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第1篇：橋梁結(jié)構(gòu)設計范文

關(guān)鍵詞：公路橋梁；橋梁結(jié)構(gòu)設計；結(jié)構(gòu)安全；理論研究；問題；探討

Abstract: With the development of modern bridge design technology, to need to have rich bridge design theory knowledge, try to avoid subjective experience factors effect on the design. This paper, from the current situation of bridge structure design, introduces the common bridge structure design, and the measures of structural design and the design of bridge the problems should pay attention to make analysis and discussion.

Keywords: highway bridge; bridge structure design; safety structure; theory research, problem; explore

中途分類號：U442.5文獻標識碼： A 文章編號：

進入21世紀，我國經(jīng)濟高速發(fā)展，物流運輸也伴隨經(jīng)濟的發(fā)展快速增加。在巨大的交通量之下需要大量的交通通道來保證全國的物流運輸通暢。而橋梁作為不可或缺的交通通道，應用得越來越廣泛。橋梁最初是作為水上紐帶出現(xiàn)，但如今，橋梁不僅僅是水上通道，也是陸地重要的交通樞紐。

作為重要交通設施的橋梁，結(jié)構(gòu)的設計是影響其使用壽命的決定性因素。在結(jié)構(gòu)設計中，稍有疏忽或考慮不周，就會形成安全隱患，不僅是影響橋梁的使用壽命，而且會造成重大安全事故危及人民群眾的生命財產(chǎn)安全。因此，除了加強施工質(zhì)量管理外，要從橋梁設計理念、結(jié)構(gòu)體系和構(gòu)造的角度做好防患設計，從而保證橋梁的安全性和耐久性，給人們的出行安全和社會經(jīng)濟發(fā)展提供強有力的保障措施。

一、我國橋梁結(jié)構(gòu)設計的現(xiàn)狀分析

我國橋梁建設在20世紀得到了歷史性的發(fā)展：實現(xiàn)了跨徑大超越；橋型結(jié)構(gòu)和技術(shù)有創(chuàng)新；深水大跨橋梁建設技術(shù)成熟；橋梁美學理念有所增強。雖然我國橋梁建設發(fā)展很快，但橋梁技術(shù)的總體水平同世界領(lǐng)先水平相比仍存在一定差距，橋梁建設中還存在很多不足：主要表現(xiàn)在理念和設計、材料、工藝技術(shù)創(chuàng)新上；橋梁的安全耐久性是橋梁界關(guān)注的突出問題，一些橋梁所暴露出的質(zhì)量缺陷，不同程度地反映出在設計、施工、材料、養(yǎng)護維修、運營管理等方面存在的缺憾和不足；不少橋梁橋型結(jié)構(gòu)呆板、笨拙，與環(huán)境、地貌的協(xié)調(diào)不足，存在拓展空間；地區(qū)、單位之間的設計、施工、科研實力水平普遍不平衡，存在很大差異，致使橋梁設計水平差距很大。

此外，我國的橋梁設計理論和結(jié)構(gòu)構(gòu)造體系仍不夠完善。在橋梁設計領(lǐng)域，尤其在橋梁使用的耐久性和安全性兩個方面，還有很多需要改進和有待完善的地方。橋梁結(jié)構(gòu)設計的首要任務是選擇經(jīng)濟合理的建造方案，其次是結(jié)構(gòu)分析與構(gòu)件和連接的設計，并采取規(guī)范中所規(guī)定的安全系數(shù)或可靠性指標以保證結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性。

二、橋梁結(jié)構(gòu)設計中存在的問題分析

目前國內(nèi)的橋梁結(jié)構(gòu)設計普遍有這樣的傾向：很多設計人員往往只是滿足于規(guī)范對結(jié)構(gòu)強度計算上的安全度需要，卻忽視從結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)維護、結(jié)構(gòu)耐久性以及從設計、施工到使用全過程中經(jīng)常出現(xiàn)的人為錯誤等方面去加強和保證結(jié)構(gòu)的安全性。設計中考慮強度多而考慮耐久性少；重視強度極限狀態(tài)而不重視使用極限狀態(tài)，而結(jié)構(gòu)在整個生命周期中最重要的卻恰恰是使用時的性能表現(xiàn)；重視結(jié)構(gòu)的建造而不重視結(jié)構(gòu)的維護。實際上，目前的橋梁設計中，對于耐久性更多的只是作為一種概念受到關(guān)注，既沒有明確提出使用年限的要求，也沒有進行專門的耐久性設計。這些傾向在一定程度上導致了當前工程事故頻發(fā)、結(jié)構(gòu)使用性能差、使用壽命短的不良后果；也與國際結(jié)構(gòu)工程界日益重視耐久性、安全性、適用性的趨勢相違背；也不符合結(jié)構(gòu)動態(tài)和綜合經(jīng)濟性的要求。

1、結(jié)構(gòu)的耐久性設計問題

橋梁在建造和使用過程中，一定會受到環(huán)境、有害化學物質(zhì)的侵蝕，并要承受車輛、風、地震、疲勞、超載、人為因素等外來作用，同時橋梁所采用材料的自身性能也會不斷退化，從而導致結(jié)構(gòu)各部分不同程度的損傷和劣化。大量的橋梁病害實例證明，除了施工和材料方面的原因，影響結(jié)構(gòu)耐久性的根本因素是來自構(gòu)造設計上的缺陷，與沒有進行合理的耐久安全性設計有很大的關(guān)聯(lián)。長期以來，人們一直偏重于結(jié)構(gòu)計算方法的研究，卻忽視了對總體構(gòu)造和細節(jié)處理方面的關(guān)注。

2、結(jié)構(gòu)的疲勞損傷問題

橋梁結(jié)構(gòu)所承受的車輛荷載和風荷載都是動荷載，會在結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生循環(huán)變化的應力，不但會引起結(jié)構(gòu)的振動，還會引起結(jié)構(gòu)的累積疲勞損傷。由于橋梁所采用的材料并非是均勻和連續(xù)的，實際上存在許多微小的缺陷，在循環(huán)荷載作用下，這些微缺陷會逐漸發(fā)展、合并形成損傷，并逐步在材料中形成宏觀裂紋。如果宏觀裂紋得不到有效控制，極有可能會引起材料、結(jié)構(gòu)的脆性斷裂。早期疲勞損傷往往不易被檢測到，但其帶來的后果往往是災難性的。疲勞損傷過去一直被認為是鋼橋設計中的核心問題，由鋼結(jié)構(gòu)疲勞引起的鋼材開裂案例較多，亦有不少因疲勞斷裂引起橋梁垮塌的例子。近20年來，疲勞損傷的研究已進入混凝土結(jié)構(gòu)，但對于使用期受腐蝕的鋼筋混凝土構(gòu)件的動態(tài)性能和疲勞性能的研究還處在起步階段，特別是在某些關(guān)鍵部位的局部疲勞失效問題研究上還很缺乏。

3、橋梁的超載問題

橋梁超載主要有三種情況：其一是早期修建的老橋超齡負載運營；其二是橋梁通行的實際車流量超過設計流量；另一種是車輛違規(guī)超載。前兩種產(chǎn)生的原因主要是設計荷載的變化和交通量的增加，后者是車輛使用者違法超載營運，后兩種超載現(xiàn)象在我國公路運輸中較為普遍。橋梁的超載一方面可能引發(fā)疲勞問題。超載會使橋梁疲勞應力幅度加大、損傷加劇，甚至會出現(xiàn)一些超載引發(fā)的結(jié)構(gòu)破壞事故。另一方面，由于超載造成的橋梁內(nèi)部 損傷不能恢復，將使得橋梁在正常荷載下的工作狀態(tài)發(fā)生變化，從而可能危害橋梁的安全性。

三、橋梁結(jié)構(gòu)設計問題的原因分析

第2篇：橋梁結(jié)構(gòu)設計范文

關(guān)鍵詞：市政橋梁；結(jié)構(gòu)設計

中圖分類號：U442.5+9 文獻標識碼：A文章編號：

一座安全、耐久、健康的市政橋梁充分體現(xiàn)了設計者的智慧和審美觀，值得世人回味，經(jīng)歷時間的考驗。總之，市政橋梁的結(jié)構(gòu)設計，要在因地制宜的前提下，根據(jù)建設單位的市政橋梁設計任務書，認真學習國內(nèi)外的先進技術(shù)，盡可能采用成熟的新結(jié)構(gòu)、新設備、新材料和新工藝，遵照有關(guān)包括設計總則、荷載、各種材料的技術(shù)條件要求和各種容許數(shù)值、各類結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求和檢算方法等的設計規(guī)范和技術(shù)標準，采取適宜的設計方法，盡量避免主觀經(jīng)驗因素對設計的影響。

市政橋梁設計是一個復雜的，系統(tǒng)的工程。需要豐富的理論知識，并且盡量避免主觀經(jīng)驗因素對設計的影響。在市政橋梁設計過程中仍然有許多重大的理論問題需要解決。日前，國內(nèi)的市政橋梁結(jié)構(gòu)設計普遍有這樣的傾向：設計中考慮強度多而考慮耐久性少；重視強度極限狀態(tài)而不重視使用極限狀態(tài)，而結(jié)構(gòu)在整個生命周期中最重要的卻恰恰是使用時的性能表現(xiàn)；重視結(jié)構(gòu)的建造而不重視結(jié)構(gòu)的維護。實際上，目前的市政橋梁設計中，對于耐久性更多的只是作為一種概念受到關(guān)注，既沒有明確提出使用年限的要求，也沒有進行專門的耐久性設計。這些傾向在一定程度上導致了當前工程事故頻發(fā)、結(jié)構(gòu)使用性能差、使用壽命短的不良后果；也與國際結(jié)構(gòu)工程界日益重視耐久性、安全性、適用性的趨勢相違背；也不符合結(jié)構(gòu)動態(tài)和綜合經(jīng)濟性的要求。

我國的市政橋梁設計理論和結(jié)構(gòu)構(gòu)造體系仍不夠完善，在市政橋梁設計領(lǐng)域，特別是關(guān)于市政橋梁施工和使用期安全性的問題還有許多可以改進的地方。結(jié)構(gòu)設計的首要任務是選擇經(jīng)濟合理的結(jié)構(gòu)力案，其次是結(jié)構(gòu)分析與構(gòu)件和連接的設計，并取用規(guī)范規(guī)定的安全系數(shù)或可靠性指標以保證結(jié)構(gòu)的安全性。

許多致計人員往往只滿足于規(guī)范對結(jié)構(gòu)強度計算上的安全度需要，而忽視從結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)維護、結(jié)構(gòu)耐久性以及從設計、施工到使用全過程中經(jīng)常出現(xiàn)的人為錯誤等方面去加強和保證結(jié)構(gòu)的安全性。

1 設計方面的具體細節(jié)

