桥梁结构范文10篇

桥梁结构范文篇1

关键词：工程结构可靠度综述

对于结构可靠性这一学科，从其诞生到现在已经有了长足的发展：从基于概率论的随机可靠性到基于模糊理论的模糊可靠性以及近年来提出的非概率可靠性，使得这一理论日臻丰富和完善，并深入渗透到各个学科和领域。

一、结构可靠性理论研究历史

长期以来，人们就广泛采用“可靠性”这一概念来定性评价产品的质量。这种靠人们经验评定其产品可靠、比较可靠、不可靠，没有一个量的标准来衡量。1939年，英国航空委员会出版的《适航性统计学注释》一书中，首次提出飞机故障率不应超过10-5次3h，这可以认为是最早的飞机安全性和可靠性定量指标[1]；二战后期，德国的火箭专家R.Lusser首次对产品的可靠性作出了定量表达。他提出用概率乘积法则，将系统的可靠度看成是各个子系统可靠度的乘积，从而算得V-Ⅱ型火箭诱导装置的可靠度为75%[2]；1942年，美国麻省理工学院一个研究室开始对真空管的可靠性进行深入的调查研究工作。二战期间，军用电子设备的大量失效使美国付出了相当惨重的代价。于是引起了美国军方对可靠性问题的高度重视，同时率先对可靠性问题进行了系统地研究，并于1952年成立了“电子设备可靠性咨询组”，简称AGREE(AdvisoryGrouponReliabilityofElectronicEquipment)。该组织于1957年发表了著名的《电子设备可靠性报告》。报告中提出了一套完整的评估产品可靠性的理论和方法。该报告被公认为是可靠性研究的奠基性文献。1965年，国际电子技术委员会(IEC)设立了可靠性技术委员会TC-56，协调了各国间可靠性术语和定义、可靠性的数据测定方法、数据表示方法等。上世纪60年代以来，可靠性的研究已经从电子、航空、宇航、核能等尖端工业部门扩展到电机与电力系统、机械设备、动力、土木建筑、冶金、化工等部门[3]。

结构可靠性理论的产生，是以20世纪初期把概率论及数理统计学应用于结构安全度分析为标志，在结构可靠度理论发展初期，只有少数学者从事这方面的研究工作，如1911年匈牙利布达佩斯的卡钦奇就是提出用统计数学的方法研究荷载及材料强度问题；1926年德国的迈耶提出了基于随机变量均值和方差的设计方法，这是最早提出应用概率理论进行结构安全度分析的学者之一。1926～1929年，前苏联的哈奇诺夫和马耶罗夫制定了概率设计的方法，但当时方法不够严格，因此，未付诸实施。1935年斯特列律茨基，1947年尔然尼钦和苏拉等人相继发表了这方面的文章，结构安全度的研究逐渐开始进入了应用概率论和数理统计学的阶段。值得指出的是，弗罗伊登彻尔差不多和尔然尼钦等人同时开展了结构可靠性的研究工作。他提出的在随机荷载作用下结构安全度的基本问题首次得到工程界的赞同和接受。1947年他发表了“结构安全度”[4]一文，奠定了结构可靠性的理论基础。

从20世纪40年代初期到60年代末期，是结构可靠性理论发展的主要时期。现在所说的经典结构可靠性理论概念大致就是这一时期出现的。随着结构可靠性理论研究工作的深入，经典的结构可靠性理论得到了全面的发展。基于概率论的结构设计方法逐渐被工程界所接受。但在这一时期，结构可靠性理论还未能马上被工程界广泛应用，其原因如下[5]：

1．传统的确定性结构设计方法当时在人们头脑中根深蒂固，认为没必要改变已用的结构设计方法，而且，结构的失效很少发生，即使发生结构失效，绝大数是由于人为差错造成的，并非结构设计方法问题。

2．基于概率理论的结构设计方法似乎比传统的确定性结构设计方法麻烦，涉及到当时比较难处理的统计数学问题。

3．当时有用的统计数据极少，不足以定义重要的荷载、强度的尾部分布。

除上述妨碍结构可靠性理论应用的原因外，当时结构可靠性理论本身也面临两大难题：

（1）结构可靠性理论所采用的数学模型不足以完全准确地反映应用情况，即模型误差是未知的。

（2）即使是对一个简单的结构，其失效模式可能多到难以计数，更不用说进行可靠度分析。

因此，二十世纪60年代初期，许多学者致力于克服上述困难的研究。例如林德等人把规范化的结构设计问题定义为寻求一套荷载和抗力系数的最优值问题，他们建议采用一种迭代过程确定结构的安全度和造价，康奈尔（C.A.Cornell）等人提出了与尔然尼钦相同的一次二阶矩法，并建立了比较系统实用的一次二阶矩设计方法，利用结构的可靠指标β，而不是失效概率Pf，，作为结构可靠性的一种量度量，使结构的可靠性理论达到实用的目的。

二、国内外工程结构可靠性理论研究现状

二十世纪70年代至80年代，是结构可靠性理论完善并被各国规范、标准相继采用时期，自从康奈尔（C.A.Cornell）提出了一次二阶矩法之后，林德（N.C.Lind）根据康奈尔（C.A.Cornell）的可靠指标，推证出一整套荷载和抗力安全系数，这次研究使可靠度分析与实际可接受的设计方法联系起来。随后，德国的拉克维茨（R.Rackwitz）和菲斯勒（B.Fiessler），对基本变量为非正态分布情况提出了一种等价正态变量求法，这种方法经过系统改进之后，作为结构安全度联合委员会（JCSS）的文件附录推荐给土模工程界。该方法也被许多国家规范所采纳，我国的《建筑结构设计统一标准》（GBJ68-84）[6]也是以该方法作为可靠性校准的基础[7]。

三、桥梁结构可靠性理论研究现状

桥梁可靠性设计要解决的问题是[8]：在结构承受外荷载和结构抗力的统计特征已知的条件下，根据规定的目标可靠指标，选择结构(构件)截面几何参数,使结构在规定的时间内，在规定的条件下，保证其可靠度不低于预先给定的值。可靠性的数量描述一般用可靠度。我国对结构可靠度的研究只限于理论方面，且侧重于可靠度设计方面，对结构耐久性方面的研究，特别是对耐久性评估理论的研究还很落后。实际上对现有桥梁结构做出正确的可靠性评估，准确预测出其剩余寿命，才能保证结构在寿命延续期内的安全性，节省大量的维修加固资金。我国在桥梁设计过程中，存在着考虑强度多而考虑耐久性少;重视强度极限状态不重视使用极限状态;重视桥梁结构的建造而忽视其检测和维护，使结构安全性存在不同程度的隐患和缺陷。近几年来，国内发生的几起大桥坍塌或局部破坏事故在很大程度上是由于构件疲劳损坏(如结构开裂、变形过大等)所导致，从而严重影响桥梁结构的承载能力和使用性能。为了保证桥梁安全运营、延长其使用寿命以及提高桥梁的安全性和耐久性，减少早期桥梁病害，从而节约后期桥梁的维修费用，因而对桥梁结构可靠性研究非常必要和迫切[9]。

四、工程结构可靠性理论研究发展趋势

进入二十世纪80年代后，结构系统的可靠性理论研究工作已经成为结构工程中的研究热点，并已出版了许多专著，对于复杂的结构系统可靠度分析和先进的计算方法蓬勃发展。概括而言，如下几方面是结构可靠度理论研究的热点：

1．结构系统的可靠度分析。对于结构系统可靠度分析的非常复杂的研究课题，许多学者对此从不同角度进行了研究，提出了一些概念和方法。如结构可靠度分析的一阶矩概念及荷载为FerryBorgesCastanheta组合情况下的计算方法问题；利用系统系数，针对结构各种破坏水平所对应的极限状态不同，计算系统可靠度并进行结构设计的方法；利用蒙特卡洛（Monte-Carlo）法采用重要抽样技术计算结构系统的可靠度等，同时，一些学者还研究了系统可靠度界限的问题。总之，系统可靠度分析研究内容丰富，难度较大。

2．对结构极限状态分析的改进，除考虑强度极限状态外，还应考虑结构的正常使用极状态、破坏安全极限状态，以及地震和其他特殊情况下考虑能量耗损极限状态等。

3．目标可靠度的量化问题。虽然校准法已经部分解决了这个问题，但与实际情况相比，这方面的问题还远远没有解决。

4．人为差错的分析。许多结构的失效并非由荷载、强度的不确定性造成，而往往是设计、施工、使用等环节中人为差错造成的，这方面事例很多，已成为目前研究热点之一。

5．在役结构的可靠性评估与维修决策问题。对在役建筑结构的可靠性评估与维修决策正成为建筑结构学的边缘学科，它不仅涉及结构力学、断裂力学、建筑材料科学、工程地质学等基础理论，而且，与施工技术、检验手段、建筑物的维修使用状况等有密切的关系。同时，经典的结构可靠性理论，在在役结构的可靠性评估中也必将得到相应的发展。

6．模糊随机可靠度的研究[10]。模糊随机可靠度理论研究是工程结构广义可靠度理论研究的重要内容，随着模糊数学理论与方法的完善，模糊随机可靠度理论也必将进一步完善和发展。

五、结语

桥梁工程问题的解决总是理论与工程经验的结合，掌握的知识越多，主观经验越少，桥梁结构的设计越合理，这也正是桥梁工程技术研究追求的目标。桥梁结构可靠度理论研究是内容极其丰富且复杂的重大研究课题，不仅仅在理论上有许多重大问题需要解决，而且，将其应用到桥梁结构设计、评估及维修决策之中尚有许多细致的工作要做。

参考文献

[1]王超，王金等．机械可靠性工程[M]．北京：冶金工业出版社．1992．

[2]刘惟信．机械可靠性设计[M]．第一版,北京：清华大学出版社．1995．

[3]拓耀飞，李少宏．论结构可靠性的发展[J]．榆林学院学报．2006,16(4):32-35．

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

[5]刘玉彬．工程结构可靠度理论研究综述[J]．吉林建筑工程学院学报,2002,19(2):41-43．

[6]中华人民共和国国家标准．建筑结构设计统一标准(GBJ68－84)．北京,1985．

[7]贡金鑫，赵国藩．国外结构可靠度理论的应用与发展[J]．土木工程学院．2005,38(2):1-7．

[8]张建仁，刘扬．结构可靠度理论及其在桥梁工程中的应用[M]．北京：人民交通出版社．2003．

桥梁结构范文篇2

由于我国有着悠久的桥梁史．随着时光的飞逝，很多桥梁出现了一些问题．需要维修、加固的桥梁非常多，并且随着我国经济快速发展．尤其是公路、铁路建设的发展，修建很多各式各样的桥梁，这些桥梁基本都是处于使用状态．无论是交通运输还是旅游观光。由于一些桥梁的安全系数相对来说比较，再就是很多超载车辆的碾压．对桥梁的损害比较大．这就加剧了我国桥梁的危险系数，对于这些桥拆旧建新并不是一个非常好的办法，他需要我们在保证安全的前提下．以最为经济的方法来解决，讲究经济效益，因此对桥梁进行加固、维修是至关重要的。

