桥梁设计论文范文10篇

桥梁设计论文范文篇1

桥址区地形较平缓，跨越的沟渠中部局部地段为负地形，大致呈锅底状，雨季排水较为不畅通，并经常存有死水滩，随后几日，缓慢下渗至地下深处。根据原始勘察资料，桥址区0～10.0m范围内黄土（粉土）具Ⅱ级非自重湿陷性（中等），湿陷系数δs=0.023～0.080，自重系数δzs=0.015～0.034，自重湿陷量Δzs=6.19cm，总湿陷量Δs=56.88cm，桥台基础持力层位于该地层上，虽采用0.5m厚灰土垫层进行地基处理，但处理范围仅在基础之下局部范围内，对基础周围地表水的下渗未起防水作用，从而使地表水扩散运移至基础以下湿陷性黄土之中，在荷载作用下，产生湿陷下沉。其下沉速度较为缓慢，且随季节具有一定的规律，在雨季期间，下沉较迅速，雨季后地下水下渗至地表深处时，下沉较为缓慢或停止。根据地勘报告,基底附加应力为203kPa，第一层土的平均附加应力+自重应力约为124.5kPa，大于9.4m以上土层的湿陷起始压力，故第一层土在上部荷载作用和浸水状态下，0～9.4m范围内将会产生附加湿陷变形，变形量为56.88-2.46=54.42cm。据以上综合分析，桥台地基沉降量主要由湿陷变形量和土层压缩变形量组成，其总的变形量为54.42+8.223=62.64cm，目前已沉降约33cm，完成总沉降的52.7%，以后还会继续下沉，因此对其进行加固是非常必要的。

2桥梁的加固设计

本文针对其出现的桥台整体沉降的病害提出了两个具体加固方案。

2.1方案一

a）在原两侧桥台前1.35m加设双柱式桥墩，形成（1.7+12.6+1.7）m跨径的双悬臂板结构,桥台的支撑作用慢慢消失，新的柱式墩主要起支撑主梁作用，b）铲除后期养护逐年增加的沥青混凝土，以减轻上部恒载，利用液压顶升设备将空心板抬升，恢复原桥面的设计标高。c）在墩顶原铺装层增设一层直径25mm的钢筋网用以承担墩顶负弯矩。d）墩盖梁达到设计强度后，顶升主梁，落梁于墩顶支座上，形成双悬臂结构，完成体系转换。e）将原桥的背墙和侧墙均相应进行加高，原桥台基础周围需做防水封闭处理，以防止其继续渗水下沉。

2.2方案二

a）先采用直径为127mm的钻头钻孔，钻孔按梅花型布置，孔间距为1m，钻孔深度为7m，要求钻孔必须穿透原桥的扩基底部，用直径为127mm的PVC管做护壁。b）通过PVC管将直径为110mm，长度为8m钢管桩垂直击打到原桥扩大基础底以下8m处，利用钢管桩加固原有桥位处的地基，通过桩土复合作用共同承担桥梁的上部荷载。c）为了减轻上部的自重，铲除原桥面沥青混凝土铺装25cm，利用液压顶升设备将主梁进行顶升，梁下垫增高度为25cm焊接好的槽钢，同时更换原桥支座。d）待主梁放下与支座紧密结合好后，需对桥台处进行桥面连续的施工，浇筑钢筋混凝土和沥青混凝土，重新摊铺沥青混凝土铺装层。e）原桥台基础周围需做防水封闭处理，以防止其继续渗水下沉。

3设计方案比对

针对前述桥梁病害以及现行桥梁规范，为彻底消除隐患，保证现有桥梁的正常使用，本文拟定了两个加固设计方案。

4结论

桥梁设计论文范文篇2

上个世纪末我国公路建设高速发展，而在全国进行大范围公路建设中因为桥梁桩承载力好，节省用料和人力的优点得到广泛运用。桥梁的桥体的承载力主要就是靠桥梁桩来承担，因此桥梁桩的基础加固是公路工程建设的基本保障。尤其是在我国这种地形地质条件相对复杂的山区，公路桥梁路段多且承载量要求较高。但是，我国大范围的桥梁桩基本上是钢筋混泥土进行建设的，很容易出现一些问题。1）水分的自然侵蚀。首先是钢筋混凝土中的钢筋极容易被渗透的水分侵蚀，破换钢筋的支撑力。当水分的侵入混凝土中的时候还会因为同碱性的水泥融合产生膨胀力，甚至导致混凝土裂开从而破坏掉整个桥梁桩，这个时候就会影响到整个桥梁的稳固，因此仅仅是自然的长时间的侵蚀就会造成整个桥梁桩的不稳定。2）极端气候的破坏作用。除了水分的渗入会导致桥梁桩被破坏，低温作用到水上会导致混凝土结构桥梁桩小孔中的水分结冰膨胀。而长时间的气温变化作用的不断循环，就会导致混泥土结构的逐渐剥离甚至瓦解，事实上这个过程并不长，尤其是在地质和气候比较复杂的地区，因此要特别注意防范和处理这种情况的发生。

2加固桥梁桩方法

桥梁桩对整个桥梁乃至整个公路的运行的重要作用不言而喻。因此在防范桥梁桩的损害问题上，必须迅速采取积极的应对处理方法，而这些方法必须是科学地针对桥梁桩的特点和问题，能够切实地保障桥梁桩的稳固，主要从以下三个方面坚持：1）做好防范工作。为了保障桥梁的稳固性，除了针对进行桥梁设计之外，桥梁桩的本身质量要进行较为严格的鉴定并且明确后期追加的加固的方案。加固设计方案无外乎三个方面：硬度方面，强度方面和持久度方面。首先在硬度方面就是桥梁桩建造的稳固性；强度方面就是确定保证桥梁桩的整体性的稳固；持久度方面就是在建造的时候采用耐性良好的同时还要方便之后进行损伤部分的修复。从这三个方面着手，可以比较全面的做好桥梁桩的稳固性的防范工作。2）坚持效益最大化。在工程设计和建造中最基本的原则除了安全稳固之外就是经济，以最小的原料和人工投入获得最优的经济效益，这就要求工程建造人员在桥梁和建设的时候做到效益最大化。3）务求实事求是。在公路建设前桥梁桩做好各项加固工作之外还必须实事求是，不能盲目加固浪费工程建设。合理的加固技术必须在原有的公路建设基础上不仅起到实际加固的效果还可以有效控制工程再建的风险，降低工程建设的成本。

3桥梁桩加固设计的基本方案

3.1增加桩基进行加固

为了保证公路桥梁的整体的安全性，增加桥梁桩和扩大整个承台的承载范围和作用力，可以在桥梁桩基的载重能力不足采用。准确来讲就是将原来的桥梁桩的承重进行扩大并且可以增加新的桥梁桩，这样就可以提高桥梁桩的承载能力并且增加整个桥梁工程的稳定性。这项方法不仅能够节省工程工作量，并且有着较为明显的加固效果，但是它的局限性就在于为了达到加固效果会对原有的交通运行情况有所影响，因此也要考虑到它的实际操作性。

3.2桥梁桩基自体加固法

这个方法是在原有的混凝土桩基础上进行加固，尤其是直径偏小的钢筋混凝土桥梁桩。因此这种方法不仅施工工程相对较小还提升了桥体的承载力。很多县城上的小桥都是采用这种结构，工程实例上来说，某县的公路桥桥宽近六米，桥梁桩为钢筋混凝土结构，随着经济的发展还有桥梁的自然消耗，桥梁本身需要进行拓宽处理，而相应的桥梁的稳固性要求增加。

