桥梁设计分析范文

导语：如何才能写好一篇桥梁设计分析，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：桥梁；抗震设计；设计原理；设计要点

中图分类号：U441+.4 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2013）05-（页码）-页数

近年来，我国地震频频发生，但随着我国经济建设的快速发展，抗震防灾越来越重要。公路桥梁是社会重要的交通枢纽，公路桥梁等交通工程在地震中遭到严重破坏，严重影响到抗震救灾的需要。因此，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重要。而在桥梁的设计与施工中对桥梁的抗震能力有着特殊的要求，做好抗震强度和稳定的设计工作，是目前做好桥梁工程的重中之重。

1 地震对桥梁的破坏原因分析

当地震发生后，桥梁的破坏形式一般表现为以下几种：

（1）桥台。桥台的破坏主要表现为桥台与路基一起向河心滑移，导致桩柱式桥台的桩柱倾斜、折断和开裂；重力式桥台胸墙开裂，台体移动、下沉和转动；桥头引道沉降，翼墙损坏、开裂，施工缝错工、开裂以及因与主梁相撞而损坏。

（2）桥墩。桥墩破坏主要表现为桥墩沉降、倾斜、移位，墩身开裂、剪断，受压缘混凝土崩溃，钢筋屈曲，桥墩与基础连接处开裂、折断等。

（3）支座。在地震力的作用下，由于支座设计没有充分考虑抗震的要求，构造上连接与支挡等构造措施不足，或由于某些支座型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，并由此导致结构力传递形式的变化，进而对结构的其他部位产生不利的影响。

（4）主梁。桥梁最严重的破坏现象是主梁坠落。落梁主要是由于桥台、桥墩倾斜、倒塌，支座破坏，梁体碰撞。

（5）地基与基础。地基与基础的严重破坏是导致桥梁倒塌，并在震后难以修复使用的重要原因。地基破坏主要表现为砂土液化、地基失效、基础沉降和不均匀沉降破坏及由于上承载力和稳定性不够，导致地面产生大变形，地层发生水平滑移、下沉、断裂。

（6）桥梁结构。桥梁结构的破坏表现在如结构构造及连接不当所造成的破坏、桥台台后填土位移过大造成的桥台沉降或斜度过大而造成墩台承受过大的扭矩引起的破坏现象等。

2 桥梁的抗震设计原理

尽管目前的桥梁抗震设计分析的手段在不断提高，分析的理论在不断完善，但由于抗震设计计算原理是建立在一定假设条件基础上的，地震作用的复杂性，地基影响的复杂性和桥梁结构体系本身的复杂性，可能会导致理论计算分析和实际情况相差很大。常见的桥梁抗震设计方法有：设计静力法、反应谱法和动态时程分析法。

（1）静力法

静力法把地震加速度看作是桥梁结构破坏的唯一因素，忽略了结构本身动力特性对结构反应的影响，应用存在较大局限性。事实上只有绝对钢性的物体才能认为在振动过程中各个部分与地震动具有相同的振动，所以只对刚度很大的结构例如重力桥墩、桥台等结构应用静力法近似计算。

（2）反应谱法

目前我国的公路及铁路桥梁均主要采用反应谱方法。反应谱法的思路是对桥梁结构进行动力特性分析（固有频率，主振型），对各主振动应用谱曲线作某强震记录的最大地震反应计算，最后一般通过统计理论对各主振型最大反应值进行组合，近似求得结构的整体最大反应值。

（3）动态时程分析法

动态时程分析法是上世纪六十年代以后伴随有限元法、计算机技术两方面的发展而出现的。该法把大型桥梁结构离散成多节点、多自由度的结构有限元动力计算模型，将地震强迫振动的激振（地震加速度时程）直接输入，借助计算机逐步积分求解结构反应时程。

3 桥梁的抗震设计

3.1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。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。

3.2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。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。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力。

3.3对高烈度区的桥梁设计应在纵向设置一定的消能装置，如采用减、隔震支座，以及在梁体和墩台的连接处增加结构的柔性和阻尼以便共同受力和减小水平桥梁荷载。

3.4由于拱桥对支座水平位移十分敏感，而两边桥台的非同步激振会引起较大的伪静力反应，有时甚至会大于惯性力所引起的动力反应，因此要求震区的拱桥墩台基础务必设置于整体岩盘或同一类型的场址以保证震时各支座的同步激振。

3.5桥梁的基础应尽可能的建在可靠的地基上，应加强基础的整体性和刚度，同时采取减轻上部荷载等相应措施，以防止地震引起动态和永久的不均匀变形。在可能发生地震液化的地基上建桥时，应采用深基础，使桩或沉井穿过可能液化的土层埋人较稳定密实的土层内一定深度。并在桩的上部，离地面1～3m的范围内加强钢筋布设。

3.6墩柱设计中应尽可能的使用螺旋形箍筋，以便为墩柱提供足够的约束。另外墩身及基础的纵向钢盘伸入盖梁和承台应有一定的锚固长度以增强连接点的延性，并且，桥墩基脚处应有足够的抵抗墩柱弯矩与剪切力的能力，不允许有塑性铰接。

3.7采用将桥墩某些部位设计成具有足够的延性，以使在强震作用下使该部位形成稳定的延性塑性铰，并产生弹塑性变形来延长结构的振动周期，耗散地震力。

3.8采用上部结构和桥墩完全连接的刚构体系，并且桩尖穿过可液化层达到坚硬土层上，由于结构的超静定次数增大和坚实的桩尖承载能力的保证，减少了由于土壤变形而失效的可能性。

4 桥梁抗震设计要点

4.1桥梁抗震设计在多级设防标准的要求下，对结构强度、延性变形、结构控制、结构整体稳定也要求在多级设防的原则下进行抗震设计。

4.2对桥梁抗震性加以分析研究，某类结构不能在地震区内修建。在分析研究原有结构抗震性能的基础上，应提出更能适应地震作用的结构型。其次，对结构抗震设计不是被动地作为地震作用时结构强度、变位的验算，而是要从设计角度，提高结构的防震能力，要系统考虑结构的行为能力设计。

4.3针对目前大量高架桥倒塌毁坏的教训，必须开展对抗震支座、各种型式桥墩的延性研究，要利用约束混凝土的概念提高它的延性。不但对钢筋混凝土、预应力混凝土，而且对高强混凝土结构、混合结构的延性都需展开研究。

4.4研究结构控制的有效型式，加强抗震措施。必须采用“以柔克刚”的设想来考虑地震区结构抗震设防的出发点。对地裂、地面锗动、边坡倒塌、沙土液化时桥梁结构如何抗震设防也应该作深入的研究。

结语

虽然目前还没有科学技术来提前预测地震的发生还，但是在地震发生前，我们是可以提前防范，以减少损失的。只要我们通过研究认识地震对结构的破坏规律，对桥梁的设计，根据具体的地质环境条件，同时综合考虑经济因素与安全因素，选择最合理的抗震措施，就能尽量降低地震灾害的影响。

参考文献

[1]袁腾文.浅谈公路桥梁的防震设计[J].工程技术， 2009，（3）.

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[关键词]市政桥梁 隔震设计 安全性

[中图分类号] TU352.1+2 [文献码] B [文章编号]1000-405X（2015）-9-361-1

市政桥梁工程比较特殊，属于公共建设项目，其在应用中面临着安全性的压力。由于市政桥梁工程的承载比较大，需深化隔震设计的应用，改善市政桥梁的基本性能，预防安全事故的发生。隔震设计是市政桥梁工程中最为关键的一项内容，保障市政桥梁的整体性，通过隔震设计实现了高效率的安全控制，保障市政桥梁设计的安全价值。

1市政桥梁设计中的隔震设计

市政桥梁设计中的隔震设计，主要体现在三个方面，结合市政桥梁设计的案例，重点分析隔震设计。

1.1隔震设计

隔震设计提高了市政桥梁的抗震水平，优化了市政桥梁的质量控制的条件。综合分析市政桥梁设计中的环境因素及需求，确保隔震设计的合理性，完善市政桥梁工程的隔震设计[1]。首先考察市政桥梁工程，规划隔震设计的周期，尽量结合地震对桥梁的影响，确定隔震的周期，用于吸收地震产生的震动能量，保护桥梁工程；然后是隔震施工技术的设计，促使其符合市政桥梁的实际要求，规避震后桥梁的位移、变形风险，同时降低震后修复的难度，落实隔震技术的功能性；最后是隔震的方法设计，隔震方法决定了市政桥梁抗震的能力，分析市政桥梁所处的地理环境，尤其是地质信息，为隔震方法的设计提供基础，依照市政桥梁的受力状态，维持隔震方法的相符性。

1.2装置设计

隔震装置是市政桥梁中的主要构件，保障隔震设计的稳定性。隔震装置具有一定的设计要求，目的是达到市政桥梁隔震的需求，积极应用到市政桥梁工程设计中。隔震装置应用时，需要严格计算刚度、阻尼等，一般在大型的市政桥梁中，还要引入弹性反应谱，致力于降低隔震装置计算中的难度，确保隔震装置达到一定的设计标准，利用隔震装置消除市政桥梁工程中潜在的变形风险，维护市政桥梁工程的整体性。近几年，市政桥梁设计的规范性及难度越来越高，增加了隔震装置的设计压力，隔震装置设计中应考虑桥梁施工的实际情况，评估市政桥梁的基本性能后，才能引入隔震装置，即使市政桥梁工程中出现地震风险，也能在隔震装置的作用下控制风险的破坏等级。