2．加固措施与方法研究

随着技术的不断发展．在桥梁建设过程中我们应该更加全面，主要是因为桥梁的损坏不仅仅是人为因素。还有很多自然因素，例如，地震、洪水、泥石流等等，这就需要在对桥梁进行加固维修时一定要做到抗震、防水、防火、防腐蚀、防风、防共振以及对地质考察等等。同时还要对人为因素进行考虑，例如超载、人为破坏等等。通过科学仪器对需要加固维修的桥梁进行鉴定．通过以下措施方法对桥梁进行加固维修

2．1桥梁结构构造上重整

2．1．1下部结构加固这个加固就是对桥梁的基础部位进行加固．主要是对桥墩进行加固．增加钢筋增设桥梁的桩位．对一些比较旧的桥墩进行更换，让就桥墩的承重力小于新桥墩的承重力．同时我们还要注意对桥梁形状的选择．例如圆形或方形，这样能够更好地抵御地震，对基部材料的选择，要防水防潮。

2．1．2上部结构加固可以通过对道路的上部表面积进行加宽加厚的处理．已到达减少桥梁单位面积的承载量．同时还可以通过高科技的复合材料对将钢板或碳纤维等高强材料粘贴在需要加固道路表面上．通过这样的材料来减轻车辆通过时的载荷

2．1．3桥梁造型的改变

由于受到历史原因．我国拱桥在全部桥梁中的比例非常高，并且损坏程度也是非常大．很多桥梁已经不能满足大型车辆通过的负荷要求了．这就需要我们进行改造，可以通过修加悬索，从而增加桥梁的使用寿命．根据实际情况在原设计上改变简单单一式桥梁为复合型桥梁。

2．1．4框架结构的改造可以通过对桥梁的结构进行更新．这不仅仅是对于新桥梁．同时对于就桥梁也是使用的．在数学中三角形的结构是非常牢固的。我们在对桥梁设计时把这些因素考虑进去，采用倒三角顺三角间插式等诸多稳定性结构框架。

2．2桥梁结构材料上修护

我国最早的道路桥梁一般都是砖结构．承受的压力比较小．再就是解放后，我国修的道路大部分都是柏油路．大型车辆的碾压难免不了出现一些损坏．目前我国很多道路基本都是水泥路．在承载能力方面得到了一定的提高．但是还是会出现修补加固。对于桥梁的材料有很多种．目前我国存在的有木桥、石桥、钢筋混凝土桥、钢结构桥梁和混凝土桥梁。目前我国大部分桥梁的材料还是钢筋混凝土的．由于这些材料成本相对来说比较低，应用非常广泛，但是这样的材料也用容易出现问题．抗弯抗压性能低，容易出现裂痕。特别是再多地震的地区更是如此。对于这些裂痕的处理，目前主要修补的方法：表面抹灰法、喷浆法和压力灌浆法等。很多道路桥梁需要钢铁等材料．这些材料容易受到氧化腐蚀。这就需要我们对这些材料进行有效的处理。例如阴极保护法、涂铝锌层法、物理屏蔽法、化学缓蚀等，这样可以更好地保护桥梁，同时对于没有经过保护措施的桥梁．在维护时一定要对其进行有效的保护．防止出现因氧化腐蚀出现险隋。

2．3人为养护和合理施工取材

对于桥梁的维护我们一定要加大人力．同时我们在修建桥梁时保证质量，不能出现偷工减料，按照国家相关规定保质保量地进行建设，同时对于材料的选择一定要根据实际情况．不能违背自然规律．合理取材如果在道路桥梁的建筑施工过程中的质量控制不严，道路桥梁的沥青存在裂缝．在投入使用后就很容易导致较大范围破损现象的出现道路桥梁的路面平整度是工程建设的重要指标．如果施工时质量控制的不好．那么道路桥梁的整度衰减很快而且如果道路不平整就会产生降低车速、增加行车颠簸、加大冲击力和损坏车辆等问题。影响道路桥梁的使用价值。道路桥梁上沥青的裂缝和破损，在运营后不久出现大面积的裂缝和破损．造成这种情况的原因是在道路桥梁的施工建设中存在质量控制问题。当前我国路面工程片压面追求平整度．忽视压实度的要求．并碾压的材料配合比不当导致沥青不远标。使得路面基底承载力不足．再加上水分侵蚀和阳光照射这就造成了路面沥青凝士疲劳开裂如果道路桥梁的路面不具备足够的强度或者路面的土基强度不均衡．就会导致水泥路面发生开裂的现象．此外，如果选择在春季或者秋季动工．由于昼夜温差较大．混凝土路面在应力的作用下极易导致板体的断裂只要道路桥梁的水泥路面出现断裂．就会在很大程度上影响到路面的平整度。往道路桥梁的施工建设中，由于路面的土基强度不够或不均匀而造成路面开裂．或者是因为工程在任春秋两季施工．造成混凝土路面白天与晚上存在较大的温差．从而产生较大的翘曲应力致使路面的板体开裂。

桥梁结构范文篇3

关键词：桥梁钢结构；焊接自动化技术；应用与发展

桥梁钢结构的施工工作中，采用先进的焊接自动化技术，不仅可以提升钢结构的焊接施工质量，还能保证外表的美观，节约资源满足环保性的发展要求。鉴于此，在桥梁钢结构的焊接施工工作中，应积极采用先进的焊接自动化技术，树立正确的观念意识，采用先进的技术措施，提升钢结构的施工效果。

1桥梁钢结构自动化焊接工作的难点分析

1.1构件结构的影响。桥梁钢结构中的构件一般较为新颖，且结构具有多元化的特点，不利于采用自动化的焊接技术。在实际工作中，受到空间结构因素的影响，在箱型杆件内部区域、整体节点间隙区域实际焊接期间，由于空间很小，所以很难使用自动化焊接设备，不能确保整体的焊接工作质量和效果。1.2焊接位置不良。当前，在自动化焊接技术实际应用的过程中，主要采用平位的焊接方式，很少会采用立位与横位的焊接方式，受到焊接位置的影响，在实际工作中不能确保各方面的工作质量，难以有效地进行自动化焊接处理。受到上述因素的影响，在桥梁钢结构的自动化焊接工作中，还存在很多问题与不足之处，严重影响整体的焊接工作质量与水平。在此情况下，就应该结合桥梁钢结构的自动化焊接特点与需求，合理地使用先进自动化技术，对技术措施与方式进行改良，创新相关的技术操作方式，打破传统工作的局限性。

2桥梁钢结构自动化焊接的技术措施

在桥梁钢结构焊接工作中，采用先进的自动化焊接措施，要求设计人员、自动化设备研发部门与制造厂家相互配合，在保证设计出标准化桥梁构件的情况下，研发出精确度较高的自动化焊接机械设备，深入研究各种工艺技术，在相互合作的情况下，提升焊接技术的应用效果。具体措施为：2.1结构标准化设计。一般情况下，桥梁钢结构的数量很多，体育庞大，构件的也很烦琐，要想有效的采用自动化焊接技术，就应该事先标准化的设计，有效提升焊接制造的工作水平。在此过程中，开展桥梁钢结构的标准化设计工作，应该强化局部细节的处理力度，便于合理采用先进的自动化焊接技术。例如，在横隔板结构的加劲肋设计工作中，水平类型与竖向类型的加劲肋的间距过小，在使用机器人进行自动化焊接期间，很容易有阻碍，不能保证焊接空间的充足性。所以，在实际工作中，要确保焊接缝的连续性，有效地提升焊缝质量，保证加劲肋间距控制在4厘米左右，水平肋段的切角超过50度。2.2积极采用先进的自动化焊接技术。在桥梁钢结构的焊接工作中，采用先进的自动化焊接技术，应遵循科学化的原则，深入研究工艺技术与结构制造技术，研发出先进的加工机械设备，将各种自动化焊接技术与机械设备相互整合，在确保自动化焊接的情况下，提升焊接的工作质量与水平。（1）U形肋板单元的自动化组装定位焊接技术。一般情况下，桥梁钢结构中的板单元质量，对整体桥梁寿命起着决定性的作用，而U形肋和板面之间的角焊接，会直接承受车轮的荷载，很容易出现疲劳损坏的现象，对桥梁结构的安全性和寿命会产生直接影响。一般情况下，桥面板单元U形肋角焊接期间，主要使用单面焊接技术措施，熔深要满足U形肋厚度的81%之上，如果厚度为8毫米，熔深就应该超过6.4毫米，不可以出现焊漏的现象。在精确焊接工作中，可采用自动化组装定位机床进行处理，将自动化的行走功能、除尘功能、定位功能与机器人功能相互整合，满足安全环保的工作要求，在一定程度上可以提升自动化焊接的水平，满足当前的自动化焊接工作要求。（2）板单元的机器人焊接技术。桥梁钢结构的板单元构建质量非常重要，而焊接质量对整体结构的建设稳定性和强度会产生影响，尤其是顶板单元的U形肋角焊缝，要保证熔深达到标准，并确保工作效果。在此期间，应该合理地采用先进的机器人自动化焊接技术，编制出完善的计划方案，在提升自动化焊接质量的情况下，利用疲劳试验对比方式，通过自动化机器人焊接的方法，提升整体的抗疲劳强度，将自动化焊接技术的作用发挥出来，这样在板单元相关机器人焊接技术合理应用的情况下，遵循合理化的工作原则，编制出较为完善的自动化焊接计划方案，有效地提升整体自动化焊接的技术水平与综合质量，从而促使桥梁钢结构自动化焊接工作的合理落实。（3）横隔板单元的自动化焊接处理。为确保桥梁钢结构的焊接质量，在使用自动化焊接技术的过程中，应该树立正确的观念意识，在横隔板单元自动化地进行焊接处理，从而有效地提升整体的自动化焊接技术应用水平。在此期间，应该按照横隔板的具体结构特点，使用门式多头自动化焊接技术，开展相关焊接工作，每套自动化焊接机械设备，均需要设置两只机械手，分别在旋转托盘中固定，然后，托盘能够在门架衡量中进行左右的移动，伺服电动机的驱动下，实现纵向轨道的自动化行走目的。在此期间，机械手除了可以进行板肋两侧角的自动化焊接，还能预防出现焊接变形的现象。为确保自动化焊接工作质量符合标准，应该在机器人中设计相关程序，保证在自动化连续焊接的情况下，全面提升整体的焊接质量。2.3合理选择自动化焊接原材料。桥梁钢结构的自动化焊接工作中，要想确保技术的应用效果，就应该选择质量较高的焊接原材料，保证焊丝具有较好的工艺性能，可在自动化焊接中实现连续、稳定的送丝目的。在此期间，应该合理地使用桶装的焊丝开展工作，确保在缠绕期间不会出现扭曲的现象，并且在自动化焊接期间，焊丝可以有一定的对正性能，有效地提升焊接外观成形的均匀性与一致性，规避“蛇形”焊缝问题，并预防有气孔的质量缺陷。在选择焊丝的过程中，应该保证焊丝的熔敷效果符合要求，预防出现飞溅的现象，规避脱渣风险。近年来，在桥梁钢结构性能逐渐提升的情况下，焊接的接头标准也有所提升，在此情况下，为确保焊缝金属的强度在木材标准值的范围内，应该明确具体的焊缝超强限制，将焊缝的超强指标控制在合理的范围内，以免出现自动化焊接的问题。实际工作中使用自动化焊接技术，应该遵循与时俱进的发展原则，树立正确的观念意识，总结丰富的工作经验，创建出科学化的工作模式。