3.3桥梁桩的本身修补加固法

顾名思义，这个方法主要是针对已经出现受损状况的桩基进行修补处理，从而增加桥梁桩的本身的强度，硬度和持久性。从工程实例上面来说，有一驾桥梁在建设初期河流比较充沛，受侵蚀情况相对比较严重。而最近几年河流河床下降，桩基裸露状况比较明显，尤其是桥梁桩的本身混凝土的表面受到较为严重的侵蚀，甚至钢筋也因为桥梁转的裸露而发生锈蚀，桥梁桩的承载力受到非常严重的损害，整个桥身的安全性也得不到有效地保证。经过多重的分析和方案选择，还有实地的调研考察，最终决定采用桥梁桩修补加固法对整个桥身进行修补加固。首先要调查和考评所有桥梁桩的受损情况和修补范围，然后再通过钢筋水凝土的修补和浇筑封装桥梁桩和桩基。这个办法不仅可以修补损害严重的桥梁桩，而且对桥梁桩的本身强度的增加有着较为明显的作用。这个方法对于承载能力要求不高的桥梁有着较为明显的作用，在大范围的同类工程问题中值得借鉴和推广，有助于为我国桥梁工程建设节约资源。

3.4扩大桥梁基加固法

这个方法是从整体的结构方面来进行加固的，桥梁桩的加固和桥梁基紧密联系在一起。这样一来整体上的稳固性能够更加全面的增加桥体的稳固和安全。举例来说，某个交通桥梁在进行年度检测的时候发现桥梁桩桩体破坏比较严重，有比较严重的被侵蚀的损害现象，并且钢筋也因此暴露出来，混凝土的上还出现了空洞现象，这样一来明显降低了桥梁桩的整体承载能力，并且整个桥梁的桩基承受力也随着降低，因此进行加固处理是十分必要的。

4结束语

桥梁设计论文范文篇3

大跨度桥梁结构的非线性可分为材料非线性(又可称为物理非线性或弹塑性)和几何非线性两种，一般情况下结构的几何非线性可通过考虑所谓的P-△效应来进行在结构非线性地震反应分析的计算理论研究方面，备受关注的是结构的弹塑性分析，这不仅是因为相对于几何非线性而言，结构的弹塑性性能对于结构的抗震性能影响较大，而且更由于问题的复杂性。所以国内外众多学者针对后者开展了大量的研究工作。在大跨度公路桥梁弹塑性地震反应分析的力学模型中，根据各种构件的工作状态，将结构简化为杆系结构是合理的，同时对计算而言也是非常经济的。若按构件所处的空间位置可把力学模型分为平面模型和空间模型两种。若按模型中所采用的单元应力水平的种类来分，又可分为微观模型(采用应力空间)和宏观模型(采用内力空间)两种。由于微观模型要求将结构划分为足够小的单元，尽管很有效但所需的计算量较大，只适用较小规模的结构或构件的非线性分析，因此在实际工作中应用的范围比较有限，所以这里仅按前一种分类方法来加以讨论。

在结构弹塑性地震反应分析中，构件恢复力模型的确定是基本的步骤而构件的恢复力关系又集中反映在滞回特性曲线上，基本指标有曲线形状、骨架曲线及其特征参数、强度、刚度及其退化规律、滞回耗能机制、延性和等效滞回阻尼系数等。国内外在这方面已进行了大量的试验研究并取得了相应的研究成果。在平面模型中，根据所采用的塑性铰类型可把它分为集中塑性铰模型和分布塑性铰模型两大类。在集中塑性铰模型中，有代表性的一种是Clough等于1965年提出的双分量单元模型，该单元模型采用两根平行杆来模拟构件，其中一根用来表示具有屈服特性的弹塑性杆，另一根用来表示完全弹性杆，非弹性变形集中于杆件两端的集中塑性铰处，该模型的最大不足是不能考虑构件刚度退化。另一种有代表性的是1969年Giber-son提出的单分量模型，它克服了Clough双分量模型的不足，同时只用两个杆端塑性转角来刻划杆件的弹塑性性能，而杆件两端的弹塑性参数又是相互独立的，因此应用起来较为简便。其缺点是基本假设中有地震过程中反弯点不能移动的限制，所以对一些与基本假设不甚相符的特殊情况其使用的合理性就受到了限制。

二、多点激振效应

通常桥梁结构的地震反应分析是假定所有桥墩墩底的地震运动是一致的。而实际上，由于地震机制、地震渡的传播特征、地形地质构造的不同，使得入射地震在空间和时间上均是变化的。即使其他条件完全相同，由于地面上的各点到震源的距离不同，它们接收到的地震波必然存在着时间差(相位差)，由此导致地表的非同步振动。这一点已被地震观测结果所证实。因此，多点地震输入是更合理的地震输入模式。特别是大跨度桥梁结构，当地震波的波长小于相邻桥墩的跨度时，入射到各墩的地震波的相位是不同的，由于在桥长范围内各墩下的基础类型和周围的场地条件可能有很大的差别，因此入射到各墩的地震波的波形也可能是不同的。有关实际震害表明，入射地震波的相位差可增大桥跨落梁的危险性。所以就地震波传播过程中的多点激振效应进行研究是有很大的实际意义的。

从概念上看，仅考虑入射地震波的相位变化情况属于行波效应分析问题。若再考虑地震波的波形变化就属于地震波的多点输入问题。从计算方法上看，由于多点地震输入算法与同步激振的计算方法不同，因此必须重新推导结构体系的动力平衡方程。美国学者Penzien和Clough于1975年推导了多自由度体系考虑地震波多点输入时的动力平衡微分方程及求解方法，通过所谓的影响矩阵，实现了地震波的多点输入算法。这种方法后来被广泛应用，目前所有考虑地震波多点输入的结构地震反应时程分析算法均以此为基本出发点。

综上所述，大跨度公路桥梁的多点激振效应分析是一个比较复杂的计算问题，其复杂性一方面在于计算方法上面，更重要的是对于不同类型的桥梁结构体系可能有着截然不同的计算结果。因此实际计算时只能针对具体的桥梁结构进行具体的分析，不能一概而论。从计算方法上看，目前有关研究基本上仍局限于线弹性体系的多点激振效应分析，而非线性多点激振效应与结构体系非线性地震反应分析的力学模型是密切相关的．

三、结构设计

上部构造形式的选择，应结合桥梁具体情况，综合考虑其受力特点、施工技术难度和经济性。简支空心板结构的桥型，施工方便，施工技术成熟；但跨径小，梁高大；由于桥梁跨径受限制，往往造成跨深沟桥梁高跨比不协调，美观性差；上部构造难以与路线小半径、大超高线形符合，且高墩数量增加；桥面伸缩缝多，行驶条件差。因而，在山区大跨度中，该类桥型一般用于地形相对平缓、填土不高的中、小桥上。预制拼装多梁式T梁在中等跨径桥中具有造价省、施工方便的特点，其造价低于整体式箱梁，是中等跨径直梁桥的常用桥型。但对于曲线梁来说，T梁为开口断面，抗扭及梁体平衡受力能力均较箱梁差，曲梁的弯矩作用对下部产生的不平衡力大。但当曲线桥的弯曲程度较小时，曲线T梁桥采用直梁设计，以翼缘板宽度调整平面线形，可减少曲梁的弯扭作用，在一定程度上可弥补曲线T梁桥受力和施工上的不足。虽然直线设置的曲线桥仍有部分恒载及活载不平衡影响及曲线变位存在，但较曲线梁小。此外，可以采取加强横向联系的措施，提高结构的整体性。对于大跨径桥梁，最好采用悬臂浇筑箱梁。但是对于中等跨径的桥梁，箱梁桥不论采取何种施工方式，费用都较高，与预制拼装多梁式T梁相比，处于弱势。