1.3细节设计

市政桥梁隔震设计中的细节部分，是指部分细化的构件，此类构件是市政桥梁设计中不可缺少的一部分，应用在隔震设计的特定位置。市政桥梁隔震设计中的细节部分，在抗震保护方面发挥重要的作用，其可应用到隔震设计的限位、伸缩位置，强化市政桥梁的基础性能[2]。市政桥梁设计的规模越大，隔震设计中越容易忽视细节部分，过度追究隔震设计的主体项目，进而引起了细节缺陷，因此，严谨控制隔震设计中的细节部分，强调细节设计的重要性，充分发挥细化构件在隔震设计中的优势，维护市政桥梁设计的质量。

2市政桥梁隔震设计的优势分析

隔震设计在市政桥梁中具有显著的优势，符合市政桥梁抗震设计的需要。根据市政桥梁隔震设计的应用，分析具体的优势表现。

首先是干预市政桥梁的整体刚度，特别是水平方向的受力，提高桥梁水平受力的稳定性能，而且隔震设计可以在桥梁抗震设计中起到保护作用，促使桥梁能够承较大的震动，维持安全的状态。隔震设计在市政桥梁中的应用，不仅改善了桥梁本身的稳固性能，最重要的是控制了桥梁的造价，不需要投入过度的成本。

然后是加强市政桥梁基础性控制的力度，维护桥梁工程的承载受力，促使桥梁在地震的冲击下，能够迅速通过衰减的方法消化作用力，降低地震作用力对桥梁工程底座的影响，体现隔震设计的防护作用。

最后是利用隔震设计规避市政桥梁工程中潜在的弹性受力，促使桥梁工程的弹性受力可以维持在正常的标准以内，规避弹性受力造成的坍塌风险。隔震设计的弹性保护，常用于上下结构内，有利于提高市政桥梁防变形的能力，确保隔震设计在市政桥梁设计中的优势。

3市政桥梁隔震设计的安全性控制

市政桥梁隔震设计中的安全性控制，用于强调隔震设计的作用，积极体现出隔震设计的优势，优化市政桥梁工程中的隔震设计。分析隔震设计中的安全性控制。

3.1防变形控制

变形是市政桥梁隔震设计中一项重点的控制项目，目的是消除桥梁变形的安全风险[3]。隔震设计在市政桥梁中，需要引入隔震的构件或装置，促使桥梁整体之间的关联性减少，关联性少可以防止地震对桥梁整体的干扰，但是容易引发变形问题，增加桥梁损坏的机率，所以需要在隔震设计中注重防变形控制，解决桥梁关联中的变形问题，既可以保护市政桥梁的安全性，又可以维持桥梁的稳定状态，促进了隔震设计的积极性，明确其在市政桥梁设计中的目的。

3.2防破坏控制

地震对市政桥梁的影响比较大，隔震设计中还要做好防破坏的工作，实现隔震设计的抗震效益。在防破坏控制中，需要考察市政桥梁的施工环境，评估隔震设计在市政桥梁设计中防破坏的潜能，进而才能落实防破坏控制的应用，完善市政桥梁设计的应用，规范隔震设计的具体实施，保障市政桥梁的安全与稳定。

3.3防偏移处理

防偏移也是安全性控制中的一项重点，防止市政桥梁在地震发生时出现偏移，属于隔震设计中最基本的安全性控制[4]。偏移对桥梁结构的破坏性非常大，严重影响了桥梁运营的性能，因此，针对市政桥梁设计中的隔震设计，采取防偏移处理，保持隔震设计的科学状态。

4结束语

隔震设计是市政桥梁设计的核心项目，保障市政桥梁的安全性与稳固性，我国市政桥梁设计中积极推行隔震设计，促使其朝向成熟化的方向发展，以此来完善市政桥梁的实践设计。隔震设计强调了市政桥梁工程中的安全性能，通过隔震设计降低市政桥梁的风险力度，确保市政桥梁工程的安全应用，规避潜在的风险隐患。

参考文献

[1]尹凯.市政桥梁设计中隔震设计的探讨[J].城市建筑，2014，02：260+268.

[2]陈华斌.隔震设计在市政桥梁设计中的应用[J].珠江水运，2014，17：67-68.

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【关键词】体外；预应力；混凝土；桥梁；设计

中图分类号：U445 文献标识码：A

前言

国际预应力协会(FIP) 1996年定义体外预应力为预应力筋布置于截面之外的预应力。作为后张法预应力体系的重要分支之一的体外预应力结构因其施工方便、节省材料、减轻自重、降低造价、方便检修维护更换等优点,已越来越受到工程界的重视。

一、体外预应力的特点和构成

1、体外预应力混凝土结构的主要优点

由于在构件中不设预埋孔道,可使腹板厚度减薄从而减轻结构自重;梁体混凝土灌注无管道阻碍,易保证质量,从而可提高结构的耐久性;可方便地检测预应力筋的腐蚀程度,必要时可更换预应力筋;无制孔、压浆等工序,结合逐跨施工法及悬臂施工法,施工速度快,综合效益好;当体外预应力用于既有桥梁加固时,可以较明显地提高结构的承载能力和改善结构的使用性能,同时对桥下净空几乎无影响,并且施工时可最大限度地减少对车辆交通的干扰。正是由于体外预应力具有的上述诸多优点,国际结构混凝土协会前主席、著名桥梁工程师在“预应力混凝土桥梁的新趋势”一文中指出:“预应力混凝土桥梁发展的一个主要趋势是逐渐增加采用体外预应力”。促使预应力混凝土桥梁中更多地采用体外预应力的一个现实原因是结构安全性和耐久性的要求。

2、体外预应力混凝土结构的基本组成部分如图1，包括以下几方面。

图1 体外预应力混凝土结构的基本组成

(1)体外预应力索、管道和灌浆材料；

(2)体外预应力索的锚固系统；

(3)体外预应力索的转向装置；

(4)体外预应力索的防腐系统。

体外预应力索与混凝土结构可能有粘结联系的地方只是在锚固区域和设有转向装置的部分。

二、体外预应力索、管道和灌浆材料

体外预应力混凝土结构所采用的预应力索一般由钢绞线组成，包括与体内预应力混凝土结构完全相同的普通钢绞线以及镀锌钢绞线或外表涂层和外包PE防护的单根无粘结钢绞线。体外预应力索的管道主要起防腐作用，它通常有两种形式：一是全部采用钢管道；二是钢管与高密度聚乙烯管道相结合的方式，即除了在锚固段及转向弯曲段采用钢管外，在其他直线段均采用HDPE管道。

体外预应力索管道的灌浆材料可分为刚性灌浆材料和非剐性灌浆材料。剐性灌浆材料通常是指水泥，非刚性灌浆材料主要是指油脂和石蜡。

水泥灌浆是最简单和常用的，它可以适用于与结构有离散粘结的体外预应力结构，也适用于与结构完全无粘结的体外预应力结构。而油脂和石腊通常用在由普通钢绞线和钢制管道组成的预应力系统中，以达到钢索与结构无粘结的目的。图2和图3分别为两种典型的体外索形式。

图2 普通钢绞线外包HDPE防护体的体外索

图3 单根无粘结钢绞线外包HDPE防护体的体外索

体外预应力索及管道和灌浆材料的选择标准主要基于以下几个方面的考虑――

1、环境条件和钢索的暴露程度

当结构构件通常处于干燥、潮湿、长期湿润或干湿交变的环境中时，可用如图2的钢索，当结构构件在严重侵蚀性的恶劣环境中时，可用图3中防护能力较强的钢索形式。管道和灌浆材料选择受环境的影响不大。

2、钢索索力调整和钢索的调换

通常是指体外预应力索的多次张拉以及在施工期或使用期的拆卸和调换。不管管道和灌浆材料如何选择，只要采用单根无粘结钢绞线组成的钢索，就能够满足多次张拉的要求。如在锚固和转向位置处采用双层管道，不管钢索是何种类型，均能达到拆卸或调换的要求。而当体外预应力索在锚固及转向位置采用单层管道时，则只能采用无粘结钢索和非刚性灌浆材料，才能保证钢索的拆卸和调换。

3、钢索张拉时的摩擦力

钢索与管道之间的摩阻力会引起预应力损失，该项损失与管道不平整系数k是和钢索与管道间的摩擦系数μ相关。体外无粘结钢索k是和μ值非常小，所以往往在特别长或弯道很多的情况下采用。

三、实例分析

某快速环线工程全线采用立交高架桥的设计方案，其中跨越津塘路部分称为快速环路工程津塘路高架桥，其中 R 线 20#-25#墩结构设计为五跨一联连续预应力混凝土单箱单室箱梁，且部分预应力束采用体外预应力技术。

1、体外预应力箱梁的设计

作为试验联的跨径布置为 28m+28m+28m+27m+27m。横向布置为 0.5m 防撞护栏+15.5m 车行道+0.5 米防撞护栏，全宽 16.5m。结构形式为连续箱梁，截面形式为单箱单室，梁高为 2.0m，采用单箱单室截面，箱梁两侧悬臂为 3.75m，采用斜腹板形式。腹板正常段厚度为 0.5m，加厚段厚度为 1m，与高架桥的截面形式统一。桥面铺装采用 6cm 混凝土铺装+9cm 沥青混凝土铺装，截面形式如图4所示。