3桥梁钢结构自动化焊接技术的发展

当前，在桥梁钢结构的自动化焊接工作中，已经开始使用机器人自动化焊接技术进行板单元的生产，有效地提升了焊接工作质量与效果，并且取得了很好的工作成绩。但是，由于相关的对接焊缝数量过多，提出的自动化焊接质量标准很高，因此，无法合理地采用先进自动化技术开展焊接工作，工作难度很高。因此，在未来发展的进程中，应该转变传统的手工气体保护板自动焊接的技术方式，而是要使用先进的焊接机器人开展工作，开发出先进的便携式小型自动化焊接设备，在研发先进焊接技术的情况下，有效增强整体的焊接工作质量，打破传统工作的局限性，严格开发先进技术的情况下，有效地提升整体工作水平。与此同时，要求技术人员在工作中，积极开发各种先进的自动化焊接技术，遵循与时俱进的技术原则，确保实现桥梁钢结构的自动化焊接工作目标。

4结语

近年来，在桥梁钢结构自动化焊接工作中，受到诸多因素的影响，还存在很多的焊接质量问题，不能确保钢结构的合理焊接处理。这就需要在实际工作中，树立正确的观念意识，遵循因地制宜的发展原则，在钢结构焊接工作中，合理地选择焊接材料，积极开发先进的机器人自动化焊接技术，有效地提升自动化焊接工作质量和水平，从而满足当前的自动化焊接工作要求。

参考文献：

[1]李松.桥梁钢结构焊接自动化技术的实践及其展望[J].建筑工程技术与设计,2019,33(3):47-129.

[2]李松.桥梁钢结构焊接自动化技术的实践及其展望[J].建筑工程技术与设计,2018,22(34):178-298.

[3]苏权科,谢红兵.港珠澳大桥钢结构桥梁建设综述[J].中国公路学报，2016,29(12):1-9,192.

[4]应敬伟,郝天之,杨涛等.钢结构焊接收缩变形自动监测方法[Z].广西大学,广西交通科学研究院.2017，44（34）122-238.

[5]大型钢桁梁杆件生产线设备及工艺开发[Z].武昌船舶重工集团有限公司.2017，55（67）55-99.

桥梁结构范文篇4

1城市道路桥梁常见病謇

1．1桥面铺装层的裂缝

桥面铺装层出现裂缝的原因主要有两种，一是施工及温度变化等自然原因导致的裂缝。我国现阶段道路桥梁铺装层层多为半剐性结构。这种结构使得铺装层获得了较高的强度、压实度和密实度，不过却导致了承重面对温度的变化十分敏感，而我国大部分地区温差较大，因此这种裂缝的出现是不可避免的a另一种是车辆在行驶过程中急刹车或车辆超载，在这两种情况的持续作用下，桥面会受到较大程度的磨损和挤压，并最终在桥面形成裂缝甚至车辙。如果路面或桥面为水泥混凝士材料，那么在施工时如果没有根据本地实际情况合理掌握初凝期锯缝时间或者在配置混凝土时各配料比例不当。也容易导致裂缝的出现。桥面出现裂缝后如果没有得到及时的处理，那么进入到裂缝中的水分在冬季就会因为结冰而体积膨胀，使得裂缝加宽加深，经过长时间的作用，桥面开始出现凹陷、坑槽甚至龟裂。

1．2地基不均匀沉降引起的破坏

(I)人为因素，工程地质报告主要反映的是本地段的地质情况，并根据设计要求，提出意见和建议，而工程设计是要根据地质报告反映的情况，结合本地实际采取相应的对策。正是因为这两者的重要性，因此一旦地质勘探工作不到位或者工程设计不合格，就会最终导致地基出现不均匀沉降。(2)施工过程不规范，没有按照工程设计图进行施工或者是工程管理不善。没有按照建设要求和程序办事以及偷工减料等等。(3)周围环境变化。比如说周围的工程在打桩或深挖时对本工程的地基造成了不利影响而导致地基产生不均匀沉降。

1．3粱端头局部破损

(1)在进行设计时没有慎重对待粱端。伸缩量计算不准确，在过往车辆的反复作用下，粱端破损并导致伸缩装置失灵。(2)在施工过程中对伸缩缝重视不足。(3)养护工作不到位或者其它自然原因造成的伸缩装置损坏。粱端头破损的主要危害是引起“伸缩缝跳车降低行车的安全性和舒适度，增加车辆对桥梁的冲击力，并进一步破坏桥梁的其他结构，增加养护费用，降低桥梁的使用寿命。

1．4剥蚀

剥蚀是对公路桥粱的表面结构出现蜂窝麻面、起皮或剥落等病害的统称。剥蚀不仅破坏了公路桥粱的外观形态。影响整体的美观性，还会加速因剥蚀而暴露的钢筋的锈蚀速率，影响使用寿命。

1．5混凝土碳化与钢筋锈蚀

由于空气中二氧化碳的作用。混凝土中的氢氧化钙会逐渐转变成碳酸钙。这个过程被称为混凝士的碳化。随着混凝土的碳化。它的PH值会逐渐降低。而混凝土中的钢筋一般是不做表面处理的，这样一来混凝士不但不会对钢筋起到保护作用，反而会对钢筋造成腐蚀。钢筋锈蚀后的体积会增大到锈蚀前的四至五倍，导致包裹钢筋的混凝士沿钢筋开裂。裂缝的产生又加快了混凝+b3碳化和钢筋锈蚀的速度，造成恶性循环，不仅降低了桥梁的使用寿命，同时也产生了许多安全隐患。

2道路桥粱瘸謇的曩园

(1)原设计荷载偏低，交通发展后车辆荷载增大，桥梁因承载能力不足而产生病害．

(2)结构设汁中存在缺陷，如采用桥型结构不当。设计假定不尽合理。

(3)桥梁施工质量差，未按设计要求和施工规程实施。

(4)不重视桥梁后期养护工作，没有及时消除己产生的病害。

(5)洪水等自然灾害使桥梁产生损坏。

(6)地质条件差，如滑坡、软基等导致桥梁产生病害。

3道路桥梁病夸的防治对策

3．1桥面系损坏时应及时维修

桥梁的桥面系损坏主要表现在桥面板开裂、支座损坏、伸缩缝装置损坏、栏杆损坏或缺失以及人为增加桥面铺装层厚度，造成恒载增重。桥面铺装开裂损坏既有车辆大量超载造成的损坏，又有建设时设计、施工留下的隐患，也有后期养护不及时引起的损坏恶化。支座损坏的原因主要有支座形式的选择错误、支座的预留边缘宽度不够、施工时未按要求安装、未及时清理杂物等。桥面伸缩缝损坏的主要原因有伸缩缝造型不对、伸缩缝产品及安装不良、桥梁上部结构及支座异常、墩台下沉移动等。维修时应找准原因。及时治理。

3．2梁式桥梁上部结构缺陷的处治方法

(1)增大梁截面加固方法。对于原桥钢筋和截面尺寸偏小，不能满足当今交通需要的桥梁，可以采用增大构件截面的方法进行加固。增大构件截面的途径有增加受力钢筋主筋截面、加大主粱混凝土截面、加厚原桥面板和锚喷混凝土四种方法。

(2)粘贴加固方法。主要有粘贴钢板加固法、粘贴钢筋加固法、粘贴玻璃钢加固法、粘贴碳纤维布加固法、粘贴芳纶纤维布加固法等。

(3)体外预应力加固方法与技术。用预应力加固钢筋混凝土或预应力混凝土梁板，其加固构件一般采用钢杆、粗钢筋或钢丝索等钢材，施加预应力的方法有纵向张拉法、横向张拉法和张拉钢丝束等。

(4)增加辅助构件加固方法与技术。在墩台地基安全性能好并具有足够承载能力的情况下。可增设承载能力高和刚度大的新纵梁。这些新梁与旧梁相连接，共同受力。

(5)改变结构体系加固方法与技术。改变体系加固。就是通过改变桥梁结构体系以减少梁内应力，如在简支梁下增设支架或桥墩：或把简支梁加以连接。从而由简支梁变为连续梁：在梁下增设钢桁架等的加劲梁。或叠合梁：改小桥为涵洞等，以提高桥梁的承载力。

3．3桥梁下部结构的加固及防护

大多数的桥梁修建在小溪小河之上。由于山洪暴发。洪水不断冲刷墩台基础，加之桥梁基础大都埋置较浅，每次洪水过后，都有一定数量的桥梁基础被冲空，并导致桥梁的基础受到不同程度的损坏。

(1)凡受损情况较严重的明挖浅基础桥梁，因桥梁建设标准较低，桥龄较长，应结合桥梁改建进行整治。

(2)基础局部冲空或损坏的处理。当水深小于3m时。采用围堰方式，施工工艺为板桩围堰、混凝土封底、钢筋混凝土护套：当水深大于3m时。采用潜水方式，施工工艺为水下混凝土封底、钢筋混凝土护套浇筑。

