桥梁设计论文范文

导语：如何才能写好一篇桥梁设计论文，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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1三维数字化设计发展与现状

1．1计算机辅助设计系统发展从1963年美国MIT机械工程Coons，首次提出了计算机辅助设计系统（CAD）概念开始，军工、航空航天以及精密制造业等领域就开始了CAD的研究与开发。到20世纪80年代，CAD技术开始走向成熟，并广泛应用于商业领域，开始出现在PC终端系统中。1989年，PTC公司推出Pro／Engineer产品，用参数化的特征设计为CAD三维设计建立了新的标准。此后，随着全球经济的发展，三维CAD设计开始普遍应用于航空航天、船舶、汽车及精密仪器制造业等领域［1－3］。

1．2三维设计应用在国内外的基础建设领域，三维设计技术也正在蓬勃发展，其中在水利水电、公用与民用建筑等行业已经取得较为广泛的应用，初步实现了二维设计向三维协同设计的转换。如图1所示。图1水电厂房剖切视图对于公路工程，特别是桥梁设计领域，CAD设计系统的发展相对较为缓慢，大多还处于二维阶段，或者应用其他主流的三维CAD平台对桥梁结构进行三维展示，中国交通部公路科学研究所研发的桥梁三维造型系统Bridge3D，尝试了采用参数化技术进行桥梁结构外观造型设计。但是，相对于制造行业的参数化、变量化的三维CAD设计系统差距还很大［4－5］。

2基于BIM技术的工程设计概念

2．1BIM技术定义建筑信息模型（BuildingInformationModeling，简称BIM）技术和理念由AutoDesk公司于2002年率先提出，它是通过数字化技术，在计算机中建立一座虚拟的建筑，一个建筑信息模型就是提供了一个单一、完整、逻辑的建筑信息模型［6－7］。BIM是贯穿在工程整个生命周期中，使设计数据、建造信息及维护信息等大量信息保存在BIM中，在建筑整个生命周期中得以重复、便捷地使用，如图2所示。

2．2BIM技术在桥梁工程中的延展BIM的发展是始于建筑行业，但其内涵及外延早已超出了模型的范畴，也延伸出了建筑行业，甚至覆盖了整个工程建设行业。对于桥梁工程而言，可以参考美国国家BIM标准，对桥梁信息模型（BIM）阐释如下：（1）一个桥梁工程物理和功能特性的数字化表达。（2）一个共享有关桥梁建设项目所有信息的资源数据库。（3）一个分享有关桥梁工程的信息，为该工程从概念开始的全生命周期的所有决策提供可靠依据的过程。（4）在项目不同阶段、不同利益相关方，通过在BIM中写入、提取、更新和修改信息，以支持和反映各自职责的协同作业，如图3所示。图3BIM技术支撑的工程范畴

3三维数字化设计与二维设计对比

对于桥梁设计而言，采用BIM的理念与传统CAD相比，改变的是整个设计流程与设计方法。（1）从线条绘图转向构件布置。（2）从单纯几何表现转向全信息模型集成。（3）从各工种单独完成项目转向各工种协同完成项目。（4）从离散的分步设计转向基于同一模型的全过程整体设计。（5）从单一设计交付转向工程全生命周期支持。对于桥梁设计行业，采用BIM技术不仅仅意味着效率与质量的提升，更重要的是设计方掌握了工程项目最核心的信息模型资源，不仅向业主方提供工程设计服务，而是向全寿命周期内各个工程参与方提供高附加值的服务与咨询，使工程项目的潜在价值向设计阶段前移［6］。

4基于BIM技术的桥梁三维设计技术

4．1信息需求的系统分析了解桥梁工程对三维设计技术的需求是建立三维设计系统的基础，虽然其他行业的三维设计技术已经较为成熟，也有了成功的工程案例，但是桥梁工程建设对三维工程信息的要求有自身的特点，并不能将其他行业的工程需求照搬过来。因此，需要重新根据桥梁设计、施工与管理的特点分析其对工程信息的实际需求。只有得到各个工程参与方对三维信息的需求，才能使三维信息模型发挥其在工程建设中的核心数据平台的作用。

4．2信息模型的参数化建立方法三维设计技术的核心是信息化的三维模型，通过前期分析得到各方的信息需求后，如何建立赋含上述信息的三维模型就成为关键。抽象化、变量化、参数化的设计技术是一种高效、直接和便于修改的信息化模型建立方法，该方法的核心思想是把工程项目中具有特征变化的图元要素的特征值抽象为某个函数的变量，通过修改变量值，或者改变函数实现算法，就能够获得赋含各种信息的模型。主要工作在于寻找各类要素的特征变量及其与整个模型的逻辑函数关系［8－10］，桥梁三维模型如图4所示。

4．3CAD－CAE信息共享技术桥梁设计的重要特点是结构计算分析在设计中占有极其重要的位置，计算分析结果决定了主要构件尺寸与构造形式，桥梁结构计算工作量在整个设计流程中占据较大的比例，对于复杂桥梁甚至是控制性的节点工作。因此，实现设计平台与计算平台的信息共享乃至无缝结合，对提高设计效率有着积极的作用。

4．4数字化工程的交付方式与标准数字化虚拟工程移交是三维设计发展的必然结果，因为传统的二维图纸载体已经被全信息模型所取代。基于BIM技术的桥梁工程设计产品是一个包含了各阶段、各参与方所需信息的核心数据模型，这就需要针对不同信息接收方制定不同的产品交付方式与标准，交付方式与标准的确立，标志着三维设计阶段转向了三维信息化的施工与运营管理阶段。

4．5一体化协同设计与管理技术从单点、离散式的分布设计转向基于同一模型的一体化协同设计是BIM技术的重要标志，对于项目管理的效率与质量有着质的提升。同时，协同设计不仅仅指设计方内部的流程与设计过程管理，还包括设计产品交付、进入施工与运营阶段后的协同信息交流与管理，甚至可以延展到工程全寿命周期内的各个参与方的协同工作。只有掌握了一体化协同设计与管理技术，才能发挥三维数字化设计对工程全寿命周期的技术支撑作用［7］。

5三维数字化设计发展存在的问题

（1）全行业对三维数字化设计的认识有待统一。目前整个交通建设行业的三维设计刚刚起步，政府主管部门、工程业主单位、设计单位与施工单位等各方对三维设计的理解与需求是不同的，而以上各方都应该是三维设计的参与方，也是受益方。因此，在交通行业发展三维数字化设计需要全行业对其有一个统一的认识。（2）从设计单位看，意味着设计习惯、工程流程与管理体系的再造。二维设计向三维设计的转变，必然是一个缓慢的过程，大干、快上不符合技术发展规律。在三维设计起步阶段，由于设计人员的技术不熟练，设计系统不够完善，管理体系还不健全，可能会导致工作效率降低。因此，需要在工作中寻找发展与稳定生产的平衡点，这是一个不断摸索、发展与调整的实践工作。（3）从整个交通建设流程看，各个环节的发展节奏不一致。目前交通行业三维数字化的工作与重点集中在设计阶段，大部分的实践工作由设计院承担。但是，设计阶段只是工程建设的中间环节之一，其设计基础数据的获得要依靠前期的规划与勘测方，后期产品要交付于审查与施工方，如果各个环节发展脱节，就难以发挥三维数字化的优势。所以，三维数字化技术的变革比当年“甩图板”工程涉及的范围更广，难度也更大。