下部结构应能满足上部结构对支撑力的要求，同时在外形上要做到与上部结构相互协调、布置均匀。桥墩视上部构造形式及桥墩高度采用柱式墩、空心薄壁墩或双薄壁墩等多种形式。柱式墩是目前公路桥梁中广泛采用的桥墩形式，其自重轻，结构稳定性好，施工方便、快捷，外观轻颖美观。对于连续刚构桥，要注意把握上下部结构的刚度比，减小下部结构的刚度比，减小下部结构的刚度，可减小刚结点处的负弯矩，同时减小桥墩的弯矩，也可减小温度变化所产生的内力。但是桥墩也不可以太柔，否则会使结构产生过大变形，影响正常使用，并不利于结构的整体稳定性。对于高墩，除了要进行承载能力与正常使用极限状态验算外，还要着重进行稳定分析。对于连续梁结构或连续刚构桥，各墩的稳定性受相邻桥墩的制约影响，应取全桥或至少一梁作为分析对象。稳定分析的中心问题就是确定构件在各种可能的荷载作用和边界条件约束下的临界荷载，下面以连续梁为例进行说明。介于梁、墩之间的板式橡胶支座，梁体上的水平力H(车辆制动力和温度影响力等)是通过支座与梁、墩接触面上摩阻力而传递给桥墩的，它不但使墩顶产生水平位移，而且板式橡胶支座也要产生剪切变形。当梁体完成水平力的传递以后，梁体暂时处于一种固定状态，但由于轴力及墩身自重的影响，墩顶还会继续产生附加变形，这就使得板式支座由原来传递水平力的功能转变为抵抗墩顶继续变形的功能，支座原来的剪切变形先恢复到零，逐渐达到反向的状态。

四、结语

山区大跨度作为公路工程的一部分，很多方面需要探讨。山区大跨度方案的确定应遵循“安全、舒适、经济、美观”的原则，只有把握好规律，抓住侧重点，山区高速桥梁的布置和设计才能准确无误。

参考文献

[1]李伟，朱慈勉，胡晓依．考虑P-Δ效应压杆几何非线性问题的解析法[J]．同济大学学报（自然科学版），2006，（10）．

[2]阎兴华，苏志宏，朱清峰．钢—混凝土混合结构弹塑性动力分析综述[J]．北京建筑工程学院学报，2006，（9）．

[3]肖汝诚，郭文复．结构关心截面内力、位移混合调整计算的影响矩阵法[J]．计算力学学报，1992，（1）．

[4]唐茂林．大跨度悬索桥空间几何非线性分析与软件开发[D]．西南交通大学，2003

桥梁设计论文范文篇4

摘要介绍桥梁施工中现浇盖粱的支架选用、主要施工注意事项、计算要点及改进措施。关键词简支桥梁现浇盖板支架1概述盖梁，也称帽梁，一般设于墩柱顶部，是钢筋混凝土简支梁桥中的下部结构主要受力构件。墩柱顶盖梁，如采用现浇施工，其施工质量，不仅受控于混凝土配合比、浇灌方法，且与采用的支架紧密相关。只有选择了坚实的支架，使模板牢固、可靠，拼缝严密、接口顺直，能抵抗混凝土自重和施工荷载，操作人员能安全地进行各种施工作业，才能确保施工质量和安全，杜绝模板漏浆、胀模等质量通病，杜绝模板支撑倒塌等安全事故。墩柱顶盖梁现浇施工的支架型式，主要有自落地支架式、抱箍挑架式和埋设托架式等。自落地支架，即在盖梁下部的地面上立支柱，搭成落地满堂支架，然后在支架上铺设模板，如图10抱箍挑架式，即在盖梁下的墩柱上套钢板箍，拧紧套箍的拼接螺栓，然后利用套箍搭设支架并铺设模板，如图3。埋设托架式，即墩柱上预留水平孔，待墩柱混凝土拆模并有一定的强度后，向预留孔中穿人钢锭，然后利用钢锭两端悬臂部分搭设支架并铺设模板，如图2。2各种支架的计算要点支架设计时，计算承受的荷载包括：模板自重、新浇筑钢筋混凝土重量、施工人员和运输工具重量、倾倒和振捣混凝土产生的荷载及支架自重等。2．1纵横粱的设计计算各种支架中，模板下、支架顶的纵横梁的设计计算大同小异，一般可将之当作简支梁计算。设计计算时，先初选构件类型(如方木、槽钢或工字钢等)，再根据最大弯矩或最大剪力的数据，选择构件型号及截面，验算构件的挠度、弯曲强度和抗剪强度。2．2自落地支柱的计算自落地支柱可当作两端简支的轴心受压构件计算，先初选构件类型(如钢管、型钢或门式架等)，再根据最大轴力的数据，按计算值选择构件型号及截面，最后验算抗压稳定性和水平联系杆的竖向间距(即水平联系杆的道数)，并按构造要求设计扫地杆、剪刀撑、抛撑和缆风绳等。如盖梁离地面高度较大，所在地区基本风力较大，则应考虑风荷载，并核算选择抛撑和缆风绳。2．3抱箍的计算抱箍所能承受的荷载可由抱箍与墩柱之问的摩擦力平衡，其摩擦系数μ由墩柱面的平整度和粗糙程度而定，一般可取为μ=0．3—0．5。设计时应选择拧紧螺栓的数量，并验算其抗剪强度，同时应验算抱箍钢板的局部抗剪强度和抗挤压强度。2．4托架钢锭的计算预埋托架的设计，除选择计算纵横梁外，还应对埋设的钢锭的规格和截面积进行计算，核实其最大弯、剪力和支座处挠度。支架型式的选用，应结合现场设备及施工条件与盖梁的高度，还应保证现浇盖梁的施工质量和操作安全。3支架型式的选用条件支架型式的选用，应结合现场设备及施工条件与盖梁的高度，还应考虑经济成本尽量能就地取材，并应保证现浇盖梁的施工质量和操作安全。各种支架的适用情况和注意事项见表1。自落地支柱可采用钢管、型钢或门式架等，根据施工设备状况及荷载经计算选用；无论采用何种支架，施工时都应按计算挠度值设预拱度，并应搭设足够宽度的操作面(一般每边不小于1m)和周边护栏(高度不小于1，2m)；各种支架的护栏边，都应满挂密目安全网，以防止高空坠落。4各型支架的优缺点及改进措施4．1各支架优缺点①自落地支架式结构简单，但在荷载作用下支架变形较大，耗用材料数量较多，文明施工管理工作量较大。②采用抱箍挑架式，在盖梁施工中下部仍可通行，不占地面工作面，便于管理，但抱箍挑梁中钢箍与墩柱之间的摩擦系数的取值难以掌握，依墩柱表面的平整度或粗糙度而异，施工时易发生抱箍滑脱事故，支架能承受的荷载不高。③埋设托架式虽然下部可通行，不占用地面工作面，易于文明施工管理，能承受荷载较大，支架在荷载作用下变形较小，但在埋设钢锭和施工受载时，墩柱混凝土需具备一定强度，施工后在墩柱中留下小孔，影响墩柱外观，施工后宜用微膨胀混凝土填塞小孑L及墩柱表面处理工作。4．2各种支架的改进为提高自落地支架的承受荷载，而减少变形或沉降，可利用万能杆件拼装成桁式支架。桁式支架可设计为满堂式，也可设计为柱梁式。对于在河岸上现浇盖梁，如土质条件较差，做适当压实处理并经采取措施后，也可采用自落地支架。如在地面上先铺木板或槽钢，或浇筑混凝土地板，以增大地基受压面积。对于水上现浇盖梁，由于桩基、系梁及墩柱施工时，已搭设了水上操作平台，因此可利用在该操作平台上直接搭满堂支架。但必须验算操作平台的稳定性和沉降量，慎重采用。一般简支梁桥中，在桩基与墩柱间都设计有水+‘平系梁，因而在水上与土质条件差的地面上，如盖梁与系梁的高差不大，可利用系梁作为受力底座，在系梁面上搭设落地支架。但系梁的强度必须经过计，必要时加大系梁截面或加配钢筋。在使用抱箍挑架式时，为预防施工荷载过大造成钢板箍滑脱，宜采用高强度螺栓和双螺母拧紧抱箍，也可以采用两层抱箍互相支撑的方法，或在抱箍底部预埋钢筋，以加强支撑。但预埋的钢筋在使用后应割，做好墩柱外观处理。如施工荷载不大，可在墩柱中埋设型钢，利用埋设的型钢搭设支托架。另外在埋设托架中，经钢锭。对于埋设托架式，也可将埋设钢锭与工字钢改为埋设牛腿，再在牛腿上搭设支架并铺设模板.5结束语在上海市政工程多年的施工实施中，各类型支架按实地情况经常选用，无论在保证工程质量及支架的设置经验上，虽获益匪浅，但当支架选定后，对一些重点的处理尤应重视。如自落式支架落于地面上的地基整平、夯实、扩大承力面，落于构筑物上对构筑物的核实补强；抱箍、托架式施工完毕后对墩柱外观的处理等。