(3)位于风化层上的基底冲空处理。基底外缘被淘空时。应及时清除表面严重风化部分。对于浅水，填以混凝土封闭：深水则要考虑潜水作业。

(4)河床受到水流冲刷而危及桥梁基础时的防护措施。当河床受到水流冲刷而危及桥梁基础时，必须采取必要的防护措施。一般情况下采用石笼防护：河床较陡，冲刷严重时采用铺砌、板桩防护：而河床不稳、下游冲刷厉害的河床则应在墩台下游200~250m范围内进行铺砌。

(5)基础加固的常用方法有：扩大基础加固法、增补桩基法(打入桩或钻孔灌注桩)等。

桥梁结构范文篇5

关键词：桥梁负荷；使用寿命；混凝土结构；耐久性设计；桥梁细部构造

1混凝土结构耐久性不足的主要原因

1.1工程设计的耐久性标准低结构设计规范主要考虑荷载作用下的结构安全性，环境作用下的耐久性设计处于次要的地位，有很多指标都是定性的规定，在一些细部构造设计方面存在一定的漏洞。规范中没有设计寿命和耐久性设计的明确要求。规范在耐久性设计方面不能随着今年来水泥的性能、施工条件、环境条件的巨大转变而与时俱进。

1.2工程施工过程中片面的追求施工进度由于混凝土强度等级的提高和施工进度的加快，实际耐久性质量大幅度下降。在一些桥梁的混凝土施工中添加的早强剂，使其内部结构和后期强度发展不良，易开裂，耐久性降低。养护不良使表层混凝土的抗渗性成倍降低，使钢筋开始锈蚀的年限成倍缩小。

1.3在桥梁运营过程中缺少正常的检测和维修结构耐久性需要有正确使用和正常检测与维修相配合。重新建、轻维修是桥梁建设管理工作中重大缺陷，对于基础设施工程，应在设计中进行结构全寿命经济分析与评价，只有适当加大初始投资费用，强化结构耐久性，才是最经济有效的途径。

2混凝土结构耐久性设计的主要内容

2.1混凝土材料的选择混凝土应选用低水化热、低C3A含量、偏低含碱量的水泥。混凝土的骨料宜选用坚固耐久的洁净骨料，重视粗骨料级配及粒形，可以将适量引起作为常规手段，宜采用偏低的用水量并限制单方混凝土中水泥材料最低和最高用量，尽可能降低水泥材料中的硅酸盐水泥用量。

2.2上部结构细部设计①桥面铺装。桥面铺装是桥梁与车辆直接接触的部件，也是桥面排水的第一道防线。桥面铺装一方面承受着汽车的冲击碾压剪切作用，另一方面又承受着主梁传递的反复应力和挠变，经常出现早期损坏，进而破坏桥面防水系统，最终导致主梁受桥面水影响而腐蚀主筋，铺装混凝土逐渐与主梁剥离，削弱了主梁的受力性能，影响了整个结构的安全性和耐久性。②桥面防水层。桥面铺装与主梁之间的防水层是防止桥面水渗入主梁的第二道防线。不少设计中仅单一采用防水混凝土进行防水。

由于防水混凝土属于刚性防水层，一旦开裂后防水性能便大为下降。③主梁。主梁是全桥的主要承力构件，一般在设计当中均要进行整体分析和局部分析，重视程度很高，从理论计算角度均能满足规范要求。可是在实际运营当中，主梁（主要是箱梁）箱体内长期大量积水的现象时有发生，甚至积水灌满箱体的情况也有发生，极大地损伤了主梁的预应力钢筋和普通钢筋，使得主梁安全性大大下降。究其原因，很大程度上是对于主梁细节设计的不到位，主梁排水构造设置不够完善，桥面积水在长时间不能排出桥外时便通过梁顶裂隙进入箱体，进而在箱体内不断积累，最终形成箱体内积水。④伸缩缝。伸缩缝是桥面的重要组成部分，直接影响着桥梁的伸缩性、舒适性。由于对主梁收缩徐变考虑不足，经常出现的问题是型号选择不当，导致梁端或在最高温度时挤压损坏，或在最低温度时拉坏梁体。

伸缩缝在保证梁体纵向伸缩的同时，也应重视防水设计。在很多设计中，采用直线式伸缩缝，这样做固然设计比较方便，但在桥梁两端的护栏处成为主要的漏水区域。因此，建议选用横向两端有翘头的伸缩缝，使得整个伸缩缝形成一个闭合良好的U型槽，可以有效避免桥面积水沿伸缩缝这个排水薄弱环节下泄到分联梁端及分联墩盖梁上。

3下部结构的细部设计

3.1分联墩盖梁分联墩处由于上部结构设置伸缩缝，桥面水经常通过伸缩缝薄弱环节泄漏到分联墩盖梁上，尤其是采用除冰盐的地区，分联墩盖梁长期承受着腐蚀性除冰盐水的腐蚀。因此，分联墩盖梁顶面应该设置横坡以便排走桥面流下的水，并且要在盖梁保护层厚度方面重点考虑防腐蚀要求。另外，为了防止腐蚀性盐水顺墩身流下，避免对墩身和桩基产生不利的影响，设计中可在盖梁挑檐上设置滴水槽。

3.2桩顶桥梁桩基安全直接决定着桥梁的整体安全，是桥梁设计的重中之重。桩基顶部与承台或墩身相连，受截面突变的影响，属于应力集中的部位。桥梁桩顶一般设计于地面线附近，受地面水、地下水、桥面排下的含除冰盐的冰水、地面土（尤其像盐渍土、土中有机质）等因素中的一种或几种的影响，经常处于干湿交替和腐蚀性环境，对于桩基顶部的钢筋混凝土耐久性产生较大的不利作用。因此，桩基尤其是桩顶的设计中必须要根据桩顶处的水位情况、土质情况合理判定环境等级，选择相应的耐久性设计标准，最终确定保护层厚度。

4小结

通过前面各部分的介绍，我们对于常规设计中一些容易被忽视而又影响结构安全的细部设计有了一定的认识。只要能够有足够的重视，采取一些必要的措施，完全可以把这些细节问题通过代价并不高的方式加以解决。耐久性预测不可能是一本精确的科学，结构使用寿命的预测只能是个估计。由于影响混凝土结构耐久性的因素很多，在工程实践中要不断进行总结，吸取经验教训，作为设计工作者应结合已有的设计经验和当地工程建设实践认真进行结构的耐久性设计。

参考文献：

[1]JTGD62-204公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].北京：人民交通出版社.

[2]张誉，等.混凝土结构耐久性概论[M].上海：上海科学出版社，2003.

桥梁结构范文篇6

关键词：工程结构可靠度综述

对于结构可靠性这一学科，从其诞生到现在已经有了长足的发展：从基于概率论的随机可靠性到基于模糊理论的模糊可靠性以及近年来提出的非概率可靠性，使得这一理论日臻丰富和完善，并深入渗透到各个学科和领域。

一、结构可靠性理论研究历史

长期以来，人们就广泛采用“可靠性”这一概念来定性评价产品的质量。这种靠人们经验评定其产品可靠、比较可靠、不可靠，没有一个量的标准来衡量。1939年，英国航空委员会出版的《适航性统计学注释》一书中，首次提出飞机故障率不应超过10-5次3h，这可以认为是最早的飞机安全性和可靠性定量指标[1]；二战后期，德国的火箭专家R.Lusser首次对产品的可靠性作出了定量表达。他提出用概率乘积法则，将系统的可靠度看成是各个子系统可靠度的乘积，从而算得V-Ⅱ型火箭诱导装置的可靠度为75%[2]；1942年，美国麻省理工学院一个研究室开始对真空管的可靠性进行深入的调查研究工作。二战期间，军用电子设备的大量失效使美国付出了相当惨重的代价。于是引起了美国军方对可靠性问题的高度重视，同时率先对可靠性问题进行了系统地研究，并于1952年成立了“电子设备可靠性咨询组”，简称AGREE(AdvisoryGrouponReliabilityofElectronicEquipment)。该组织于1957年发表了著名的《电子设备可靠性报告》。报告中提出了一套完整的评估产品可靠性的理论和方法。该报告被公认为是可靠性研究的奠基性文献。1965年，国际电子技术委员会(IEC)设立了可靠性技术委员会TC-56，协调了各国间可靠性术语和定义、可靠性的数据测定方法、数据表示方法等。上世纪60年代以来，可靠性的研究已经从电子、航空、宇航、核能等尖端工业部门扩展到电机与电力系统、机械设备、动力、土木建筑、冶金、化工等部门[3]。

结构可靠性理论的产生，是以20世纪初期把概率论及数理统计学应用于结构安全度分析为标志，在结构可靠度理论发展初期，只有少数学者从事这方面的研究工作，如1911年匈牙利布达佩斯的卡钦奇就是提出用统计数学的方法研究荷载及材料强度问题；1926年德国的迈耶提出了基于随机变量均值和方差的设计方法，这是最早提出应用概率理论进行结构安全度分析的学者之一。1926～1929年，前苏联的哈奇诺夫和马耶罗夫制定了概率设计的方法，但当时方法不够严格，因此，未付诸实施。1935年斯特列律茨基，1947年尔然尼钦和苏拉等人相继发表了这方面的文章，结构安全度的研究逐渐开始进入了应用概率论和数理统计学的阶段。值得指出的是，弗罗伊登彻尔差不多和尔然尼钦等人同时开展了结构可靠性的研究工作。他提出的在随机荷载作用下结构安全度的基本问题首次得到工程界的赞同和接受。1947年他发表了“结构安全度”[4]一文，奠定了结构可靠性的理论基础。

从20世纪40年代初期到60年代末期，是结构可靠性理论发展的主要时期。现在所说的经典结构可靠性理论概念大致就是这一时期出现的。随着结构可靠性理论研究工作的深入，经典的结构可靠性理论得到了全面的发展。基于概率论的结构设计方法逐渐被工程界所接受。但在这一时期，结构可靠性理论还未能马上被工程界广泛应用，其原因如下[5]：

1．传统的确定性结构设计方法当时在人们头脑中根深蒂固，认为没必要改变已用的结构设计方法，而且，结构的失效很少发生，即使发生结构失效，绝大数是由于人为差错造成的，并非结构设计方法问题。