構(gòu)造設計存在漏洞。典型問題是伸縮縫處僅設普通橡膠支座。應改為橡膠活動支座，否則在汽車荷載作用下伸縮縫處易拉裂，普通橡膠支座變形，極大地影響結(jié)構(gòu)安全和耐久性。橋面沒有設計整體鋼筋網(wǎng)，沒有考慮汽車超載問題。超載現(xiàn)象在我國公路運輸中較為普遍，汽車超載營運，會對市政橋梁結(jié)構(gòu)長期的使用性能和耐久性產(chǎn)生不利的影響，因此除了交管部門要加強管理外，設計時也需要對超載帶來的后果進行研究、分析。伸縮縫處空心梁預埋數(shù)量不足，監(jiān)理及施工單位必須事先做好復查工作。樁基主筋保護層與建筑制圖不一致，施工及監(jiān)理單位必須十分注意這一問題，否則樁基主盤保護層難以達到設計要求。

2 結(jié)構(gòu)的耐久性設計問題

市政橋梁在建造和使用過程中，一定會受到環(huán)境、有害化學物質(zhì)的侵蝕，并要承受車輛、風、地震、疲勞、超載、人為因素等外來作用，同時市政橋梁所采用材料的自身性能也會不斷退化，從而導致結(jié)構(gòu)各部分不同程度的損傷和劣化。

在大跨度市政橋梁領(lǐng)域，國內(nèi)從上世紀80年代以來，建造了大量的斜拉橋。雖然迄今為止出現(xiàn)倒塌或嚴重損害的例子很少，但已經(jīng)有多座市政橋梁因為拉索的耐久性問題而不得不提前換索，既影響了使用，又帶來了經(jīng)濟損失。需要指出的是，很多這類問題與沒有進行合理的耐久安全性設計有關(guān)，這也促使人們重新認識市政橋梁的耐久性問題。大量的病害實例也證明，除了施工和材料方面的原因，影響結(jié)構(gòu)耐久性的根本因素是來自構(gòu)造設計上的缺陷。國內(nèi)從上世紀90年代開始重視了對結(jié)構(gòu)耐久安全性的研究，也取得了不少成果。而這些研究大多是從材料和統(tǒng)計分析的角度進行的，對如何從結(jié)構(gòu)和設計的角度來改善市政橋梁耐久安全性卻很少有人研究。而且，長期以來，人們一直偏重于結(jié)構(gòu)計算方法的研究，卻忽視了對總體構(gòu)造和細節(jié)處理方面的關(guān)注。因此，需要努力將耐久安全性的研究從定性分析向定量分析發(fā)展。

3 結(jié)構(gòu)的疲勞損傷問題

市政橋梁結(jié)構(gòu)所承受的車輛荷載和風荷載都是動荷載，會在結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生循環(huán)變化的應力，不但會引起結(jié)構(gòu)的振動，還會引起結(jié)構(gòu)的累積疲勞損傷。由于市政橋梁所采用的材料并非是均勻和連續(xù)的，實際上存在許多微小的缺陷，在循環(huán)荷載作用下，這些微缺陷會逐漸發(fā)展、合并形成損傷，并逐步在材料中形成宏觀裂紋。如果宏觀裂紋得不到有效控制，極有可能會引起材料、結(jié)構(gòu)的脆性斷裂。早期疲勞損傷往往不易被檢測到，但其帶來的后果往往是災難性的。疲勞損傷過去一直被認為是鋼橋設計中的核心問題，由鋼結(jié)構(gòu)疲勞引起的鋼材開裂案例較多，亦有不少因疲勞斷裂引起市政橋梁垮塌的例子。

4 市政橋梁的超載問題

市政橋梁超載主要有三種情況：其一是早期修建的老橋超齡負載運營；其二是市政橋梁通行的實際車流量超過設計流量；另一種是車輛違規(guī)超載。前兩種產(chǎn)生的原因主要是設計荷載的變化和交通量的增加，后者是車輛使用者違法超載營運，后兩種超載現(xiàn)象在我國公路運輸中較為普遍。市政橋梁的超載一方面可能引發(fā)疲勞問題。超載會使市政橋梁疲勞應力幅度加大、損傷加劇，甚至會出現(xiàn)一些超載引發(fā)的結(jié)構(gòu)破壞事故。

5 抗震性能

對于修建在地震區(qū)的市政橋梁，應按抗震要求采取防震措施；設計中嚴格要求施工質(zhì)量，如施工接縫處的強度保證等；對結(jié)構(gòu)各部加強整體聯(lián)結(jié)，加強市政橋梁支座的錨固，加強墩臺及基礎結(jié)構(gòu)的整體性，增強配筋，提高結(jié)構(gòu)的延性；對橋位處的不良土質(zhì)采取必要的土層加固措施，對結(jié)構(gòu)抗震的薄弱環(huán)節(jié)在構(gòu)造上予以加強；對梁式橋，要在墩臺上設置防止落梁的縱、橫向擋塊，以及上部結(jié)構(gòu)之間的連接件；在重要的市政橋梁上，必要時需采用減震消能裝置，如橡膠墊塊，特制的消能支座等。

6 環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展

市政橋梁設計應考慮環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的要求，包括生態(tài)、水、空氣、噪聲等幾個方面。應從橋位選擇、橋跨布置、基礎方案、墩身外形、上部結(jié)構(gòu)施工方法、施工組織設計等多方面全面考慮環(huán)境要求，對于施工過程中的植被破壞、水土流失、排渣污染等，應采取切實可行的工程控制措施，并建立環(huán)境監(jiān)測保護體系，將不利影響減至最小。

7 市政橋梁結(jié)構(gòu)設計的幾點注意事項

7.1 結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的可靠度分析

對于結(jié)構(gòu)系統(tǒng)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。系統(tǒng)可靠度分析研究內(nèi)容車富，難度較大。

7.2 人為差錯的分析

許多結(jié)構(gòu)的失效并作由荷載、強度的不確定性造成，而往往是設計、施工、使用等環(huán)節(jié)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。

7.3 在役結(jié)構(gòu)的可靠性評估與維修決策問題

對在役建筑結(jié)構(gòu)的可靠性評估與維修決策正成為建筑結(jié)構(gòu)學的邊緣學科。它不僅涉及結(jié)構(gòu)力學、斷裂力學，建筑材料科學、工程地質(zhì)學等基礎理論，而且，與施工技術(shù)、檢驗手段、建筑物的維修使用狀況等有密切的關(guān)系。同時，經(jīng)典的結(jié)構(gòu)可靠性理論，在在役結(jié)構(gòu)的可靠性評估中也必將得到相應的發(fā)展。

7.4 模糊隨機可靠度的研究

模糊隨機可靠度理論研究是工程結(jié)構(gòu)廣義可靠度理論研究的重要內(nèi)容。隨著模糊數(shù)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(fā)展。

8 結(jié)束語

總體來講我國的市政橋梁設計理論和結(jié)構(gòu)構(gòu)造體系仍不夠完善，市政橋梁設計是一個復雜的系統(tǒng)的工程，需要豐富的理論知識，并且盡量避免主觀經(jīng)驗因素對設計的影響。

參考文獻：

第3篇：橋梁結(jié)構(gòu)設計范文

交通需求，但不可否認的是也存在著各種各樣的問題。文章首先對橋梁結(jié)構(gòu)設計進行了概括說明，之后著重對市政橋梁結(jié)構(gòu)設計相關(guān)內(nèi)容進行了分析研究，從而幫助有效提升城市橋梁建設使用質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】市政橋梁；結(jié)構(gòu)設計；要點

市政橋梁與其它類型橋梁相比，其主要的建設作用在于充分滿足使用功能需求的同時，對周邊景觀、環(huán)境的協(xié)調(diào)度也著重關(guān)注。

1.橋梁結(jié)構(gòu)設計概述

由于整個結(jié)構(gòu)設計的科學準確性將會在一定程度上受到設計人員主觀因素的影響。因此，在橋梁設計中，需要相關(guān)工作人員在設計中能夠具備極為扎實的理論基礎及豐富的實踐經(jīng)驗。在當前的橋梁設計中，大部分設計人員都著重關(guān)注強度問題，但整體結(jié)構(gòu)的耐久度始終處于被遺忘的狀態(tài)下。結(jié)構(gòu)耐久度與時間有著較為緊密的關(guān)聯(lián)，在橋梁建成的較短時間內(nèi)是無法對其進行細致查看的。但是如果結(jié)構(gòu)耐久性出現(xiàn)問題，哪怕是極其細微的問題，都有可能帶來難以解決的問題。而這種結(jié)構(gòu)設計問題是完全不符合結(jié)構(gòu)動態(tài)設計理念的。當前我國對于市政橋梁設計的結(jié)構(gòu)體系依舊有待近一步完善，在市政橋梁的設計領(lǐng)域在施工及安全性兩方面有待解決的問題較多。對市政橋梁進行設計的首要任務便是盡可能地選取一個經(jīng)濟合理性較強的設計方案，另外還需著重關(guān)注橋梁內(nèi)部構(gòu)件及連接方面的設計。采取符合相關(guān)規(guī)范的安全系數(shù)對整個橋梁工程的安全性實施保障。

2市政橋梁結(jié)構(gòu)設計問題及解決措施

2.1設計上存在的漏洞問題

在市政橋梁結(jié)構(gòu)設計中，極為常見的一大問題便是伸縮縫的相關(guān)設計。大部分的城市橋梁在設計中將伸縮縫設置為普通類型的橡膠支座。但是為了確保其安全性，需要將其修正為活動型的橡膠支座，從而有效避免出現(xiàn)拉裂問題。此類問題產(chǎn)生的主要原因是，如果設計普通支座，則有極大的可能會出現(xiàn)變形情況，對整個橋梁的結(jié)構(gòu)安全及耐久性兩方面均極為不利。通常情況下，橋面不會與整體的鋼筋網(wǎng)相關(guān)，也不會對超載問題進行考慮。但當前現(xiàn)狀是，在我國交通運輸超載問題極為常見，對于城市橋梁的使用安全性及耐久性均帶來了極大的考驗。針對此類問題，在將相關(guān)情況上報給管理部門加強管理的同時，還需在設計中將超載相關(guān)內(nèi)容納入其中，對其全面充分的考慮。由于伸縮縫所預埋之處的空心梁常常會出現(xiàn)數(shù)量不夠的問題，因此，相關(guān)施工管理部門需著重注意前期的檢查工作。