图4

由于本次研究的实际工程为单箱单室大悬臂结构，为整体工程外观及安全考虑并没有减小截面腹板尺寸，因为结构所选取的腹板厚度已经是接近结构剪力要求的最小厚度了，两边墩处的加厚段长度为 3.3m，中墩处两侧加厚段 5m，加厚段和正常段之间为 3m 的渐变段。

2、体外预应力束的设计拟定

该体系属于无灌浆、可拆卸替换的无粘结体外预应力体系，其主要组成为：体外预应力钢索：选用以高强钢绞线为原料进行强化防腐处理的环氧全喷涂无粘结筋作为预应力钢筋。体外预应力钢索的防护系统：选用的环氧全喷涂钢绞线由环氧层、油脂层、PE 层形成三层防腐，防护效果极好。

3、体外预应力的转向装置：

体外预应力钢索的锚固系统：采用双层喇叭管结构，并在内层喇叭管内灌注水泥砂浆、环氧砂浆或油脂。这种结构，既可方便换索，又可借助砂浆的握裹力提高整个体系锚固的可靠性，且对露的钢绞线起到加强防腐的作用。

4、体外预应力减振器：

为使索体自由段的振动频率不同于整个结构的振动频率，必须在适当的距离安装减振装置使索体自由段的振动区间变短并给索体适当的减振，以避免索体产生有害的振动。对于体外束部分，参考有关文献和体外束的已有研究成果，体内预应力束的数量的增加能增加结构的延性，分散裂缝的发展，减少二次效应的影响，破坏时体内束的应力将达到其极限应力，大大的提高了其极限应力。因此采用体内束、体外束结合的思路来进行预应力设计，即体内、体外束各占一半。体外、体内预应力束数量的估算不再详述。体外束采用环氧全喷涂钢绞线。为了充分的发挥体外预应力体系的可更换，可调节应力的优点，本次设计对预应力锚具采用了可更换的体外束专用锚具，要能够在未来进行更换。由于工程实际的一些限制因素，此联的前后联箱梁均已浇筑完毕，在梁体外面已经没有空间进行体外预应力束的张拉，因此此联的体外束的锚具全部设计在箱梁的内部，采用了在第三跨跨中对穿进行单向张拉，在梁端设置锚块进行锚固的体外束张拉方法。在正常情况下还是应该将预应力束穿过梁端，并采用两端张拉的方法。按照上述的原则，在箱梁内部设置有转向块和锚固块，转向块的布置位于腹板正常段的两端，此位置基本位于正负弯矩交替范围内，是较为合理的。

结论

在桥梁加固方面,体外预应力技术已被广泛使用,而且体外预应力技术的再发展本身也得益于其在加固方面的完善。特别是将斜拉索的防护技术应用于体外预应力束之后,体外预应力筋的防腐蚀问题得到根本解决,作为一种主动的结构加固技术,体外预应力有着体内预应力所无法比拟的优势而倍受青睐。随着新材料的发展和在工程中的应用,体外预应力混凝土桥梁有着强大的生命力和广阔的应用前景。

【参考文献】

[1] 余家俭,体外预应力混凝土连续刚构桥[J]日本东海北陆高速公路开明高架桥的设计[J]国外桥梁, 1999 (2)1

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【关键词】现代桥梁结构；优化设计；验算；结构体系

1前言

随着我国现代桥梁结构设计理论的发展，由容许应力法发展到基于可靠度理论的半概率设计法、近似概率设计法及全概率设计法等，基于可靠度的桥梁结构优化设计开始快速的发展了起来，这无疑是设计思想和设计理论的一大进步。

由于大部分桥梁是超静定甚至是高次超静定结构，结构复杂，而且设计变量多（如几何尺寸、材料参数等），使得进行整体优化依然存在困难。因此，桥梁结构的优化设计多以局部优化为主，但对桥梁的评价是以整体效果为主，局部优化对整体改善的效果难以评定，各个构件独立优化后构成的结构体系并不一定就是最优。随着体系可命度理论的发展，桥梁结构优化设计可以以可靠度为约束条件，以整体经济指标、整体结构功能或整体动力性能最优为目标进行优化。

2 结构体系可靠度的基本理论

对于单个构件或截面的可靠度，其极限状态一般定义为单一的失效模式（如拉坏、剪坏、失稳等），但在实际中，同一个结构往往涉及多种或多个失效模式，若其中任意一个失效模式出现，则会造成构件或结构体系的失效。另一方面，结构体系的系统组成方式有串联、并联和混联（由串联、并联组合而成），对于一个复杂结构体系，某个构件的失效未必会造成整个结构体系的破坏。因此，体系可靠度的研究可认为是多个功能函数的可靠度问题。

2.1 结构体系可靠度的一般计算式

设结构体系A由n个构件单元A1、A2 …An组成，单元Ai（i=1，2…n）的荷载效应Si和抗力Ri分别有分布函数Fi（x）和Gi（x），密度函数fi（x）和gi（x）。

构件单元Ai的可靠概率为

（1）

结构体系A的可靠概率为

（2）

式中，pA（x1， x2，…，xn）为在指定荷载效应水平（x1， x2，…，xn）下A的可靠概率；fs（x1， x2，…，xn）为荷载效应（S1， S2，…，Sn）的联合密度函数。然而这是一个复杂的多重积分，涉及到构件或失效模式间的相关性质，在实际工程中难以精确求解，在实践中往往采用近似估算的方法。

2.2 串联、并联体系的可靠度估算

在结构体系可靠度分析中，根据构件失效与体系失效之间的关系，可将实际结构理想化为串联、并联和这两种体系的组合。

串联体系是指结构体系A中任意一个构件单元（或失效模式）Ai（i=1，2…n）失效就导致结构体系A失效。A的可靠概率为

（3）

按一般界限法，有

（4）

当构件单元A1、A2 …An相互独立时取左边等号；当单元完全相关时取右边等号。

并联体系是指结构体系A中全部构件单元（或失效模式）失效才导致结构体系A失效。A的可靠概率为

（5）

按一般界限法，有

（6）

当构件单元A1、A2 …An完全相关时取左边等号；当单元相互独立时取右边等号。

一般界限法取两种极端情况作为上下界，易于理解和运用，但其估算范围较宽，于是学者们提出了精度更高的窄界限估算法、PNET法、β约界法和蒙特卡罗法等近似计算方法，但这些方法较为复杂，在由体系可靠度求解构件可靠度的逆运算存在着较大困难，可作为结构优化后的体系可靠度验算。

3 桥梁结构体系可靠度的优化分析

桥梁结构体系可靠度的优化，就是在给定的整体可靠度指标条件下，根据一定的目标函数，从整体到局部，分析构件的合理可靠度，最后再从构件到体系验算整体可靠度及目标函数的过程。

3.1 优化模型

假设桥梁结构A由n个构件单元A1、A2 …An组成，以整体经济费用为目标函数，整体可靠度为约束条件建立数学规划：

（7）

式中，W和Wi分别为桥梁整体和构件的经济费用；PA和P*分别为桥梁整体可靠概率和整体可靠概率要求。

该模型实际上就是在保证整体可靠度的条件下寻求总的经济费用最低。各构件的经济费用与尺寸和材料有关，尺寸和材料又影响其可靠度，因此假设构件的经济费用为其可靠度的函数。当然，除了整体经济费用，还可以以整体动力性能作为目标函数，或以效能-费用比作为指标，把美观等方面的评价通过权重也纳入效能的表达式里，甚至可以使用多目标优化，以达到安全、经济、适用和美观的统一。

3.2 优化分析

式（7）的优化模型可以说是属于概念模型，具体分析要视其第二式目标函数的具体表达。假设构件的经济费用与其可靠度在一定范围内承线性关系，并考虑其失效造成的经济损失，式（7）第二式可表达为

（8）

式中，Ci为构件i的造价系数，则Cipi为其造价；Li为构件i失效时的经济损失。该表达式为。

若使用效能-费用比作为指标，式（7）中第二式可改为

（9）

式中，M为桥梁整体美观的评价；α、β为衡量整体可靠度PA和美观度M的权重。

对于式（8），Ci不一定大于Li，根据不等式定理有

（10）

当且仅当

时取等号。

因此，当所有构件的经济费用期望值相等时结构体系的总经济费用期望值最低。通常有Ci

对于式（9），由于其难以展开成关于pi的显式表达，对于类似表达的优化则往往需要寻求数值解。随着电子计算机硬件的发展，大型计算的耗时越来越少，可靠度的分析可使用响应面法、蒙特卡罗法甚至仿生学（如神经网络）等方法结合有限元、有限差分和边界元等方法进行，这样可得到更精确的数值解，甚至可以同时进行多目标优化。

当结构体系较为复杂时，可将结构分成若干个子结构，作为总体结构的“子构件”，每个子结构可以再往下分级，直到基本构件。每一级的优化同样可以应用上述模型及步骤，从整体到局部逐级分析每层子结构或构件的合理可靠度。尽管如此，在已知上层可靠度求解当前层的合理可靠度时，往往需要下一层的信息（如费用等），这便增加了方程的未知数，方程需联立到底层构件才能求解，另一种方法是按经验给出下一层信息求解当前层，然后进行验算调整。

