頂)，在防護欄桿(道牙)、地袱側頂用107水泥砂漿聚氨脂膠泥封嚴。

（5）防水涂料間玻璃絲布的技術規定為：玻璃絲布宜用中堿平紋玻璃纖維布；斷裂強度要求經向不小于450 N，緯向不小于250 N；密度，經12根/cm，緯10~11根/cm；厚度,0.12~0.13 mm。

3.橋梁防水對策

3.1橋梁防水一般規定

（1）鋼筋混凝土橋面板與鋪裝層之間應設置有效的防水和防溶解鹽的不透水層，以避免發生水侵害銹蝕鋼筋。

橋面板防水層頂可采用水泥混凝土或瀝青混凝土橋面鋪裝層。

橋梁為承受振動荷載結構時，橋面防水層應采用柔性的涂料與卷材防水材料，涂料與卷材相比，應選用涂料防水層為最佳。

（2）水泥混凝土作鋪裝層時，厚度為1.5mm，瀝青混凝土作鋪裝層時，厚度為2 mm，當橋梁縱向坡大于1.8%時，防水層厚度應適當減薄。

（3）混凝土橋面鋪裝時,保護層應抹425號以上硅酸鹽水泥砂漿,厚0.8 mm,為使保護層與防水層間粘結,須在防水層頂撤均勻小豆石。

橋面防水層施工中,應對防水材料及施工工藝進行必要的抽檢工作。

3.2橋面排水

橋梁橋面排水系是由橋面邊溝排水和橋面泄水孔設備組成。橋梁行車道橋面排水是按不同類型橋面鋪裝設置1%~2.5%橫向坡，形成邊側排水，如有人行道時，應設置向行車道傾斜1%的橫向坡。橋梁較長時，橋面排水應由設置的縱向坡完成。論文格式。

泄水孔設在橋梁跨河橋上，并直接向橋下排水，跨線橋泄水孔應借助在下部結構墩柱側面設置的落水管排至地面雨水口。

4.橋梁防水技術的發展

（1）橋梁防水技術的標準化工作將提到重要的日程，并逐步與國際接軌，國外的一些成功經驗將被借鑒和采用。

（2）防水材料的研制、開發和生產將有極大的發展。科研、材料、設計、施工和管理等部門將加大合作力度，開發一批橋梁專用防水涂料將指日可待。

（3）將廣泛采用塑料盲溝材代替傳統的碎石盲溝。路基的防水也將提到日程上來。

（4）高性能砼(大于C60級)將在橋梁結構中廣泛應用，這將提高砼的強度、耐久性、體積穩定性和工藝性，提高橋梁結構自身防水能力。

篇10

在橋梁結構分析中，橋梁結構本身的自重時常占橋梁結構所受荷載的很大部分，準確模擬橋梁結構自重是常遇問題，橋梁中對等截面連續梁可看成均布荷載，但如果結構形狀復雜—例如，變截面連續梁等，若沿橋梁軸線方向按均布荷載處理就不甚合理。本文用大型通用軟件ANSYS模擬某連續剛構橋箱梁橋自重為例來說明ANSYS軟件在這方面的應用。

1.ANSYS軟件及其工作流程

ANSYS軟件是融結構、流體、電場、磁場、聲場分析于一體的大型通用有限元分析軟件，由世界上最大的有限元分析軟件公司之一的美國ANSYS開發，對自然界四大場—力場、流場、熱場、磁場實現全面分析；ANSYS用戶涵蓋了機械、航空航天、能源、交通運輸、土木建筑、水利、電子、地礦、生物醫學、教學科研等眾多領域，ANSYS是這些領域進行國際國內分析設計技術交流的分析平臺，是一個功能強大的有限元分析程序[1,2,3]。

ANSYS主要由前置處理(Preprocessing)、解題程序(solution)、后置處理 (Postprocessing)以及時間歷程等組成，在前處理方面，ANSYS的實體建模功能比較完善，提供了完整的布爾運算，還提供了拖拉、延伸、旋轉、移動、延伸和拷貝實體模型圖元的功能[1,2,3]。論文參考。在此，采用了ANSYS對該橋的溫度效應進行仿真分析。