6结束语

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1隔震设计简介

1．1隔震设计的概念和原理

桥梁隔震设计就是利用隔震器，使桥梁获得一定的水平支承，使得桥梁在水平方向上的固有周期变长，并且利用阻尼器增强隔震体系的阻尼效应，最终降低地震损害的一类桥梁工程的减震设计，旨在保护桥梁工程所有结构的整体效果。且隔震设计属于桥梁工程抗震设计中比较新颖的减震方式，把隔震设计使用于桥梁设计中能够有效降低地震造成的损害，然而并不能完全阻止地震灾害。过去，通过提升桥梁工程的强度抗以及变形能力来提升桥梁的抗震能力，和以往不一样，隔震设计的特点就是加装了一个隔震装置，达到降低桥梁结构与水平地面关联性的目的，当有地震发生时，桥梁结构的反应加速度明显比地面的加速度高，所以桥梁结构构件很难被破坏。另外，还在桥梁设计中使用了阻尼设计，这样能够消耗地震产生的能量，最终作用在桥梁构件上的力减小了。

1．2隔震设计的特点

在设计桥梁抗震的过程中，要求在符合相关标准的条件下，通过隔震装置，使桥梁结构周期得到延长，且消耗地震产生的能量，使桥梁结构的响应减小。隔震设计通常具有以下特点:有足够的竖向刚度以及强度来支撑桥梁上部结构的所有重量;提高地震时桥梁结构的稳定性;引入隔震设计，能够分散减小后的地震力于桥梁下部结构支座间的大小分布，旨在保护桥梁的基础和桥墩。出现强烈地震时，能在一点程度上延长桥梁结构的自振周期，降低地震输入能量的能力;比较于以往的非隔震桥梁，有强地震发生后，更加容易对隔震装置进行更换，同时减少维修的费用及时间。以往在桥梁抗震加固工作上会花更多的时间和费用。在桥梁的结构横向地震反应中引入隔震技术，能够调节其横向刚度，所以能够改善结构的平衡作用，有效减少地震力。进行水准地震的设计时，桥梁上部结构的隔震能够消除或者解决桥梁下部结构弹性超过的问题，在不容易修复的位置，比如一些埋置的桥墩以及桥墩的基础，可减少这些不明显部位的非弹性变形问题的发生。在结构横向地震反应中引入隔震技术，能够调整一定的横向刚度，所以能够改善结构的平衡，有效较少地震力。引入隔震体系后，在一样造价条件下能够得到比以往抗震设计更好的抗震性能，比如降低墩柱延性需求，保护墩柱等。在功能得到正常使用情况下，使用的隔震支座因为温度、徐变等变形产生的抗力非常小，这或许能够实现伸缩缝的减小。

2桥梁设计中隔震设计的运用

2．1运用隔震设计的条件

根据桥梁基础周边地基及结构等条件而言很多桥梁都可以引入隔震设计。然而部分桥梁并不可以，所以要分析详细的地基和结构条件，判断是否可以在此桥梁中引入隔震措施。可以引入隔震设计的桥梁需要满足的条件是:桥梁周边的地基基础良好，这样发生地震时才会稳定;桥梁下部结构刚性好且桥的固有周期不长的条件。这2个条件确保实行隔震技术后，桥梁体系可以达到长周期化的目的，最终实现地震力的降低。如果桥梁下部结构刚度比较强，通过桥梁系统的固有周期，其固有周期可以长达不采用隔震装置的2倍，如果桥梁的上、下部结构的固有周期区别很大，那么上部结构和下部结构之间就没有大的藕联振动效应产生，通常桥面运动才可有效反映隔震装置的减震能力。以下条件下的桥梁不适合引入隔震设计:桥梁的下部结构刚性不强，且固有周期长的桥梁;置于较柔的场地，周期长会出现共振现象;桥梁基础的地荃不牢固，发生地震容易摇晃的桥梁。

2．2桥梁设计中的隔震设计

(1)隔震装置的设计。桥梁隔震设计的第一步是隔震装置的设计，要想达到预期的隔震效果，隔震装置的设计就要有一定的刚度和能量吸收能力。进行桥梁隔震设计过程中，可以利用隔震装置降低桥梁结构的惯性力。所以需要设计出隔震效果良好的阻尼器和隔震器。通常情况下通过弹性反应谱法设计的隔震要不断更新和优化。在隔震设计过程中，要严格控制其隔震装置的力学性能。(2)细部构造的设计。在进行隔震设计时桥梁附属结构的功能非常大，桥梁附属结构通常包括限位装置、防落梁装置、伸缩缝。大量的地震调查和动态时程研究表明:这些结构属于支撑桥梁结构的动态响应和振动隔离效果的主体。然而大部分设计人员不重视甚至忽视桥梁的细节结构，所以，进行细节结构设计时，要求设计人员注意加强设计，尽力提高桥梁的抗震能力。

2．3隔震设计的合理运用

在不同水准地震条件下，一方面要明确结构构件在抗震中起到的作用和结构的预期性能。另一方面，在不同的水准地震作用的情况下，结合结构的预期性能设计人员才能知道该如何去做。想要实现这个目标，就要充分利用设计人员的实践经验，充分掌握在地震作用下的结构性能，最后完成科学合理的设计，详细的构造细节和合理的构造举措，并不是通过复杂的分析计算而得出的。所以，进行隔震技术设计时，要充分掌握整个桥梁系统的抗震传力路径，通过有效的细节构造措施的实行，保证在地震作用下的情况下隔震装置可以正常发挥关键作用。

2．4隔震设计的运用

中出现的问题目前我国的隔震设计规范还不够全面，同时经验积累不足，特别是在桥梁的构造细节和措施上，构造细节和措施的不科学，会影响减隔震装置的正常发挥。大跨桥梁结构的应用是长期发展的结果，但粘滞阻尼器在世界桥梁中的使用时间很短，同时投入使用的过程中部分厂家粘滞阻尼器经常有漏油等事故发生。迄今为止，我国还没有更加完善的产品标准、设计规范及检测标准。这点使得隔震设计造我国的广泛使用，再者，部分不符合要求的产品被引入桥梁结构的设计，存在一定的安全隐患，如果有地震发生，就会对桥梁产生严重的影响。所以在使用粘滞阻尼器的过程中，要严格控制产品的质量检测，保证产品参数符合设计的标准;再者，要着重检测产品的耐久性能、疲劳性能等特性，而且要及时检测和保养桥梁的阻尼器，如果有问题出现要马上作维修或者更换工作。所以，要求相关部门尽快制定科学合理的检测标准和产品标准。要想保证在地震作用下隔震支座能够有效发挥作用，且可以对隔震支座作一定的变形，就要保证足够的位移空间。所以要随时关注防落梁措施、伸缩缝间隙的设置等构造措施的设置。

3结束语

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1.1混凝土问题

混凝土是我国目前公路桥梁建筑中普遍采用的基本材料，在施工中，混凝土一方面对桥梁的桥体起到稳固作用，提高桥体结构的稳定性和耐久性；另一方面也为桥梁桥体起到防水的作用，防止桥体受雨水的腐蚀。若在施工中，使用的混凝土和易性不佳，就会降低其防水性能的正常效果，致使混凝土表层内形成气泡，气泡水分蒸发导致混凝土表层形成蜂窝小孔，长久以后，混凝土表面产生裂缝，造成桥梁桥体严重的质量问题。

1.2防水措施的技术问题

我国在公路桥梁建筑施工中采取的防水措施，主要是沿用传统的工艺和学习国外的技术，一方面受我国公路桥梁建筑施工发展时间较短的影响，另一方面则是因为在施工初期没有重视防水措施的实际使用。防水措施的技术水平较低，是造成桥梁桥体受雨水腐蚀进而大大缩减了桥梁实际使用年限的又一因素。