3.3 整体可靠度验算

虽然由根据带可靠度约束的优化模型求解出可能最优目标函数值及各构件的可靠概率，但其结果是在一定的假设或简化的基础上求得，忽略了一些细节如结构间的关联性质和荷载信息等，而且由整体可靠概率往往难以精确反算出各构件的可靠概率，由此求出的结果较为粗糙，并不一定最优甚至不满足要求，因此必须进行更高精度的整体可靠度验算，并逐步调整到最优解。在调整过程中还应注意到当构件可靠概率改变时，材料或尺寸等参数相应改变，而构件的刚度及内力也会随之改变，即构件的抗力和荷载效应均产生了变化，构件的可靠度需重新计算。

通常一个结构体系并不一定简单地由串联、并联及两者的组合构成，构件间往往存在着一定的联系，特别是当某个构件失效时往往会发生内力重分配，在假设或简化的计算条件下，计算结果更需要多次调整和验算。

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尽管很多桥梁施工单位认识塔吊安装的重要作用，综合采取有效措施促进安装工作水平提高，但由于受到制度、人员等因素制约，目前桥梁施工中塔吊安装位置优化设计仍然存在不足，主要体现在以下几个方面。

1.1优化设计相关制度不完善

为推动桥梁施工中塔吊安装位置优化设计顺利进行，建立完善的制度是十分必要的。通常包括技术复核制度、质量责任制度、质量统计报表制度、事故报告及处理制度、现场会议制度等。但一些施工单位在日常工作中对这些问题不重视，未能建立健全的制度。即使一些单位建立完善的设计和管理制度，但没有严格落实相关规定，工作人员职责不明确，影响桥梁施工中塔吊安装位置优化设计的规范化和制度化进程，制约塔吊安装工作水平提高。

1.2设计人员素质偏低

桥梁施工中塔吊安装位置优化设计是一项综合性和技术性较高的工作，对从业人员有着较高要求，他们不仅要具有安装专业知识、管理知识、机械技术知识等，还要具有较高责任意识、奉献精神等。为此，必须加强设计与安装工作队伍建设，建立高素质工作队伍。但目前在实际工作中，一些设计单位和工作人员素质偏低，专业基础知识薄弱、缺乏相应的设计能力、管理能力等，对他们的管理和培训也不重视。塔吊安装工作经验不足，难以及时发现和处理塔吊安装存在的问题，影响安装工作水平提高，对桥梁施工质量控制和安全也带来不利影响。

1.3现场管理力度不足

塔吊安装现场管理力度不足，导致相关规章制度和设计技术标准没有得到有效落实，影响塔吊工作水平提高。一些安装施工单位缺乏专业技术人员，管理人员责任意识不强，导致塔吊安装现场管理难以有效落实。另外，桥梁施工单位内部管理和相关制度不完善，不同部门和工作人员职责不明确，难以协调各项行动，影响塔吊安装工作水平提高。也制约管理部门作用有效发挥，对桥梁施工和塔吊安装带来不利影响。

2桥梁施工中塔吊安装位置优化设计对策

为应对塔吊安装设计存在的问题，促进安装设计水平提高，更好满足桥梁施工需要，结合具体情况，笔者认为今后应该采取以下对策，从而更好完成设计任务，为桥梁工程建设创造良好条件。

2.1双福桥梁优化设计对策

常见的双福桥梁为连续钢构桥梁和连续梁桥，同时根据承台类型不同，塔吊安装设计方法又存在差异。如果是整体型承台，其塔吊设计和安装比较简单，通常安装在双福桥承台中心位置，在承台内预埋基础钢筋和螺杆即可。如果是分离式承台，塔吊安装可以在原有承台基础上浇筑混凝土横梁，并用此承受塔吊荷载，为桥梁施工创造良好条件。

2.2单幅桥梁优化设计对策

单幅桥梁施工中，通常利用原桩基础和承台进行加宽处理，特殊情况下加设一根桩基础，可以将塔吊安装在水中主墩承台上，将其作为上部结构施工主要设备，采取独立式塔吊，加宽部分与混凝土一起浇筑，确保承台满足塔吊承载要求。从而顺利完成塔吊安装施工任务，为桥梁施工提供保障。

2.3斜拉桥梁优化设计对策

这类桥梁比普通桥梁增加索塔，并且桥面较宽，采用新型塔吊设计方案。例如，某斜拉桥梁桥面以上索塔高66.7m，而桥梁施工需安装高度为90.6m的塔式起重机。根据这种情况，设计在墩顶横隔板预埋钢筋，然后安装浇筑两条钢筋混凝土梁作为塔吊基础。

3桥梁施工中塔吊安装位置优化设计保障措施

除了根据桥梁工程建设需要，综合采取有效对策优化塔吊安装位置设计之外，加强设计技术要点控制。另外，为保证桥梁施工质量，推动桥梁施工任务顺利完成，笔者认为今后应该采取以下改进和完善对策，保障塔吊安装水平提高，为施工顺利进行奠定基础。

3.1健全优化设计相关制度

结合塔吊安装工作需要，建立健全完善的设计和管理制度，推动各项工作规范化和制度化进行。主要制度包括技术复核制度、质量责任制度、质量统计报表制度、安装事故报告及处理制度、现场会议制度等，为塔吊安装各项工作顺利进行奠定基础。杜绝塔吊原材料、构件、桥梁施工半成品等不合格现象，从根本上消除塔吊报废、坍塌等事故，确保塔吊安装满足施工规范要求，提高桥梁工程施工任务。完善质量监督保证体系，加强桥梁工程施工管理，提高管理人员工作水平，促进塔吊设计和桥梁工程施工管理水平提高。要健全塔吊安装现场管理的相关规章制度，提高各项规定的可操作性。并强化塔吊安装过程监测，及时处理存在的问题，确保塔吊安装工程质量，也为桥梁施工顺利进行奠定基础。

3.2提高设计人员素质

注重对技术水平高、专业基础知识扎实、经验丰富的工作人员地引进工作，充实塔吊设计工作队伍，促进工作人员综合素质提高。定期组织塔吊设计人员开展学习，促进他们工作技能和设计技能提升，不断总结和丰富塔吊设计和管理经验，更好应对塔吊设计工作需要，保障塔吊设计需要。要切实提高塔吊设计人员责任意识、安全意识、设计水平等，增强他们的综合素质。还要提高他们的工作责任心，能严格按照要求开展设计，更好指导塔吊设计，促进塔吊安装设计水平地提高。

3.3加大塔吊安装现场监督管理力度

根据桥梁施工和塔吊安装施工具体需要，建立健全的监督管理责任制，明确设计工作人员的职责和权限，切实提高对塔吊安装和现场监督工作的执行力度，这是更好应对设计工作存在问题的前提和基础。在塔吊设计和管理过程中，对存在的质量问题要及时处理和应对，促进监督管理工作效能最大发挥，保障塔吊安装工程质量满足设计标准，符合施工合同要求。要完善奖惩激励机制，严格落实各项制度，加强塔吊安装施工现场监督管理，确保塔吊工程施工质量，及时处理塔吊设计存在的质量缺陷，提高塔吊安装工程质量，也为安装施工顺利和桥梁工程质量提高奠定基础。

4结束语

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随着社会的不断进步，我国的交通事业得到了迅猛的发展，桥梁在其中就发挥着十分重要的作用。在桥梁的设计中，减隔震技术发挥着不容小觑的作用。该技术是桥梁抗震的重要条件，在地震发生时，其可以减少桥梁受到的损害，甚至可以避免桥梁受到损害。为此，就针对减隔震设计的原理、配备的设置以及在实际工程中的应用进行了相关的探讨。

关键词：

桥梁结构设计；减隔震技术；应用

中图分类号：

TB

文献标识码：A

文章编号：1672―3198（2015）21021501

1减隔震技术的基本原理

减隔震技术是通过结构的基础位置隔离地震能量、阻断地震波的传播。在减隔震设计中，通过附加阻尼的方法进一步降低了地震地响应，阻尼并不是自然装置，而是施工人员人为的将其设置在桥梁结构的某些位置，同时，耗能构件在地震发生的时候，通过自身的结构可以将地震的能量进行吸收，从而让桥梁的结构在受到地震冲力的时候得到缓冲，使桥梁结构的稳定性与完整性得到更好的保持。

减隔震技术包括两大方面：减震技术和隔震技术。减震技术是指人为的将阻尼及耗能构件设置在桥梁的结构中，让耗能构件吸收地震波的能量；隔震技术是特殊的结构类型，其具有振动周期的特殊结构，与减震技术有很大的不同。在地震发生的时候，可以输出地震能量。两种技术相互配合，能够共同应对强大的地震波，保护桥梁免受伤害。

2减隔震装置技术的分类

2.1铅芯橡胶支座

铅芯橡胶支座是把一个或多个铅芯插入到分层的橡胶中，形成紧凑的减隔震装置，其在延长结构周期的同时把地震的能量消耗掉。铅芯具有良好的力学特性，能够与分层橡胶支座进行紧密的结合，同时良好的耐疲劳性与弹塑性使得其适合做减隔震材料。铅芯橡胶支座的诸多特性能够提供地震中所需要的耗能，同时能够很好的满足使用过程中的屈服强度和刚度，在桥梁结构的抗震设计中被广泛的应用。