ANSYS具有豐富的單元庫和材料庫，可以對任意結構形式的橋梁進行全橋仿真分析，較為精確的反映出橋梁在各種因素下的綜合特征，如橋梁的應力應變分布、變形等等。

2.工程實例

某橋橋梁全長287.54m。主橋上部采用35m＋60m＋90m＋60m＋35m預應力混凝土剛構-連續箱梁體系；主橋主墩采用雙薄壁式墩，主橋邊墩采用板式橋墩。橋箱梁橫斷面為單幅箱梁，全寬12.0m。箱梁縱向為變截面，變截面部分箱梁梁高按二次拋物線（y=0.001829x2）變化，其余箱梁梁高為等高度；頂板、腹板厚為分段線性變截面。主墩墩頂箱梁梁高5.00m，跨中及邊跨支點箱梁梁高2.00m，橋梁縱向線形圖、支點和跨中斷面結構尺寸詳圖見圖2-1、圖2-2和圖2-3。

圖2-1 橋梁縱向箱梁結構圖

圖2-2 支點橫斷面箱梁結構尺寸圖（注：單位cm）

（注：單位cm）

圖2-3 跨中橫斷面箱梁結構尺寸圖（注：單位cm）

3.ANSYS仿真分析

3. 1建模

ANSYS具有豐富的單元庫，常用單元有桿單元（link）、梁單元（beam）、板殼單元（shell）和實體單元（solid）。單元類型的合理選取很大程度上影響著能否科學合理的進行研究。論文參考。本例選用如圖3-1所示的三維結構實體單元來模擬結構自重。

圖3-1 ANSYS材料庫中solid65單元圖

定義實常數的時候，有三個自由度，包括三個位移自由度X、Y、Z三個方向，由于自重的方向是豎直向下的，因而輸入Y為9.8（m/s2）。

應用ANSYS進行結構分析的時候需要定義材料特性，材料特性反映材料的基本物理力學特性，根據本例需要，現場實測的彈性模量為3.29×1010（Pa），密度取值為2.5×103（kg/m3）。論文參考。

ANSYS建模的時候，可以采用交互式界面輸入，對于初學者，對比較簡單的結構進行仿真分析的時候可采用這種方法；若結構外形尺寸比較復雜，ANSYS仿真分析的時候，可以采用命令流的方法。由于本例是變截面箱梁，故采用了命令流的方法，用ANSYS建立的模型如圖3-2：

 

圖3-2 ANSYS建立的模型圖

用ANSYS進行有限元仿真分析的時候，建立模型后需要劃分單元。本例中建立了橋梁的總體模型，為方便起見，用總體單元尺寸的命令流作自由式網格劃分就能滿足要求。劃分完網格后的有限元計算模型如圖3-3：

 

圖3- 3 ANSYS建立的模型單元劃分圖

3. 2加載與求解

正確合理的加載是ANSYS仿真分析中的關鍵步驟，在不同的分析中，荷載亦不盡相同，如:位移、集中力、均布力、溫度和電流、電壓、水壓、速度等。ANSYS中的荷載分為六類:DOF(自由度)約束力、力(集中荷載)、表面荷載、體荷載、慣性力以及藕合場荷載[1,2,3,4]。

兩剛構墩底部受到基礎各個方向的約束，所以進行d,all,all約束，在其他支座和橋臺處受到豎直方向的約束，因而進行d,all,uy約束，在有限單元模型上施加約束后的圖形如圖3-4：

圖3-4 ANSYS建立的模型施加約束圖

對以上所有前處理過程進行核對無誤后，進入求解程序進行計算求解。

3.3后置處理

ANSYS有著功能強大的后處理器，借助它可以將解題部分所得的位移、應力、應變等解答數據以各種不同的表示方式顯示出來。

進行求解后得到的全橋在自重作用下的變形圖如圖3-5：

 

圖3-5 ANSYS建立的模型求解后變形圖

進行求解后得到的全橋在自重作用下沿橋梁縱向的應力圖如圖3-6：

 