桥梁设计论文范文篇5

就目前的发展来看，我国的桥梁结构设计的倾向如下：比较注重强度而忽视耐久性；重视强度极限而忽视使用极限；重视结构的建设而忽视结构的维护，这样的设计倾向直接导致了桥梁工程事故的不断发生，不利于和谐社会的发展。我国的桥梁设计理论和结构构造体系还有诸多需要完善的地方，在桥梁设计过程中，尤其在桥梁施工和使用期安全性上改进的空间还是比较大的。在结构设计中首先要选择科学合理、经济的方案，其次是结构分析与构件和连接的设计，还要运用规范的安全系数或可靠性指标给结构的安全性以最大的保障。

2我国现代桥梁结构设计的注意事项

2.1对于结构的耐久性问题要重视

在我国的桥梁建设过程中，很多时候都缺少建设前期所需要准备、视察及考证等工作，这是一大问题。周围的环境会在很大程度上影响到桥梁的建设和使用，不仅包括由于车辆超载而出现的疲劳情况，还包括桥梁结构本身的老化和损伤。我国从上世纪九十年代有些研究者就针对桥梁结构的耐久性进行了研究，但多集中在桥梁的材料及统计等方面，而对桥梁结构及设计的研究却是忽视的，还缺少以设计及施工人员为出发点改善桥梁的耐久性。设计人员所关注结构的计算方法比较多，而容易忽视总体构造的设计和一些细节处的把握。结构耐久性的设计应该有别于其他普通的结构设计，就现阶段而言，我国桥梁结构的耐久性研究应转变为定量分析而不是传统的定性分析。诸多研究实践表明一座桥梁是否能够安全使用，结构的耐久性发挥了很大的作用，经济性也包含在其中。

2.2充分重视桥梁的超载问题

超载会造成桥梁疲劳应力幅度加大、损伤加剧，严重的情况下还可能引发结构破坏事故。桥梁的超载不仅会引发疲劳问题，还可能造成桥梁内部损伤难以及时恢复，进而使得桥梁在正常荷载下的工作状态产生一定的变化，将威胁到桥梁的安全性和耐久性。所以设计人员应加强分析超载所带来的严重后果，最大限度的加强桥梁的稳定性。

2.3重视对疲劳损伤的研究

动荷载是桥梁结构所承受的车辆荷载和风荷载的主要方面，其会在结构内产生循环变化的应力，除了会引起结构的振动外，结构的累积疲劳损伤也是不可忽视的方面。在桥梁建设中所使用的材料实际上均匀性和连续性都不是很理想，诸多微小的缺陷夹杂其中，在循环荷载作用下，它们会不断发展、合并进而形成损伤，最终形成宏观裂纹。一旦宏观裂纹没有得到很好地控制，就会产生材料、结构的脆性断裂。疲劳损伤在初始阶段被察觉的可能性比较小，所产生的严重后果却是毁灭性的。所以应该加强疲劳损伤的研究工作。

2.4积极借鉴国外的经验和成果

我国桥梁设计中存在结构使用性能差、耐久性和安全性差等诸多问题，这和现阶段我国的施工质量和管理水平不高是分不开的，但问题已然存在，并且在短时间无法得到有效解决，设计人员对此问题要有一个清醒的认识，在设计时对上述问题充分考虑到，运用恰当的设计方法、恰当的安全系数使桥梁的使用性能达到要求的标准，这才是设计的关键。尤其是桥梁的耐久性和安全性问题与结构体系、使用材料选择不合理、结构细节处理不当有着千丝万缕的联系。针对我国设计中存在的问题应积极借鉴国外的有益经验，PBD就是其中之一。PBD即为性能设计，涵盖了结构设计的众多方面，如变形、裂缝、振动、耐久性等。PBD研究不仅保证了桥梁结构在使用中的安全性，还具有很多优良的使用性能，这其中包括寿命和耐久性、耐疲劳性、美观等。对此，我国应该积极借鉴其优良方面的性能，并结合我国桥梁设计的实际和使用过程中的具体情况来最终寻找适合我国的设计。

3对我国现代桥梁结构设计的建议

总而言之，我们在对桥梁结构的耐久性、疲劳损伤以及桥梁超载问题进行必要研究的同时，还可以把研究面放得更宽一些，诸如结构系统的可靠度、模糊随机可靠度等，这样做的目的都是为了加强桥梁结构设计的使用性、安全性及耐久性。下面就选择几个方面就行分析，希望为研究人士提供参考。

3.1结构系统的可靠度分析

结构系统可靠度分析其实不是一项容易的研究课题，具有一定的复杂性，近年来不少研究者对其从不同方面进行了研究，并且取得了一定的研究成果。例如利用系统系数，主要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；利用蒙特卡洛法应用重要抽样技术最终将结构系统的可靠度计算出来。另外还有研究者对系统可靠度界限进行深入的研究。总而言之，在进行系统可靠度的研究上难度系数比较大，内容也包罗万象。在研究上还是有一定的上升空间的。

3.2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，它既包括结构力学、断裂力学、建筑材料科学、工程地质学等比较基础的理论，还离不开施工技术、检验手段、建筑物的维修使用状况等方面的内容。值得注意的一个方面是对于在役结构的可靠性评估的研究，经典的结构可靠性理论也可在此过程中得到更为广泛、更有深度的进步和发展。