2.2粘滞阻尼器

粘滞阻尼器是利用活塞运动前后的压力差异，使黏滞流体通过节流孔，在这一过程中会产生阻尼力和耗能。

粘滞阻尼器有着以下几个特征：第一，粘滞阻尼器没有显著的增加桥墩的受力。弹塑性阻尼装置和摩擦阻尼装置的屈服力或者摩擦力是常数值，在墩最大变形时这些值会同时达到，而粘滞阻尼器在应用的过程中，如果阻尼器的参数为1，由于速度与反力成比例，在桥墩达到最大变形值的时候，粘滞阻尼器的阻尼力是最小的，数值接近于零，当桥墩变形的速度达到最大的时候，桥墩的变化最小，其内力也是最小的；第二，粘滞阻尼器不会影响桥梁的正常使用。受稳定变化导致的变形作用，摩擦阻尼器与弹塑性阻尼器要自由变形必须先要克服装置中的屈服力与摩擦力，而粘滞阻尼器在变形的过程中，产生的抗力几乎为零。

2.3高阻尼橡胶支座

高阻尼橡胶支座采用石墨、添加纤维塑料或其他添加剂的高阻尼橡胶材料制成，高阻尼橡胶中的石墨细颗粒物或者是纤维塑料在摩擦的过程中生热耗散运动的能量，该种支座减震耗能性较突出。

2.4滑动摩擦型支座

在我国最常见的滑动摩擦型支座是聚四氟乙烯滑板支座，该支座的摩擦板采用的是聚四氟乙烯（PTFE），与不锈钢的摩擦系数仅为0.06，是中等吨位活动支座的首选。在地震发生的时候，受地震作用，当支撑在滑动摩擦型支座上的梁体受到的摩擦力小于惯性力时，支座与梁体间的滑动面就开始滑移，延长了桥梁结构的振动周期。

2.5金属阻尼器

技术阻尼器就是利用一些金属材料，如：铅、钢等弹塑性变形的性能来吸收地震地能量，低屈服点的钢材能够制成剪切型阻尼器或者是弯曲性阻尼器。

3减隔震技术在桥梁结构设计中的实际应用案例

日本宫川大桥的建设就应用了减隔震技术，该大桥建造于1991年，桥墩设计为墙式墩，主梁结构是钢板型，采用的是三跨连续的梁桥，其墩高为1km，采用的是铅芯橡胶支座。

宫川大桥在没有使用减隔震设计时，把所有支座都假定为铰接的情况下，其顺桥向的基本周期为0.3s，而采用铅芯橡胶支座的减隔震设计之后，该大桥的顺桥向基本周期提高为0.8s，该种支座减隔震装置的设计，在地震作用中，顺桥向的基本周期都有着显著的延长，地震传入到桥梁结构中的能量也在减弱。

对于像宫川大桥自身刚度比较大的梁式桥梁来说，会受到较大的地震荷载，在其结构的设计中进行减隔震技术的应用，可以有效的降低桥梁整体结构受到的地震荷载，更能够对地震力进行有效的分配。

减隔震支座对于不同的震波、不同的场地，减震效果也是不同的，我们具体分析不同的情况。第一种情况，滑板橡胶支座能在多种类型的桥梁建筑中取得比较满意的减震效果，但是在使用的过程中要充分考虑产生高频脉冲地震波的情况，应用滑板橡胶支座要考虑支座长度不足导致的落梁情况；第二种情况，铅芯橡胶支座适用于大多数的场地类型，抗震的效果比较理想，但在施工场地比较软的情况下，铅芯橡胶支座的减隔震装置就不能获得理想的抗震效果；第三种情况，板式橡胶支座使用简便且经济实惠，但减震效果不如铅芯橡胶支座，且在基本周期偏大的时候，对桥梁结构的影响比较大。

4减隔震技术的适用条件

减隔震技术的应用还是有一定的条件限制的，并

不适用于所有的情况。例如在桥梁建设周期过长的情况下就不适合使用减隔震技术。基于此，在桥梁结构抗震理念设计之初，设计单位要做好提前的准备工作，确定好在桥梁的建设中是否使用减隔震技术。

以下几种情况是适宜使用减隔震技术应用的。

4.1角度方向

桥梁结构在设计及施工之前，施工的企业要针对不同的点预计地面运动的特点与规律，从不同的角度进行观察，符合桥梁结构施工要求的就可以运用减隔震技术。

4.2地震波的角度

地震波如果属于高频波，并且能量很集中，就可以使用减隔震技术，这需要施工单位施工前做好提前勘探的工作。

4.3桥梁结构的角度

桥梁的结构规范并且没有梁墩过低或者是过高的情况，也可以使用减隔震技术，施工单位在进行桥梁的设计时就能够知晓是否适用减隔震技术。

5减隔震技术的缺点

5.1缺乏规范性

我国由于技术方面的限制，在减隔震装置的设置上缺乏规范性，尤其在一些细节的处理上，更是缺乏相关经验的支持，如果不能很好的解决其规范性的问题，很可能会降低减隔震装置的作用。

5.2适用的条件有限

不是所有的情况都适用减隔震技术，在进行桥梁设计之前要进行前期考察，具体分析实际的桥梁结构设计是否适用减隔震装置，如果在前期的准备工作中做得不够充分，很可能给桥梁未来的使用造成一定的局限性，也会增大桥梁潜在的危险性。

5.3缺乏考验

在当前设计出带有减隔震装置的桥梁没有经历过真正的地震检验，在性状优劣的问题上还需要进一步考证，只有正真经历过地震，才能了解减隔震技术的应用效果。

6对应的策略

针对减隔震技术在实际运用中存在的问题，相关的技术人员应该学习并了解地震发生的周期、强度等，确认减隔震技术的使用范围，国家也要出台相应的方针政策，规范桥梁建设的安全，尤其是在装有减隔震装置的桥梁，对其进行抗震效果的判断。要运用强大的计算机技术，进行实际情况的模拟，在进行充分的论证与实验后才能进行实践。

参考文献

[1]乔治.李，扎克.梁.罕遇地震作用下当前减隔震技术的局限性[J].公路，2009，（05）.

[2]邵楠楠.桥梁结构减隔震技术的研究[J].北方交通，2009，（06）.

[3]王统宁，刘健新，于泳波.近断层地震动作用下减隔震桥梁空间动力分析[J].交通运输工程学报，2009，（05）.

[4]燕斌，冯云成.厦漳跨海大桥南汊北引桥减隔震方案设计[J].建筑结构，2010，（S2）.

[5]吴运达.浅析桥梁减隔震设计[J].科技资讯，2010，（30）.

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关键词：桥梁设计；问题 ；解决措施

中图分类号：U442.5+9文献标识码：A文章编号：

1.桥梁设计中存在的问题

1.1 设计规范的先天不足

建设过程中的各个方面工作都需要有质量保证体系。其中最首要的即是“行为”的规范、规程、指南或标准。总而言之，要建成一项大型工程，一切工作都要有管理条例，各项工作都必须按规定执行，不能随心所欲修改或变更，也即在过程中，一切修改和变更都要有文件规定。这些规定的选择是业主的权限与职责。

1.2 设计中具体细节注意不够

具体细节方面的设计虽然繁琐，但是保障设计的重要环节，需要设计人员不断学习和积累经验。如：设计人员应结合桥梁所在地区的材料实际供应情况进行结构设计。超载现象在我国公路运输中较为普遍，汽车超载营运，会对桥梁结构长期的使用性能和耐久性产生不利的影响，因此除了交管部门要加强管理外，设计时也需要对超载带来的后果进行研究、分析。伸缩缝处空心梁预埋数量不足、桩基主筋保护层与建筑制图不一致等诸多问题。

1.3设计人员素质不强，理论基础不扎实

参与桥梁设计的工作人员不但应具备完善的工程力学知识体系，还须有过硬的设计水平，对于工程设计的全部过程及相关细节要考虑周全，才能确保设计成果的安全性与可靠性。而实际上，设计人员往往做不到全面的考虑，经常出现诸如：过于重视桥梁结构安全，却没有忽视了结构体系的耐久性设计，也未考虑对桥梁从工程施工到投入使用的时间段内极易出现的人为过错进行预防性设计；设计结构的整体性不强，冗余度不够大；结构受力设计分析不合理致使工程局部受力超限；工程材料的设计指标设计不科学，导致混凝土构件横截面太薄，强度不够等现象，导致整体工程结构的使用寿命受到影响，桥梁的耐久性不够。除了设计不能满足工程规范外，一些设计人员无法正确认识结构本身的特点，设计经验不足而无法对于结构可能面临的使用环境、外在腐蚀、风雪冰冻、地震泥石流、过往车量载重情况以及工程用料本身的老化等因素所造成的影响做出预测。