圖3-6 有限元求解后縱橋向應力圖

從應力圖中，可非常清楚地看出應力的分布情況及極值。

ANSYS還可以以列表的形式表示出各節點的位移或應力，同時給出相應的極值與節點編號，并且分析者可以以記事本的方式對文件命名另存。本例跨中節點位移及最大值如圖3-7：

圖3-7有限元求解后節點位移輸出圖

4.結語

由以上分析可知：用ANSYS分析軟件進行橋梁結構重力的模擬是可行的；利用ANSYS進行橋梁結構自重仿真分析時，在科學合理的建立模型、合理的劃分單元、正確施加荷載與約束的情況下，可以有效地對橋梁結構進行分析研究，并且可以獲得直觀而條理清晰的結果。

參考文獻：

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[5].姚玲森.橋梁工程［M］.北京：人民交通出版社，1985

[6]. 項海帆.高等橋梁結構理論［M］.北京：人民交通出版社，2002

篇11

一．引言

隨著我國經濟的快速發展，提高了對城市之間的物流、人流需求。為更進一步促進經濟大發展，我國開始大量修筑高速公路。在公路交通網絡中，橋梁是重要的組成部分，而橋梁的質量直接關系到行車安全，關系到公路是否暢通。近些年來，由于運輸的需要，各類重型車輛越來越多，加大了公路的負荷，部分公路維護成本加大，而有相當數量的橋梁都出現結構老化、橋面開裂及破損等有損橋梁結構安全的現象，車輛超載、結構失穩，導致橋梁的耐久性和適用性降低，導致橋梁的承載能力出現不同程度的降低。為避免在后期使用過程中出現質量問題而投入大力的財力、物力和人力進行維護，在橋梁修建中，要提前預防，特別是對橋梁的上部構造施工中，要格外引起注意。

二.公路橋梁上部構造施工概述

公路橋梁結構包括上部構造和下部構造兩大部分，其中上部構造主要包括：板梁、支座、防撞墻、濕接縫、波形護欄、伸縮縫、橋面鋪裝及絞縫等。橋梁上部構造通過支座支承于橋墩和橋臺上。目前，橋梁施工基本上都是先預制板梁，預制完成后進行吊裝，然后進行梁和梁的處理。預制梁板時需要有固定的施工場所，選擇的場所既要方便施工，又要便于吊裝。板梁預制廠一般分為制梁區、鋼筋加工區、存梁區、辦公區及生活區。存梁區和制梁區保持縱向連接，鋼筋加工區設置在制梁區附近，便于作業。板梁預制完成后，將其吊裝到支座上，然后進行橋面鋪裝，完成上部施工。

在公路橋梁施工前，要根據招標文件、設計文件和施工合同，結合有關規范來編制施工組織設計。同時要做好施工前的現場準備，要在施工現場修建臨時的設施，安裝相關機具，做好材料的堆放和儲存，并進行施工測量，做好開工前的試驗檢測工作。

三.公路橋梁上部構造的施工工藝

1.拱架、模板及支架。

（1) 拱架、模板及支架的設計。

對結構隱蔽表面的模板，其擾度不應超過1/250跨徑；結構外漏表面的模板，其擾度不應超過1/400跨徑。當在不計沖擊力時汽車荷載和結構自重所產生的向下擾度超過跨徑的1/1600時，應在鋼筋混凝土板、梁、拱的底模上設置預拱度，設置的預拱度值等于1/2汽車荷載（不計入沖擊力）和結構自重所產生的擾度。對于跨度超過20米的預應力簡支梁，要根據監理工程師的指示，按照圖紙來設置反拱。

（2）拱架、模板及支架的制作及架設。

對混凝土外漏的模板施工時，要采用膠合板和鋼材，并且要至少有一個側面及兩個邊要拋光。在梁和墩臺帽的突出位置，要作出倒角或削邊，以便于脫模。根據監理工程師指示，結合圖紙要求，在結構物的某些部位設置凹槽和凸條的裝飾線。對在模板內的錨固件和金屬連接件，要至少在距離混凝土表面的25mm深處進行拆卸或截斷，處理過程中不應損傷混凝土。利用水泥砂漿對混凝土表面所留的空洞進行填塞處理，要保證表面應光滑、堅固、平順、顏色要均勻。模板內不能有雜物、砂漿及其他污物。對于以后需要拆除的模板，要在使用前就涂刷脫模劑，以便于在拆除時易于脫模，又能保證混凝土不變色。