2．基于概率理论的结构设计方法似乎比传统的确定性结构设计方法麻烦，涉及到当时比较难处理的统计数学问题。

3．当时有用的统计数据极少，不足以定义重要的荷载、强度的尾部分布。

除上述妨碍结构可靠性理论应用的原因外，当时结构可靠性理论本身也面临两大难题：

（1）结构可靠性理论所采用的数学模型不足以完全准确地反映应用情况，即模型误差是未知的。

（2）即使是对一个简单的结构，其失效模式可能多到难以计数，更不用说进行可靠度分析。

因此，二十世纪60年代初期，许多学者致力于克服上述困难的研究。例如林德等人把规范化的结构设计问题定义为寻求一套荷载和抗力系数的最优值问题，他们建议采用一种迭代过程确定结构的安全度和造价，康奈尔（C.A.Cornell）等人提出了与尔然尼钦相同的一次二阶矩法，并建立了比较系统实用的一次二阶矩设计方法，利用结构的可靠指标β，而不是失效概率Pf，，作为结构可靠性的一种量度量，使结构的可靠性理论达到实用的目的。

二、国内外工程结构可靠性理论研究现状

二十世纪70年代至80年代，是结构可靠性理论完善并被各国规范、标准相继采用时期，自从康奈尔（C.A.Cornell）提出了一次二阶矩法之后，林德（N.C.Lind）根据康奈尔（C.A.Cornell）的可靠指标，推证出一整套荷载和抗力安全系数，这次研究使可靠度分析与实际可接受的设计方法联系起来。随后，德国的拉克维茨（R.Rackwitz）和菲斯勒（B.Fiessler），对基本变量为非正态分布情况提出了一种等价正态变量求法，这种方法经过系统改进之后，作为结构安全度联合委员会（JCSS）的文件附录推荐给土模工程界。该方法也被许多国家规范所采纳，我国的《建筑结构设计统一标准》（GBJ68-84）[6]也是以该方法作为可靠性校准的基础[7]。

三、桥梁结构可靠性理论研究现状

桥梁可靠性设计要解决的问题是[8]：在结构承受外荷载和结构抗力的统计特征已知的条件下，根据规定的目标可靠指标，选择结构(构件)截面几何参数,使结构在规定的时间内，在规定的条件下，保证其可靠度不低于预先给定的值。可靠性的数量描述一般用可靠度。我国对结构可靠度的研究只限于理论方面，且侧重于可靠度设计方面，对结构耐久性方面的研究，特别是对耐久性评估理论的研究还很落后。实际上对现有桥梁结构做出正确的可靠性评估，准确预测出其剩余寿命，才能保证结构在寿命延续期内的安全性，节省大量的维修加固资金。我国在桥梁设计过程中，存在着考虑强度多而考虑耐久性少;重视强度极限状态不重视使用极限状态;重视桥梁结构的建造而忽视其检测和维护，使结构安全性存在不同程度的隐患和缺陷。近几年来，国内发生的几起大桥坍塌或局部破坏事故在很大程度上是由于构件疲劳损坏(如结构开裂、变形过大等)所导致，从而严重影响桥梁结构的承载能力和使用性能。为了保证桥梁安全运营、延长其使用寿命以及提高桥梁的安全性和耐久性，减少早期桥梁病害，从而节约后期桥梁的维修费用，因而对桥梁结构可靠性研究非常必要和迫切[9]。

四、工程结构可靠性理论研究发展趋势

进入二十世纪80年代后，结构系统的可靠性理论研究工作已经成为结构工程中的研究热点，并已出版了许多专著，对于复杂的结构系统可靠度分析和先进的计算方法蓬勃发展。概括而言，如下几方面是结构可靠度理论研究的热点：

1．结构系统的可靠度分析。对于结构系统可靠度分析的非常复杂的研究课题，许多学者对此从不同角度进行了研究，提出了一些概念和方法。如结构可靠度分析的一阶矩概念及荷载为FerryBorgesCastanheta组合情况下的计算方法问题；利用系统系数，针对结构各种破坏水平所对应的极限状态不同，计算系统可靠度并进行结构设计的方法；利用蒙特卡洛（Monte-Carlo）法采用重要抽样技术计算结构系统的可靠度等，同时，一些学者还研究了系统可靠度界限的问题。总之，系统可靠度分析研究内容丰富，难度较大。

2．对结构极限状态分析的改进，除考虑强度极限状态外，还应考虑结构的正常使用极状态、破坏安全极限状态，以及地震和其他特殊情况下考虑能量耗损极限状态等。

3．目标可靠度的量化问题。虽然校准法已经部分解决了这个问题，但与实际情况相比，这方面的问题还远远没有解决。

4．人为差错的分析。许多结构的失效并非由荷载、强度的不确定性造成，而往往是设计、施工、使用等环节中人为差错造成的，这方面事例很多，已成为目前研究热点之一。

5．在役结构的可靠性评估与维修决策问题。对在役建筑结构的可靠性评估与维修决策正成为建筑结构学的边缘学科，它不仅涉及结构力学、断裂力学、建筑材料科学、工程地质学等基础理论，而且，与施工技术、检验手段、建筑物的维修使用状况等有密切的关系。同时，经典的结构可靠性理论，在在役结构的可靠性评估中也必将得到相应的发展。

6．模糊随机可靠度的研究[10]。模糊随机可靠度理论研究是工程结构广义可靠度理论研究的重要内容，随着模糊数学理论与方法的完善，模糊随机可靠度理论也必将进一步完善和发展。

五、结语

桥梁工程问题的解决总是理论与工程经验的结合，掌握的知识越多，主观经验越少，桥梁结构的设计越合理，这也正是桥梁工程技术研究追求的目标。桥梁结构可靠度理论研究是内容极其丰富且复杂的重大研究课题，不仅仅在理论上有许多重大问题需要解决，而且，将其应用到桥梁结构设计、评估及维修决策之中尚有许多细致的工作要做。

参考文献

[1]王超，王金等．机械可靠性工程[M]．北京：冶金工业出版社．1992．

[2]刘惟信．机械可靠性设计[M]．第一版,北京：清华大学出版社．1995．

[3]拓耀飞，李少宏．论结构可靠性的发展[J]．榆林学院学报．2006,16(4):32-35．

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

[5]刘玉彬．工程结构可靠度理论研究综述[J]．吉林建筑工程学院学报,2002,19(2):41-43．

[6]中华人民共和国国家标准．建筑结构设计统一标准(GBJ68－84)．北京,1985．

[7]贡金鑫，赵国藩．国外结构可靠度理论的应用与发展[J]．土木工程学院．2005,38(2):1-7．

[8]张建仁，刘扬．结构可靠度理论及其在桥梁工程中的应用[M]．北京：人民交通出版社．2003．

桥梁结构范文篇7

关键词：结构物；钢筋保护层厚度；质量控制；检测结果

钢筋混凝土保护层厚度是桥涵结构物工程质量控制过程中的一项重要指标。现行《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2017）明确将桥梁钢筋保护层厚度合格率提高为80%。因此保护层厚度作为一项重要验收指标，和混凝土强度一样达不到设计要求，也是不合格的构件。但是从近几年的工程实践，由于采取措施不全面，钢筋保护层厚度合格率有所提高，但是离新规范要求合格率尚有差距，因此笔者收集并参考其它项目好的工艺控制方法，并结合银百项目工程实际开展状况，与各位同仁探讨，以期望能提高行业管理水平。

1钢筋保护层概念及作用

混凝土保护层是指混凝土结构构件中钢筋外边缘至构件表面范围用于保护钢筋的混凝土，简称保护层，技术人员片面认为是纵向钢筋（非箍筋）外缘至混凝土表面的最小距离，而应该明确是以最外层钢筋（包括箍筋、构造筋、分布筋等）的外缘计算混凝土的保护层厚度”。其作用主要是保证钢筋与其周围混凝土能共同工作，并使钢筋充分发挥计算所需强度，保证构件在设计使用年限内钢筋不发生降低结构可靠度的锈蚀。

2桥梁结构物钢筋混凝土保护层厚度施工质量控制措施

2.1控制保护层的总体工作思路：严格控制钢筋及模板平面位置、几何尺寸的基础上控制钢筋与模板的距离，并使钢筋、模板及相应的固定设施（垫块、模板固定支架及拉索）形成一个整体，在浇筑混凝土过程中采取措施尽量避免破坏钢筋、模板的整体性，从而保证钢筋保护层厚度在控制范围内。2.2施工准备：施工单位在首件工程施工方案应制定详细控制钢筋保护层的有效措施，对于有条件在钢筋加工厂集中加工的要强制采用采用滚焊机统一加工，空心板、箱梁、T梁必须采用钢筋绑扎定位胎架严格控制间距，只能在施工现场加工的盖梁、承台、墙身、桥面铺装等工程要力求制作定位卡槽、角钢等，严格防止施工作业队粗放式作业施工。监理单位应制定监理细则，明确保护层厚度控制措施，必要对重要部位应制定相应旁站方案。2.3垫块法保护层控制。保护层垫块应采用专业厂家定制的高强机制砂浆或细石混凝土垫块，强度不低于结构物设计强度。施工前根据设计图及施工规范，对不同的工程部位，选择合适的保护层垫块。如桩基可采用圆型中心有孔、厚度3-5cm左右的垫块、立柱、墩身、梁板等可选用高强梅花型或圆锥体垫块。垫块设置间距及数量应满足设计和施工要求。桩基一般按设计布设，其他构件保护层垫块间距一般为1米以内（即每平米不少于4个），钢筋密集区或易偏位区应适当加密布设。绑扎保护层垫块一般采用22#细铁丝，沿海地区受海工环境影响，对结构物耐久性提出了更高要求，要求绑扎保护层垫块采用不锈钢铁丝，且铁丝不得进入保护层内。保护层垫块绑扎完成后，施工、监理单位应作为一道重要工序进行严格验收，确保工前合格率在95%以上、工后合格率不小于85%。2.4顶丝法”立柱保护层控制。立柱钢筋笼安装就位后，要确保其垂直度和偏位符合设计及规范要求后，进行保护层的控制，本文推荐采用“顶丝法”控制保护层的方法，具体操作步骤为：在立柱钢筋笼的定位箍圈上，沿中心点横向、纵向位置设置四个螺母，焊接于定位箍圈与主筋连接处。将加工好的与螺母丝口配套的螺杆拧紧于螺母，螺杆直径22mm、长度150mm。安装好的螺杆通过螺母顶在立柱模板内表面，通过调整螺杆的丝口长度来控制保护层的厚度，使其达到设计要求。立柱钢筋笼沿高度方向根据箍圈数量设置相应数量螺杆，且上下位置交错排布，从而保证了立柱整体的保护层厚度。值得强调的是螺杆顶部宜为尖状，这样会减少成型结构砼表面的印迹，也有利于钢筋锈蚀控制。2.5胎架法保证梁板保护层控制。为保证不同结构的梁型能够保护层厚度以及钢筋间距的合格率达到设计要求，制梁厂必须精细化设置胎架。将预制梁的钢筋骨架在固定的绑扎胎架上进行安装。依据钢筋骨架的设计图纸和尺寸，设计并制作一个立体定型架体，使每种钢筋的位置及间距都由限位卡槽定位固定，工人根据架体上的限位卡槽摆放、绑扎钢筋，骨架绑扎成型后安装保护层垫块，最后通过多点桁架整体吊装入模定位。2.6钢筋定位标尺工具保证桥面铺装的保护层控制。桥面铺装钢筋网片加工过程中为了提高保护层的合格率，采用钢筋焊接和保护层垫块并用，保证了钢筋网片的保护层；另外钢筋网片的质量控制指标在过程中加强控制，技术人员研究制作了钢筋检测定位标尺及检测卡尺。钢筋检测卡尺检测方便及现场容易调整钢筋间距；钢筋定位标尺在纵向和横向同时摆放，有利于控制钢筋间距；同时可以节省人工，不刻意的进行弹线施工，保证间距的均匀性。架立好的钢筋网严禁车辆、行人通过，为了避免车辆和人为在钢筋网片上通过，使钢筋网片爬底，无法保证保护层的合格率，在浇筑桥面混凝土时采用泵车输送。2.7钢筋骨架运输及安装。绑扎好的结构应在运输过程中应采取措施防止变形，基桩可在钢筋笼加强筋设置临时十字支撑筋，采用平板车运输；整体骨架采用纵横十字形加强筋或绑扎钢管固定，采用扁担梁吊装，防止钢筋笼变形。钢筋骨架安装首先确保定位精确。如桥梁下部立柱安装钢筋笼时，应复核桩基偏位。尽管桩基础偏位（如单排桩≤5cm）符合规范要求，而立柱规定偏位≤1cm,立柱保护层允许偏差为±5mm。在浇筑混凝土前，必须对钢筋保护层再次进行检查，合格后方可浇筑混凝土。