1.4基础设计中常见问题分析

常见问题是：桥梁基础地质钻探资料缺乏或不满足设计要求，在中、小型桥梁设计中时常存在。桥梁地基基础的设计至关重要。地质钻探资料是桥梁地基基础设计的重要依据之一，桥址处应进行工程地质勘察，提供的勘察资料应正确反映地形、地貌、地层结构、影响桥梁稳定的不良地质、岩土的物理力学性质及地下水埋藏等详细情况。桥梁每个墩、台至少应有一个地质钻孔，钻孔深度应在桩尖持力层以下3～5m。没有工程地质勘测资料的基础设计，既不能保证桥梁上部构造的安全和正常使用，又不能付诸施工，达不到施工图设计深度的要求。为了避免这一问题的发生，设计人员应该对相关规范有所了解，并及时与建设方、勘察单位沟通，得到满足设计要求的地质勘探资料，使桥梁设计满足承载能力的需要，达到稳定、安全、经济，合理的目的。

1.5 桥梁配筋设计不合理

常见问题是：桥墩普通钢筋混凝土帽梁设计中，帽梁的主拉应力钢筋(斜筋)的起弯点布置不合理，斜筋间距偏大；桥墩钢筋布置中，梁支座下的牛腿构造仅配置了主拉应力斜筋，但斜筋未与水平向或竖直钢筋焊接，形成了“浮筋”；预应力混凝上空心板的悬臂翼缘板长度为1.5m，悬臂翼板的顶层仅配置了横桥向的主要受力钢筋，未配置顺桥向的纵向分布钢筋，构造不够合理；连续梁中间支承附近的腹板内未设纵向加强钢筋。

1.6桥梁设计环节对于桥梁载重能力设计不足

桥梁设计过程中，桥梁载重能力有两种极限状态：承载能力与正常使用。前者有两层涵义，既包括超出桥梁的承载极限之后，结构的整体或者某个部位的稳定性就会受到破坏，又指在重复荷载的情况下，桥梁混凝土构件超出疲劳极限而丧失其稳定性。当前，有些相关规范指出在桥梁的设计工作中对重复荷载产生的破坏可以不予考虑，这一点对于桥梁主梁的设计非常有效，但是桥梁的其它部位如果对此也直接忽视的话，对于桥梁的安全性、耐久性而言将产生非常不利的影响。

2.相关问题相应解决措施

2.1重视桥梁工程设计人员专业素质的提高

设计人员的重要性无需赘述，桥梁工程整体设计工程又非常复杂，对于设计人员专业素质要求也相应比较严格。桥梁设计人员除了要有相关力学理论以及设计素质之外，对于工程可能面临的到各种影响也应当考虑到。相关的单位和部门应当重视对设计人员的培训与教育，即鼓励工作人员参与职业能力的提升活动，并且重视自身责任意识的强化。

2.2在设计中从多方面考虑提升桥梁混凝土结构的耐久性

桥梁施工以及后期使用期间，不可避免会受到外界自然环境的侵蚀，更要承受车辆荷载长期考验，再加上建筑材料本身性能的不断下降，桥梁结构的某些部位就会出现损伤。要避免这类问题，就须从设计阶段进行着手以提升桥梁结构的耐久性，具体可以从以下方面改进：增加混凝土构件保护层的设计厚度，因为正常情况下，混凝土保护层的厚度与混凝土内钢筋被腐蚀的速度是成反比的，所以增加保护层的厚度可以增强混凝土构件的耐久性，延长其使用年限；科学设计所需建材标准，比如高性能环氧沥青能够增强混凝土结构的密实度、耐磨性以及其结构刚度，再如高屈服的带环氧涂层的钢材韧性、耐腐蚀性都比较强；重视结构的防水设计，桥梁应当设置有抗剪拉、防渗透的防水层面，如桥面铺装层上面，如伸缩缝部位的排水构造等等。

2.3在设计时应充分考虑到桥梁使用中的荷载能力

车辆过桥时导致桥梁超载的具体情况并不完全一样，有些是由于桥梁本身使用年限过长，已经处于超龄负载使用期，有些是由于桥梁运营过程中的车流量走出了设计时的承受量；还有可能是车辆所运货物超出其自身的荷载量。在国内桥梁运输中，前者较少，后两种相对更多。超载现象会造成桥梁的疲劳损伤，更严重会导致桥梁结构的损毁。再加上因此而导致的各种结构内部损伤无法修复，会导致即便在正常荷载范围内桥梁运行也无法处于良好状态，进而造成桥梁安全与耐久性下降。基于此，相关工作人员在桥梁的设计阶段就应当充分考虑到这方面的问题，并做出相应的预防性设计。

2.4加强完善桥梁配筋设计

梁的主拉应力区配置斜筋起弯点的规定，主要目的是保证斜截面抗弯效应不小于正截面的抗弯效应，所以应严格按规范的规定执行靠近支点的第一排弯起钢筋顶部的弯折点，简支梁或连续梁边支点心位于支座中心截面处，悬臂梁或连续梁中间支点应位于横隔板靠跨径一侧边缘处，以后各排弯起筋的梁顶部弯折点，应落在前一排弯起钢筋的梁底部弯折点处或弯折点以内；主拉应力钢筋中“浮筋”是禁用的钢筋形式，由于其两端未与主筋相焊接，不能形成有效的握裹力及锚同构造，所以也不能形成主抗拉应力的效应，因此弯起钢筋不得采用浮筋；分布钢筋的作用，是将荷载分配传递给受力钢筋，分担混凝土收缩和温度变化引起的拉应力，固定受力钢筋的位置，故应按规范规定设置分布钢筋；板内应设垂直于主钢筋的分布钢筋，分布钢筋直径不小于8mm，其间距应不大于200mm，截面面积不宜小于板的截面面积的0.1％，在主钢筋的弯折处，应布置分布钢筋。连续梁中问支承点附近受力较为复杂，支座边缘常有局部拉应力产生，在腹板和底板中设置间距较密的纵向短钢筋，有利于防止箱梁局部裂缝的展开，在支点附近剪力较大区段和预应力混凝上梁锚固区段，腹板两侧纵向钢筋截面面积应予增加，纵向钢筋间距宜为100～150mm。

3.总结

我们在桥梁工程设计中，桥梁存在的隐患是十分关键的。所以，桥梁存在的隐患已成为迫切需要解决的问题，要积极借鉴成功的经验和做法，除了加强施工质量管理外，要从桥梁设计理念、结构体系和构造的角度做好防患设计。

参考文献：

[1] 谢贤.浅谈桥梁设计存在的问题及解决对策[J]. 科技信息. 2011(19).

[2] 陈志亮.浅谈桥梁设计存在的问题及相关对策[J]. 科技资讯. 2008(02).

篇8

1．1冗余度的定义及内涵

桥梁稳定起到决定性作用的应该是整个结构系统的冗余度，冗余度是在桥梁设计当中作为一种强度储备或者承载能力储备的角色而出现，当桥梁结构局部发生某种被破坏的发生危险的情况下时，整个桥梁的负荷载能力还在其本身可以承受的范围内，在这一范围内保持桥梁的整体受荷载的能力。冗余度归根结底是与系统的行为相关联的，一般我们在结构设计之初就应该把系统的系数考虑进来，进而估算整个桥梁系统的有效荷载能力。然而在设计过程当中和容易与超静定次数混合使用，这一情况主要出现在计算机未在设计当中全面普及所导致。系统系数是用于名义构件承载力之前的乘数，与整个桥梁系统的冗余度及荷载能力相关联。为了计算整个系统的静力平衡，通常做法是把自由度数与静力平衡相统一。关于桥梁矩阵形式中，桥梁的间距和桥梁的数目是这一矩阵中的变数，这一概念是基于对跨径的修正而提出。对于其他形式的桥梁结构的冗余度，相关工程人员可以通过有限元程序来检验。在设计中往往会遇到所设计桥梁的冗余度难以用上述标准准确判断，这样一来就不得不要求设计人员在设计之初对构件的设计要更加中规中矩。与此不同的桥梁，冗余度也相对较好，在其设计过程当中可以相对开放。系统系数的作用始终会贯穿于整个设计体系当中。在整个设计过程中通常会涉及到2个阶段的过程。一是冗余度的计算方法，而且要有一个系统系数的简便计算表，可以在桥梁设计和估算时采取此种方式进行计算。二是将第一种计算方法拓展到连续梁上部结构当中。上述系统系数的计算方法已经被广泛的应用于工字型或者箱型截面的钢和后张混凝土结构中去。整个桥梁系统是浑然一体的一个整体，每个部件都发挥其各自功能。现行的桥梁设计往往是对某一单独构件进行设计，而忽视了桥梁整个系统。

1．2桥梁结构体系的冗余度

桥梁结构中的冗余度在整个桥梁结构体系中占有很重要的地位，但是研究整个桥梁的机构时候结构体系通常只是是将具有不同功能的结构部件通过受力系统科学有序的链接起来，以保证整个桥梁有充足的荷载能力。而一个桥梁结构如若没有冗余度，整个结构体系的安全系数也必然会很低。这是因为若在某个时候整个结构系统某一连接部件被破坏的情况下，就会另整个结构系统稳定性发生变化，这一情况在美国某钢桥出现过。而一个桥梁结构有冗余度的情况下，结果会大大不同，一般情况下某个部件被破坏的情况下并不会影响整个桥梁的结构体系的稳定性发生变化。因此，在实际的桥梁设计当中为了整个桥梁结构体系的稳定性和安全性，会对整个系统设定一个冗余度，使得整个桥梁结构系统有不同途径的多条传力方式，这也就说明桥梁结构的承载力大小与桥梁结构体系的荷载与再分配能力的大小有正相关的关系。