3.3模糊随机可靠度的研究

模糊随机可靠度理论研究作为工程结构广义可靠度理论研究的重要内容，在不断健全的模糊数学理论与方法的推动下，会得到不断的完善和发展。

4结束语

桥梁设计论文范文篇6

根据大桥外观检测及荷载试验报告，目前大桥出现了混凝土表面蜂窝、麻面;保护层较薄，箍筋外露;底板混凝土剥落、钢筋外露锈蚀，翼缘板间渗水，预应力混凝土T梁梁体裂缝，横隔板断裂，盖梁裂缝和桩基露筋、部分支座出现局部脱空、老化、开裂和剪切变形、钢板锈蚀、防尘罩破损等现象。

2主要病害原因分析

2．1通行车辆

该桥修建于20世纪80年代，已经运营27年。原桥梁设计为一级公路桥梁，按照交通部《公路工程技术标准》(JTJ001-97)的规定，一般能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量为15000～30000辆。免费通行前交通量已经超过了原设计交通量的60.2%，免费通行后，交通量较免费通行前又增加19.8%。按照交通部《公路工程技术标准》(JTGB01-2003)，免费通行后平均日交通量是四车道一级公路能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量上限30000辆的1.92倍，平均日交通量已经达到六车道高速公路能适应的年平均日交通量标准(45000～80000辆)。由上可见，限载前，该公路大桥车流量远超过当初设计标准，再加上超载车的数量和超载重量都越来越多，对桥面铺装、T梁、支座、盖梁、桥墩等各个承重部位均造成不利影响。

2．2T梁病害

(1)混凝土施工质量较差，施工完成后，混凝土表面出现蜂窝、麻面;保护层较薄，箍筋外露;底板混凝土剥落、钢筋外露锈蚀，翼缘板间渗水。此类病害短期内不会引起桥梁承载能力的降低，但对结构耐久性影响较大。如表层混凝土剥落导致内部钢筋锈蚀，继而引起混凝土更大面积的锈蚀开裂，长期作用会降低截面刚度、减小钢筋的有效直径，对于预应力混凝土桥梁，如果钢绞线锈蚀后果将很严重。

(2)在主梁跨中1/4L～3/4L之间，腹板产生大量由下而上的竖向、斜向裂缝和对称贯通裂缝。该裂缝的主要成因是:主梁1/4L～3/4L跨附近承受较大弯剪导致梁体腹板混凝土主拉应力超过允许值，进而产生裂缝。而在主梁支点附近，梁体腹板上产生斜向裂缝。该类裂缝的主要成因是:主梁支点附近位置承受较大剪力，当主拉应力过大或腹板抗剪能力不足时会导致斜向剪切裂缝的产生。主梁斜截面强度不足会导致结构产生剪切性破坏，该类破坏属于脆性破坏，在桥梁结构中不允许发生。

2．3盖梁病害

由于桥梁运营时间较长，伸缩缝橡胶条破损漏水，盖梁上建筑垃圾堆积，排水不畅，加上盖梁混凝土施工缺陷，环境中的水及侵蚀性介质就可能渗入混凝土内部，导致了混凝土碳化和钢筋锈胀，影响结构的受力性能和耐久性，部分盖梁的整体承载力降低。

2．4支座病害

桥梁支座已经使用27年，橡胶开始老化，钢板严重锈蚀，支座已经接近使用寿命。

3加固设计

针对此现状，考虑到原设计T梁抗裂安全储备较小，T梁间横向联系偏弱，考虑进行全面加固。除对出现病害的部位进行维修加固外，另从两个方面加强桥梁的横向联系和承载力:①对尚未出现但未来最可能出现病害的T梁进行整体性加固，提高T梁的承载能力;②对全桥T梁横隔板进行整体性加固，提高桥梁横向刚度;③将原有桥面铺装凿除，采用双层钢筋网片或并筋桥面铺装，加强桥梁的整体性。主要加固方案如下:

(1)对全桥已出现裂缝的所有T梁全部进行加固，考虑到桥梁西半幅未来通行重车的可能，有必要对西半幅未出现裂缝的部分T梁进行整体性加固，如西半幅单跨有2片及2片以上T梁出现裂缝需要加固的，则西半幅4片T梁全部加固。加固基本方案为裂缝封闭、破损修复后进行梁底粘贴钢板。腹板粘贴钢板。对梁体竖向裂缝严重的T梁增加体外预应力。本次加固中，考虑到20mT梁梁体未出现斜向裂缝，不采用腹板粘贴钢板加固;40mT梁腹板有竖向裂缝或斜向裂缝，采用腹板粘贴钢板加固，加固范围为2～6号横隔板之间的腹板，其中，跨中6.5m范围腹板粘贴水平钢板，其余粘贴斜向钢板，另1～2和6～7号横隔板间腹板出现裂缝，则对1～2和6～7号横隔板间腹板粘贴斜向钢板加固;50mT梁腹板有竖向裂缝或斜向裂缝，采用腹板粘贴钢板加固，加固范围为2～7号横隔板之间的腹板，其中，4～5号横隔板间腹板粘贴水平钢板，其余粘贴斜向钢板，另1～2和7～8号横隔板间腹板出现裂缝，则对1～2和7～8号横隔板间腹板粘贴斜向钢板加固。T梁自东向西依次为1#、2#、3#－7#T梁。腹板粘钢除116－1#、123－1#、124－1#、133－1#134－1#、135－1#梁采用方法1加固外，其余均采用方法2。而对于20mT梁、40mT梁和50mT梁梁体出现4条或4条以上竖向裂缝，或梁体出现2条或2条以上竖向贯通裂缝，则对T梁采用体外预应力加固，其余计划加固的T梁采用梁底粘贴钢板加固。

(2)对全桥未加固的所有横隔板进行加固，增大横隔板截面，加强横向联系，避免单梁受力。具体方案为对全桥尚未加固的20m、40m、50m跨T梁横隔板采取粘贴钢板加固或整体性加固，钢板材质采用Q345B，钢板厚度6mm，钢板外露表面进行防腐涂装。并对40m、50m跨T梁横隔板镂空的部分植入钢筋，浇筑快速修补料增大横隔板跨中截面。

(3)对出现裂缝和大面积锈胀的盖梁进行加固，对盖梁出现严重锈胀的部位进行处理，首先将锈胀部位混凝土凿掉，其次对发生锈胀钢筋进行除锈处理，后浇筑环氧混凝土(在破损区域过大处使用)进行修补，对病害严重或出现受力性裂缝的盖梁进行粘贴钢板加固。

4加固前后结果对比分析

经体外索加固后，虽然边梁的抗力值未变，但由于体外预应力索改善了结构的受力性能，边梁跨中弯矩值降低了4.9%。40mT梁经过粘贴钢板加固后，中梁的跨中承载能力较设计时提高了8.39%;50mT梁经过粘贴钢板加固后，中梁的跨中承载能力较设计时提高了53.2%。且加固后所有梁截面抗力R≥计算弯矩Mj，中梁、边梁的持久状况和正常使用状况的各项指标均满足《公路桥涵设计通用规范》(JTJ021-89)及《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ023-85)的要求。