（3）拱架、模板及支架的拆卸。

對于不承重的側模，要在混凝土的強度能保證其棱角及表面不損壞的情況下才可拆除。一般情況下，混凝土的抗壓強度達到2.5MPa時才能拆除側模。對承重部分的拱架、模板和支架，要確保混凝土的強度能夠承受自重時才能拆除。對于跨徑小于3米的板和梁，要達到混凝土設計等級的50%，跨徑大于3米的，要達到混凝土設計等級的70%。混凝土預制塊拱橋或石預制塊拱橋，要等砂漿的強度達到圖紙的要求時才能拆架，如果圖紙沒有相關規定的，一般必須要達到砂漿設計等級的70%才能拆架。拱橋跨徑小于10米時，要完成拱上結構施工后，才能拆架。對于裸拱的卸架，要在卸架前進行預估驗算，之后才可進行拆卸。

2.現澆混凝土和鋼筋混凝土施工。

(1)鋼筋混凝土的梁體澆筑。

首先，要在支架上進行鋼筋混凝土的梁體澆筑。進行澆筑時，要根據梁的橫斷面，來對上下層采取斜向分段或水平分層的方法，進行連續澆筑。上層和下層之間前后澆筑的距離應不低于1.5米，每次澆筑的厚度，以插入式振搗器或附著式振搗器振搗時，不超過30cm為準。如果箱梁體無法以此澆筑完成，需要進行二次澆筑時，要保證第一次澆筑到梁的地板承托頂部以上30cm的位置。進行二次澆筑時，要先檢查腳手架有無出現收縮和下沉，要保證最小的沉降和壓縮。

（2）簡支梁橋上部構造的混凝土澆筑。

對簡支梁橋上部構造的混凝土澆筑時，一般要從墩、臺的兩端向跨中方向進行澆筑。澆筑時要一次澆筑完成，采用分層澆筑時，可從一端開始。對于一般跨徑的懸臂梁橋混凝土澆筑，要從跨中向兩端墩臺的方向進行澆筑，其鄰跨懸臂應從懸臂向墩臺進行。對于懸臂梁橋吊梁的混凝土澆筑時，要確保懸臂梁的混凝土強度達到設計等級的70%以上時，才能進行澆筑。而對于跨徑較大的簡支梁以及在基底剛性不同的支架上澆筑懸臂梁或連續梁，要防止支架出現不均勻的沉降引起混凝土開裂。

3.其他工藝要求。

澆筑完成后的梁板，要正在脫模后及時進行養護，可以安裝自動噴淋設施來進行保養，采用土工布從頂到底覆蓋梁體，以保證梁板具有足夠的濕度和溫度。對空心板梁和箱梁等內部要蓄水養護，絞縫部位和濕接縫部位在拆模后要及時用鑿毛工具進行端面鑿毛。待拆除模板后，要注意觀察梁體的表現，查看是否存在缺陷。

冷拉預應力鋼筋的接頭，要在鋼筋冷拉前采用以此閃光頂鍛法來進行焊接，焊接之后要進行熱處理，以此來提高焊接質量。預應力筋有對接焊接頭時，要將接頭位置設置在受力較小的位置，對于結構受拉區煩誒內，要盡量避免使用。對預應力筋下料時，其下料長度需要經過計算來確定，確定長度時要考慮錨夾具長度、構件孔道尺度、千斤頂尺度、外漏尺度及張拉伸長值。切斷時不能采用電弧切割，要采用砂輪鋸切斷預應力筋。進行預應力筋編束時，要逐根梳理，要保證直順不扭轉，每根之間不能相互纏繞，綁扎要牢固。預應力筋的穿束可在混凝土澆筑前或混凝土澆筑后進行。采用先穿束后澆筑混凝土時，在澆筑前要先檢查管道，確認管道完好后才可進行澆筑。在澆筑混凝土時，要定時轉動、抽動預應力筋。采用先澆筑后穿束施工方法時，待混凝土澆筑完成后，要立即疏通管道，保證管道暢通。