2.2耐久性設計問題

在對市政橋梁進行建設時，由于整個橋梁體是需要完全暴露在空氣之中的，因此日積月累下來極易遭受周邊環(huán)境的影響與有害物質(zhì)的侵蝕。另外，橋梁結(jié)構(gòu)還會受到交通車輛承載、地震、疲勞等多重因素的影響，在對其進行施工建設時所用材料在經(jīng)過風吹日曬的侵襲后，自身的性能將會逐漸走向衰退，整個橋梁結(jié)構(gòu)各處均會出現(xiàn)損傷。雖然現(xiàn)今出現(xiàn)的橋梁倒塌案例數(shù)在逐漸減少，但是不可否認的是，仍舊有許多橋梁由于受到拉鎖耐久性的影響，致使其使用性遭受嚴重損害。有部分市政橋梁拉鎖并未到達常規(guī)使用年限便不得不提早退休。耐久性問題的突出化致使橋梁建設后無法正常使用，帶來了極大的經(jīng)濟損失。耐久性問題的日益突出促使人們不得不加強對其的關(guān)注，在相關(guān)的結(jié)構(gòu)設計中應對整體與細節(jié)上的結(jié)構(gòu)設計加強重點，對橋梁耐久及安全性的研究也應逐漸趨向于定量分析。

2.3著重關(guān)注抗震性能

有部分市政橋梁的修筑地可能在于一些地震常發(fā)地帶，因此在對此類市政橋梁進行結(jié)構(gòu)設計時，應將抗震性能考慮其中，采取一定的抗震措施。在結(jié)構(gòu)設計中應注重對施工質(zhì)量的控制，在接縫處確保其強度。對于橋梁的結(jié)構(gòu)設計，還需將整體聯(lián)結(jié)性放在重要位置，加強橋梁墩臺與基礎結(jié)構(gòu)之間的整體連貫度。加強配筋，進一步提升整體結(jié)構(gòu)的延性。有部分橋段所處地域的土質(zhì)較為不良。在對此橋段結(jié)構(gòu)進行設計時，則需對實際狀況充分考量，采取相應的加固措施。對于一些抗震性能較為薄弱的地方還應對其構(gòu)造進一步加強[2]。有部分市政橋梁對于整個城市的發(fā)展而言極為重要。針對此種橋梁，在結(jié)構(gòu)設計時，可以在各方面條件均允許的情況下，對橋梁采取一些具有較好減震性能的裝置，如橡膠墊塊等。

2.4疲勞損傷問題

市政橋梁結(jié)構(gòu)一般承載的車輛及風向荷載均屬于動荷載范疇內(nèi)，在整個橋梁的結(jié)構(gòu)內(nèi)將會逐漸形成一種應力，且此應力具有循環(huán)變化性。這些應力一旦產(chǎn)生會致使整個橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不必要振動的同時，出現(xiàn)疲勞損傷。大部分的市政橋梁施工中所采用的材料或多或少的會存在著一定的缺陷，且缺乏均勻、連續(xù)性。一旦受到循環(huán)應力的作用影響，細小的缺陷將會逐漸集中匯聚，最終產(chǎn)生結(jié)構(gòu)損傷或是裂紋。如果設計人員在設計中未將此問題納入至考慮范疇中，相關(guān)的施工人員在施工時則無法對出現(xiàn)的宏觀裂紋采取科學的應對解決措施，進而導致更為嚴重的結(jié)構(gòu)脆性斷裂問題出現(xiàn)。較早時期的疲勞損失無法被及時檢測出，但是其所帶來的危害卻是能夠與災難相等同的。因此，在橋梁設計中需對此問題著重關(guān)注，加強防范。疲勞損傷在橋梁設計中的地位極為重要且關(guān)鍵，由其引發(fā)導致的開裂問題極多。因此，在市政橋梁結(jié)構(gòu)設計中，需將此類問題作為極為重要的考慮因素。

3.市政橋梁結(jié)構(gòu)設計關(guān)鍵點

3.1防洪水位及人行橋欄桿

在對橋梁結(jié)構(gòu)進行設計時，需在充分考量百年洪水位的基礎上對所處地域的防洪水位著重關(guān)注，核查其相關(guān)影響。在對人行橋欄桿進行設計時，需做好相關(guān)的抗水平外推檢算設計，欄桿重量也不應超過1.2kN/m的范圍，樣式應以豎條或是整板為主。欄桿建成后明令禁止行人攀爬，對于一些特殊欄桿給予橋梁設計的影響也應充分全面的考慮。

3.2交通量及特殊荷載

在進行城市橋梁結(jié)構(gòu)設計時需在對其所承載交通量全面分析的基礎上進行車道寬度、結(jié)構(gòu)的預測明確。特別是一些互通式的立交橋在設計時，需依照其自身需求、車輛行駛速度充分考量，對橋梁的結(jié)構(gòu)規(guī)模合理設計，避免出現(xiàn)交通堵塞問題。我國的超載問題極為突出卻又無法完全杜絕。對于一些極為突出、明顯化的超載情況，可能會導致出現(xiàn)橋梁塌陷、傾覆等問題。因此在結(jié)構(gòu)設計中需對此類特殊因素著重考量。在進行橋梁荷載驗算時，需在最大荷載值的基礎上進行1.4倍的乘以處理。對于一些支座或是墩梁結(jié)構(gòu)可以考慮安裝抗傾覆裝置。

3.3實例說明

英雄大橋是位于南昌的一座跨贛江特大橋，其無論是從結(jié)構(gòu)還是施工上看均達到了世界超一流水平。整座大橋無論是樁基、邊跨鋼箱梁還是鋼箱梁合龍的設計施工，均讓相關(guān)工作人員煞費苦心。通過對橋梁設計問題的著重分析研究，最終獲取到了較好的成效。為了更好地應對可能出現(xiàn)的問題，相關(guān)設計人員對此橋結(jié)構(gòu)進行了再設計施工，對其系桿進行了加固設計，以此幫助其更好承受拱腳推力，滿足荷載需求。與此同時，還在橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)加強了減震性能的設計，從而全面有效的抵擋可能發(fā)生的地震災害。另外，在大橋的兩側(cè)還進行了1.5m人行道的設置。

4.結(jié)語

現(xiàn)今的市政橋梁結(jié)構(gòu)設計體系尚且有待進一步的健全完善，需要借助多方力量的幫助支持。城市橋梁設計本身就具有極強的系統(tǒng)復雜性，需要設計人員具備極為豐富的理論知識及專業(yè)化的實踐技能，盡可能地將一些由于主觀因素導致出現(xiàn)的不利設計結(jié)構(gòu)影響降到最低，將對橋梁質(zhì)量產(chǎn)生損害的不良因素盡可能地規(guī)避，從而更好地達成城市橋梁工程規(guī)劃要求，為后期的施工建設提供幫助。

參考文獻：

1 甘慶麗.橋梁結(jié)構(gòu)設計問題探討[J].交通標準化，2013（20）：57-59.

第4篇：橋梁結(jié)構(gòu)設計范文

1.橋梁結(jié)構(gòu)的疲勞損傷

由于在橋梁建造時所采用的材料不均勻或者是不連續(xù)問題，導致諸多缺陷的存在，再加上反復的荷載作用，這些缺陷久而久之就會變成損傷，并導致橋梁發(fā)生大面積的裂紋，如若不能對其進行有效控制，就會直接導致橋梁結(jié)構(gòu)的斷裂，帶來嚴重后果；另外，超載也是引發(fā)橋梁結(jié)構(gòu)疲勞損傷的一個主要因素。

2.橋梁結(jié)構(gòu)設計中需注意問題及解決對策

2.1對橋梁結(jié)構(gòu)地基高度的調(diào)整在橋梁施工過程中，地基是其中最為重要的一個組成部分，地基高度的是否合理直接決定著橋梁結(jié)構(gòu)的高質(zhì)量建設。由于地基土層較易受到風化作用，一旦不能合理解決，就會對地基堅實問題帶來危害，造成地基下沉或者是地基崩潰等嚴重后果。對此，有效的解決對策如下：第一，使用封閉的防水技術(shù)，提高橋梁地基的穩(wěn)固性，對地基高度予以標高，確保橋梁地基強度符合標準；第二，相關(guān)設計工作者做好地基高度工作，在初始的設計階段就應該綜合考量各種因素，著重加強對上部結(jié)構(gòu)、地基與基礎的共同作用，通過采取有效方法強化上部結(jié)構(gòu)強度，以此保證地基的穩(wěn)固性。

2.2對混凝土裂縫寬度的調(diào)整在混凝土構(gòu)建中必不可少的會出現(xiàn)裂縫，裂縫的發(fā)生一方面會導致橋梁美觀程度受損，另一方面也會使橋梁構(gòu)件的耐久性與承載力等性能下降。我國相關(guān)橋梁規(guī)范中，對橋梁結(jié)構(gòu)的裂縫寬度有著嚴格規(guī)定，對混凝土裂縫寬度予以嚴格控制不僅可以提高橋梁承載能力，而且會確保其耐久性。對此，有效的解決對策如下：調(diào)整鋼筋布設位置，或者提高混凝土截面剛度等方法，控制混凝土裂縫寬度。

3.橋梁結(jié)構(gòu)設計的確定及優(yōu)化

本文探討的是以橋梁結(jié)構(gòu)的可靠性作為前提條件的優(yōu)化設計方法，此種優(yōu)化模式最先由Forscll提出，他將總耗費的最小化作為優(yōu)化的根本目標，并就優(yōu)化與可靠性之間的關(guān)系進行探討。他認為，對橋梁結(jié)構(gòu)的科學優(yōu)化設計，應將橋梁結(jié)構(gòu)的各個方面內(nèi)容綜合考量入內(nèi)，重點就是在諸多荷載作用下的最終性能，同時橋梁結(jié)構(gòu)的耐用性應該愈長愈好，如若不能對其及時、有效維修，會致使其功能大幅度衰退，到時必然會采取更為費力、費時、費資金的維護與加固方法。當然，我們都知道，橋梁結(jié)構(gòu)的設計可靠性愈高，其原始成本也就愈少，因此在這樣的標準條件下，橋梁結(jié)構(gòu)的耐用性總耗費是最小的，也就實現(xiàn)了其最大化的經(jīng)濟與社會效益。

3.1加強對橋梁結(jié)構(gòu)耐用性的優(yōu)化設計當前我國大部分橋梁規(guī)范要求對橋梁設計提出的都是經(jīng)濟、美觀、安全、適用方面的要求，對橋梁強度的要求遠遠超出了對其耐用性的要求，注重對橋梁在使用周期中表現(xiàn)出的性能，而忽略了對其日常的維護與檢修。在這種情況下，很容易導致工程事故頻發(fā)、橋梁性能不穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)質(zhì)量不合格以及缺乏耐用性等問題。因此，橋梁結(jié)構(gòu)設計工作者必須從根本上改變這種傳統(tǒng)的思想，著重各方面的考量，將橋梁結(jié)構(gòu)的耐用性也充分納入到考慮重點中，不僅使其在既定使用年限內(nèi)可以安全、穩(wěn)定、可靠的工作，還要最大限度的延長其衰退期，增強其使用年限，得到其使用價值的最大化體現(xiàn)。