5结语

桥梁设计论文范文篇7

海沽道规划为城市主干路，规划道路红线宽50m。本次工程范围为外环南路～东文南路，总长度约10．3km。沿线需跨越现状河道4处，新建4座桥梁跨越，分别为外环河中桥、洪泥河中桥、幸福河中桥、卫津河中桥。由于规划地铁1号线线位与海沽道主线重合，受地铁盾构影响的有洪泥河中桥、幸福河中桥、卫津河中桥3座桥梁。因此桥梁下部结构设计中应充分考虑与轨道交通1号线之间的相对关系，满足地铁盾构施工过程中要求的最小安全距离；同时对桥梁桩基采取有效的防护措施，在施工过程中进行必要的施工监测，以保障本工程的安全实施和使用。本文以洪泥河中桥为例，介绍海沽道工程受地铁盾构影响下桥梁下部结构设计及防护措施。

2水文地质情况

洪泥河全长25．8km，设计流量50m3／s，为区管二级河道，六级航道，性质为排水，规划上河口宽度为50m、下河口宽度为25m。现状洪泥河上河口宽度为45m、下河口宽度为25m、两侧放坡各10m；堤岸为土质边坡，边坡系数为1∶2．5。河底高程为－2．7m，堤顶标高为3．2～3．6m，洪泥河常水位为1．4m，洪水位为2．5m。根据区域地质资料和勘察，本工程所在场地为第四系全新统（Q4）海相、陆相及海陆交互沉积地层。从上而下地层呈层状分布，按成因分为8层，按力学性质可进一步分成15个亚层。该区域主要由杂填土、素填土、粘土、淤泥质土、粉质粘土、粉土组成，各层土水平方向上总体分布稳定，从上而下土质渐好。本工程特殊性岩土主要为人工填土及淤泥质土，填土土质松散，淤泥质土土质软对桥梁桩基施工有一定影响。

3地铁与海沽道线位相对位置关系及安全要求

3．1位置关系

海沽道道路红线宽50m，线位与洪泥河河道斜交，角度为17°。1号线地铁线位分为左右双线，在洪泥河处线位间距为14．8m，每条线位地铁盾构区间宽为6．2m，地铁盾构区间净距为8．6m，地铁盾构顶埋深标高为－9～－15m之间。洪泥河中桥处地铁与海沽道平面位置关系详见图1。

3．2地铁盾构安全距离要求

地铁1号线盾构隧道与跨河桥梁桩基相距较近，二者之间安全间距要求以及附近土层是否需要加固与施工工序有很大关系。为了尽量减小本工程拟建桥梁与地铁1号线之间的相互影响确保工程实施的可行性，经与地铁1号线设计单位多次沟通，由地铁1号线设计单位对地铁盾构施工与桥梁桩基施工之间的安全距离提出具体要求。

（1）桩基先于盾构隧道施工（方案Ⅰ）：①在此工况下，桥梁桩基础外边缘距离盾构结构外边缘的距离不得小于1．5m，隧道穿越时，周边土体不需要加固；但桩基设计应考虑桩侧摩阻局部损失。②为了保证桥梁桩基达到其设计强度，桥梁承台及桩基施工完成至盾构侧穿桩基的时间间隔应至少保证1个月。

（2）盾构隧道先于桩基施工（方案Ⅱ）。当盾构区间先行推进，桩基后施工，此种工况对区间隧道影响较大，桥梁桩基外边缘至盾构结构外边缘的最小距离不得小于4m，且周边土体需要加固。方案Ⅰ对本工程桩基影响最小；方案Ⅱ对本工程桩基影响非常大，由于安全距离要求大，周边土体需要加固，直接导致桥梁工程桩基不能实施。由于地铁规划1号线线位与海沽道线位已定，不能调整。最终经各方面沟通协调确定桥梁工程按先于地铁盾构施工进行设计和施工，即满足方案Ⅰ中的要求即可。

4桥梁下部结构设计

4．1桥梁下部结构设计方案的确定

洪泥河中桥桥梁中心桩号为K2＋946．274，位于直线上，斜交角度为17°，采用分离式双幅桥，左幅桥宽为25．5m，右幅桥宽为23．5m，跨径为3×25m，梁高1．40m，结构形式采用预应力混凝土简支变连续小箱梁结构。桥梁下部结构的设计为了尽量减少对河道的影响，减少阻水效果，通常采用排架墩。由于地铁盾构的影响，与桩位有冲突，此桥不能采用排架墩，需特殊设计。经设计计算，采用较大跨径盖梁，盖梁下设双柱墩，墩底设承台及桩基，桩基之间预留地铁盾构空间，可以确保与地铁盾构之间安全距离大于1．5m的要求，以此保证后期地铁施工的安全性。地铁盾构间距内桩基1．5m，地铁盾构外侧桩基1．2m，立柱采用1．8m的圆柱墩，以减少河流阻力。由于桥位与河道斜交角度较大为17°，立柱间距较大为19．425m／cos17°＝20．313m，导致盖梁截面较大，盖梁梁高2．5m，顺桥向宽度为2．0m，普通的钢筋混凝土结构已经不能满足计算要求，需要采用预应力混凝土结构进行设计。

4．2桥梁下部结构设计的特殊性及处理方法

由于地铁盾构的影响，通过下部结构特殊设计，可满足桩基边缘距盾构边缘距离大于1．5m安全距离的要求；但地铁盾构施工过程中对周围土体产生扰动，引起土体水平位移和竖向位移以及桩基受力及变形发生变化，仍有可能对桥梁桩基造成影响，因此设计及施工中采取以下措施：

（1）设计中不考虑盾构施工影响区域内土的桩侧正摩阻力，对桩长进行加长设计。

（2）设计中在位于地铁上下行之间的桥梁桩基盾构施工影响区域以上采用钢护筒进行防护，该钢护筒不拔出，作为永久性结构使用。

（3）根据地质报告本场地埋深约10．00m以上主要为欠固结软土，软土在自重及其它外荷载作用下将产生固结沉降，对桩侧产生负摩阻力。设计中在验算桩基承载力时，要充分考虑桩侧负摩阻力的影响。

（4）场地分布人工填土及淤泥质软土，填土土质松散，淤泥质土土质软，钻孔灌注桩桩身穿越填土及淤泥质软土时，须注意孔壁坍塌及缩颈现象，可采取埋设护筒、合理调配泥浆比重等措施。

（5）钻孔灌注桩桩身穿越厚层粉土、粉砂时，因钻进速度慢，钻孔施工时间长，易产生塌孔、桩身夹泥等不良现象，施工时应采取调节泥浆比重、成孔后加强清孔等措施防止塌孔、桩身夹泥等不良现象发生，确保成桩质量。

（6）在施工过程中，尚应进行必要的施工监测。检查施工引起的地表沉降是否超过允许范围，决定是否需要采取保护措施，并为确定经济、合理的保护措施提供依据，对桥梁的沉降及倾斜变形应进行相应的实时的监测。一旦发现实测位移超过警戒值应立即对桩周土体进行注浆加固。

（7）盾构施工至少应在桩基施工完成一个月后进行，桩基施工结束后，应对桩身完整性进行检测，在盾构顶进结束后，应重新对地铁上下行之间的桩基完整性进行检测，在检测结果满足规范要求后，方可施工承台。

5盾构施工注意事项

（1）合理安排盾构推进顺序。盾构施工至少应在桩基施工完成一个月后进行，先掘进左线，后掘进右线，为了减少对土的扰动，左右线盾构始发时间间隔为一个月。

（2）桥区段穿越前做好准备工作。在盾构到达桥区段30m界限前，检查刀具磨损量，有磨损立即更换滚刀；确保管片防水和拼装质量；选用质量优良的盾尾油脂。

（3）合理安排施工工序，安排专人负责掘进出土与管片拼装等主要工序，尽量缩短测量、管片、渣土车等待时间，提高运输效率，维持作业面连续施工，加快管片拼装作业，减少对周边土体的影响。