2公路桥梁设计的原则及要求

2.1公路桥梁的设计原则

公路桥梁的设计原则，根据桥梁的上下分布主要分为两个部分：2.1.1公路桥梁上部的设计原则公路桥梁上部的设计原则，主要在于重视桥梁上部分的结构构造，如主梁、搭板、伸缩缝等，在主梁的设计上：对于跨径在10m内的主梁，设计原则一般采用通用的混凝土钢筋结构，若单孔跨径超过10m，则应当选用含预应力技术的混凝土结构；若桥梁长度小于100m或单孔跨径小于20m，即宜选用空心板结构；若施工的桥梁跨河，难以利用支架进行浇筑工作，则应当选用连续的空心板结构。另外，考虑到实际桥梁桥面的平曲线以及通车运营时的平稳性，就应当在施工中适当减少伸缩缝数量，如单孔跨径16m以内的桥梁，在设计中仅需1道伸缩缝即可，注意在另一端利用连续结构进行施工，确保桥面的平曲线；若单孔跨径大于16m，应当将伸缩缝施工在桥墩，利用连续对桥两端进行施工，这不仅是考虑通车运营时的平稳性，更是减少安全事故的发生几率。2.1.2公路桥梁下部的设计原则桥台和桥墩等结构构造是进行桥梁下部设计时应当注意的，在桥台的设计上：填土高度对于保障桥台的质量具有重要作用，一般而言，在软土土层的路段，填土高度应当保持在6m内，在一般土层的路段，填土高度适宜保持在10m内；同时，桥台的受力方式一般都会采用重力式，这主要考虑到施工方便和成本控制，对于8m以上台身的墙面，一般而言宜用斜坡，斜率为10：1，需要注意的是对于水平方向存在高度差的地面，则应当选用阶梯式的前墙设计方式。在桥墩的设计上：若桥梁设计为一般结构，宜使用框架式桥墩，即直接在桥墩上盖梁；若在水平方向存在高度差的地面，选用桩柱式桥墩更符合设计原则；若桥梁不同跨径的桥孔的斜交角在30°以内，则桥墩设计应当采用双柱式；若桥梁不同跨径的桥孔的斜交角在30°以外，则桥墩设计应当采用三柱式。

2.2公路桥梁设计的要求

2.2.1设计和环境的结合桥梁的设计需要根据实际的地理环境，实现设计和环境的结合，这是公路桥梁设计的第一个要求。一般而言，公路桥梁的设计，是为了保障建成后的质量，这是进行施工的首要目标；同时，考虑到桥梁建成后的经济成本以及美观价值，则需要确保设计中要将实际环境作为参考依据。2.2.2达荷载标准达荷载标准，这是公路桥梁设计的第二个要求，公路桥梁的建设，是为了实现交通便利和促进经济的发展，达到通车荷载标准，这是公路桥梁实现其使用价值的必须要求。

3公路桥梁的防水措施

对建成的公路桥梁采取相应的防水措施，这对于避免桥梁主梁、桥面等出现裂缝、坍塌等情况的质量问题具有重要作用，同时也是对延长桥梁实际使用年限的有效措施。主要的防水措施有以下两个方面：

3.1建立防水体系

防水体系的建立和实施步骤主要分为四个部分：①桥面的清洁工作，对整体桥面的外观进行简单的清理，如油污、浮浆等污渍，保持桥梁桥面的干净；②基层处理剂的涂刷工作，使用配套的处理剂进行均匀涂刷工作，需要引起注意的是，在实施热熔操作的基层处理剂作业时，要确保桥面是在干燥状态，若桥面处于潮湿状态则可能发生安全事故；③防水层的铺贴工作，先使用喷灯等设备对桥面和防水卷层进行均匀加热操作，再弹出下坡面的基准线，待桥面干燥和卷材外层出现融化情况后及时进行铺贴工作；④接缝处的密封工作，完成铺贴工作后，需要注意接缝处的密封情况，使用喷灯对接缝处进行加热处理，做好密封处理。

3.2具体防水措施

严格设计和控制混凝土的配合比和浇筑的施工质量，确保钢筋混凝土结构内不会产生气泡，从而影响内部结构的稳定性，条件允许情况下利用机械设备对混凝土表层进行清理工作；严格控制伸缩缝的施工，首先确保施工操作的规范性，其次使用防水性能较好的材质，最后确保钢梁的受力安全情况，保证其位移的均匀性。

4总结

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由于山区构造物比较多，地形较为复杂，如地面高差大、坡面变化频繁，地质不稳定、滑坡等，使得山区公路桥梁设计受到了复杂的地形地质条件影响，也变得比较复杂。这种情况下，山区公路线路布设图中平曲线往往占有很大的比例，曲线半径小、纵坡大、半边桥和高挡墙多，使得桥梁设计也大多是小半径弯坡桥多、大跨多及墩高、墩台形式多[1]。另外，由于山区有着比较恶劣的工程条件，要求公路桥梁设计中应着重解决好公路桥梁各细部构造与地形地质条件之间的关系。

2山区公路桥梁结构的选择

一座安全、经济、实用的山区公路桥梁的建成，离不开科学、合理并与之特点相符合的桥梁结构。山区由于地形地质情况比较复杂，沟深坡陡，且多为季节性深沟，因此，很多情况下公路桥梁设计不仅受地形地质条件限制，还受水文条件影响，因此最好采用高桥墩的构造形式，不宜采用路基方案[2]。山区公路桥梁大部分都要跨越山谷，如果采用高桥梁结构设计方式，不仅可以应对季节性洪水问题，利于稳定路基，还不易对周围环境产生影响，既安全又经济。

3山区公路桥梁设计策略

本文将山区公路桥梁设计分为上部结构设计和下部结构设计两部分内容，下面将具体分析上、下部结构设计策略，以及设计中应该注意的相关问题。

3.1桥梁上部结构设计

3.1.1结构形式的选择

在山区有着很多的季节性河流，为了跨越这些河流往往需要架设桥梁，使得桥梁在山区公路中占有很大的比重，无形中加大了成本投入。为了使成本投入经济又合理，施工方便，桥梁上部结构经常采用标准化的预制装配结构[3]。但是因为每个施工现场有着不同工程地质条件，设计方案也会有所不同，为此，以下将重点分析公路桥梁标准化、预制装配结构的设计内容。近几年，山区公路桥梁工程常用的预制装配结构设计方案的标准跨径基本有16m、20m、25m、30m、40m、50m等，横断面形式基本采用空心板、T梁、小箱梁等。如果桥梁跨径小于30m，可从空心板、T梁、小箱梁中任意选择一种横断面形式，但是如果跨径大于30m，最好选择T梁形式的横截面形式。山区公路桥梁一般对净空无严格限制，加上山区公路平面半径比较小，超高缓和段及竖曲线不可避免，如果选择空心板和小箱梁形式的横截面，架梁时不易调平一片梁的4个指支点。4个支点如果不在一个水平线上，可能导致支座受力不平衡[4]。所以，大跨径的桥梁应尽量选择T梁形式的横截面，条件允许时小跨径的桥梁也应该选择T梁式横截面，利于保持受力点平衡、稳定。在这里需要强调的是，由于山区受到地形限制，基本上不存在较好的运输和预制条件，但是50mT梁架设对运输和安装的要求很高，为此，山区最好不易选择跨径大于50m的桥梁结构。

3.1.2桥梁上部结构设计中需要注意的问题

（1）处理好跨径和墩高之间的关系从美学角度出发，桥梁跨径与墩高之间的比值应在0.5~1.0之间，即桥梁跨径如果是30m，墩高最好在15~30m之间。将桥梁跨径与墩高之间最佳比值固定在0.5~1.0间，原因在于这样的设计比较经济实用，既不影响桥梁外形的美观度，也能达到控制投资成本的效果。但山区公路地形变化频繁，不易根据墩高来决定跨径，应根据公路地形的变化情况选择一种跨径。但是，如果地形起伏变化非常频繁，也可以选择组合跨径。通常一个公路桥梁工程不止有一种跨径方案，这种情况下，要经过多方对比分析，选择造价低、质量有保障的方案。