3.2加強對橋梁超載問題的優(yōu)化對于橋梁超載問題可以概括為以下三個方面，首先，由于橋梁使用年限過長而導致的超齡負載；其次，由于橋梁同時通行的車流量超載；最后，車輛的違規(guī)超載。諸如此類的超載問題不僅會導致橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)疲勞損傷問題，還會造成對橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)的損傷，改變其工作狀態(tài)，直接危害到其使用的安全性。因此，加強對橋梁超載問題的優(yōu)化，將諸多例如經(jīng)濟、環(huán)境、地域等因素都考量入內(nèi)，從根本上優(yōu)化橋梁的超載問題。

3.3加強對橋梁結(jié)構(gòu)疲勞損傷的優(yōu)化設計橋梁結(jié)構(gòu)日常所承受的全部負荷都是由車輛帶來的動態(tài)荷載，施加到橋梁結(jié)構(gòu)中，會帶來循環(huán)變化的力量，造成橋梁結(jié)構(gòu)的震動，繼而導致疲勞損傷的出現(xiàn)。久而久之，這些荷載就會使橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，繼而造成結(jié)構(gòu)斷裂，針對于此，必須提高橋梁結(jié)構(gòu)設計工作者的認識，加強對疲勞損傷的研究，盡量將疲勞損傷消除在萌芽中，控制不良后果帶來的嚴重損失。

4.結(jié)束語

第5篇：橋梁結(jié)構(gòu)設計范文

關(guān)鍵詞：城市立交橋梁；結(jié)構(gòu)設計；結(jié)構(gòu)分析

隨著城市化進程的不斷加快，城市人口激增的同時車輛也日益增多，這給城市交通帶來了莫大的壓力，平面交叉的道口經(jīng)常會發(fā)生車輛堵塞和擁擠。因此，為了提升城市的交通能力，很多城市開始興建立交橋梁。現(xiàn)如今，城市立交橋梁已經(jīng)廣泛用于城市交通中的交通繁忙地段，城市立交橋梁也成為衡量城市現(xiàn)代化的重要標準。

一、主要參數(shù)以及水文地質(zhì)條件

以位于市區(qū)的某立交橋為例，此立交橋為五線三層互通式立交橋梁。底板為地面道路，中層為中環(huán)線直行車道。

1.主要技術(shù)參數(shù)

設計載荷汽車為-20級，掛車為-100驗算；地震烈度按照7級地震烈度設防；設計主橋車速為每小時100千米，匝道車速為每小時50千米；平面線匝道半徑設計為65米；兩條車道匝道橋梁總寬度、交匯段三車道匝道總寬度、立交橋變段橋梁總寬度分別設計為10.5米、14.0米和14.0到30.5米之間；橋梁最大縱坡小于5%，橫坡小于6%；排水標準方面，重現(xiàn)期1a，集水時間10分鐘，徑流系數(shù)和延緩系數(shù)分別為1.0和2.0。

2.水文地質(zhì)條件

依據(jù)橋址處18個取土孔和22個靜力觸深孔的資料，地質(zhì)結(jié)構(gòu)分為7層。第1層為人工填土，第5層為細砂至中砂，剩下的5層為粉土或粉質(zhì)粘土，第5層的細砂之中砂厚度要在15.2到17.9米之間。實測各土層的剪切波速，得到平均值為每秒228米，可判定場地土為Ⅲ類土。地下水一般為SO4-Na型或Cl-Na型水，對砼會有一定程度的侵蝕。

二、城市立交橋梁設計規(guī)劃與設計原則

在城市立交橋的設計規(guī)劃過程中要把考慮的重點放在交通組成、交通量、設計車速、城市景觀、拆遷可能性和將來的遠景發(fā)展。本文所舉立交橋在設計方面重點考慮了以下幾點：立交范圍內(nèi)地面道路要相互連通，形成網(wǎng)絡，確保能達到緩解沿線地方單位進出交通的狀況，達到組織公共交通的目的；立交橋梁應向空間方向發(fā)展，從而節(jié)約用地，減少拆遷范圍；要滿叉口所要求的交通功能，使交叉口能與立交性質(zhì)、等級、任務以及交通量相適應，主要道路和次要道路的交通流向要與次要交通流向相結(jié)合；立交橋梁的造型要美觀，能與所處地形和環(huán)境相適應，避免“灰色地帶”的產(chǎn)生。

三、橋梁上部結(jié)構(gòu)設計

1.結(jié)構(gòu)選型

本文所舉立交橋具有交通量大、無斷交條件的特點，且曲線橋和異型段橋占全橋總面積比例七成以上，工期方面的要求也是盡量短。在經(jīng)過多次優(yōu)化比選之后，在主跨25米以上的曲線橋和異型段橋采取澆預應力砼連續(xù)箱梁的方式，而25米以下的則采取現(xiàn)澆普通鋼筋砼連續(xù)箱梁的方式，至于直線橋，則采取預制預應力砼大空心簡支板梁并設橋面連接板。

2.結(jié)構(gòu)計算

依照平面桿系有限元程序計算箱梁內(nèi)力，并運用三維有限元分析程序進行驗算。通過計算結(jié)果的數(shù)據(jù)選擇合理、最優(yōu)的設計，使配置的預應力束與受力特征更合理，并能減少4成以上的鋼絞線。預應力砼構(gòu)件的計算，可按全預應力構(gòu)件來考慮。有些截面要按a類受彎構(gòu)件來考慮，在恒載條件下不允許出現(xiàn)拉應力，營運階段的最大拉應力值也應該控制在砼的極限拉應力內(nèi)。預應力束與孔道壁的阻系數(shù)采用0.20，束位置偏差系數(shù)為0.002。因考慮了支座對箱體的約束效應，內(nèi)支點負彎矩時，采用0.95的折減系數(shù)。

2.1鋼筋混凝土箱型連續(xù)梁的設計計算

該類箱梁包括曲線梁和異形梁，梁體分別用單箱單室、單箱雙室及單箱三室的截面?？缍仍?8到30米之間，梁高在1.2米和1.6米之間，取4孔為一聯(lián)。最小平面半徑為45米。箱梁頂、底板縱向布置直徑為25和32的鋼筋。異形梁為保證外觀整潔，采用單箱多室處理。對于分離式基礎，為減小橫向剛度，要在頂板上設構(gòu)造縫。采用PKPM連續(xù)梁計算程序來進行箱梁的結(jié)構(gòu)分析，并按照施工、運營階段進行內(nèi)力和抗裂性能的計算并依照計算結(jié)果配置普通鋼筋。由于橋墩臺不均勻下沉可能對梁體產(chǎn)生不利影響，荷載組合要選取偏安全的組合，并按相對位移2厘米來計算。箱梁橫向計算時，要采用框架結(jié)構(gòu)分析計算方法。

2.2預應力混凝土槽梁及空心板梁

槽形梁及板梁跨度在18到30米之間，采用架設速度快且預制質(zhì)量好的簡支梁結(jié)構(gòu)。主筋則采用冷拉雙控Ⅳ級粗鋼筋，標準強度為750兆帕。在架設時為了形成平面變寬度的匝道線形，采用變化鉸接縫寬度的方法。

3.結(jié)構(gòu)措施

為了使內(nèi)應力分布更為合理，可以把箍筋間距加密至10厘米；將中墩單支點向外弧側(cè)的偏心距預調(diào)8到11厘米；每聯(lián)端支點采用抗扭雙支座并將其間距加大到3.6米，并將端橫隔梁加長至與橋同寬。

四、橋梁下部結(jié)構(gòu)設計

1.蓋梁

預應力砼大空心板，要采用倒T形蓋梁。跨徑在10.0到12.8米范圍內(nèi)，懸跨比為0.34到0.37之間，部分獨柱懸臂長8.1米，蓋梁高度在2.31到2.61米之間，寬度在2.5到2.6米之間，牛腿最小高度為l.l米。對于相鄰孔的主梁跨徑不等的蓋梁，為抵衡不平衡彎矩可采用支座偏位法。為了適應彎橋空心板的布置需要，蓋梁寬度應采用大小頭的扇形狀。長度大于17.5米的獨柱雙懸臂蓋梁要采用預應力鹼結(jié)構(gòu)，而其余部分均可采用普通鋼筋硅結(jié)構(gòu)。主筋方面，預應力混凝土采用直徑為15.24毫米的高強度、低松弛鋼絞線，普通鋼筋混凝土用Ⅱ級鋼。蓋梁混凝土中預應力采用混凝土C50，普通鋼筋采用混凝土C30。

2.墩柱

設計立交橋最高柱身為14.923米，一般柱高為3到11米之間，柱身采用倒棱矩形截面。柱高大于11米時用140乘以200厘米的截面；柱高小于11米時采用110乘以150厘米的截面，角棱處則采用15乘以15厘米的正方形截面。柱子主筋采用Ⅱ級鋼，配筋率要控制在1%以內(nèi)，柱身混凝土采用普通混凝土即可。

3.樁基礎

基礎采用40乘以40厘米的鋼筋混凝土打入樁，中心最小橫向和縱向間距分別為1.0米和1.2米。鋼筋混凝土承臺厚度為1.5米，并根據(jù)具體需要在底、頂部鋪設受力鋼筋網(wǎng)。簡支梁結(jié)構(gòu)樁長24米，考慮不均勻沉降的影響，樁長可采用30米。為了確保地下管道的安全性，還采用了鉆孔樁，樁長最大40米，并使其進入了暗綠色粉質(zhì)粘土持力層或草黃色粉質(zhì)粘土。

五、橋面結(jié)構(gòu)

橋面鋪裝層設8厘米厚的C30混凝土墊層，并設直徑為8鋼筋網(wǎng)，間距為15厘米。在墊層之上的負彎矩處涂防水涂料并鋪設5厘米厚的瀝青混凝土。橋面采用橡膠板式伸縮縫。全橋采用矩形、圓形板式橡膠支座及四氟板式橡膠支座。機動車道兩側(cè)設鋼筋混凝土墻，并加連續(xù)潤管的復合式防撞墻，同時，在非機動車道橋面兩側(cè)設人行欄桿。

結(jié)論：

城市立交橋是城市交通的有力保證，城市立交橋梁的設計則是城市立交橋建設的根本。因此在設計階段就要注意總體規(guī)劃設計的工作，這樣才能保證城市立交橋梁在城市交通中的積極作用。

參考文獻

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[2]GB50220-1995，城市道路交通規(guī)劃設計規(guī)范[S].

[3]曲長清，王建昭.橋面鋪裝早期破損原因及其對結(jié)構(gòu)耐久性影響的分析[J].黑龍江交通科技，2009（7）.