（4）控制施工进度，严格控制盾构纠偏量，稳步前进。增加刀盘转速，降低盾构推进速度，控制油缸推进力，减小盾构推进过程中对周边土体的剪切挤压作用，及时有效的纠正推进偏差。

（5）同步注浆。严格控制同步注浆量和浆液质量，通过同步注浆及时填充建筑空隙，减少施工过程中的土体变形，同步注浆量增加到建筑空隙的200％～250％左右。

（6）二次注浆。为减少同步注浆液早期强度低、隧道受侧向分力影响大、效果不佳等问题，在管片出盾尾5环后，需要进行二次注浆。浆液为瞬凝性好、具有较高的早期强度的双液浆。注浆量根据变形监测情况确定。

（7）根据施工进程和监测结果，及时调整同步注浆和二次注浆的配合比。

6结束语

桥梁设计论文范文篇8

公路桥梁过渡段的架构方案

1.在桥头引道没有软土地基的情况下，若5cm的路桥过渡段的不均匀沉降差异是沉降控制标准，以0.4%来控制沉降坡差，则强度渐变段的长度至少不得低于13m。2.路桥过渡段的路基条件与地基条件在桥头引道路基填筑压实的作业过程中，采用的土工合成材料加筋路堤的做法，并不能起到有效阻止地基下沉的结果，也不能提高路基地基的承载力。而只有在地基有足够大的承载力的情况下，在行驶车辆荷载与路堤填土的自重荷载的共同作用下，没有造成结构破坏，而引起较大沉降的情况下，土工合成材料加筋路堤的效果才会显得明显。因此，公路路桥过渡段的地基条件要满足设计、施工规范的要求:要达到路基的工后沉降值保持在10cm以下，沉降差小于5cm，沉降坡差在0.4%的控制标准以内。3.公路桥梁过渡段的结构形式桥台台背路堤填铺土工格栅。在设计路桥过渡段路基施工时，要采取土工格栅工艺。当土体与土工格栅相结合，共同承受土体自身荷载以及行驶车辆荷载的同时，土工格栅能使土体充分发挥抗剪强度，并且能够使土体的侧向变形被约束，同时，路基填土的侧向位移现象也能被有效控制，因此，路基的整体稳定性大幅提升，也从而使路基的变形模量增大。在路基填土和土工木栅的摩擦作用下，上部荷载在路基中被重新分配，使桥台台背局部范围土中的垂直应力得到降低，从而提高了路基土体的承载力，也使路基的沉降量降低。因为水平填铺的土工木栅是有一定弹性的，即使有重大型荷载的车辆反复施压，而路基也几乎不会产生变形。由于路桥在过渡段施工途中，铺设的土工格栅起到了明显的效果。所以在路桥过渡段高填方路堤的施工中，可采用的是桥台台背回填加铺土工格栅的作业模式。

桥头软基施工

1.某高速公路工程桥头路基段，地表硬壳层薄，厚度在0.5～0.8m之间。下伏软土层深厚，达26.3～27.8m，流塑状，地基浅部断续分布0.5～2m厚的泥炭土，其下为淤泥质粘土，软土含水量高，孔隙比大，固结缓慢，对路基沉降和稳定性极为不利。填方高度3～6m，原设计采用粉喷桩处理，处理深度13m。通过分析搭板的受力状态，采取简支梁或者弹性地基的计算方法计算搭板的长度。根据规范要求计算，搭板的长度应在20m～30m范围内。可以结合工程的具体设计及施工情况，参考此计算方法，合理计算出搭板的长度。2.路桥过渡阶段施工结构桥台结构完工的时候，尽量调整一般填土路堤与过渡阶段路堤的施工，及采用具备同样压实能量的压实机械将两个路堤阶段的路面高度进行填压，如果采用大型机械不方便时，可以采用小型振动压实机械进行全部压实。除此之外，对路基沉降大的工点，比如桥头高路堤和软土路堤，除了需要采用必要的地基整治措施外，首先要对施工进行安排，直到静置预压符合要求为止。从路桥工程施工来看。如果充分了解工程地质条件，设计恰当结构，做好路桥过渡段地基整治，强化过渡段结构施工环节的控制，在其引道处，柔性路堤和刚性桥台之间强度改变逐渐发生不匀称沉降，会发生桥头跳车状态，是公路工程建筑中一个突出和重要的问题。3.减轻荷载和平衡荷载来防止桥头移位现桥梁设计人员考虑较多并行之有效的减轻荷载和平衡荷载方法来防止桥台移位,如增加桥长,降低桥台标高,即降低台后填土从而减小土压力;采用整板、筏板基础等,加大底面,分散受力,使基底压应力小于软基容许承压力;减轻台背荷载,台后用轻质材料或中间设空箱减少台后路基重量;平衡压重填土,即先在台前填土压重,然后再进行台背填土;支撑填土荷载,即在台后填土前设置桩及承台,使填土荷载大部分直接传到前置桩基上,使台本身受到的力大为减少,从而减少桥台位移;当河床不宽时,为减少桥长、节省造价,可采用桩基薄壁墩台,墩台顺桥向设支撑梁联系,整个桥梁结构构成框架结构体系,并借助两端台后的土压力来保持稳定。淤泥质软土层极为软弱,加上桥头填土较高,软土下卧层难以承受如此土压力,轻则使桥台出现沉陷和水平位移,重则发展为软土下卧层剪切滑动,使桥台和路堤一起坍塌。台后可采用增设小跨径的方法,适当增加桥长,减轻地基荷载及台后土压力,防止软土滑动,并制止桥台移动和沉陷的发展。另外,在软基中不可盲目压缩河道、减少桥长,这样将增加桥台滑动变形的可能性,造成更大的浪费;根据实际验算情况,适当增加桥长,另外增加抗滑系数,也是较好的选择。

桥梁设计论文范文篇9

关键词：桥梁基础抗震设计日本规范

一、引言

近十年来，世界相继发生了多次重大地震，1989年美国LomaPrieta地震（M7.0）、1994年美国Northridge地震（M6.7)、1995年日本阪神地震（M7.2）、1999年土耳其伊比米特地震（M7.4）、1999年台湾集集地震（M7.6）等等。因此，专家们预测全球已进入一个新的地震活跃期。随着现代化城市人口的大量聚集和经济的高速发展，地震造成的损失越来越大。地震灾害不仅是大量地面构筑物和各种设施的破坏和倒塌，而且次生灾害中因交通及其他设施的毁坏造成的间接经济损失也十分巨大。以1995年日本版神地震为例，地震造成大量高速公路及高速铁路桥隧的毁坏，经济总损失高达1000亿美元。

近几次大地震造成的大量桥梁的破坏给了全世界桥梁抗震工作者惨痛的经验教训。各国研究机构纷纷重新对本国桥梁抗震规范进行反思，并进行了一系列的修订工作。日本1995年阪神地震后，对结构抗震的基本问题重新进行了大量的研究，并十分重视减振、耗能技术在结构抗震设计中的应用。桥梁、道路方面的抗震设计规范已经重新编写，并于1996年颁布实施。美国也相继在联邦公路局（FHWA）和加州交通部（CALTRANS）等的资助下开展了一系列的与桥梁抗震设计规范修订有关的研究工作，已经完成了ATC－18，ATC－32T和ATC-40等研究报告和技术指南。与旧规范相比，新规范或指南无论在设计思想，设计手法、设计程序和构造细节上都有很大的变化和深入。