（2）处理好上部结构与平面线形之间的关系若不能处理好上部结构与平面线形之间的关系，可能导致出现曲线桥。曲线桥一般表现为内外弧差和中矢高。在布置墩台径向时，内外桥梁因受到曲率半径的影响会出现梁长不等的情况，半径越小，内外梁之间长度差距越大[4]。为了有效解决这一问题，必须处理好上部结构与平面线形之间的关系，否则极容易影响到内外桥梁的等长情况，并最终导致出现曲线桥。针对内外弧差这一问题，可以采用以下两种应对措施：根据平面半径的变化适当调整梁长；不改变梁长的前提下，通过加大帽梁、封锚端或加长现浇连续段的方式以适应平面半径的变化。第一种应对措施设计简单，规格统一，但往往需要很大场地堆放预制梁，场地不仅不易寻找，而且管理起来难度较大[5]。如果采用第二种应对措施，在半径比较大时可以采用内弧长等于标准跨径布置，如果半径比较小，可以采用中线弧长等于标准跨径布置。针对中矢高这一问题，如果中矢高在10cm以内，一般可通过调整护墙内缘的方式适应平面线形。在中矢高超过10cm时，不易调整护墙，以免影响桥梁整体外形的美观度和消弱护墙功能。最好的解决方式就是按照实际曲线情况预制梁外缘，以此来适应平面线形。

（3）弯梁桥横坡设置问题在山区公路上看到的桥梁，平面上多呈扇形。为了使弯梁桥满足行车要求，要求在结构横断面上做成一个外弧侧高、向内弧侧倾斜的横坡。横坡的设置方法有两种：一种是将梁横断面上的每根梁肋做成不等高；另外一种是将梁横断面上的每根梁肋做成等高，然后将内弧侧做成倾斜，同时将桥墩盖也做成倾斜，利用支座垫石和梁底设置的楔形垫块所产生的力量使支座受力均匀，保持稳定。

（4）结构体系公路桥梁结构体系基本包括全钢构体系、全连续结构体系等几大类。全钢构体系如果应用于多跨梁桥，由于多跨桥梁的桥墩高相差很大，必须通过调整桥墩的线刚度来改善桥墩的受力情况，这样必然存在着多种桥墩尺寸，不仅影响桥梁外形的美观，也不利于施工。全连续结构体系的舒适性比较差、墩台水平位移比较大，相应的墩柱尺寸也要比较大一些，既不利于节省材料也不利于结构优化。山区地形复杂，地形起伏变化比较频繁，因此桥梁多是弯桥或坡桥。无论是弯桥还是坡桥，作为曲线桥梁中的一种类型，在弯扭耦合作用下必然沿着某一点变形。如果采用全连续结构式的桥梁，当桥梁整体沿着某一点向下滑动时，必然不能保证桥梁结构受力平衡、均匀，如再出现支座脱空或破坏的问题，桥梁必然会受到前所未有毁坏[6]。从以上分析内容可知，选择某一种结构体系作为桥梁整体的构造并不是明智的选择。为了保证桥梁结构受力均匀、平衡，使用寿命长，设计人员应适当根据地形的高低合理调整墩高，保证中间桥墩较高，然后将刚度基本一致的相邻桥墩连接在一起，满足桥墩水平受力的要求，矮一些的桥墩则可通过设置滑板支座或橡胶支座以满足桥墩水平受力的要求，这样就可形成连续梁，无论是高桥墩还是矮桥墩，其受力性能都会得到有效的改善，桥梁整体也就能更加适应地形特点。由此，山区公路桥梁可以采用连续-刚构混合体系，既能满足桥梁的受力特点，又能适应平面线形。

3.2桥梁下部结构设计

3.2.1桥墩

桥梁跨径的大小决定着桥墩的高矮，一般情况下，矮桥墩设计由强度控制，高桥墩设计时要考虑稳定性问题。山区公路桥梁经常采用柱式墩，柱式墩中又分为圆柱墩和方柱墩。从外形来看，圆柱墩的外形比较好控制，质量也比较容易控制，也便于与桩基衔接。但方柱墩因为有棱有角，在外形上没有圆柱墩看起来那么美观，质量控制上没有什么区别，只要方法得当，桥墩质量都会得到有效控制。从受力角度来看[6]，在圆柱墩和方柱墩截面积相等的情况下，方柱墩的抗弯刚度一般要大于圆柱墩，有着比圆柱墩好的受力性。至于为什么存在这样一种情况，主要原因在于当桥梁结构体系为连续钢构时，方柱墩可通过调整墩柱两个方向的刚度以达到调整墩柱受力的目的。但是，圆柱墩每个方向的刚度都是一样的，受力性的调整效果会比较差。尽管方柱墩在调整受力性上有一定的优势，但也有一定的缺点。除了外形不够美观外，墩柱与桩基之间要通过桩帽来连接，无形中增加了工程量。所以，具体设计中应根据实际情况决定选择方柱墩还是圆柱墩。如果地面比较陡，可适当采用双柱墩以增加稳定性。

3.2.2桥台

通过对大量资料分析得到，山区公路桥梁桥台一般采用U型台、肋板台、桩柱式台，其中U型台最常用。U型台的设计要根据施工现场的地形、地质条件而决定，以达到减少工程量、适应地形的目的。如果施工现场地质条件比较恶劣，可以在U型台下设置桩基，维持桥台结构的稳定性。

3.2.3基础桩

基础是山区公路桥梁最常用的基础，除此之外，扩大基础也是比较常见的方式。在地形地质条件比较好的情况下，适宜采用扩大基础，桩基础适用于地质情况比较恶劣的情况。地质条件非常恶劣，则可采用摩擦桩[7]。如果桥梁架构在斜坡上，无论采用扩大基础还是桩基础，在设计时都应考虑基础扩散角和覆盖层厚度，以及在施工过程中可能出现的问题。桩基础的施工方法多为挖孔桩和钻孔桩。尽管挖孔桩造价比较低，但是由于其不适用于地下水位比较高、易形成塌孔的地质条件，为此，是否选择挖孔桩应根据实际情况来决定。

4结语

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现实技术是道路桥梁设计在公路桥梁设计中，设计人员经过对公路桥梁的设计技术、设计方案及基础设备等进行有效的设计，形成设计方案，用于工程施工的使用。在计算机技术的大量应，与传统的设计方式相结合，通过现实虚拟技术与其模拟技术以及用传感器等技术将设计方案进行模拟，设计师将改设计方案整合成为三维式的设计，使设计方案利用图纸的形式展现出来；在施工中，不仅能够直观的将设计进行良好的运用，还能够使设计具有方便携带、美观等特点。使公路桥梁设计与计算机技术结合，促进了社会及公路桥梁事业更加优质，有利于计算机技术的推广使用。

2高速公路计算机设计和虚拟现实

2.1国内辅助道路平面设计

道路平面是不亚于金牌的平面,平面设计的高速公路的和平的方向是表面上的程度与信息媒介元素,最终确定因素的木桩的坐标木桩高速公路。首先,根据地形线等确定高平面设计的开始和结束时和污染要素的人行道上。确定总趋势和自然美设计的高速公路。道路设计中做出怎样的选择污染轮廓,考虑到各种因素：

（1）创下了历史最高纪录。对应该是水平齐的连续兼用地形协调的环境和周围地形。（2）维持打破均衡和型号飞机。（3）皮犀利的直线。

2.2道路辅助设计

根据直线道路中央部署文件共享和扩大,总是起伏的空间设计概要道路的举动,汽车主要任务是根据当地等级、道路性能的自然条件和工程经济研究和空间的大小和长几何结构,人口迅速、交通、经济、合理的安全、高旅客。这种需求需要高速公路上好的形象。垂直截断面的主要道路概要设计的结果,也是道路设计的重要技术文件。道路纵断面的结合,平面图明确确定道路的位置。

3两个电脑和建模高度化技术

公路企业建设中工程中分，设计人员必须进行综合性因素的考虑。将设计方案与实际工程项相组合，取得良好的效果。建筑设计中，基础的模型与施工的模式在通过电脑的制图技术，运用图纸的形式明确的展现出来。