第6篇：橋梁結(jié)構(gòu)設計范文

關(guān)鍵詞：橋梁結(jié)構(gòu)；設計；問題；注意點；細節(jié)

前言

在公路工程建設過程中，橋梁設計作為其中非常關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)。在橋梁設計中，需要對橋梁結(jié)構(gòu)強度給予充分的重視，但通常情況下，設計人員都會對結(jié)構(gòu)的耐久性較為忽視，而且結(jié)構(gòu)耐久性所引發(fā)的問題還不會在短時間內(nèi)顯現(xiàn)出來，但一旦由于耐久性較差而導致問題發(fā)生，則會帶來無法估計的財產(chǎn)和人身損害。文中針對當前橋梁結(jié)構(gòu)設計中存在的問題，進一步對橋梁結(jié)構(gòu)設計中的注意點和細節(jié)進行了闡述，以此來提高橋梁設計的水平，確保橋梁結(jié)構(gòu)的安全。

1 橋梁結(jié)構(gòu)設計存在的問題

在當前橋梁結(jié)構(gòu)設計時，對于橋梁結(jié)構(gòu)耐久性方面并沒有具體的要求，往往在設計過程中對橋梁結(jié)構(gòu)使用強度考慮較多，但由于對耐久性考慮較少，極易導致橋梁結(jié)構(gòu)使用性能不良，使用壽命縮短等問題，嚴重時還會引發(fā)工程事故。針對于當前橋梁結(jié)構(gòu)設計情況進行分析可以發(fā)現(xiàn)，當前橋梁結(jié)構(gòu)設計普遍存在理論不足及構(gòu)造體系不健全的問題，設計過程中對安全性問題考慮也不多。雖然在具體設計過程中，大部分設計人員在選擇結(jié)構(gòu)方案、結(jié)構(gòu)分析、選擇連接形式及構(gòu)件設計等時會考慮結(jié)構(gòu)安全性，但也僅僅是從規(guī)范規(guī)定入手，對結(jié)構(gòu)耐久性、施工階段和材料選擇等方面的安全性考慮不多，從而對結(jié)構(gòu)安全性埋下了較大的隱患。

2 橋梁結(jié)構(gòu)設計的注意點

2.1 疲勞損傷

在橋梁使用過程中主要負載形式以車輛負載和風負載為主，都屬于動負載，在動負載作用下，橋梁內(nèi)部會形成循環(huán)應力，在往復多次的循環(huán)應力影響下，橋梁疲勞損傷程度會不斷增加。在施工過程中，由于存在許多影響因素，橋梁內(nèi)部材料分布不均及中斷情況時有發(fā)生，這樣在動負載作用下，會導致?lián)p傷程度不斷擴大，當發(fā)展到一定程度時則會出現(xiàn)人眼可見的裂紋。在裂紋不斷積累的情況下，極易出現(xiàn)脆性斷裂，從而造成嚴重的后果。因此在橋梁設計過程中需要重視疲勞損傷問題，并提前做好相應的預防措施，及時將存在的隱患排除。

2.2 耐久性

當前橋梁結(jié)構(gòu)設計越來越完善，這也使人們越來越關(guān)注橋梁結(jié)構(gòu)設計時的耐久性問題，并將其作為橋梁設計環(huán)節(jié)的主要問題。在橋梁使用過程中，造成耐久性差的原因主要來自于施工中的設計及管理。在橋梁結(jié)構(gòu)設計過程中，對于細節(jié)設計不重視，一般性的設計工序中問題的解決都具有短期性特點，但耐久性方面則需要考慮時間的影響。但橋梁耐久性會對橋梁投入使用后的效果及維護問題有直接的關(guān)系，因此需要設計人員高度重視橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性設計，并在設計時對各方考量進行關(guān)注，在保證橋梁安全和穩(wěn)定使用的基礎上，盡可能的延續(xù)橋梁的衰退期和使用壽命，更好的發(fā)揮出橋梁自身的價值。

2.3 抗震能力

在橋梁處于地震多發(fā)地帶時，在地震發(fā)生時橋梁結(jié)構(gòu)則會受到損壞。因此對于這種處于地震多發(fā)地帶的橋梁在設計時，需要對其動負載力進行全面分析，并在采取動負載應對措施的基礎上考慮抗震能力，將動負載與抗震兩個因素有效的融合在一起，設計過程中嚴格按照規(guī)定要求來提高橋梁結(jié)構(gòu)的抗震能力，確保工程的質(zhì)量。如需要在設計時注意增強內(nèi)部材料之間的系統(tǒng)性和聯(lián)系性，強化橋梁支座錨固，使墩臺與基礎結(jié)構(gòu)之間實現(xiàn)良好的銜接，適當增加配筋，強化土層的性能等等。

2.4 超載問題

橋梁結(jié)構(gòu)設計的最終目標是確保橋梁的正常使用，但在橋梁實際使用過程中，所有的負載力無法保證都能夠落在設計的范圍內(nèi)。因此在橋梁結(jié)構(gòu)負載力設計時，需要對橋梁超載問題進行特別關(guān)注。一旦發(fā)生超載問題，會增加橋梁的動負載力，而且還會造成橋梁出現(xiàn)不同程度的損傷。一旦負載損傷超出正常設計標準時，在負載消除后，負載損傷也不能恢復，而一旦超載程度較大時，則會直接造成橋梁結(jié)構(gòu)損傷，嚴重時還會引發(fā)安全事故。因此需要做好超載防治工作，有效的保證橋梁使用的安全性和耐久性。

2.5 環(huán)境保護

橋梁建設過程中很難避免對自然環(huán)境帶來的破壞。當前人們環(huán)保理念不斷增加，人們對環(huán)境保護越來越關(guān)注，這就需要橋梁建筑過程中需要將環(huán)保理念貫穿其中。設計人員需要遵循環(huán)保設計理念來考慮橋梁的位置、類型、跨度和施工工藝，盡量減少可能會對環(huán)境帶來的破壞性影響。同時在施工環(huán)節(jié)還要盡可能的減少對植被帶來的破壞，做好水土流失防范措施，對可能造成的空氣污染進行有效治理，積極采取有效的預防手段來實現(xiàn)對環(huán)保的保護。

3 橋梁結(jié)構(gòu)設計的細節(jié)

3.1 嚴格參照工程實際

設計人員在進行橋梁結(jié)構(gòu)設計過程中，需要參照工程實際來進行設計，確保橋梁的整體質(zhì)量。在具體設計時，需要確保樁基位置的合理性、地基的高度做到合理和準確。在實際工作中，采取以下措施：其一，有效利用封閉防水技術(shù)，以此來增加橋梁地基的牢固度，針對地基高度給出標高，保障橋梁地基強度滿足標準；其二，工程設計人員應嚴格落實地基高度工作，在最初階段，應全面考慮所有的影響因素，提高上部結(jié)構(gòu)強度，增加地基與基礎之間的作用效果，進而保障地基牢固度。

3.2 橋梁與線路呈現(xiàn)正交分布

在橋梁結(jié)構(gòu)設計環(huán)節(jié)，應盡量確保橋梁與線路呈現(xiàn)正交分布，同時，在理想位置設計伸縮縫，以此來縮短受拉區(qū)長度，進而降低橋梁收縮變形程度，規(guī)避傾向裂縫的出現(xiàn)。

3.3 對于地基上帶基樁的鋼筋混凝土

對于地基上帶基樁的鋼筋混凝土的壓力計算按照深層去考慮?？墒侨杂泻艽蟮谋锥舜嬖跇蛄簶?gòu)造設計上。引起人們關(guān)注的問題是，普通橡膠支座卻被設在了伸縮縫處，這樣一來是極其危險的，我個人認為應將橡膠活動的支座放在橋梁的構(gòu)造設計上，天長日久在汽車荷d作用下將會出現(xiàn)裂縫拉斷的現(xiàn)象，可想而知一般的橡膠支座在使用上很大程度地影響了結(jié)構(gòu)的安全和長久性。有關(guān)部門如果發(fā)現(xiàn)問題就要及時與業(yè)主聯(lián)系進行支座的變換。

4 結(jié)束語

橋梁結(jié)構(gòu)設計直接關(guān)系到橋梁的質(zhì)量，因此在設計過程中，需要對動負載、地震、疲勞及超載等因素進行綜合考慮，注意設計中的一些細節(jié)，注意橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性，利用現(xiàn)代設計理念來對強化橋梁全壽命周期性、橋梁景觀、材料等方面的設計，全面提高橋梁的質(zhì)量，確保橋梁結(jié)構(gòu)的合理性、安全性和耐久性。

參考文獻

[1]溫唯勇.橋梁下部結(jié)構(gòu)設計中的幾個問題探討[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012（8）：15-16.

第7篇：橋梁結(jié)構(gòu)設計范文

關(guān)鍵詞：設計理論；橋梁設計；橋梁結(jié)構(gòu)系統(tǒng)

1橋梁自身美學設計

這是所有橋梁設計決的原則，跨線橋也不例外?？缇€橋的適用性和安全性是最基本的要求，利用現(xiàn)代化的輔助設計手段完全可以實現(xiàn)。經(jīng)濟性和美觀性在本質(zhì)上并不矛盾，在多數(shù)情況下只要合理的規(guī)劃和設計，就能同時滿足經(jīng)濟和美觀的要求；如果二者在某些情況下出現(xiàn)矛盾，因跨線橋投資比例小，而對景觀貢獻大，故筆者傾向于“美觀為主”，在橋梁設計中重視美學設計，使跨線橋成為美學和技術(shù)的統(tǒng)一體。

橋梁結(jié)構(gòu)之美在于獨特的造型，合理的驚訝比例，生動的韻律和色調(diào)、明暗與裝飾的適當匹配，其中應把橋梁結(jié)構(gòu)的造型和諧與良好的比例放在首位，使之具有秩序感和韻律感。跨線橋本身的線條宜乘法明快、輕巧纖細、連續(xù)流暢，使高速運動著的人們在瞬間的一瞥中得到明確的印象?？缇€橋各構(gòu)件之間應取得充分協(xié)調(diào)，此時作為橋梁整體就會有如音樂旋律，縱以美感，這種協(xié)調(diào)主要借助于比例、勻稱、平衡、韻律、重復、交替、層次等手法來完成。有時也可以突破幾何對稱的傳統(tǒng)布局，因地制宜地采用百對稱結(jié)構(gòu)，使橋型構(gòu)思新奇、妙趣橫生。此外，橋孔的合理布置、上部結(jié)構(gòu)和下部墩臺和諧繼往開來及橋面合理設置豎曲線也是創(chuàng)造跨線橋整體美的重要手段。

2橋架結(jié)構(gòu)系統(tǒng)

橋梁是由多種材料、不同結(jié)構(gòu)組合而成的復雜系統(tǒng)。橋梁結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的要素、結(jié)構(gòu)、功能及環(huán)境的簡要示意圖。橋梁結(jié)構(gòu)系統(tǒng)是橋梁工程大系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)，不同的橋梁結(jié)構(gòu)體系又構(gòu)成各個更低層次的子系統(tǒng)。要素中的各種基本構(gòu)件也構(gòu)成一個層面上的系統(tǒng)，有其自身的要素、結(jié)構(gòu)、功能和環(huán)境。