當下部構件和梁體預制完成后，可將其吊運到架梁。在架梁前，必須要多墊石軸線進行放樣，在每個墊石放樣完成后，才可安裝支座吊裝梁體。在施工過程中，為了便于施工，要先將臺背填起，并層層碾壓到背墻頂。利用架橋機來進行吊梁起重作業，如果施工外部條件允許，也可以用吊車進行架梁。架梁過程中，支座要保持固定，不能移動，待放好后將梁體垂直向下安置。架梁施工完成后，進行下道工序施工。為了減少施工工期，在確保施工安全、無法造成施工干擾時，可以安排架梁、濕接縫和絞縫處理同時進行。對絞縫澆筑時，要注意伸縮縫不能受到干擾。防撞墻放樣完成后，要根據設計的厚度來焊接，同時進入波形護欄的施工，護欄施工完成后進行橋面鋪裝。在濕接縫和絞縫以及橋面的現澆部分所采用的混凝土要和梁體相同，以保證足夠的剛度及強度。

四．結束語

隨著我國加大了對交通基礎設施建設的投入，未來一段時間內，交通網絡以及公路橋梁的建設規模還將出現快速飛越。為了提高行車舒適度，保障行車安全，在公路橋梁施工中，要嚴守操作規程，根據施工設計要求，打造高質量工作，提高公路橋梁的安全性。

參考文獻：

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[2]朱勤寶 公路橋梁上部構造的施工工藝分析 [期刊論文] 《城市建設理論研究（電子版）》 -2012年9期

[3]王新東 公路橋梁裝配式上部構造施工工藝與質量控制 [期刊論文] 《中國新技術新產品》 -2009年8期

[4]覃輝 公路橋梁上部構造的施工工藝探討 [期刊論文] 《科技與生活》 -2011年9期

篇12

一．引言。

隨著我國經濟的快速發展，公路建設作為社會和經濟發展的基礎工程也得到較快發展。我國地域廣闊，陸上地形復雜，在湖南南部永州地區，基本上都是多山地帶，在此區域內開展公路建設時，公路中橋梁占用線路的比率較大。在山區的公路橋梁設計中，由于山區地域基礎的特殊條件，要結合實際的地質情況來綜合考慮。

二．山區橋梁基礎設計。

1.山區橋梁基礎設計的必要性。

永州地區山區較多,地形復雜,地面的高差變化較大,地質情況復雜,不穩定斜坡、陡崖、滑坡、煤氣地層等不良地質情況都存在。受到外界條件的影響，公路路線布設的時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。山區公路橋梁也具有以下的特點，彎坡橋較多,墩臺形式多,在設計的時候必須結合實際的地質情況,合理的解決橋梁設計的各個細節，才能夠設計出合理的山區橋梁基礎施工方案，確保橋梁工程質量。

2.山區橋梁設計特點。

（1）山區公路與橋梁特點。

山區公路上要特點足地形、地質、水文條件復雜。地形復雜。表現為溝壑眾多，地面高差變化大，縱橫坡均較陡直，沖溝發育。地質復雜，表現為滑坡、崩塌、泥石流、巖溶、陡崖、斷層及煤礦采空區等不良地質不同程度存在，巖性、巖石風化程度各有不同。水文條件復雜，表現為水系眾多，水文地質、暴雨、洪水等沿路線不爆相同。山區公路路線布設時平縱橫三個方面都受到約束，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。山區公路橋梁也相心具有以下特點：彎坡橋多，高墩大跨多，墩臺形式多，設計中必須協調解決好橋梁各細部構造與地形地質之間的關系。基于山區復雜的地形地貌，致使山區公路橋梁在路線中所占比例人，一般選擇曲線、人縱坡、高墩、長橋等設計方案。