1．3冗余度系数

冗余度系数一般用R表示，这一情况在桥梁设计中得到了体现。在实际的桥梁设计中，会把桥梁结构分为2个部分进行冗余度的定量计算分析，通过分析可以得到整个桥梁的承载力及再分配能力的大小。R可以通过公式计算得出，可为桥梁冗余度的设计提供客观的参考依据。

2桥梁各设计参数对结构冗余度的影响

桥梁跨长、曲线半径、外部横向连接类型和数量等等指标都是在桥梁设计过程中主要使用的桥梁结构设计参数。上述参数在设计时都会或多或少的对冗余度产生一定的影响。以下我们将分别对这几个影响因子进行分析。

2．1跨长对结构冗余度的影响

若要不同跨长的桥梁达到相同的R值就要使得桥梁外部横向连接要足够的多。这一发现是通过不断的实际操作中发现的，也就是跨长实际不是冗余度的主要决定性影响因素，换言之跨长这一设计参数在实际的设计冗余度可以考虑的比较少。

2．2曲线半径对结构冗余度的影响

我们以跨径80m的设计桥梁为对象进行分析，其结构系统的冗余度系数会与曲线半径之间成正相关关系。据此我们可以得出一个结论，跨径不相同的桥梁曲线半径会得出不同的冗余度。这一结论是建立在对曲线半径为150米、200米、250米三个等级的曲线半径与冗余度之间的关系研究之上。

2．3外部横向连接类型对结构冗余度的影响

在桥梁设计之初，外部横向连接的类型和实心横隔板的链接要满足结构部件全区服时满荷载为最低标准。这也就意味着外部横向连接的类型和实心横隔板的链接对于桥梁系统的安全性和稳定性起到决定性作用，因为该设计参考因素对桥梁系统的横向传力能力会有很重要的作用。当然外部横向连接类型的不同或者横隔板的不同对桥梁冗余度的提升也会有不同的表现。从桥梁设计的安全性和稳定性角度出发，外部横向连接的类型和实心横隔板的链接相互之间的最佳搭配才会形成最可靠的受力系统。此外，需要特别提出的一点是，在某些情况之下，实心横隔板要比K形连接对冗余度的提高更加有效。

2．4外部横向连接数量的影响

理论上，在桥梁收到破坏在损坏的最初阶段，混凝土桥面所收到的损坏荷载难以及时从梁损坏区域传递到最近的横向连接部位，因此我们可以得出，外部横向连接的的类型及数量的多少对桥梁设计的冗余度有很大的影响。然而在实际的桥梁设计过程中，我们不难发现冗余度的高低与桥梁每一个跨度中所含有的外部横向连接的类型及多少有很大关系。

3桥梁设计冗余度的实现方法

桥梁设计的冗余度大小在于当某一个构件受损，桥梁整个承载力发生变化其能否及时的分配对已经施加在其上的荷载，这其中还包括其横向、纵向分配荷载的能力。横向纵向分配荷载的能力大小则取决于纵梁特性、桥面板、几何构造、基座出桥梁构件的延性等等方面。桥梁荷载的系数需要从几个方面来分析，一是桥梁设计中某个构件是否对结构安全有实质作用继而来区分其冗余度的是与非。二是某一构件的荷载系数的大小，冗余度好，延展性肯定也好，说明荷载系数要比1小;反之如果某一构件的荷载系数如果要是大于1的情况，说明整个设计的冗余度不是很好，其延展性必然会受到影响。构件的破坏、桥梁极限荷载能力、桥梁受损时的极限状态这几个是可以检验桥梁冗余度和整个构件体系是否安全的状态指标。我们针对典型桥梁之外的其他桥梁，也有相对应的分析方法。桥梁的冗余度是与桥梁本身的几何及桥梁部件相关联一致，根据这一原则去分析确定应当时间的荷载、检验完好桥梁及受损桥梁的状态以及在桥梁满荷载状态下的情况。在分析时还需要两个方面的支持，一是冗余度系数表根据典型的桥梁系统来修正得到的构件强度。二是利用非线性的结构分析软件来具体分析情况。

4结束语

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在新的社会形势下，交通对于地方经济具有着重要的地位，可以说是我国经济发展的重要基础。一直以来，我国对高速公路的建设都具有着非常高的重视，很多高速公路桥梁近年来得到了建设。但对于高速公路桥梁来说，其由于具有着施工难度大、涉及范围广的特点，在施工过程中会面临到很多突况，如果没有做好前期的测量工作，就很可能因此对工程项目的施工质量以及施工进度产生影响。对此，就需要我们能够通过良好测量技术的掌握与应用提升桥梁整体建设质量。

2公路桥梁实际测量中存在的问题

2.1测量前的准备问题

测量工作在整个高速公路桥梁建设的过程中具有着重要的作用，不仅将对桥梁所具有的施工进度具有密切的联系，对于桥梁的整体施工质量也具有着非常重要的影响。而在对公路桥梁实际开展测量之前，就需要能够提前做好充分的准备，首先对施工现场的位置、图纸情况以及环境等做好确定工作，避免因为这部分环节的测量不到位而使公路桥梁在建设之后出现了结构不均匀、土质无法承重以及强度不达标等现象，并因此使公路桥梁在后续建设中存在问题。

2.2路基施工过程问题

路基施工可以说是整个公路桥梁建设的重要基础，是对公路桥梁承载力的重要保障。在具体施工中，主要是由钢筋混凝土建设为桥墩。但是，在对地基的钢筋混凝土施工中，却往往出现工作人员没有完全按照设计图纸进行施工的问题，并因此时桥梁出现桥墩不平以及不稳、甚至桥梁间无法连接的情况，进而使公路桥梁存在着较大的安全隐患【1】。

2.3施工完成问题

当我们完成公路桥梁施工之后，就需要及时的开展项目的竣工验收工作。在实际开展验收之前，则需要测量人员能够对公路桥梁各个环节进行严格的复测，尤其是桥梁结构重点受力部位等需要在复测的基础上根据情况再进行一次补测，以免公路桥梁在实际应用中出现结构上的问题甚至坍塌的情况，并因此使人们受到严重的伤害与损失。

3桥梁测量工作存在问题的解决方式

3.1施工前准备阶段

首先，要对本次施工所需要使用到的技术以及施工环境进行全面的了解与掌握，以此为后续测量工作的高质量开展作出保证，同时，工作人员还需要做好准备，将同测量工作的有关资料做好记录工作，以此避免出现桥梁施工安全问题。其次，在桥梁工程具体施工的过程中，施工组织设计可以说是非常关键的一个环节，将直接对桥梁质量产生影响。对此，就需要我们能够在原有基础上对施工组织设计进行良好的改进，即通过同施工现场基准线、桥梁标高以及基准点等资料的结合研究改进方式，以此更好的对测量工作打好基础。而当施工方案确定完毕之后，则需要在对方案进行全面了解、掌握的基础上通过科学的组织方式对测量工作进行改进与完善【2】。最后，法律法规也是测量工作开展中必须要遵守的。对此，就需要测量人员在工作开展之前能够对该方面的法律法规进行全面的掌握，以此使测量人员的工作职责以及工作认识能够得到提升，进而以更为严格、合法的方式开展测量工作。

3.2桥梁施工阶段

在实际开展施工之前，需要对桥梁的测量工作进行良好的控制，并对所测量到的结果进行全面、科学的检查。在测量中，需要对标高、中线、边坡点以及路基面积等进行严格的控制，保证测量偏差能够控制在合理的范围之内，且需要在对施工设计方案进行严格遵守的基础上开展测量工作，保证测量方式以及结果能够满足施工设计需求。另外，也需要在测量中做好导线点以及水准点等位置的保护工作，避免其在实际测量中出现损伤。

3.3施工后检查阶段

在整个桥梁工程施工结束之后，需要工作人员及时的对结构开展检查，如果发现存在质量不合格以及同设计防范存在差异的地方则应当其立即进行返工处理。而在开展竣工后的复测时，则需要对水准点、加密点以及导线端等位置进行严格的补测，在保证这部分区域不存在问题之后再由工程的验收部门开展验收工作。同时，也需要能够在桥梁施工的过程中加强检察工作，以此使桥梁测量工作的准确度以及施工质量能够得到良好的保证【3】。

4保证测量工作准确性的方式

在开展公路桥梁工程的建设过程中，由于施工环节以及设计结构等方面的特点，都会对工作人员实际测量工作的开展产生一定的影响。而为了能够保证我们测量所获得的结果更为科学、准确，就需要在实际测量工作开展之前能够对施工环境、桥墩位置以及桥梁的结构进行充分的了解，并在实际测量工作开展之前对其进行反复、细致的确认，以此使测量结果的精确性能够得到大幅度的提升，对此，需要我们对以下几个重点环节进行良好的把握：

4.1测量仪器的全面架设

要想获得精确的测量结果，就必须使用测量仪器，对此，就需要我们在桥梁的每个结构位置都对测量仪器进行架设，通过测量仪器数量、全面性的提升保障测量结果所具有的精确性。而在对仪器进行实际的架设时，也应当保证架设的稳定性，避免其出现松动等现象，且同时要对测量的后视点、放样点以及测站点等数据进行全面细致的审核，通过多方面工作的开展保证我们能够更好的进行测量工作【4】。