橋梁結(jié)構(gòu)系統(tǒng)整體不等于部分之和。單個基本構(gòu)件，比如單個梁構(gòu)件，是無法實現(xiàn)跨越峽谷甚至海峽的目的的，而多個構(gòu)件按照一定的構(gòu)造規(guī)則組成懸索橋或斜拉橋就可以實現(xiàn)。結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的整體功能取決于構(gòu)件單元、結(jié)構(gòu)體系和環(huán)境狀況，其中起決定性的是系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，通常只有大跨斜拉橋和懸索橋才能作為跨海大橋的候選橋型，對抗震性能要求較高的地區(qū)，應選用抗震性能較好的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，如連續(xù)剛構(gòu)、斜拉橋等，或?qū)B續(xù)梁等橋型進行結(jié)構(gòu)的改進，設計支座單元，達到減震目的。

耗散結(jié)構(gòu)理論認為，在遠離平衡狀態(tài)的非平衡區(qū)內(nèi)，在非線性的非平衡作用下系統(tǒng)演化方向是不確定的，系統(tǒng)的平衡可能失穩(wěn)，發(fā)生突變或分又，系統(tǒng)呈現(xiàn)出新的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定狀態(tài)。這種結(jié)構(gòu)是一種非平衡的結(jié)構(gòu)，接受環(huán)境注入系統(tǒng)的負熵流才能穩(wěn)定。橋梁的非線同樣體現(xiàn)了這一思想，橋梁的失穩(wěn)為系統(tǒng)突變所致，地震荷載作用下的橋梁系統(tǒng)的延性抗震性能也是結(jié)構(gòu)非線性性能的體現(xiàn)。

3橋梁監(jiān)測系統(tǒng)設計

3.1監(jiān)測系統(tǒng)設計準則

兩座大型橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的測點布置情況可以看出，兩個監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測項目與規(guī)模存在很大差異。這種差異除了橋型和橋位環(huán)境因素外，主要是因為對各監(jiān)測系統(tǒng)的投資額和（或）建立各個系統(tǒng)的目的（或者說是對系統(tǒng)的功能要求）不同。因此，橋梁監(jiān)測系統(tǒng)的設計實際上有意或無意地遵循著某些準則。

顯然，監(jiān)測系統(tǒng)的設計應該首先考慮建立該系統(tǒng)的目的和功能。上節(jié)所述的橋梁健康監(jiān)測三方面的意義也正是橋梁健康監(jiān)測的目的和功能所在。對于特定的橋梁，建立健康監(jiān)測系統(tǒng)的目的可以是橋梁監(jiān)控與評估，或是設計驗證，甚至以研究發(fā)展為目的；也可以是三者之二甚至全部。一旦建立系統(tǒng)的目的確定，系統(tǒng)的監(jiān)測項目就可以基本上確定。另外，監(jiān)測系統(tǒng)中各監(jiān)測項目的規(guī)模以及所采用的傳感儀器和通信設備等的確定需要考慮投資的限度。因此在設計監(jiān)測系統(tǒng)時必須對監(jiān)測系統(tǒng)方案進行成本一效益分析。成本-效益分析是建立高效、合理的監(jiān)測系統(tǒng)的前提。

根據(jù)功能要求和成本一效益分析可以將監(jiān)測項目和測點數(shù)設計到所需的范圍，可以最優(yōu)化地選擇并安裝系統(tǒng)硬件設施。因此，功能要求和效益-成本分析是設計橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的兩大準則。

3.2監(jiān)測項目

不同的功能目標所要求的監(jiān)測項目不盡相同。絕大多數(shù)大跨度橋梁監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測項目都是從結(jié)構(gòu)監(jiān)控與評估出發(fā)的，個別也兼顧結(jié)構(gòu)設計驗證甚至部分監(jiān)測項目以橋梁問題的研究為目的。通過對國內(nèi)多座運營中的斜拉橋進行大量病害調(diào)查與檢測分析，提出了用于斜拉橋狀態(tài)監(jiān)控與評估的頗具代表性的監(jiān)測項目。

如果監(jiān)測系統(tǒng)考慮具有結(jié)構(gòu)設計驗證的功能，那就要獲得較多結(jié)構(gòu)系統(tǒng)識別所須要的信息。因此，對于大跨度余支承橋梁，須要較多的傳感器布置于橋塔、加勁梁以及纜索/拉索各部位，以獲得較為詳細的結(jié)構(gòu)動力行為并驗證結(jié)構(gòu)設計時的動力分析模型和響應預測。另外，在支座、擋塊以及某些連結(jié)部位須安設傳感器拾取反映其傳力、約束狀況等的信息。

目前，某些監(jiān)測系統(tǒng)以開發(fā)結(jié)構(gòu)整體性與安全性評估技術(shù)為目的之一。結(jié)合橋梁問題研究的監(jiān)測系統(tǒng)雖不多見，但有些系統(tǒng)也有監(jiān)測項目是專為研究服務的。與理論研究相關(guān)的監(jiān)測項目可以根據(jù)待研究問題的性質(zhì)來確定。從目前橋梁工程的發(fā)展狀況看，以下幾方面的問題可以借助橋梁健康監(jiān)測進行深入研究或論證。

?抗風方面：包括風場特性觀測、結(jié)構(gòu)在自然風場中的行為以及抗風穩(wěn)定性。

?抗震方面：包括研究各種場地地面運動的空間與時間變化、土-結(jié)構(gòu)相互作用、行波效應、多點激勵對結(jié)構(gòu)響應的影響等。通過對墩頂與墩底應變、變形及加速度的監(jiān)測建立恢復力模型對橋梁的抗震分析具有重要的意義。

?結(jié)構(gòu)整體行為方面：包括研究結(jié)構(gòu)在強風、強地面運動下的非線性特性，橋址處環(huán)境條件變化對結(jié)構(gòu)動力特性、靜力狀態(tài)（內(nèi)力分布、變形）的影響等。這對于發(fā)展基于監(jiān)測數(shù)據(jù)的整體性評估方法非常重要。

?結(jié)構(gòu)局部問題：例如邊界、聯(lián)接條件，鋼梁焊縫疲勞及其他疲勞問題，結(jié)合梁結(jié)合面（包括剪力鍵）的破壞機制，等等。索支承橋梁纜（拉）索和吊桿的振動與減振、局部損傷機制等也值得進一步觀察研究。

?耐久性問題：橋梁結(jié)構(gòu)中的耐久性問題尚有許多問題須要深入研究。纜（拉）索與吊桿的腐蝕、銹蝕問題尤須重視。

?基礎：大直徑樁的采用也帶來一些設計問題，直接套用原先用于中等直徑樁的計算方法不很合理。借助大型橋梁監(jiān)測系統(tǒng)調(diào)查大直徑樁的變形規(guī)律、研究樁的承載力問題，也是設計部門的需要。

3.3對橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的幾點認識

（1）橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測不只是傳統(tǒng)的橋梁檢測技術(shù)的簡單改進，而是運用現(xiàn)代傳感與通信技術(shù)，實時監(jiān)測橋梁運營階段在各種環(huán)境條件下的結(jié)構(gòu)響應與行為，獲取反映結(jié)構(gòu)狀況和環(huán)境因素的各種信息，由此分析結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)、評估結(jié)構(gòu)的可靠性，為橋梁的管理與維護決策提供科學依據(jù)。同時，大型橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測對于驗證與改進結(jié)構(gòu)設計理論與方法、開發(fā)與實現(xiàn)各種結(jié)構(gòu)控制技術(shù)以及深入研究大型橋梁結(jié)構(gòu)的未知問題具有重要意義。因此，健康監(jiān)測為橋梁工程的發(fā)展開辟了新的空間。

（2）大型橋梁健康監(jiān)測三方面的意義反映了從事橋梁維護管理、設計咨詢和理論研究不同領(lǐng)域人員所關(guān)注的問題。監(jiān)測系統(tǒng)的設計應以功能要求和效益－成本分析為基本準則。此外，監(jiān)測系統(tǒng)的設計應該通過布點優(yōu)化分析，并且考慮到系統(tǒng)實施中的非常重要的通信問題。

（3）對于大跨度斜拉橋、懸索橋而言，整體性評估只是結(jié)構(gòu)安全狀態(tài)評估的一部分，不可能僅通過整體性評估來解釋橋梁結(jié)構(gòu)的安全狀態(tài)。同時，大跨度橋梁的力學特點決定其安全評估的概念上和方法上不同于常規(guī)的中小橋梁。

（4）在跨度橋梁結(jié)構(gòu)安全狀態(tài)評估的目的是控制大橋運營風險及支持減災決策。因此結(jié)合橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的安全評估，應該可以通過獲取的監(jiān)測數(shù)據(jù)評估橋梁結(jié)構(gòu)的基本狀態(tài)和結(jié)構(gòu)行為。定期或在偶發(fā)事件（如地震）發(fā)生后識別結(jié)構(gòu)的損傷和關(guān)鍵部位的變化，并且對大橋結(jié)構(gòu)生命期各階段的承載能力和抗風、抗震能力作出客觀的定量的評估。

4體系的不夠完善

在承認施工存在問題的同時，也不可否認，在橋梁設計領(lǐng)域，特別是關(guān)于橋梁施工和使用期安全性的問題還有許多可以改進的地方。結(jié)構(gòu)設計的首要任務是選擇經(jīng)濟合理的結(jié)構(gòu)方案，其次是結(jié)構(gòu)分析與構(gòu)件和連接的設計，并取用規(guī)范規(guī)定的安全系數(shù)或可靠性指標以保證結(jié)構(gòu)的安全性。

第8篇：橋梁結(jié)構(gòu)設計范文

關(guān)鍵詞：橋梁下部結(jié)構(gòu)；橋墩；橋臺；設計

Abstract: the structure of the bridge is the whole bridge is the important component of the quality of a direct impact on the cost and quality of the bridge, and other factors. In this paper the structure design of bridge, the problem of the detailed in this paper.