（2）山區橋梁橋位選擇。

3．山區橋梁橋位的選擇

由于山區的地形、地質及水文條件復雜，橋梁要根據公路功能、等級、通行能力及抗洪防災要求，結合水文、地質、通航、環境等條件進行綜合橋位選擇。橋位應選擇河道順直穩定、河床地質良好、河槽能通過大部分設計流量的河段。橋何不宜選擇存河漢、沙洲、古河道、急彎、匯合口、港II作業區及易形成流冰、流木阻塞的河段。山區公路橋位選擇總的原則是：中、小橋嚴格服從路線布設，大橋、特大橋等大型工程應做多辦案同精度的橋位比選，并以其為控制點，總體上達到與路線走向一致，路、橋綜合考慮，合理銜接。橋位選擇應從國民經濟的發展和國防建設的需要出發，做到整體布局合理，同時兼顧群眾利益，少占良田。另一方面橋位選擇時，應針對各個必選的方案進行詳細調查和勘測，并根據實際需要對橋址區進行必要的工程地質勘探和水文地質分析，同時應考慮橋位設置對其周圍環境的影響，充分征求地方政府有關部門的意見，經全面分析比選。確定出推薦方案。

4.基礎設計。

任何結構物都建造在一定的地層上，結構物與地層接觸的部分就是基礎。工程實踐表明：結構物的地基與基礎的設計和施工質量的優劣，對整個結構物的質量和正常使用起著根本的作用。基礎工程時隱蔽工程，如有缺陷，較難發現，也較難彌補和修復，而這些缺陷往往直接影響整個結構物的使用甚至安全。基礎工程在質量、工期、費用3大指標上影響著整個工程建設的始終，在工程建設中占據了舉足輕重的重要地位。因此，對于橋梁工程設計人員，應該全面掌握橋梁基礎的專業知識，了解各種橋梁基礎的特點及適用范圍，才能在各種復雜的地質條件下發揮所長精心設計基礎工程，確保橋梁工程建設更好完成。

基礎工程的分類及特點。基礎根據埋置深度分為淺基礎和深基礎。將埋置深度較前(一般小于5米)，且施工簡單的基礎稱為淺基礎；由于淺層土質不良，需將基礎置于較深的良好土層上，且施工較復雜的基礎稱為深基礎。基礎埋置在土層內深度雖較淺，但在水下部分較深，如深水中橋墩基礎，稱為深水基礎，在設計和施工中需要作為深基礎考慮。公路橋梁及其人工構造物首先考慮用天然地基上的淺基礎。當需要設置深基礎時常采用樁基礎或沉并基礎，我國公路橋梁現今最常用的深基礎是樁基礎。

5.樁基分類。

樁基按施工方法來分，可分為預制樁和就地灌注樁；按基礎受力條件來分，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；各類樁基須根據地質、水文等條件比較采用。通常來說，摩擦樁和端承樁在實際工程中運用的比較多。當樁基礎穿過土層，樁端支承在堅硬土層或巖層上，上部荷載主要靠樁端處硬七層或巖層提供的反力來支承，樁側摩阻力很小，可忽略不計，這種樁稱為端承樁。當土層很厚，樁端達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，樁端處土層或巖層反力很小，這種樁稱為摩擦樁。實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，只是兩個力所占的比例不同，為了簡化計算，我們通常把占比例少的一部分忽略不計。

6.墩臺基礎位置確定。

要想確定墩臺基礎的合理位置，在橋梁分孔時就要充分考慮基礎位置處的地質、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，使墩臺位置遠離山坡坡面是設計中應該首選的方案。僅當特殊情況，迫不得已時，方可考慮在山坡上設置墩臺。目前由于人們越來越重視環境方面的因素，山區公路在高填方段，即使沒有被交物的限制，也往往選擇設置橋梁的形式。在這種情況下橋梁選擇統一的標準跨徑應該無可非議，但是山區中復雜的地質、水文條件就成為制約橋梁分孔的多個重要因素。例如在京承高速公路山區清水河18橋右線，7#～238墩段，沒有被交物的限制，在初步設計階段選擇了13×30m的標準跨徑。但到施工圖階段，橋位處的詳勘報告顯示，148、158墩位處巖體節理發育，完整性差，需首先清除上部開裂不穩的巖體，對下部較大的裂隙進行灌漿處理，而且需對東側下部巖體進行預應力錨索加固處理。