4联合业务系统的电脑技术

提供计算机技术的使用使人类得到更多的效益，因此对于计算机技术的发展续期越来越高，计算机技术逐渐受到重视。CSCW(computersupportedcooperativework)的具体的意义是指人的任何地方,得益于计算机技术,计算机技术可以进行信息及资源的共享，在虚拟环境下将信息的接收传送功能进行结合。道路桥梁设计中，充分的运用了计算机技术的这一特点，将工程中的各种信息进行统一管理，在设计中明确的体现出来。

5电脑ERP技术

对于电脑生产技术是1950年代末太空梭和军事工业发达国家。道路桥梁设计也为了缩短工期的整体事业,届时韩国,对于3比CAM,提出了并行的概念。CE简称公社事业执行的主要需求能够共享数据库和相关人士和计算机网络技术的赞助下,产品数据管理系统。20世纪80年代以后产品数据管理系统(PDM)的设计和开发PDM-II系统。计算机技术的应用，在很早的太空与军事领域方广泛应用，计算机技术应用主要包括工程的设计、检测、图片处理、机械制造等高端领域的应用；计算机事业的发展，在近些年，被各国普遍应用。公路桥梁设计中也逐渐应用计算机技术，利用计算机技术的高效、智能、科技化先进等特点与设计有效结合。

6电脑辅助报道

篇6

作者：张定马 单位：武汉中咨路桥设计研究院有限公司

由于山区高速公路对桥梁结构的美观要求相对较低，除跨越超高沟谷等特殊路段之外，根据经济性比较，常规预制结构的桥梁上部构造均采用技术成熟，施工便捷，吊装重量轻，造价节省的预应力混凝土T梁，先简支后结构连续或刚构体系。桥梁下部构造经济比较高度小于40m的桥墩当桥墩高度小于40m时，桥墩多采用柱式墩。柱式墩根据外形，分为圆柱和方柱。圆柱施工中外观质量容易控制，且与桩基连接方便，施工较方便。截面积相等的方柱和圆柱，方柱与圆柱的抗弯刚度之比为1．05∶1，从受力上看，方柱受力优于圆柱。方柱的缺点是墩柱与桩基之间是通过帽梁连接，增加了工程数量，并且山区地面横坡较陡，帽梁构造增加了边坡不稳定性。因而现在较多的选用圆柱墩，下面就桥墩高度小于40m时，通过不同跨径、不同墩高配不同桩柱尺寸桥梁的造价分析，得到桥梁经济性比较表(以半幅一联桥长计算，桩长考虑沿线地质情况差异后取加权平均值，20m，25m跨径桩长20m，30m，40m跨径桩长22m，均按端承桩计算)。使得其经济性最优。分析结果表明最佳跨径组合为:平均墩高在20m以下时采用20mT梁;平均墩高在20m～25m时采用25mT梁;平均墩高在25m～35m时采用30mT梁;而平均墩高在35m～40m时采用40mT梁。高度大于40m的桥墩一般矮墩设计由强度控制，但是当桥墩高度大于40m时，桥墩须考虑稳定问题。桥墩的稳定从失稳形态上分为面内失稳和面外失稳，从失稳时的平衡状态可分为支点失稳和极值点失稳，从是否考虑材料非线性及几何非线性又分线性失稳和非线性失稳。工程中习惯把线性稳定问题称为一类稳定，把考虑材料非线性和几何非线性稳定问题称为二类稳定。工程中一类稳定系数一般不小于4～5，但是一类稳定是假定构件为理想中心受压杆，实际结构由于施工、制造、安装等误差，很难达到这一理想状态，实际的桥墩轴线可能出现偏差，高墩在水平荷载作用下将产生很大的变形等。故考虑结构的初始缺陷、几何非线性、材料非线性的二类稳定分析更接近真实。因为二类稳定分析的最终状态达到塑性变形而破坏，因此，桥梁结构的二类稳定安全系数与强度安全系数是一致的，按照JTGD62-2004公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范，取荷载系数为1．2，设计强度对应的混凝土安全系数为1．25，结构工作条件系数为0．95，则要求钢筋混凝土结构的整体安全系数不小于1．2×1．25/0．95=1．58，即二类安全系数也要求不小于1．58。按照上述原则，对高度在40m～80m之间的桥墩作稳定性分析(高度大于80m时，一般选用连续刚构桥型)。

一般当路基中心填方高度大于20m时，须做桥梁和路基方案的比较。当地形为“U”形且横向坡度较陡，路基边坡要放较远时，填土运距远，考虑到土方数量及边坡稳定性，此时可采用架桥方案。当地形为收敛较快的“V”形峡谷，且与隧道相近，为消化隧道废方，路基方案比桥梁方案更具有经济性、环保性、安全性。因为废方可以就地消化，有利环保;填方运距很近，经济上占优;“V”形峡谷纵向坡度较陡，场地局限，若架桥，施工难度大。因此，对于填土高度大于20m的路段，应根据地形、地质条件综合比较后决定是否设置桥梁。陡边坡上的桥梁设计山区高速公路地形横坡陡峭，有时候半幅路填方较高，另外半幅路处在浅填或者挖方上。此时就需要半幅路设置桥梁，半幅路设置路基。做路基的部分需要设置挡土墙。桥台由于山区地形、地质的特点，一般横、纵向坡度较陡，岩层较浅，持力层较好。为了能够台前放坡，减少开挖，桥台尽可能采用重力式U形桥台，扩大基础。在地势较平坦、坡度较缓、地质较差的地方，可采用柱式台、肋板台，桩基础。当地势很陡、地质较差，不能采用上述3种桥台的情况，可采用U台配桩基础。U形桥台台后填土高度一般控制在8m以内，柱式台、肋板台台后填土高度分别控制在5m，12m以内。U台应根据地形在横、纵桥向分别设置合理台阶，以减少开挖，节约圬工量。支座设置山区高速公路桥梁桥墩一般较高，考虑山区高速公路纵坡较大，常年温度作用下，上部构造有向下坡移动趋势，增加主梁纵向限位措施，如墩梁固结的方法来防止主梁运营期间纵向滑移。

在分联墩或者较矮的桥墩上设置支座，支座应考虑曲线桥由于扭矩造成的支反力外，还需考虑曲线桥变形引起的变位方向的差异，可以设置盆式支座来满足上述要求，同时盆式支座较板式支座的寿命长，也可避免高墩支座检修的麻烦。伸缩缝的设置曲线桥由温度变化、混凝土收缩、徐变引起的伸缩，会因内外侧梁长不同而不同，造成曲线桥梁比直线桥梁的伸缩量要大。此外，还需考虑长大纵坡下梁体向下坡位移的影响。故曲线、长大纵坡桥梁所选用伸缩缝的伸缩量要比常规桥梁大。以高墩、曲线、大纵坡为特点的山区高速公路装配式桥梁的设计，应充分考虑高墩的稳定性以及曲线、大纵坡给桥梁结构带来的附加力。注意曲线扭矩、大纵坡水平力、弯坡组合下的动态增量对结构的影响。