Keywords: bridge bottom structure; Bridge pier; The abutment; design

中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號

我國經(jīng)濟發(fā)展日益突飛猛進，交通建設也得到迅猛發(fā)展。各種各樣的大中橋、特大橋逐漸增多，而橋梁的下部結(jié)構(gòu)也越來越被關(guān)注。橋梁下部結(jié)構(gòu)考慮是否得當對工程造價、質(zhì)量、工期及后期使用影響非常大。近年來，分離式下部結(jié)構(gòu)的橋梁由于不均勻沉降引起的橋面開裂現(xiàn)象時有發(fā)生。為此，在橋梁整體設計中，必須考慮橋梁下部結(jié)構(gòu)的各個因素，實現(xiàn)整個橋梁設計的優(yōu)化。

1橋梁下部結(jié)構(gòu)型式選用

鋼筋混凝土薄壁墩臺在填土較低以及河床較窄的情況下，為了縮短橋長、節(jié)約成本，不使臺前錐坡壓縮河床，可使用離河較近墩臺身直立的樁基薄壁墩臺，并設置支撐梁在墩臺下面，整個橋梁組成框架結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，同時利用兩端臺后的被動土壓力來維持穩(wěn)定。

埋置式樁柱式橋臺該型式橋臺設于岸上臺身埋入錐形護坡中，有單排樁柱式與雙排樁框架式兩種。采用該型式橋臺，為保證路基穩(wěn)定性，不能過多地壓縮橋長，不少工程對此有深刻的教訓。1.3柱式橋墩本型式橋墩有施工的簡便性和較廣的適應性，在軟基中是很好的選擇型式。分為：①帶蓋梁單排樁柱式橋墩，一般用于簡支梁橋；②不帶蓋梁獨柱式橋墩或排柱式橋墩，用于連續(xù)現(xiàn)澆箱梁。

在選用墩臺的時候，要考慮如下兩方面：①為了降低結(jié)構(gòu)受到軟基位移的影響，在最大程度上縮減超靜定個數(shù)，適當?shù)販p少樁根數(shù)，同時加大樁距。②在樁底同基層表面相近時，承載力與設計規(guī)定接近，就不需要再伸入基巖；如果沒有充足的承載力，那么我們可以加大樁徑再算，最好把嵌巖柱樁換成摩擦樁。

2橋墩的設計

橋墩按其構(gòu)造可分為實體墩、空心墩、柱式墩、框架墩等；按其受力特點可分為剛性墩和柔性墩；按其施工工藝可分為就地砌筑或澆筑橋墩、預制安裝橋墩；按其截面形狀可分為矩形、圓形、圓端形、尖端形及各種截面組合而成的空心橋墩。墩身側(cè)面可垂直，也可以是斜坡式或臺階式。

2.1橋墩的適用性

實體式重力墩自身剛度大，具有較強的防撞能力，但同時存在阻水面積大的缺陷，比較適合修建在地基承載力較高，覆蓋層較薄，基巖埋深較淺的地基上。實體式輕型墩臺圬工體積較小，抗沖擊力較差不宜用在流速大并夾有大量泥沙的河流或可能有船舶、冰塊、漂流物撞擊的河流中，一般用于中小橋梁上。

薄壁空心墩一般采用強度高、墩身壁較薄的鋼筋混凝土構(gòu)件。這種構(gòu)件由于削減了墩身自重，減小了軟弱地基的負荷，減小了自身的截面尺寸，使結(jié)構(gòu)在外觀上變得更加輕盈。

柱式橋墩是目前公路橋梁中廣泛采用的橋墩形式。它具有線條簡捷、明快、美觀，既節(jié)省材料數(shù)量又方便施工的特點，適用于橋梁寬度較大的城市橋梁和立交橋。設計人員應根據(jù)橋?qū)挼男枰约暗匚锏孛矖l件，把獨柱、雙柱和多柱等進行任意的組合。

2.2設計中應當注意的事項

高度于40m的橋墩多采用柱式墩(最常用)和Y型薄壁墩。前者有圓柱與方柱之分。外觀質(zhì)量在圓柱施工中不難控制，和樁基也方便銜接，大多應用于平原地區(qū)。從美觀而言，方柱有視線誘導性和棱角，和上構(gòu)梁體協(xié)調(diào)，相對美觀。以受力角度來講，在方柱與圓柱有相等截面積的條件下，方柱抗彎剛度要比圓柱大，受力較于圓柱更優(yōu)。體系是連續(xù)剛構(gòu)時，方柱能夠經(jīng)過對兩個方向的尺寸進行調(diào)整，從而調(diào)整墩柱的剛度，滿足調(diào)整墩柱受力的需要。圓柱為各向同性，進行調(diào)整，其效果相對較差。方柱的缺點是墩柱和樁基間要經(jīng)過樁帽連接，加之山區(qū)橋梁地面橫坡較陡，不僅增加了工程數(shù)量和柱帽結(jié)構(gòu)，而且加大了挖方工程量。在設計中，選用方柱或圓柱要綜合考慮墩高、地形和上構(gòu)結(jié)構(gòu)形式。Y型墩薄壁是獨柱雙支座的一種墩型，相對美觀卻施工較復雜。由于墩高較矮時，既不美觀又未有簡便施工，很少使用。墩高較高時，Y型薄壁墩施工僅要一套模板，搭一個支架，在有大量模板需求和地面橫坡相對陡的山區(qū)橋梁，Y型薄壁墩有明顯勢此外使用雙柱墩時，因兩個墩柱高度相差大，線剛度EI，L差距大造成一個墩兩個墩柱受力有很大的不同，使用Y型薄壁墩就可避免以上缺陷。有人提出上部的Y型承托節(jié)約材料相對不多，施工也麻煩，最好設計成實體，這也是可以考慮的。無論外形怎樣，在墩高較高時，使用Y型墩薄壁是相對適合的。

3橋臺的設計

橋臺按其形式可劃分為重力式橋臺、輕型橋臺、框架式橋臺、組合式橋臺和承拉橋臺。

3.1橋臺的適用性

由于橋臺形式多樣化，下面就常用類型橋臺的適用性作一簡述，以供設計人員參考。U形橋臺構(gòu)造簡單，基底承壓面大，應力較小，但圬工體積大，臺內(nèi)填土易積水、結(jié)冰、凍脹，使橋臺結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。因此要注意中間填料要采用滲水性較好的土夯填，并做好臺背排水。

八字式和一字式橋臺適用河岸穩(wěn)定，橋臺不高，河床壓縮小的中小跨徑橋梁，對于跨越人工河道的橋梁及立交橋亦可采用。薄壁式橋臺同薄壁式橋墩類同，可依據(jù)橋臺高度、地基強度和土質(zhì)等因素選定。

4墩臺基礎設計

4.1基礎資料的調(diào)查

在墩臺基礎設計之前，除了應掌握有關(guān)全橋的資料，包括上部結(jié)構(gòu)形式、跨徑、荷載、墩臺結(jié)構(gòu)等及國家頒發(fā)的橋梁設計、施工技術(shù)規(guī)范外，還應注意地質(zhì)、水文資料的搜集和分析，重視土質(zhì)、建筑材料的調(diào)查和試驗。根據(jù)橋梁工程規(guī)模、重要性及架橋地點工程地質(zhì)、水文條件的具體情況和設計階段確定取舍。

4.2墩臺基礎類型

基礎根據(jù)埋置深度分為淺基礎和深基礎。一般將埋置深度在5 m以內(nèi)者稱為淺基礎；由于淺層土質(zhì)不良，須把基礎埋置于較深的良好地層上，埋置深度超過5 m者稱為深基礎?；A埋置在土層內(nèi)深度雖較淺(不足5 m)，但在水下部分較深，如深水中橋墩基礎，稱為深水基礎。除了深水基礎，公路橋梁及人工構(gòu)造物最常用基礎類型是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井基礎。

4.3軟弱地基的處理

在搜集了墩臺設計所需資料后，我們根據(jù)作用在地基與基礎上的計算荷載的不同特性，以及各種荷載出現(xiàn)的幾率把作用荷載進行分類，并將實際可能出現(xiàn)的荷載組合起來，確定設計時的計算荷載。之后按其可能出現(xiàn)的最不利荷載組合情況進行驗算。確定了基底應力之后，我們即可根據(jù)收集到的地質(zhì)資料選擇合適的持力層。如果地基承載力不夠時，那么就要對地基進行處理。

人工加固軟弱地基按其處理的基本原理大致可歸納為三類。第一類是挖除全部或部分軟弱地基土層，換填壓縮性低、強度高的土，稱為換土或墊層法。第二類是減小土體中的孔隙，使土密實，從而減小土的壓縮性，提高強度，有擠(壓)密法(如砂樁、夯實、振充碎石樁)，砂井預壓固結(jié)法。第三類是在土中注入或添加凝膠劑，填充孔隙，增強土顆粒間的聯(lián)結(jié)而達到加固目的，可以稱為液灌注加固法。在選擇地基處理的方法時，我們不要盲目地進行選擇，應通過工程地質(zhì)勘測和土工試驗，根據(jù)土層條件，結(jié)合上部構(gòu)造物，當?shù)赜嘘P(guān)條件及工程費用等，綜合考慮決定處理方案。

5結(jié)語

第9篇：橋梁結(jié)構(gòu)設計范文

[摘要] 本文淺談工程設計中，正確地分析橋梁結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換的影響，并制定安全的、合理的、可行的設計方案至關(guān)重要。本文總結(jié)了托換結(jié)構(gòu)的設計要點及施工基本要求，提出了托換設計、施工的重點、難點問題，并就其關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)進行分析論證，

[關(guān)鍵詞]結(jié)構(gòu)設計 墩柱與基礎 隧道

1 問題的提出

1．1新建與既有市政設施的沖突，提出了托換結(jié)

構(gòu)的課題

隨著該城市近多年來城市建設的突飛猛進，城區(qū)內(nèi)橋梁、隧道等構(gòu)筑物分布日漸增多，新建工程在優(yōu)化道路總體線型的過程中，車行道寬度范圍內(nèi)往往碰到既有市政設施(如墩柱、樁基)的障礙，嚴重影響了工程技術(shù)標準的選用，若遷就避讓，勢必對行車安全留下隱患。因此，若能采用特殊的下部結(jié)構(gòu)，使其移離原來的位置，仍能繼續(xù)承托既有市政設施的結(jié)構(gòu)，并維持安全運營，同時又滿足新建市政設施的交通功能及相應的技術(shù)標準，這樣的結(jié)構(gòu)即稱為托換結(jié)構(gòu)。

1.2簡述

東西線隧道平面見圖2。由于該處高架橋眾多，橋墩密集，兩條分離的東、西線隧道的車行道與多個橋墩發(fā)生沖突，對工程的可實施性造成了嚴重影響。

圖1平面示意

從圖1、圖2可見，若進行橋墩基礎托換，可大大提高隧道技術(shù)標準，改善行車條件。

圖2 東西線隧道平面示圖

線路與橋墩沖突情況如下：西線隧道一敞開段與16軸橋墩沖突；東線隧道一敞開段與17、K17、E5軸橋墩沖突；地面道路一與15軸橋墩沖突；暗埋段與ZR22軸橋墩沖突；本工程需要改造托換的橋墩共計6個。

2 托換結(jié)構(gòu)設計

2．1托換結(jié)構(gòu)分類

1．移柱法

將阻礙隧道行車的墩柱及樁基轉(zhuǎn)移至通行空間以外。新舊體系交接點為上部結(jié)構(gòu)箱梁的橫梁與托換結(jié)構(gòu)的橫梁，見I 5、I 6、E 5的構(gòu)造圖(圖5)。