3实体质量检测结果分析

3.1钢筋保护层检测原理：钢筋保护层量测方法主要是通过钢尺量测法和电磁波法由单个或多个线圈组成的探头产生电磁场，当钢筋或其它金属物体位于该电磁场时，磁力线会变形。金属所产生的干扰导致电磁场强度的分布改变，被探头探测到，通过仪器显示出来。如果对所检测的钢筋尺寸和材料进行适当的标定，可以用于检测钢筋位置、直径及混凝土保护层厚度。3.2钢筋保护层仪器的标定：电磁波法检测砼保护层是物理探测法的一种，要通过标定工作间接获得检测结果，才能保证数据的准确性，因此标定工作至关重要。a.保护层测试仪室内标定应使用专用的标定块标定后才能保证检测精度。如测读值不在仪器说明书所给定的准确度范围之内，说明仪器已经有误差，则要返厂检修重新标定后方能使用；b.为了充分与检测现场相吻合，近年来施工现场浇筑预制墩，测定钢筋保护层测定值与尺量值的差别后，制作标定曲线减小误差值。3.3合格率评定指标选用。检评标准中关于柱、梁、肋板及板保护层厚度允许偏差值±5mm、基础、锚、墩台允许偏差值±10mm明确是钢筋安装实测项目，不是砼成品的保护层合格率控制指标，有些技术人员采用电磁波法检测保护层用上述安装允许偏差指标去评定，笔者认为这是不科学的，宜采用JTG/TJ21—2011《公路桥梁承载能力检测评定规程》中规定按统计方法评定，单点测量值与设计值的比值在0.9-1.3，不超出为合格，从而计算合格率；优点是：（1）通过数理统计计算标准差和特征值，不必计算允许偏差，避免不同规范间允许偏差取值不同的困扰。（2）通过对受检构件直接评定，使结果更具代表性，更能代表构件质量水平。对于结构物钢筋保护层工后合格率应大于85%，严重偏低的应进行处理或返工。

混凝土保护层是钢筋与混凝土共同工作的基本前提。是防止钢筋受环境侵蚀、提高结构耐久性的重要措施，对结构耐水性也有重要影响。因此在施工过程应引起所有参建人员的高度重视，尽量综合采用文中所提出多种控制措施，加强对工队的细节管控，是完全可以达到新标准所规定80%的合格率，保证结构达到耐久性要求的。

参考文献

[1]《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）.

[2]《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2017.

[3]《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）.

桥梁结构范文篇8

桥梁结构应具有足够的强度，以承受作用于其上的重力和附加力；结构各部必须具有足够的刚度，以使其在荷载作用下不产生过大的挠曲和变形；结构各部尺寸必须具有适当大小，以使其承受轴向压力时的构件不发生屈曲，丧失稳定性。同时结构也要具有较高的耐久性。由于作用荷载的随机性、材料强度的离散性、制造与施工质量的分散性、计算假定的近似性，致使在长期使用过程中桥梁结构产生病害，其具体原因如下：

1．原设计荷载偏低，交通发展后车辆荷载增大，桥梁因承载能力不足而产生病害。

2．结构设计中存在缺陷，如采用桥型结构不当、设计假定不尽合理。

3．桥梁施工质量差，未按设计要求和施工规程实施。

4．不重视桥梁后期养护工作，没有及时消除己产生的病害。

5．洪水等自然灾害使桥梁产生损坏。

6．地质条件差，如滑坡、软基等导致桥梁产生病害。

二、桥梁加固的一般流程

在桥梁结构发生病害后，需要采取措施进行加固维修或者更换。桥梁加固工程一般应遵循以下工作程序：

结构可靠性鉴定—加固方案确定—加固设计—施丁组织设计—施工—验收。

结构可靠性鉴定，主要是对病害结构的病情诊断。加固方案好比处方，加固设计是现行规范及有关标准对加固方案的深化过程。加固施工是对被加固结构按加固设计进行加固的施工过程，对于大型结构加固，为确保质量和安全，施工前应编制施工组织设计。

三、桥梁加固增强技术

桥梁的增强改造可以分为裂缝修补和对桥梁结构的加固增强，下面介绍其特点及其适用的场合。

（一）裂缝修补技术

裂缝修补的目的在于恢复结构物的防水性和耐久性，主要技术有：

1．表面处理法，在微裂缝的表面涂抹填料及防水材料，以提高其防水性和耐久性。对于宽度发生变化的裂缝，要设法使用有伸缩性的材料。

2．注浆法，在裂缝中注入树脂或水泥类材料，以提高其防水性及耐久性。主要注浆材料是环氧树脂，多采用低压低速注入法。环氧树脂注入法与钢钉并用，可以增强裂缝部位的整体性，是一种防止裂缝继续发展的好办法。

3．充填法，这是一种适合于修补较宽裂缝的方法，具体做法是沿裂缝凿一条深槽，然后在槽内嵌补各种粘结材料，如水泥砂浆、环氧砂浆、膨胀水泥砂浆、环氧树脂硅、沥青及各种化学补强剂等。4．表面喷涂法，喷浆修补是一种在经凿毛处理的裂缝表面，喷射一层密实而且粘度高的水泥砂浆保护层，来封闭裂缝的修补方法。喷浆前，需要把结构表面的剥离部分除去，再用水冲洗清洁，并在开始喷浆之前把基层湿润，然后再开始喷浆。

5．粘结钢板封闭法,当钢筋硂构件产生主拉应力裂缝时，可对裂缝先进行处理之后，再在裂缝处粘结钢板，并用膨胀螺栓对钢板加压。钢板粘结方向应和裂缝方向垂直。

（二）桥梁加固增强技术

本文以最常见的桥梁结构形式的上部结构及其常见的加固方法进行说明。

梁式桥上部结构加固增强技术主要有加大截面加固法、外部粘贴加固法、外部预应力加固法、改变结构体系加固法、增设纵梁加固法。

加大截面加固法采用增大构件的截面面积，根据荷载大小和净空条件不同，可分为以加大截面面积为主和加配钢筋为主两种加固方案。

外部粘贴加固法系用型钢、玻璃钢等材料通过环氧树脂等粘合剂粘贴在结构外部，以提高结构承载能力的一种方法。适用于构件尺寸受限制但又必须大幅度提高结构承载能力的场合，必须保证粘和剂的质量

外部预应力加固法指运用预应力原理，在增设的构件或原有构件上施加一定初始应力的一种加固方法。采用对受拉区施加预加压力，可以抵消部分自重应力，起到卸载、减小跨中挠度、减小裂缝宽度或闭合裂缝的作用。

改变结构体系加固法通过增设支撑或桥墩，把简支变为连续、在梁下增设如钢架等加劲梁或叠合梁，以减小梁内控制截面峰值弯矩，提高承载能力的一种加固方法。

增设纵梁加固法在桥梁墩、台基础稳定，并具有足够承载能力的情况下，可采用增设承载能力高和刚度大的新纵梁，这些新梁与旧梁连接在一起共同受力。由于应运中的车辆荷载在新增主梁后的桥梁结构中重新分布，使原梁中所受荷载得以减少，加固后的桥梁承载能力和刚度得以提高。当增设的纵梁位于主梁的一侧或两侧时，兼有拓宽的作用。此法适用于梁体结构基础完好，而承载能力不能满足要求的场合。

（三）桥梁结构加固新技术——锚喷

桥梁结构范文篇9

关键词：系统桥梁分形

一、系统论

1945年贝塔郎菲提出了一般系统论的新思维，随后维纳、申农分别提出了控制论和信息论，从而使得人们对事物整体和部分的关系看法由机械整体性发展到系统整体性。60～70年代间，系统科学出现了耗散结构论（普里高津）、协同论（哈肯）、超循环论（艾根）和突变论（托姆），主要讨论系统的存在、发展和消亡，强调任何一个净化系统都能够自行组织，并且不同要素之间具有协调作用。70年代以来，对系统最核心的问题即系统机制的研究得到广泛关注，出现了对系统机制解释的混饨理论、分形理论、孤波理论等，构成了系统动力学理论，主要考察系统的非线性机制。

凡物皆系统，考察任何系统都要对其要素、结构、功能、环境等方面进行分析。系统具有以下主要特性：①加和性和非加和性；②整体不等于部分之和；③整体功能取决于要素、结构和环境；④结构决定了系统的功能。系统处于非平衡态，需要外加的能量（或信息）来维持，因此，能够产生新的结构的系统一定是开放的。系统远离平衡态失稳以至形成新的结构要依赖于非线性的反常涨落。涨落在远离平衡时起驱动作用，不可逆性会导致新的结构，产生新的质。