六．結束語。

山區橋梁基礎設計時，要考慮地形條件和地理狀況，同時要選擇合理的施工方法，通過工藝控制，來提高山區橋梁質量。

參考文獻：

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[4]尹興科 北京淺山區橋梁工程基礎選型與勘察技術要點分析 [期刊論文] 《城市建設理論研究（電子版）》2013年4期

篇13

一.前言

我國的公路橋梁發展歷史悠久，最精美的典范便是隋朝的趙州橋，經過數千年依然堅固古樸，風雨難以損毀，是我國橋梁建筑設計施工歷史上的經典之作。我國橋梁公路加固設計施工技術有著深厚的文化底蘊，在改革開放后，伴隨著國門的打開，中國逐漸走向世界，受到世界各種思想的啟迪和沖擊，我國的路橋設計施工加固理論和技術都不斷得到了完善和發展，逐漸形成了符合路橋發展現狀系統設計理論，和科學的施工方法，不僅真正實現了與世界的腳步接軌，更在中國工程技術人員的常年實踐中，不斷總結經驗吸取教訓，實現了施工設計的突破和創新，我國的公路橋梁維修加固技術已經逐漸趨于成熟。

二.我國公路橋梁維修施工加固的意義

1.實施公路橋梁加固是保證運輸安全的客觀要求

伴隨著運輸業的發展，各種超重型車輛不斷投產使用，跨區域物資運輸，跨區域的經濟文化交流，旅游業的興起等一系列產業的發展都嚴重使得公路橋梁出現了一定超負荷現象，使得公路橋梁的承載力不斷得到加重，加上公路橋梁受到風雨霜凍等各種自然因素的侵蝕，已經出現了一定的損害現象，存在著一定的安全隱患，因此，實施路橋加固，是保證運輸安全的客觀要求。

2.是保證路橋的功能正常發揮，實現社會經濟效益的必然選擇

交通運輸業是關系到我國經濟命脈的關鍵領域，不斷實現交通運輸業服務質量的提升，就必須時刻保證公路橋梁等基礎設施的功能正常，可以隨時發揮出這些基礎設施的正常效率，因此，加強對路橋的維護管理，加大路橋的加固護理，是提升整個交通運輸網絡服務水平，提高整個網絡的經濟效益的必然選擇。

3.是公路橋梁養護過程中的重要環節

近些年來，我國的公路為人們的生存發展提供了很多便利，有效的提高了人們的生活節奏和生活質量，但不可否認的是，公路交通網絡中，依然存在著一些細節處容易發生交通事故，比如，橋梁的坍塌，橋面的裂縫，橋欄折斷，橋墩破損甚至是橋上線纜的斷裂，使得高速公路橋梁處隱藏著各種安全隱患，橋頭跳車等各種事故不斷發生，都是由于對橋梁的護養不力，負荷過度。因此，加強對公路維修加固，是解決我國公路交通中，發生眾多交通事故，消除安全隱患的重要之一。

三.公路橋梁維修加固技術探討

1.舊橋上部結構處加固方法

（一）橋面補強層加固法

通常使用先鑿除舊橋面使其與原有主梁合二為一的方法來增大橋梁的有效高度，再在梁頂土加鋪一層鋼筋混凝十層，以有效提高橋梁荷載橫向分布的能力;以便提高整體橋梁的承載能力。

（二）加大截面面積和配筋補強加固法

通常采用加大構件截面面積、提高配筋率等加固方法來解決橋梁剛、強度不足，穩定性及抗裂性較差等問題。這種方法通過增大橋梁側面或底面尺寸，增加梁的有效抗壓和抗彎強度來達到增加橋梁承載力的目的是被廣泛適用于橋梁和拱橋加固的方法。

（三）錨噴漿混凝土加固法

通過高速噴射機器的引入。新的混凝土混合物將被連續噴涂到錨鋼絲網面上，其硬化凝結后的表面將形成一個鋼筋混凝土結構，這將加大橋梁的受力面積，從而使整體結構變得更加完整，進而能夠承受較大的外部負載。