篇7

关键词：桥梁工程；设计；施工；质量

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

中图分类号：TU997文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）02-

一、桥梁工程设计中出现的问题

（一）结构选型存在一定的缺陷混凝土桥梁的结构选型，尤其是中小桥梁，多采用空心预制板梁，从配筋形式区分有先张预应力、后张预应力、普通钢筋混凝土，横向连接有大铰缝、中铰缝、小铰缝之分，靠理想中的铰将由车轮传递下来的力分布到其他板梁，只有很少的一点钢筋作为板与板之间的联系作用。由于设计和施工等问题，铰缝混凝土往往不密实，不能很好地起到铰的作用，在超重车辆的作用下很容易产生应力集中，逐渐产生了纵向裂缝，形成了单梁受力，使整个桥面系遭到破坏，并对梁板产生损害。（二）对桥面水泥混凝土铺装工艺要求不严格过去一度认为铺装层只是找平作用，设计、施工都没有认真对待，恰恰就是这一层最容易出现问题。主梁与铺装层的联结太弱，配比不严格，材料不考究，浇注方法不科学等，所以带有先天性的不足。又由于我国的实际情况，有些桥梁工程在后期赶工，桥面铺装层施工存在很大的问题，厚薄不匀、强度不足、裂缝严重，尤其是砂浆上浮现象非常严重，通车后不久就出现激白浆等破坏现象，这不但与使用材料、配比有关，与施工工艺方法有很大关系。（三）桥面防排水系统不完善首先，有些桥的构造上存在着缺陷，比如人行道或防撞栏杆直接座在边梁翼板上，而不是将翼板包住，造成雨水等浸害边梁外侧，所以边梁的病害出现早于中梁。泄水口的设置不尽合理，有些排水口的高程高于水泥铺装层，造成沥青铺装层的层间水排不出去，一是造成沥青铺装的水损害，二是对水泥铺装层形成腐蚀，尤其是冬季溶冰盐的使用，更是加速了对混凝土的腐蚀作用。再就是雨水管的管路设计不通畅，很容易堵塞，以致造成对收水口周围混凝土的严重腐蚀。对桥面防水已经都认识到其重要性，而且都采用了防水设计，但防水材料的选用不规范，带来一些不应有的缺陷。这一层的作用不仅是防水，更重要的是起着沥青铺装层和水泥铺装层的粘结作用，层间的粘结力必须大于车轮产生的水平力。再就是泄水口、伸缩缝等关键部位的防水往往注意不够，造成边梁、梁端的局部严重腐蚀。（四）简支梁结构中，伸缩缝间距与支座选用不匹配目前简支梁结构的伸缩缝间距一般采用100米左右，中间只设桥面连续，梁下一般采用橡胶板支座，有些在设置伸缩缝的梁下采用滑动支座。由于橡胶板支座的厚度有限，梁体不能自由伸缩当夏天涨出去以后，冬天收缩不能完全回到原位，尤其一天之间急剧降温，更不能理想的缩回，反映到桥面就是桥面连续处出现不规则裂缝，又由于桥面连续处预制板的不平整，设计了砂浆找平层，强度较低等原因，所以很快就被破坏。（五）桥头构造处理不完善有些桥的桥头处理很不理想，人行道、栏杆等附属构造物只在桥梁部分设置，引路部分没有设计，或只有警示桩，尤其是当桥垮与堤岸还有距离的情况下，不但显得不协调、不安全，而且雨水很容易从此处流到桥台下面，造成对桥台的侵蚀。

二、桥梁工程施工中出现的问题具体来讲可表现为高填土下沉、软土地基超限沉陷、沥青路面早期破损、水泥路面断板开裂、路面不平、桥梁伸缩缝和桥头跳车、隧道衬砌渗水、防护工程和小型结构物表面粗糙、预应力结构管道压浆不实等相关质量控制不利的现象。以下简要针对跳车、高填土下沉以及预应力结构孔道压浆不实三方面来分析桥梁工程常见病害：（一）跳车现象所谓桥头跳车，指的是桥梁构建与桥梁台背的路基之间发生一定的高差沉降，从而引起一定的桥梁表面不平，随着沉降数值的增大，汽车高速奔行时，引起车辆频繁震动，更有甚者造成腾空。造成跳车的原因大体可表述为地基地面条件、填料、施工材料以及施工技术问题等多因素。究其原因，还是因为沉降高差的形成造成跳车现象。包括地基地面条件、填料、施工材料以及设计、施工方面的诸多因素。其主要表现为桥(涵)台与相邻路堤之间产生沉降差，造成错台或纵坡不顺以及构造物的附加变形(指伸缩缝)，导致跳车。对于填土沉降而言，桥台沉降不均匀，伸缩缝和搭板两者结合不当，造成桥台台阶的形成，严重影响驾车人员舒适效果和行车安全，桥梁的冲击力也相对较大。针对跳车现象一般在施工过程可以采取以下措施：首先，选取夯实效果良好的回填材料，并在压实过程中严格按照规范，满足压实效果，减少路桥沉降高差。其次，在伸缩缝施工时应注重选取伸缩性能优异的伸缩缝，并加以平整。最后，在适当情况下可采取填方――填方沉降――建桩的工艺流程，从而达到降低填土与结构的沉降高差。（二）沉降问题路基沉降全部是地基沉降，路基填方本身基本不发生压缩沉降，地基沉降与地质条件和填土高度(即地基单位面积受力)有关，地质条件越好，填筑高度越低，沉降越小，反之路基沉降越大。通常在填土施工中通常会遇到深填、高填、半填半挖等不同方式的填土施工，但是不论什么方式的填土施工，通常都会遇到通车不久，便产生下沉现象，发生此现象的原因主要还是由于施工不当所造成的。比如施工压实程度不够、采用过后分层方式、在低温施工时没采取相应技术措施冬等等。在材料的选取上，必须采用精确的最大干容重以及最佳含水量的混凝土，否则，极大程度上会出现高填土下沉现象。堆载预压法是工程上广泛应用，行之有效的方法。其目的就是消除路基可能产生的沉降和提高软土地基的强度，满足路基的承载力稳定性。根据预压荷载的大小，预压法分为两种：等效预压和超载预压。因等效预压沉降的大小与预压时间有关，不能达到最终沉降量，所以采用超载预压。（三）预应力结构孔道压浆不实灌浆强度的好坏，直接关系到孔道填充程度，若相对不饱满，很大程度上会发生预应力钢筋的锈蚀，这样会造成混凝土预应力作用削减，严重者，会导致孔道内淤积大量空洞，导致施工停滞，造成巨大的损失。解决预应力结构孔道压浆不实，必须加强灌浆强度，避免造成空洞，同时必须检测孔道填充程度，确保填充饱满。

篇8

关键词：临时结构；设计；施工荷载

桥梁结构种类多式多样，不同的桥梁采用不同的施工技术方案，所需要的临时结构的种类也不尽相同，临时结构存在的每一个安全隐患都将影响到整个桥梁施工的安全效果[1]。目前我国没有专门针对桥梁施工临时结构的设计规范，常用的临时结构的设计，大都由施工单位来完成，针对临时结构的设计，还有一些问题需要进一步探讨，对这些问题进行更好的研究与探讨，能够更好的避免桥梁事故的发生。

1桥梁施工临时结构设计采用的规范

现行的国家标准和行业标准中均无专门的临时性的设计规范，仅有部分条款散落在设计、施工规范中，使得临时结构的设计缺乏系统的依据。目前常用的《公路桥涵施工技术规范》仅对模板、支架做了比较详细的规定，但对钢围堰的规定相对较少。2015年新版的《公路钢结构桥梁设计规范》也主要是针对永久桥梁结构而言，相比之前的《公路钢结构与木结构设计规范》去除了对临时钢结构设计的规定。相对于桥梁而言，建筑施工采用的临时结构规定要稍微完善，2010年《施工现场临时建筑物技术规范》，2013年了《建筑施工临时支撑结构技术规范》。

2桥梁施工临时结构的设计方法

众所周知，对于永久结构的设计方法有容许应力法、破损阶段法、极限状态法和概率极限状态法几种。对于桥梁施工临时结构，采用的是容许应力法，并且对于模板和支架的设计规定了设计计算时的荷载组合，对于建筑施工临时结构，2011版的《混凝土结构工程施工规范》则明确规定模板及支架的设计采用以概率理论为基础，以分项系数表达的极限状态设计方法。