系统论已被应用于很多领域，本文旨在应用系统研究的思想来系统地理解桥梁结构的一些新领域，进而将系统机制理论引入桥梁系统的研究。

二、桥架结构系统

桥梁是由多种材料、不同结构组合而成的复杂系统。桥梁结构系统的要素、结构、功能及环境的简要示意图。桥梁结构系统是桥梁工程大系统的一个子系统，不同的桥梁结构体系又构成各个更低层次的子系统。要素中的各种基本构件也构成一个层面上的系统，有其自身的要素、结构、功能和环境。

桥梁结构系统整体不等于部分之和。单个基本构件，比如单个梁构件，是无法实现跨越峡谷甚至海峡的目的的，而多个构件按照一定的构造规则组成悬索桥或斜拉桥就可以实现。结构系统的整体功能取决于构件单元、结构体系和环境状况，其中起决定性的是系统的结构，通常只有大跨斜拉桥和悬索桥才能作为跨海大桥的候选桥型，对抗震性能要求较高的地区，应选用抗震性能较好的结构系统，如连续刚构、斜拉桥等，或对连续梁等桥型进行结构的改进，设计支座单元，达到减震目的。

耗散结构理论认为，在远离平衡状态的非平衡区内，在非线性的非平衡作用下系统演化方向是不确定的，系统的平衡可能失稳，发生突变或分又，系统呈现出新的结构稳定状态。这种结构是一种非平衡的结构，接受环境注入系统的负熵流才能稳定。桥梁的非线性行为同样体现了这一思想，桥梁的失稳为系统突变所致，地震荷载作用下的桥梁系统的延性抗震性能也是结构非线性性能的体现。

三、桥架结构的系统研究思路

1．系统识别与健康监测

结构系统识别是通过试验和计算机来实现对结构的建模。桥梁结构可以看作一?quot;灰箱"系统，处于一定环境中的桥梁结构，一定的输入对应一定的输出，通过对系统输出和输入的分析，可以实现对结构系统的判断和识别。对这样一个灰箱的识别首先应确立一个由梁整体监测的许多困难，对桥梁在使用年限内工作特性的变化缺乏全面深入的研究，难以建立客观同一的桥梁状态评估标准。所以整个技术的成功开发乃至系统目标的最终实现有赖于更好地结合系统自身的要素、结构和系统工作环境。

具体实现桥梁结构系统的健康监测与状态评估，当前主要有以下几方面的工作【2】

（1）针对系统输出：开发和应用以无线通讯技术为手段的数据采集系统；开发能适用于交通荷载风荷载及定点测试荷载的传感器最优布设技术；

（2）针对系统输入和输出的反向分析：采用动态边界子结构原理，开发以结构模型修正法为基础的结构损伤识别技术；研究非线性结构模型的时域评估方法及系统识别技术；寻找更适合桥梁监测的新指纹；开发桥梁观察与监测收据管理系统及决策专家系统；综合良态建模技术，改善有限元模型修正方法；

（3）系统分析的终端应用：根据观察与监测的结果分析实桥的剩余承载能力；建立桥梁安全准则及能用于桥梁整个寿命过程经济评价的估价模型。

2．系统控制

古典控制理论起源于本世纪20年代，主要以单变量线性定常系统为研究对象，以频率法为主要方法研究控制系统的动态特性。50年代以来，逐渐出现了多变量系统、系统灵敏度分析、动态系统测试状态空间方法和Bellman动态规划等现代控制理论方法【5】。

在系统与控制理论中，主要研究动力学系统。桥梁结构在动力荷载作用下，表现为不确定性的随机系统，其非线性行为受到越来越多的关注和研究。尤其在桥梁的抗震和抗风领域，近年来从传统的抗震抗风设计思路发展到结构控制思想。目前的结构控制方式主要有被动控制、主动控制和混合控制，被动控制是通过支座、阻尼器等装置来消耗输入系统的外部环境能量；主动控制的基本思想是通过主动施加外部能量来抵消和消耗环境输入能量，使偏高平衡状态的系统在新的注入能量流作用下找到平衡。

早在1890年，最早的隔震器就产生了，当前已应用的有叠层橡胶、旋转弹簧等多种支座和弹塑性、粘性、干摩擦等阻尼器用于对系统的被动控制。Constantinou在1991年提出了采用位移控制装置和滑动支座相结合的滑动隔震体系，最大限度地减少了输入能量向结构系统的传递[4].

有些主动控制技术（如AMD）已经进入实用阶段，在日本已经建成了一批主动控制的建筑。通过主动控制，一方面可以用最有效的方法抵抗外部激励，另一方面可以直接减小输入到结构上的激励水平。当前有主动连杆控制技术和主动调质阻尼器系统（AMD）技术实现对系统的主动控制。混合控制系统当前主要有对振动控制系统、混合基础隔震系统和可变阻尼系统。当前的这些技术还处于发展之中，不但在桥梁抗震抗风领域，而且在房屋等建筑领域甚至是整个土木工程都有广阔的应用前景。

3．系统非线性机理

传统自然科学趋向于强调稳定、有序、单一、均匀与平衡，带有线性的色彩，到本世纪70年代前后，自然科学的锋芒开始转向现实世界的失稳、无序、多重性、不均匀和非平衡等方面。非线性系统已成为自然科学的主要研究对象，因为非线性是一切复杂现象的本源[5]。

1973年，费根包姆提出的混饨理论大大推进了非线性理论在系统科学中的应用，混饨理论、分形论、孤波理论共同构成系统动力学理论，探讨系统的非线性机制。桥梁结构系统也是一个混饨系统，具有不可预测性、不可分解性和存在规律性，而且这一混饨系统具有分形性质，即自相似性。这里重点讨论桥梁系统动力学行为特别是桥梁抗震系统中的分形特征。

（1）分形与分维

1977年，Mandelbrot出版了专著《分形、机遇和维数》（Fractal：Form，ChanceandDimension，Freemen，SanFrancisco,1977），标志着分形理论的诞生。分形是其组成部分以某种方式与整体相似的形，即分形是指一类无规则、混乱而复杂但其局部与整体有相似性的体系。

数学家按一定的规则构造出具有严格自相似性的规则分形集合。如康托尔三分集、谢尔宾斯基垫片、柯曲折线等。柯曲折线的结构，具有严格的自相似性。自然界中被认为是分形系统的海岸线、云层边缘、地球表面、断口表面以及液体湍流等，没有一个严格意义上的分形，其自相似性是近似的或统计意义上的相似，分形自然体在局部和整体的某种相似性通常只是在某些特定的尺度范围内才成立，这些尺度范围被称为"无标度区"，这种只在无标度区内具有自相似性的分形也称随机分形。形态（结构）、信息、功能或时间上具有自相似性的客体称为广义分形[6]。

在实际问题中，为了考察一个事物是否存在局部和整体的相似性，只要检验该事物是否存在"无标度区"即可。以尺度r把事物分成N个相似的部分，对变化的r画出igr－lgN曲线，然后检验曲线上是否存在明显的直线段，直线段对应的r的区域即是无标度区。此方法的理论依据是自相似集的相似维数（一lgN／lgr）是不依赖于尺度r的一个常数。分维是描述分形特征的定量参数，因为所描述的具体对象不同，分维计算的具体形式也有多种，如相似维数、容量维数、信息维数、关联维数、集团分维和质量分维等。

地震学界已开始对地震的时、空、强度分维及其多分维进行了大量研究。普遍认为地震是多重分形的。分维值在地震前后的变化为探讨地震前兆场的复杂性提供了有效的分析工具。在桥梁抗震中，结构破坏与地震输入和结构反应特征有关。从弹性反应谱的三联谱中，很容易发现无论是岩石场地弹性反应谱还是结构的弹性反应谱均具有明显的分形特征。P．S．Symonds对一个具有两个自由度的梁构件模型在瞬时冲击荷载作用下的弹塑性反应进行了分维研究，计算得自相似维数为0.78，表明位移反应图对冲击荷载标度具有独立性［7]。

（2）桥梁抗震及分形特征

如同分形广泛存在于自然科学和社会科学的诸多领域中一样，分形同样存在于桥梁抗震领域［10］

①作为输入荷载的地震动，其能量具有分形特征，而且能量分维Dfe有可能成为地震预报的新参数。

②地震动反应谱，作为地震动特性与结构动力反应相互联系的纽带，也是统计意义上的分形结构，它也决定了结构反应的分形特征，特别是以周期为标度，结构反应应该与反应谱具有一致的无标度区。

③对墩柱破坏准则的研究发现，变形一能量双重破坏准则的破坏指数是划分桥梁域往不同破坏程度的合理指标，以输入地震动的峰值或以墩柱体积配箍率为标度，破坏指数具有近似分维特征。建立连续梁桥等代分析模型，代替复杂的结构有限元模式来分析结构的地震反应。通过理论分析与桥例计算可见，以刚度比为标度，结构周期、墩底弯矩和墩顶位移反应存在无标度区；以周期为标度．墩底弯矩和墩顶位移反应同样具有明显的分形特征．与反应谱所体现的分形特征一致【8】。

结合南京长江二桥南汉桥和杨浦大桥两个桥例，建立有限元模型，考虑边跨主跨跨径比、梁墩刚度、局部构件、支座单元等对结构动力反应的影响。通过分析可以发现，对于不同的标度，无论是跨度比、梁墩刚度比还是支座的刚度等等。动力反应都表现出近似多重分形特征，分维值可以反映动力反应对于不同标度的敏感程度【9】。

研究桥梁结构动力特性是否具有分形特征，是分形和分维概念应用于桥梁结构动力分析领域中的关键点。通过对国内外大量已有实桥动力特性资料的统计和桥例分析可见［10］：

①斜拉桥的纵飘基频对于跨径尺度，主塔侧弯基频对于塔高，体系坚弯基频对于跨径，侧弯基频对于跨宽比以及扭转基频对于跨径都具有统计意义上的分形特征。

②悬索桥竖弯基频、侧弯基频及扭转基频对于跨径或主缆垂度，具有统计分形特征，利用分数维，可以得到比常用估算公式更为接近实桥值的基频简化计算公式。

③对于梁桥动力特性的大量实测结果表明，简支梁桥基频对于跨径标度是分维为0.923～0.933的统计分形结构。以桥长为标度，小跨径桥梁的基本侧向周期分维为1.20。桥梁结构系统涉及参数多，统一的规律多存在于定性阶段。分维的概念使得对于性质的认识可以定量描述，正如在许多领域，分维对非线性、无规则现象的描述那样。显然，这还需要大量的工作和艰辛的努力。以上分析表明，混饨系统存在规律性，分形就是描述这种规律的一种理论，事实上，分形规律不仅仅在桥梁抗震领域存在，在桥梁大系统中乃至整个土木工程领域中都广泛存在着。