4.2做好测量前准备

在测量工作正式开展之前，需要现场的工作人员能够对本桥梁的结构情况进行以及桩基的位置进行全面的确认，对于预制板、主梁以及路基的标高也需要保证确定的准确性，以此为后续的测量工作开展做好保障。

4.3全站仪测量

目前，我国的公路桥梁建设越来越向着复杂化的方向发展，而在我们对桥梁进行测量的时，如果仅仅以原有的、较为传统的方式方法进行测量，不仅会对桥梁整体施工的进度产生影响，且所测量结果所具有的精确程度也不能够保证。对此，就需要我们能够以更为先进的方式进行测量。全站仪就是一类非常先进的测量设备，能够以更为高效的方式帮助我们获得桥梁的结构测量结果。

4.4详细记录测量结果

对于公路桥梁项目来说，由于其自身结构复杂、技术要求高的特点，就使其在工序方面存在着较强的多样性，且在施工过程中也往往会生成数量较多的施工资料。这部分施工资料可以说是非常重要的，通过其对桥梁测量结果的详细记录，能够为项目施工后期的测量工作提供非常重要的数据基础。对此，在我们对这部分资料进行整理时则需要保证其所具有的简洁性以及规范性，以此使我们在后期需要时能够及时的对相关资料进行查找。

5结束语

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关键词：市政道路；桥梁分析；问题研究

中图分类号：TU99文献标识码： A

引言

经济的不断发展，人们生活水平的不断提高，使我国交通建设面临着严峻的挑战，市政桥梁的建设，为人们的交通出行提供了便利。作为交通建设中十分重要的一部分，市政桥梁施工目前已经受到社会各界的关注。市政桥梁施工是一项综合性强、过程复杂、工程庞大的建设项目，其质量的好坏直接关系着人们的出行安全，面对市政桥梁施工中还存在的一些问题，施工单位要及时解决，在最短的时间内采取合适的方案来保障市政路桥施工的安全，对此，可以通过对市政桥梁施工及设计进行规范来保证工程的质量。

一、市政桥梁设计存在的问题

1、市政桥梁设计理念滞后

设计理念的滞后经常表现在能够保证桥梁的安全性与使用寿命的同时，就不能保证桥梁的美观性，反过来也是同样。所以，在这一问题上就要求我们设计人员要充分利用先进的科学技术及考虑桥梁的发展历程，不断的吸收先进的设计理念，并结合自身的地理位置，综合种种因素，才能设计出适合经济社会发展、人类生产生活需要、符合标准的安全经济美观的桥梁来，这样才能使其更好的服务于人民，保证人民的生命财产安全,保证国家的财产不受损害。

2、市政桥梁的设计方案落后

参考借鉴成功案例是做好市政桥梁设计方案，确保工程的安全性及使用寿命得到切实保障的重要条件，但在实际工作中，我国许多桥梁设计师却错误的把借鉴、参考理解成了照搬、硬套。许多市政工程在建设的过程中，为了节约资金，往往采取整套照搬成功设计的做法，把他人成功的设计作品直接应用于工程建设之中。然而，过去成功的桥梁范例往往都是基于当时的特定条件和特定需求下所设计的，而随着社会经济发展状况及道路交通运输需求的不断变化，过去成功的案例已经无法再适应现代的需求，同时也已经无法满足人们现代审美观点的标准了。另一方面，桥梁设计的难度、美观度、工艺复杂程度是决定工程工期及工程造价的主要依据。因此，桥梁设计人员在进行工程设计时，不仅需要考虑当时的实际需求、科学技术状况、桥梁建设发展现状，同时还需要结合国际先进理念。通过立足现在，着眼未来，摈弃传统落后的方案的不良影响，才能设计出既符合工程标准，又能满足现实需求的优质工程。

3、市政桥梁设计的使用寿命

桥梁和机械设备一样，都拥有自己独有的使用寿命。如果在桥梁的通车运行中，对其维护不当的话，它的使用寿命就会大大缩短，严重时，将会引发桥梁坍塌事故的发生，导致无法想象的后果。在进行桥梁的设计时，一定要根据之前的桥梁的成功案例，并且已经成为中国城市代表的桥梁的设计经验，充分参考它们在设计之初的数据计算方式，以及桥梁构造，设计出一个遵循科学性原则的桥梁，并对桥梁的设计图纸进行全方位、多角度的审查，使其更为完善，发现问题及时纠正，避免埋下事故隐患。在市政桥梁设计的使用寿命原则中，最主要的目的便是尽可能延长市政桥梁的使用寿命。为了实现这个目标，工程设计师不仅需要从成功案例中总结结构及参数设计的经验并多方审查，同时还应当确保道路有利于后期的维护。维护工作同样也是影响桥梁使用寿命的重要因素，因此，设计过程中考虑后期维护工作的方便性同样十分重要 。

二、加强市政桥梁设计的具体措施

1、合理选择市政桥梁的设计方案

桥梁设计方案的基础就是具体问题具体分析。针对桥梁设计的具体施工方案进行合理的调查与现场勘查，充分考虑影响桥梁设计的各种施工因素，设计过程中要以实事求是为原则，从具体实际出发，这样设计的施工方案在施工过程中才能达到预期的效果与目的。为此，在设计前要对其影响因素进行全面细致的考察，选择最佳的施工优化方案进行设计，以便在施工中充分发挥设计的作用。首先在设计方案的选择过程中，要注重三个原则，分别是技术性原则、经济性原则、适用性原则，其次还要对施工设计方案进行选择的时候要对施工工程的特点进行掌握，同时也要对工程的实际需求进行了解，在方案选择的时候可以对复杂的决策问题按照一定的方法进行分解，这样能够更好的对影响工程的因素进行掌握。在进行方案选择的时候可以将各个影响因素进行综合分析，建立不同的模型，同时结合工程的实际需求来进行筛选。对设计方案的优劣进行全面的分析，能够更好客观和科学的对方案进行选择，在选择过程中能够更好的消除主观意识的盲目性和片面性，这样在一定程度上能够提高方案选择的水平。

2、延长市政桥梁的使用寿命

桥梁需要较大的资金投入和较长的施工工期，因此，设计出使用寿命尽可能长，同时又能不断满足社会经济发展需求的市政桥梁十分重要。但现阶段，我国桥梁面临的最大问题便是如何才能够在满足安全特性的同时，最大限度的延长桥梁的使用寿命。桥梁使用寿命的延长一方面能够降低资金成本的不断投入，另一方面又能在一定程度上缓解沉重的交通压力带来的交通堵塞现象。我国多数城市桥梁的设计使用寿命在五十年左右，高规格的桥梁设计使用寿命在一百年到一百五十年左右，因此，设计时在充分考虑桥梁构造结构及形式，寻找最理想的构造形态，并在后期使用的过程中，做好工程养护工作，发现问题并及时解决，以此实现桥梁使用寿命延长的目的。

3、加强定期维护的工作

城市间交通运输不断的膨胀，桥梁每天都要承受长时间的车压车碾，很容易出现多种多样的安全和质量隐患。特别是在较多超载车辆通行时，桥梁可能会遭到毁灭性的打击，使桥梁的使用寿命急剧的减少。因此，为了进一步保证桥梁可持续使用，必须要制定完善的桥梁维护规章制度，定期对桥梁进行定期专人维护，及时的发现使用过程中出现的问题，并要及时加以修补。

4、注重桥梁 的耐久性，合理限制桥梁中通行车辆的最大载重

设计人员在桥梁的设计过程中，要对桥梁中通行车辆的最大载重有所限制，这是为了减少桥梁道路中出现裂缝的几率，也是为了桥梁的使用寿命考虑。桥梁在使用中难免会出现超载的情况，对于设计方来说，需要特别关注由于通行车流量超过原设计最大流量的问题，因为这已成为我国道路运输的普遍问题。超载所带来的影响是巨大的，不仅会造成桥梁的疲劳问题，更重要的是使桥梁疲劳盈利幅度增加，以致损伤加剧，长久以往，极易造成桥梁结构的破坏从而引发事故，并且，因为超载所造成的桥梁内部损伤是不可恢复的，这对桥梁的安全性和耐久性是很大的威胁。因此，设计者在设计工作中要重视这一问题，充分考虑桥梁所在地区的车流量，经过充分调研，掌握最准确的数字，不仅考虑现在，还要考虑桥梁寿命内的将来，保证设计流量能满足该地区的最大负载量，只有这样才能保证充分安全。

结束语

目前，我国市政桥梁施工建设已经得到快速的发展，并在施工和设计方面取得了一系列的创新。但是随着人们的要求逐渐提高，市政桥梁施工技术现在面临着严峻的挑战。本文从实际出发，对一些常见的技术和设计问题进行了相应的探讨，提出相应看法，为市政桥梁施工和设计的规范提供了可靠的依据。综上所述，为了能够确保市政桥梁施工质量的安全性，施工单位在进行桥梁施工的过程中，针对可能出现的质量问题，可以通过对市政桥梁施工及设计进行规范来解决，做到防患于未然。

参考文献

[1]杨鸿炜. 市政道路施工中的软基加固技术[J]. 山西建筑,2014,28:152-154.

[2]张永龙. 简述道路桥梁施工技术问题及解决对策[J]. 科技创新与应用,2014,29:217.