3施工荷载的取值

目前所采用的施工荷载的取值大多都采用的都是永久结构的取值，对于永久荷载而言，临时结构的取值可以参考永久结构的取值方法，但是对于可变荷载，尤其是施工期的环境荷载，例如施工期的风载、水流力及波浪力存在着极大的不确定性，极易造成施工阶段的工程事故，因此为了保证临时结构的设计安全，必须结合现场的实际情况进行施工荷载的取值，笔者认为对于施工期变化比较大的环境荷载，例如施工期的风载、水流力及波浪力等，在不确定性很大的情况下，还是应该多增加施工期环境测试，对施工现场的风速、水速及波浪等情况进行持续的跟踪，确定出最不利荷载。

4施工工况与荷载组合

在桥梁的施工过程中，要根据具体的施工方案对临时结构进行工况分析，确定临时结构在每一工况受到的施工荷载并进行荷载组合，使临时结构在各工况下的强度、刚度及稳定性满足要求[2]。对此，《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T-2011）对于模板与支架设计计算的荷载组合已有比较详细的规定，如表1所示。表1模板、支架设计计算的荷载组合[3]和模板与支架相比，施工采用的挂篮、围堰则没有如此比较详细的规定。挂篮型式很多，构造上也有很大不同。施工时选用哪种型式的挂篮要根据具体情况而定。根据挂篮施工的主要步骤、受力状态，经常可以将挂篮分为空载、行走和浇筑混凝土三种施工工况。在桥梁的深水围堰中，钢围堰应用的比较多，工况也比较复杂。钢围堰的的施工工况大体可以分为4个阶段：吊箱下放阶段、混凝土封底阶段、抽水阶段和浇筑承台混凝土阶段。对于不同的施工工况，对应着哪些荷载，笔者认为规范对此进行很好的完善可以有利于施工临时结构的设计，从而保证施工的安全。

5安全系数的取值

对于临时结构设计的安全系数，2013年了《建筑施工临时支撑结构技术规范》直接采用的永久结构设计的安全系数。对于桥梁施工所采用的临时结构，规范对于缆索吊装系统中各种索的钢丝绳和锚碇安全系数做了比较详细的规定；对于挂篮在行走时的安全系数、自锚固系数和限位系统的安全系数做了规定。相比挂篮和缆索吊，围堰还有待继续完善。

6建议

6.1目前桥梁施工临时结构设计中主要用到的是容许应力法，但是对于施工荷载的调查和统计还甚少，建议相关部门增加施工期的风载、水流力及波浪力的调查及跟踪。6.2对于经常重复利用的临时结构的材料，例如钢结构和钢丝绳等经常利用的材料进行相关的养护和维修，建议规范增加不能重复利用的临时结构标准，进行报废。6.3对于一些重复利用的临时结构，设计时能标准化的将尽量标准化，能够节省不少经济投资。

作者:郑俊杰 向 群 单位:天津铁道职业技术学院

参考文献

[1]李艳哲,冯广胜.桥梁施工大型临时结构设备标准化研究[J].桥梁建设,2007:18-21.

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【关键词】山区桥梁 桥梁基础 桥梁设计 基础设计 山区公路 墩台基础

中图分类号： TU997 文献标识码： A 文章编号：

一．引言。

随着我国经济的快速发展，公路建设作为社会和经济发展的基础工程也得到较快发展。我国地域广阔，陆上地形复杂，在湖南南部永州地区，基本上都是多山地带，在此区域内开展公路建设时，公路中桥梁占用线路的比率较大。在山区的公路桥梁设计中，由于山区地域基础的特殊条件，要结合实际的地质情况来综合考虑。

二．山区桥梁基础设计。

1.山区桥梁基础设计的必要性。

永州地区山区较多,地形复杂,地面的高差变化较大,地质情况复杂,不稳定斜坡、陡崖、滑坡、煤气地层等不良地质情况都存在。受到外界条件的影响，公路路线布设的时候平纵横都受到了约束，平曲线较大，平面半径较小，桥梁比率高，挡土墙多。山区公路桥梁也具有以下的特点，弯坡桥较多,墩台形式多,在设计的时候必须结合实际的地质情况,合理的解决桥梁设计的各个细节，才能够设计出合理的山区桥梁基础施工方案，确保桥梁工程质量。

2.山区桥梁设计特点。

（1）山区公路与桥梁特点。

山区公路上要特点足地形、地质、水文条件复杂。地形复杂。表现为沟壑众多，地面高差变化大，纵横坡均较陡直，冲沟发育。地质复杂，表现为滑坡、崩塌、泥石流、岩溶、陡崖、断层及煤矿采空区等不良地质不同程度存在，岩性、岩石风化程度各有不同。水文条件复杂，表现为水系众多，水文地质、暴雨、洪水等沿路线不爆相同。山区公路路线布设时平纵横三个方面都受到约束，一般就是平曲线多，平面半径小，纵坡大，桥粱比例高，横坡陡，半边桥和高挡墙多。山区公路桥梁也相心具有以下特点：弯坡桥多，高墩大跨多，墩台形式多，设计中必须协调解决好桥梁各细部构造与地形地质之间的关系。基于山区复杂的地形地貌，致使山区公路桥梁在路线中所占比例人，一般选择曲线、人纵坡、高墩、长桥等设计方案。

（2）山区桥梁桥位选择。

3．山区桥梁桥位的选择

由于山区的地形、地质及水文条件复杂，桥梁要根据公路功能、等级、通行能力及抗洪防灾要求，结合水文、地质、通航、环境等条件进行综合桥位选择。桥位应选择河道顺直稳定、河床地质良好、河槽能通过大部分设计流量的河段。桥何不宜选择存河汉、沙洲、古河道、急弯、汇合口、港II作业区及易形成流冰、流木阻塞的河段。山区公路桥位选择总的原则是：中、小桥严格服从路线布设，大桥、特大桥等大型工程应做多办案同精度的桥位比选，并以其为控制点，总体上达到与路线走向一致，路、桥综合考虑，合理衔接。桥位选择应从国民经济的发展和国防建设的需要出发，做到整体布局合理，同时兼顾群众利益，少占良田。另一方面桥位选择时，应针对各个必选的方案进行详细调查和勘测，并根据实际需要对桥址区进行必要的工程地质勘探和水文地质分析，同时应考虑桥位设置对其周围环境的影响，充分征求地方政府有关部门的意见，经全面分析比选。确定出推荐方案。

4.基础设计。

任何结构物都建造在一定的地层上，结构物与地层接触的部分就是基础。工程实践表明：结构物的地基与基础的设计和施工质量的优劣，对整个结构物的质量和正常使用起着根本的作用。基础工程时隐蔽工程，如有缺陷，较难发现，也较难弥补和修复，而这些缺陷往往直接影响整个结构物的使用甚至安全。基础工程在质量、工期、费用3大指标上影响着整个工程建设的始终，在工程建设中占据了举足轻重的重要地位。因此，对于桥梁工程设计人员，应该全面掌握桥梁基础的专业知识，了解各种桥梁基础的特点及适用范围，才能在各种复杂的地质条件下发挥所长精心设计基础工程，确保桥梁工程建设更好完成。

基础工程的分类及特点。基础根据埋置深度分为浅基础和深基础。将埋置深度较前(一般小于5米)，且施工简单的基础称为浅基础；由于浅层土质不良，需将基础置于较深的良好土层上，且施工较复杂的基础称为深基础。基础埋置在土层内深度虽较浅，但在水下部分较深，如深水中桥墩基础，称为深水基础，在设计和施工中需要作为深基础考虑。公路桥梁及其人工构造物首先考虑用天然地基上的浅基础。当需要设置深基础时常采用桩基础或沉并基础，我国公路桥梁现今最常用的深基础是桩基础。