四、结论

通过以上分析可见：

（1）桥梁结构是一个要素和结构复杂、具有生存环境和结构功能的动力学系统；

（2）系统最关键的部分--结构是桥梁结构系统识别和健康监测的重点，特别是结构的指纹分析；

桥梁结构范文篇10

关键词：操作；内化；自主；结论

“儿童的智慧在他的手指尖上”，操作也历来是数学课中学生概念学习的好帮手，但是，如果教师未能帮助学生较好地去实现概念的形式定义与其已有的直观形象和经验的必要整合，那么通过操作给学生所建立的表象上的“认知基础”就很可能反而成为学生学习的“认知障碍”。本文中，笔者结合教学实践进行“如何促进学生通过操作帮助自己自主形成结论”的尝试研究，试图探索教师引导学生进行有效操作的教学策略。

策略一：语言内化——说说我是怎样操作的？

笔者先来介绍一位老师执教的《笔算除法》的过程：

学生根据教师创设的情境列出算式：52÷2，教师让学生口算，许多学生感到口算有困难或不方便，从而引导到本节课要学习的笔算。教师先让学生试算，学生出现了以下两种情况：

师：笔算除法怎样写正确呢？请同学们借助小

棒分一分，想一想怎样列竖式。

学生先独立操作后，教师让一位学生在投影上操作，教师边提问，学生边操作。即先把4捆平均分成2份，再把剩下的一捆拆开平均分成2份，每份5根，最后2根再分。

教师再让学生观察电脑课件：52根小棒先拿出4捆平均分成2份,每份2捆，再把余下的1捆拆开与2根合起来是12根，每份得到6棵。

师：结合小朋友与电脑分小棒的过程，说说竖式是怎样列的？然后师边列竖式边提问：“52”十位上的“5”除以2商2写在什么位置？……逐步完成竖式过程。

初看，教学中，教师设法激起学生探究欲望，注重数形结合，学生的认知基础也把握得非常准确（这节课学生已有的知识基础是表内除法的笔算，教师想让学生通过操作形成直观经验，如此设计理念笔者也是赞同的。），教学过程似乎无可非议！然而课堂练习中，近学生仍然采用先设法口算出得数然后列竖式的第一种错误的笔算方法，当然计算结果也是错误百出，一少部分学生更是无从下手，显然，课堂中的操作没有达到预期的帮助学生理解与掌握笔算除法方法的效果，即学生未能运用通过操作所建立的直观经验来指导自己学习笔算除法。

究其原因，笔者认为，最关键的地方是学生没有经历“自反抽象”的内化过程，投影上、电脑上的操作，所有的学生都是一个观察者，因而后继的竖式学习过程中，他们只能也是被动的接受者，这样，最后出现如此糟糕的学习效果也能在情理之中解释了。

纵上分析，一位学生在投影上操作后，教师应该让每位学生静下心来想一想自己是如何操作的，把操作的过程说给同桌（或组内交流）听听，当他们通过老师的引领与语言内化后，然后教师再引导他们自主思考，如果用竖式来表达分小棒的过程，那么自己是先分什么，在竖式上应怎样写，再分什么，在竖式上又怎样写？使他们感受到除法竖式也就像分小棒一样帮助自己解决“52÷2”这个问题。只有这样，学生将“素朴的”直观和经验转变为“精致的”直观和经验，学生才能很好地进行抽象的数学概念的学习。

策略二：表象提升——想想他人是怎样操作的？

我们知道，数学的对象并非物质世界的真实存在，而只是抽象思维的产物，如果我们始终只是停留于实际操作的层面，而未能让学生在头脑中实际地建构起相应的数学对象的话，则就根本不可能发展起任何真正的数学思维。即相对于具体的操作或活动而言，我们更应强调“活动的内化”。

例如，大多数老师在执教《长方形面积的计算》这一课时，都是先通过让学生用1平方厘米的正方形去摆出不同的长方形（或用相同多的如24个1平方厘米的正方形摆出不同的长方形），在相应的表格上分别记录自己所摆的长方形的长、宽与面积，然后经过大量的数据观察，即引导学生分析表格中面积与长、宽的关系，最后经过归纳推理得出长方形的面积等于长×宽。

如此过程，虽然学生对长方形面积的计算方法没有异议，但是没有“活动的内化”的做法笔者不敢苟同，当然，这种缺乏让学生深刻体验、反思与感悟所获得的结论给学生留下的记忆痕迹是也很浅显的。笔者在执教该课时，作了如下的尝试，得到了与会听课教师的一致好评。

当学生通过操作（我采用的是学生用1平方厘米摆出不同的长方形的操作探究方式）填好表格后，我没有马上引导学生去得出结论，而是利用投影的不足（即空间与时间都不可能允许展示很多学生的表格）让学生说说还有哪些跟投影上表格中不同的填法，当一位同学说他摆的长方形长是6厘米，宽是3厘米，我马上提问：“同学们猜猜，他是怎样摆出这个长方形的？一共需要多少个小正方形，这个长方形的面积是多少？”孩子们根据自己刚才的操作经验很容易地猜到“这位同学摆的长方形长边用了6个1平方厘米的正方形，宽边摆了3排，一共用了18个小正方形，面积是18平方厘米。”然后教师再让学生像刚才一样（教师将自己的提问呈现在投影上，方便学生进行交流）分别轮流猜猜组内其他同学其中一个长方形是怎样操作的；接着教师话锋一转，“操场上有一个很大的长方形，长是8米，宽是6米，老师想测量它的面积，你猜猜老师会用什么正方形去摆，怎样摆？一共需要多少个这样的正方形？”当学生回答后，我又说：“你们认为老师真的会这样去测量这个长方形的面积吗？”学生们都笑了，说老师一定是用“8×6”去计算出它的面积的！这时，我故意装糊涂：“怎么可以这样算呢？”一位孩子着急地说，“老师，告诉我们这个长方形长是8米，长边一定可以摆8个1平方米的正方形，宽是6米，就是可以摆6排，这样不是一共可以摆48个吗？所以面积是48平方米，想想就知道了，干吗要摆呀！”

好一个“干吗要摆呀！”实际上老师也就希望你不要摆呀，当我继续“装糊涂”地引导学生解读这位学生的意见时，几乎所有的学生都得出了“长方形的面积=长×宽”这个结论，这时我提出了一个难度非常大的问题：“谁能用自己的话说说长方形的面积为什么等于长×宽？”孩子们有的举例说明，有的孩子还能进行如此抽象地概括：“长方形的长就能说明长边可以摆几个面积单位，宽就告诉我们可以摆这样的几排，这样长×宽就计算出了这个长方形一共可以摆几个面积单位，也就是它的面积。”

笔者认为，这节课教学的成功，就是教师适时地让学生利用自己实践操作的直观经验，通过“想想他人是怎样操作的”进行了不自觉的表象提升，使学生在更高的层面对所得到建构的东西重新进行建构，从而使之成为一个更大结构的部分。

策略三：自主结论——如果没有了操作，我发现了什么？

先来介绍笔者执教《能被3整除的数的特征》的教学过程：

教师在激发了学生探究“能被3整除的数的特征”的兴趣后，让学生拿出数位顺序表和实验记录表（如下），用实验的方法来寻找能被3整除的数的特征。

实验的方法是用火柴杆在数位表上摆数。把1根火柴杆放在个位上表示1，放在十位上表示10，放在百位上表示100。每摆出一个数，就判断一下这个数能不能被3整除。如果这个数能被3整除，就在实验记录表的格子上打“√”，否则打“×”。例如用1根火柴杆摆出的数1、10、100都不能被3整除，就在用1根火柴杆摆出的数的右边格子里画一个“×”；而用3根火柴杆摆出的数102、111、120、201、210、300等都能被3整除，就在用3根火柴杆摆出的数的右边格子里画一个“√”。

使用火柴杆的根数摆出的数是否能被3整除

1×

2×

3√

学生通过操作，发现“凡是用3根、6根、9根、12根……火柴杆摆出的数都能被3整除”，教师继而引导学生提炼语言“凡是火柴杆根数是3的倍数的，摆出的数就能被3整除”、“凡是火柴杆根数能被3的整除的，摆出的数就能被3整除”。

根据操作的结论进行尝试练习，让学生根据教师所报的数，在数位表上用火柴杆表示出来，看看用了几根火柴杆，能不能被3整除；接着教师要求学生不要摆在心里想一想火柴杆的根数，判断下面的数（如“114，163”等）能否被3整除，这时学生回答“114需要用6根火柴杆摆，6能被3整除，所以114能被3整除”而“163需要用10根火柴杆摆，10不能被3整除，所以163不能被3整除”。

最后，教师提问：如果没有了火柴杆的帮助，你能说一说怎样的数能被3整除吗？你发现了什么？此时，学生对于能被3整除的数的特征呼之欲出，学生自主愉快地发现“一个数各个数位上数的和能被3整除，这个数就能被3整除。”教学也自然水到渠成。

在抽象的数学概念的教学中，我们应当努力去发现这样的问题情境或基础知识，它们是学生所熟悉的，同时又为新的抽象概念的学习提供了合适的基础，用火柴杆实验的方法来探索“能被3整除的数的特征”，用这样的操作来帮助学生形成直观经验的认知基础是非常恰当的。但是，数学中操作活动最终还是要促进学生的抽象思维，为学生形成概念或结论所用的。教学中，学生操作后，教师引导学生语言提炼、尝试练习，都是为学生“自主结论——如果没有了操作，我发现了什么？”层层铺垫，帮助学生以已有的直观形象和经验为基础并通过合理的抽象很好地建立相应数学概念的形式定义。学生虽然没有了操作，在其形成结论时，已经能够很好地将概念的形式定义与直观形象和感觉经验整合起来，因而课堂中，抽象的形式定义对学生而言变得如此的生动和丰富！

最后，笔者还要指出的是，上述三个策略是相辅相成、辨证的统一体，一节课中三个策略同时使用可以是一个教学流程，也可以是某一个策略的突出使用与两个策略有机结合的使用，使用的策略仅是一种方式或手段，是构筑学生操作与形成结论的桥梁，其最终目的是为了避免学生通过操作所获得的直观形象和经验与学生学习概念的形式定义互不相关甚至干扰，促进学生自主地进行“活动的内化”。