（四）粘貼鋼板或碳纖維加固法

當交通流量增加時，梁板的主梁承載能力小于負載壓力或受到嚴重銹蝕時，將極易產生嚴重的橫向裂縫。使用錨桿和粘結劑將纖維固定于混凝土結構的薄弱部位或受拉邊緣，使其與結構形成整體，以鋼板或碳纖維代替額外的加強型鋼筋，從而實現增加橋梁承載力的目的。這種加固方法的特點是:不需要破壞被加固的原結構;施工工藝簡單，施工質量較容易控制，施工工期短。

2.增設額外的縱梁加固法

當橋墩基礎的安全性能良好，并具有足夠的承載能力時，可以使用一個額外的具有高承載能力的新的縱梁，以便使其與老梁連接成為個整體共同受力。在新的橋梁結構下的主梁原來所承受的負載將進行再次分配，從而加固了橋梁，改進了其荷載能力和剛度。當在主梁一側或兩側增設縱梁時，將同時具有加寬擴大的作用。為確保新老混凝土能夠在-起共同發揮效用，一定要注意新的橋梁和舊的橋梁之間的橫向聯系。

3.舊橋下部結構處加固方法

（一）擴大基礎底面面積加固法

這種方法適合用于承載能力不足或過淺的深度，而磚石或混凝土剛性實體又是作為構成墩臺的主要成分的情況。應首先計算地基強度以確定是否擴大基礎底面面積。

（二）新建輔助擋土墻加固法和墩臺拓寬加固法

可新建輔的擋土墻以抵抗橋臺水平土壓力過大而造成橋臺傾斜現象的發生。利用舊橋基礎，靠墩臺蓋梁挑出懸臂加寬部分，以便于安裝上部結構。此種情況為只加寬墩臺下部的蓋梁、墩臺身和基礎則不需予以加固。

四.關于公路橋梁維修加固的幾點建議

1.要做到科學的加固維修設計，從路橋的現實狀況和整個交通網絡的實際出發，實地勘察，精密測量，采集第一手相關的地質地貌，施工高度，施工難度等一系列的客觀數據，保證數據的真是完整性，采取科學合理的設計方法，選擇合理的加固方法，制定嚴格的施工規范，做好各種加固施工前的準備，比如對器械工具，人員的準備。

2.要采取先進的技術設備，對加固施工的各種機械設備做出科學選擇，保證機械設備穩定安全，同時，要加強對加固材料的選擇，采購質量管理，選擇符合我國國家質量標準的材料，杜絕假冒偽劣產品，從材料商保證加固的質量。同時，嚴格執行材料使用制度，規范科學合理施工使用，避免浪費，做到物盡其用。

3.要對整個加固工程設計施工都進行全程監控，實施全面的質量管理監督。加強對管理人員的管理技能的提高，培養其負責的工作態度，安裝先進的監控設備，加強對施工人員的施工規范性指導和管理，從施工細節到全局的施工進度，加固后的護理修繕，都做出細致全面的監控，保證質量的高標準。同時，要做好加固后期的定期實施路橋維護，管理。全程管理控制，保證加固的質量，提高整個交通網絡中的路橋使用壽命和安全性能。

五.結束語

交通運輸領域是我國關系到國際經濟發展安全命脈的關鍵領域，交通運輸的安全關系到千萬出行者的生命財產安全，關系到我國經濟文化交流，因此，采取各種措施，將整個運輸系統中的安全隱患消除，是保證我國經濟政治安全的必然要求，路橋是我國交通運輸網絡中的重要部分，在設計施工以及維修過程中實施加固技術，實施科學合理，符合實際情況的加固設計，做出嚴密穩妥的技術施工，不斷加強施工設計質量的監督，是保證加固質量，保證路橋功能完整，促進我國公路交通運輸網絡的完善的客觀要求，必須嚴格科學實施，保證運輸的質量與安全。

參考文獻：

[1]周創理 淺談公路橋梁維修加固技術 [期刊論文] 《中華民居》 -2012年6期

[2]楚艷惠 橋梁維修加固技術 [期刊論文] 《交通世界（建養機械）》 -2006年1期

[3]周宏禮 淺談農村公路橋梁常見病害及加固技術 [期刊論文] 《城市建設理論研究（電子版）》 -2012年8期