5.桩基分类。

桩基按施工方法来分，可分为预制桩和就地灌注桩；按基础受力条件来分，可分为端承桩和摩擦桩；按桩所采用材料来分，可分为钢筋混凝士桩、钢桩和合成桩；各类桩基须根据地质、水文等条件比较采用。通常来说，摩擦桩和端承桩在实际工程中运用的比较多。当桩基础穿过土层，桩端支承在坚硬土层或岩层上，上部荷载主要靠桩端处硬七层或岩层提供的反力来支承，桩侧摩阻力很小，可忽略不计，这种桩称为端承桩。当土层很厚，桩端达不到硬土层或岩层土，桩的荷载主要靠桩身与周围土层之间的摩擦力来承担，桩端处土层或岩层反力很小，这种桩称为摩擦桩。实际的桩通常是介于上述两种情况之间，桩基竖向力由摩擦力和桩端力共同提供，只是两个力所占的比例不同，为了简化计算，我们通常把占比例少的一部分忽略不计。

6.墩台基础位置确定。

要想确定墩台基础的合理位置，在桥梁分孔时就要充分考虑基础位置处的地质、边坡和水文条件是否适合，若能通过改变桥梁分孔避开不利的地质，使墩台位置远离山坡坡面是设计中应该首选的方案。仅当特殊情况，迫不得已时，方可考虑在山坡上设置墩台。目前由于人们越来越重视环境方面的因素，山区公路在高填方段，即使没有被交物的限制，也往往选择设置桥梁的形式。在这种情况下桥梁选择统一的标准跨径应该无可非议，但是山区中复杂的地质、水文条件就成为制约桥梁分孔的多个重要因素。例如在京承高速公路山区清水河18桥右线，7#～238墩段，没有被交物的限制，在初步设计阶段选择了13×30m的标准跨径。但到施工图阶段，桥位处的详勘报告显示，148、158墩位处岩体节理发育，完整性差，需首先清除上部开裂不稳的岩体，对下部较大的裂隙进行灌浆处理，而且需对东侧下部岩体进行预应力锚索加固处理。

六．结束语。

山区桥梁基础设计时，要考虑地形条件和地理状况，同时要选择合理的施工方法，通过工艺控制，来提高山区桥梁质量。

参考文献：

[1]王航 山区桥梁基础的设计与研究 [期刊论文] 《中外公路》 ISTIC PKU -2008年6期

[2]许璐 山区高速公路桥梁设计关键问题研究 [学位论文]2009 长安大学：建筑与土木工程

[3]李春鹏 锚固桩基础在高墩桥梁中的应用研究[学位论文]2007 中国地质大学(武汉)：地质工程

[4]尹兴科 北京浅山区桥梁工程基础选型与勘察技术要点分析 [期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》2013年4期

[5]吉随旺 JI Suiwang 桥梁基础地质条件对桥梁震害的影响分析 [期刊论文] 《资源环境与工程》2009年z1期

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关键词：高铁连续梁桥施工；控制问题；探讨

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

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

中图分类号：TU755 文献标识码：A文章编号：

1、引言

近些年来，我国的高速铁路得到了迅速的发展，给人们的交通出行带来了极大的方便，但是，高速铁路的建设要求很高，在施工中也存在一些困难，尤其是桥梁的设计和施工，给设计人员和施工人员带来了巨大的挑战。由于悬臂结构和T型刚构的桥梁需要设置较多，容易出现“搓板”现象，因此，我国高速铁路大多使用超静定结构的连续式桥梁，这种结构的桥梁刚度大、变形小，行车平顺，伸缩缝设置较少，优势明显。本文主要针对超静定结构的连续式桥梁来探讨桥梁的施工控制方式。

2、高铁连续桥梁现场施工控制内容

高铁连续梁现场施工控制的内容包括线性的控制工作、关键截面应力的控制工作、温度控制工作、结构稳定性控制工作以及施工安全控制工作。

2.1 线性控制

线性控制是高铁连续桥梁现场施工控制工作中最为重要的内容，其具体的内容包括几何外形控制工作以及挠度变形控制工作。在桥梁施工的过程中需要严格的控制好梁体的竖向挠度变形以及桥梁的几何外形。

2.2 关键截面应力控制

为了控制好关键截面的应力，必须要在桥梁关键截面处设置好应力的观测点，对应力变化进行实时的检测，如果发现应力出现偏差，就要做好调整工作，提高桥梁结构受力的稳定性。

2.3 温度的控制

温度的控制是桥梁施工控制工作中的主要内容之一，合理的温度控制能够检测出现场气温的变化以及桥梁内部混凝土的温度变化，能够有效的防止开裂情况的出现。

2.4 稳定性的控制

高铁桥梁中有大量的高桥墩、大块度以及薄壁的箱型结构，这种结构的大量使用会降低桥梁的整体刚度，影响桥梁的稳定性，因此，必须要重视好桥梁结构稳定性的控制工作。

2.5 安全的控制

高铁桥梁施工时一项关系国计民生的大工程，在施工的过程之中，必须要全程控制好施工的安全性，做到全心全意的为人民服务，建设好人民满意的工程。

3、高铁连续桥梁现场施工控制方式

对于高铁连续桥梁的施工控制工作，需要严格的根据施工进度和施工方案来完成，从现场梁体的整个施工开始时期到最后的合拢期，控制人员都必须对整个现场梁体内部的温度和应力进行及时的观测，再根据观测数据的变化来修改理论模型，计算出下一节桥梁的预拱度，并建立好模标高来对整个施工过程进行指导。

3.1 高铁连续桥梁的施工控制方式

待整个桥梁下部结构的施工完成之后，由于实际的现场环境有一定的限制性，因此，施工单位以及设计单位必须对设计方式进行反复模拟分析，对设计方案进行优化。此外，为了更好的控制施工过程的应力，必须要对桥梁结构应力变化进行实时的检查，以便保证整个梁体结构受力的稳定性。同时，在埋设传感器时，需要考察现场钢筋网的实际情况，在测点处沿纵桥方向设置好传感器，以便对连续桥梁结构的应变值和应力进行实时的测量，此外，还要注意到导线沿腹板钢筋处的温度和应力变化情况。

3.2 高铁连续桥梁施工过程中温度与裂缝的控制措施

对于高铁连续桥梁的施工，必须要注意到温度应力的产生，如果混凝土温度应力较大，就可能导致混凝土施工完成后出现开裂的情况。对混凝土温度应力产生影响的因素十分复杂，水泥品种、施工现场环境、混凝土浇筑温度、混凝土收缩等问题均会对温度应力产生影响，因此，在浇筑混凝土的过程中，必须要对其内部温度进行实时的监控，在混凝土浇筑完成后，要做好后续的养护工作，在养护时要注意降温，防止由于温度应力的影响导致浇筑完成的混凝土出现开裂。此外，要注意到，如果浇筑作业在冬季或者晚上气温较低的情况下施工，混凝土很容易出现不均匀的温度变化，进而出现裂缝，因此，在浇筑完成后，要在混凝土表面进行保温处理，在其表面加盖干草、棉絮等，防止由于温差的因素而发生裂缝。

3.3 高铁连续桥梁配筋的设置

据国内外的研究调查结果表明，当混凝土由于内外温差的影响出现收缩时，并不会导致钢筋出现收缩，但是在钢筋与混凝土之间也必然会出现收缩的应力，由于混凝土材料具有非均匀性的特征，在混凝土出现收缩时，内部的各个质点也会出现非均匀性受力情况，也会出现一些集中的应力点，在受力的增加下，就会发生局部变形，如果发生变形，那么就会出现地方裂缝。为了防止该种裂缝的产生，必须在应力集中点的位置合理的配置钢筋，减少混凝土的受力，提高混凝土的抗拉性能。

参考文献：

[1]周雄.沪杭高铁连续梁桥施工控制若干问题研究[期刊论文],武汉理工大学,2011,05(01)

[2]汪琴,何亚伯.基于自适应的大跨径连续梁桥施工控制[期刊论文],建设工程安全理论与应用——首届中国中西部地区土木建筑学术年会论文集,2011,08(06)