圖5 15，16及E5墩構(gòu)造示意

2．移樁法

將阻礙隧道行車的樁基及承臺轉(zhuǎn)移至通行空間以外。新舊體系交接點為下部結(jié)構(gòu)樁基承臺與托換結(jié)構(gòu)的承臺，見K17、ZR22構(gòu)造圖(圖6)。

2．2托換結(jié)構(gòu)特點

1．運營狀態(tài)

無論是施工前、施工中及施工后，既有橋梁均處在交通運營中，既要保證交通安全，又要減少由于運營給新建托換交接處結(jié)構(gòu)帶來的不利影響(主要是混凝土初凝)。

圖3K17墩及ZR22墩構(gòu)造示意

2．受力變形狀態(tài)

既有橋梁的恒載(自重及沉降效應)及部分活載(溫度效應)的內(nèi)力變形已產(chǎn)生，托換結(jié)構(gòu)是在其基礎上進行體系轉(zhuǎn)換。

3．新舊體系的附加差異沉降

一是新舊體系的支撐點形態(tài)發(fā)生變化，如原來的柱底為不動點，現(xiàn)在變成托換梁(高架橫梁或承臺地梁)的跨問點，會產(chǎn)生撓度。

二是原來的基礎沉降量已大部分完成(建成運營5年)，而新建基礎可能發(fā)生新的沉降(包括樁身彈性壓縮及樁底沉渣壓縮)。

2．3托換設計重點

托換結(jié)構(gòu)設計一般有兩種形式：主動托換與被動托換，見表l。

托換形式

受力方式 主動托換 被動托換

頂升力 有 無

頂升移位 一般有 無

表1托換形式與頂升力／頂升位移關(guān)系

1主動與被動托換工法的選擇

主動與被動托換的區(qū)別在于是否預先對既有結(jié)構(gòu)施加外部作用力并使其產(chǎn)生變形，使既有結(jié)構(gòu)基本能夠以接近原來的狀態(tài)繼續(xù)承載，對于基本上以托換下部結(jié)構(gòu)為主的，應該優(yōu)先考慮主動托換法，避免工后沉降對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不良的后果。

2．頂升與切柱(樁)順序的選擇

根據(jù)既有結(jié)構(gòu)的上下部結(jié)構(gòu)連接方式的確定，墩梁固接時應先切柱(樁)再頂升，連續(xù)梁支座墩時應先頂升再切柱(樁)，簡支梁可不作限制要求。

3．頂升量的控制

當上部結(jié)構(gòu)為靜定結(jié)構(gòu)時，頂升至補償新結(jié)構(gòu)的壓縮變形量；當上部結(jié)構(gòu)為超靜定結(jié)構(gòu)且作用在托換結(jié)構(gòu)的跨間，還應頂升至使其產(chǎn)生一定的向上預拱量，以補償汽車作用的下?lián)闲?/p>

4．按施工步驟對既有橋梁進行各階段、各工況的計算。按計算過程確定施工順序，尤其是需要細化體系轉(zhuǎn)換中的舊結(jié)構(gòu)卸載與新結(jié)構(gòu)承載的分步、分段實現(xiàn)過程。

5．對施工過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)提出控制參數(shù)，以指導施工控制。

6．對施工監(jiān)控提出結(jié)構(gòu)變形結(jié)果監(jiān)測的預測值、臨界值，確保橋梁安全。

2.4托換結(jié)構(gòu)受力分析

1．計算模型盡可能真實地模擬各施工階段，分工況進行計算。

2．荷載類型：永久荷載、可變荷載一汽車、溫度、沉降、彈性壓縮及土壓力。

3．荷載組合：按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進行荷載組合設計。

4．臨時墩頂升控制原則：以頂升量控制為主，采用頂升力和頂升量雙控。

2．5計算內(nèi)容

1．托換墩對應的一聯(lián)上部結(jié)構(gòu)計算。

2．托換梁、柱、樁的驗算。

3．新舊砼界面的承載力驗算。

4．臨時支承點的局部承壓驗算。

5．臨時墩、臨時墩基礎的承載力驗算。

6．原墩梁固接節(jié)點切除后對舊結(jié)構(gòu)的影響程度計算

15、16為連續(xù)彎梁的中間固接墩，按設計要求托換，需切除箱梁底與柱頂連接，由于徑向約束的解除，對彎梁的受力狀況會產(chǎn)生影響，采用MIDAS軟件進行受力分析，結(jié)果表明，滿足規(guī)范要求。

由MIDAS V6．軟件計算，該聯(lián)兩個獨柱固接中墩在經(jīng)過切除墩柱放松徑向約束后，繼而再進行墩梁(橫梁)固接過程中的最大徑向水平位移，托換前分別為：3.13mm、1.21mm，托換后分別為：3.83、1.68mm，施工實測位移均小于理論值。

圖5托換前后15，16墩結(jié)構(gòu)模型

3 施工技術(shù)要求

以設計成果指導施工組織方案，根據(jù)計算工況，明確規(guī)定施工順序，包括托換墩柱的順序：頂升、切割的順序，樁基封樁、切樁(柱)的順序等等。

1．做好地質(zhì)調(diào)查

場區(qū)巖溶、地下水豐富，溶洞和土洞發(fā)育，是樁基結(jié)構(gòu)設計與施工的不利因素。根據(jù)不同樁徑，每樁施作1～2個鉆孔，查明樁底持力層狀況。為了控制樁底沉渣壓縮對上部結(jié)構(gòu)的影響，對每根新樁進行鉆孑L抽j芷：法檢測，以檢驗樁底沉渣厚度。

2．加強保護既有結(jié)構(gòu)安全

對周邊場地實施注漿預加固，提高土體密實度，減少對周圍地面道路及橋墩基礎的不利影響；較大的樁基承臺基坑采用了旋噴樁止水；基礎托換施工前，先實施北環(huán)高速路天然基礎周邊的雙層旋噴樁止水帷幕，以保護橋梁基礎的穩(wěn)定。

3．嚴格控制新建基礎沉降

托換樁基將產(chǎn)生由荷載應力、樁身壓縮、樁底沉渣壓縮這三部分組成的沉降，采用了提高樁基混凝土(C30)強度及彈性模量、適當加大樁身斷面(減少地基應力)、加強檢測(每樁鉆孑L抽芯、控制沉渣)等技術(shù)措施加以控制。

4．既有上部結(jié)構(gòu)的頂升

以頂升力與位移量雙控，均勻布點、分級頂升、限制速率、動態(tài)設計；分析臨時支墩可能引起的沉降，提出預頂升高度要求。

5．既有橋梁的交通管制

為保證新舊混凝土粘結(jié)強度，應避免混凝土澆注后初凝時擾動，對橋上的交通進行暫時封閉或者限速管制；對于千斤頂頂升、舊墩柱切割、預應力束張拉等施工階段，也應限制交通，以便施工監(jiān)控的實施。

6．界面處理

(1)為保證新舊砼結(jié)構(gòu)共同協(xié)調(diào)作用，新舊砼界面均要求燥面保潔處理；

(2)將舊砼表面鑿毛，以露出粗骨料為原則；

(3)鑿毛后應清理表面，去除砼碎塊、浮屑，并用清水洗凈，在新加結(jié)構(gòu)砼澆筑前刷界面處理劑；

(4)在新舊砼界面預埋巾20mm的注漿小導管，進行二次壓漿。

7．樁基的預頂與封樁

(1)對托換體系為達到主動托換目的而采用預頂措施；

(2)預頂?shù)哪康模合袚Q新樁變形對托換體系的不利影響，防止托換新樁樁頂沉降，檢驗托換梁托換體系的承載能力；

(3)預頂方法：施工時在托換新樁頂托換梁下預留一空隙，高約70em，放人千斤頂，實現(xiàn)樁、梁間可以控制的作用力；

(4)分批分級加載，保持10s持荷，等結(jié)構(gòu)穩(wěn)定后方可加下一級荷載。經(jīng)計算，被托換樁基的上抬量不能大于lrmn，大于此值應立即停止加載。在加載過程中同時應嚴格監(jiān)測托換梁裂縫的產(chǎn)生及發(fā)展，最大裂縫寬度增加大于0．1mm時，停止加載；

(5)預頂時嚴格控制千斤頂?shù)捻斏屯袚Q梁兩端的位移，各千斤頂頂升力達到控制值而梁端位移未達到位移范圍值以內(nèi)，或梁端位移值已達到控制值而頂升力未達到控制值時，應立即通知設計單位，以便對設計參數(shù)進行調(diào)整；

(6)在托換大梁底面對應樁頭處預留鋼筋，待預頂完成后，在保持預頂力穩(wěn)定不變的情況下，將樁、梁鋼筋接好，澆筑微膨脹混凝土封樁。

8．被托換樁截樁

(1)預頂完成后，全面觀測沉降變形，待變形穩(wěn)定后進行截樁，截樁過程中，加強對被托換樁的沉降監(jiān)測，通過同步調(diào)節(jié)千斤頂，使樁的沉降在允許范圍內(nèi)；

(2)截樁前應做好各項應急措施，要求在截樁過程中盡可能減小對被托換樁的振動。

9．施工監(jiān)測

(1)基準測量：施工前必須對所有既有橋梁上下部結(jié)構(gòu)有關(guān)的構(gòu)件進行原基準狀態(tài)的測量；

(2)在基坑開挖和樁基托換過程中，要加強對自身上部結(jié)構(gòu)、周邊橋梁的樁基、地表沉陷和地下管線的監(jiān)測；

(3)在千斤頂發(fā)揮作用和截樁過程中，應加強對被托換樁的沉降和托換梁變形開展監(jiān)測，監(jiān)測頻率為2次／d；

(4)應對托換樁臨近的樁(橋墩)和上部結(jié)構(gòu)進行監(jiān)測；

(5)監(jiān)測項目警戒值：橋梁樁基的沉降量控制在10mm內(nèi)；鋼箱梁、砼箱梁的沉降控制在理論計算值的80％內(nèi)；根據(jù)《該地區(qū)建筑基坑支護技術(shù)規(guī)定》中安全等級為一級(最高級)的要求，管線沉降量或水平變位不超過30mm，每天發(fā)展不得超過5mm。

10．施工方案審查

設計人員要參與施工組織方案的審查，確保施工單位正確理解設計意圖，共同研究施工方案中的工序安排、工時、設備、人員的配備、尤其是施工中的實時調(diào)控、應急預案的策劃與保證措施。確保施工方案可行、效果可靠。

4 總結(jié)

隨著城市地下空間的開發(fā)利用的日益發(fā)展，托換既有構(gòu)筑物的需求也日益增多。

基礎托換的關(guān)鍵是：資料摸查、方案合理、循序漸進、注重細節(jié)。

經(jīng)過緊張工作，本工程所需的6個墩柱、樁基結(jié)構(gòu)托換完成施工，施工過程均嚴格按照設計文件要求的施工步驟及技術(shù)措施實施，幾條隧道均建成通車。