中国现行《公路工程抗震设计规范》（JTJ004－89）在80年代中期开始修订，于1989年正式发行。随着中国如年代经济起飞，交通事业迅猛发展，特别是高速公路兴建、跨越大江，大河的大跨桥梁、大型立交工程以及城市中大量高架桥的兴建，规范已大大不能适应。但是目前所有国内的桥梁设计，对抗震设计均在设计书上标明的参照规范即是《公路工程抗震设计规范》和《铁道工程抗震设计规范》。与国外如日本、美国的同类规范相比，中国现行《公路工程抗震设计规范》水准远落后于国外同类规范。若不进行改进，则必将给中国不少桥梁工程留下地震隐患。

本文主要介绍了各国桥梁抗震设计规范中基础部分的抗震设计。基础部分对全桥的地震响应以及墩柱力的分布均有非常重要的影响。基础设计不当会导致桥梁墩柱在地震中发生剪断、变形过大不能使用等等，有时甚至是桩在根部直接剪断破坏。基础设计需要考虑的方面除了基础形式的选择以外还包括抗弯强度、抗剪强度桩基础连接部分的细部构造、锚固构造等方面。本文首先对中、美、日、欧洲、新西兰五国或地区抗震设计规范中有关基础的部分进行了一般性的比较。笔者认为，相对而言中国的规范在基础抗震设计方面较为粗糙、可操作性不强。而日本规范在这方面作的最为细致，技术也较为先进。因此，在随后的部分中详细介绍了日本抗震规范的基础设计方法。

二、主要国家桥梁抗震规范基础抗震设计的概况

本文将中国桥梁抗震规范与世界上的几种主要抗震规范（美国的AASHTO规范、Cal－tans规范、ATC32美国应用技术协会建议规范，新西兰规范NZ，欧洲规范EC8，日本规范JAPAN）进行基础抗震设计方面的比较。

中国桥梁抗震设计规范有关基础设计的部分十分笼统，只以若干定性的条款，从工程选址方面加以考虑，而对基础本身的抗震设计，特别是对于桩基础等轻型基础抗震设计重视不够。这方面，日本的桥梁抗震设计规范和准则规定得比较详细，是我们应当学乱之处。基于阪神地震的经验，地震后桥梁上部结构的修复和重建都比下部基础经济和省时、省力，因此桥梁基础的抗震能力的要求应比桥墩高。

三、日本桥粱基础抗震设计方法细节

1.按流程，先用震度法设计。震度法基本概念是把设计水平震度

Kh乘以结构Kh的计算方法如下：

其中Cz--地区调节系数；

Kh0--设计水平震度的标准值。

其中，δ是把抗震设计所确定的地基面以上的下部结构质量的80％或100％和该下部结构所支承的上部结构质量的100％之和作为外力施加到结构上在上部结构惯性力作用点位置发生的位移。

2．用震度法设计以后，如果基础结构是桥台基础或者桥墩的扩大基础，不需要用地震时保有水平耐力法设计。这是因为设计桥台基础时，地震时动力压力的影响非常大，此外结构背面存在的主体也使结构不容易发生振劾。而对于扩大基础来说一般地基条件非常好，因此，地震时基础某些部位转动而产生非线变形可以消耗许多地震能量。

3．用地震时保有水平耐力法设计时，首先要判断基础水平耐力有没有超过桥墩的极限水平耐力。这是因为地震时保有水平耐力法的基本概念是尽量使地震时在桥墩而不是在基础出现的塑性铰。如果在基础出现塑性铰，发生损伤后，修复很困难。所以，我们要把基础的行为控制在屈服范围内。

如果基础水平耐力小于桥墩的极限水平耐力，则要判断桥墩在垂直于桥轴方向的抗震能力是不是足够大（按式（3))。因为如果桥墩在垂直于桥轴方向具有足够大的抗震能力（例如壁式桥墩），而且基础的塑性反应在容许范围以内，则基础的非线性行为能吸收大量的振动能量并且基础仍然是安全的。

桥墩的极限水平耐力Pu≥1.5KheW（3）

Khco--设计水平震度的标准值；

Cz--地区调节系数；

μa--容许塑性率；

W－一等价质量（W=Wu十CpWp）；

Wu--振动单位的上部结构质量；

Wp--振动单位的桥墩质量；

Cp--等价质量系数（剪断破坏时1.0，剪断破坏以外是0.5）。

4．桥墩的极限水平耐力满足Pu≥1.5KheW时，对基础塑性率进行对照检查。虽然基础的非线行为能吸收大量振动能量，但是对于有的基础部件来说，可能会遭受过大的损伤。所以要控制基础的反应塑性率，按如下要求：

μFR≤μFL（4）

式中μFR--基础反应塑性率；

μFL--基础反应塑性率的限度。

5．发生液化时，要降低土质系数。随后的计算（对照和检查）同上述方法基本一致。

6．在地震时保有水平耐力法的流程中，最后是对基础水平位移、转角的对照和检查。要求是基础最大水平位移为40cm左右，基础最大容许转角为0.025rad左右。

桥梁设计论文范文篇10

我国目前的桥梁建造以悬索桥、斜拉桥以及拱桥为主。拱桥作为我国独特的传统代表性桥梁，已有上百年的历史，其设计充满艺术性，在园林造景中显现得尤为突出。现代大型桥梁以悬索桥和斜拉桥为代表，20世纪80年代末，我国突破性地建成了南浦大桥，这标志着我国在现代桥梁的建造已达到世界级水平，也奠定了我国桥梁建设飞跃发展的基石。1999年江阴长江大桥建成并投入使用，这是我国第一、世界第四大桥，作为我国第一座超1000米的悬索桥，它标志着我国在桥梁建造水平上至了世界第六；2009年重庆朝天门大桥建成通车，成为“世界第一大拱桥”，主跨长达552米；2008年建成启用的杭州湾大桥，成为我国最长、世界第三长的跨海大桥，这些足以说明我国的桥梁建设水平已然达到了一定的高度。随着国力的增强，我国桥梁建筑频率以及桥梁规模都已达到国际顶尖水平，预示着我国正处于桥梁建设蒸蒸日上的高潮阶段。然而建设速度的加快也带来了一系列的问题，比如为了赶进度和赶工期或者为了追求国内第一甚至世界第一，在设计时考虑不周全，设计极限化而没有特色，由于设计周期短而仓促粗放地进行设计，致使有创意、有特点的设计少。总体而言，我国现阶段桥梁设计理论以及结构构造体系依然有待完善，另外在施工方面以及使用期限的安全性上都有值得改进的地方。

2桥梁设计的注意事项

桥梁设计最主要的是结构设计，而结构设计的关键就在于结构分析的到位与否以及结构方案制定得是否合理，其次是构件与连接的设计，为保证安全性，所有设计都必须采用规范要求的安全系数和可靠指标。在现代桥梁的设计中，不少设计者并没有为了增强结构的安全性，而从设计到施工再到使用整个过程上进行全面综合的考虑。

2.1重视结构耐久性

我国大约从20年前开始重视桥梁结构的耐久性，当时仅仅局限于从材料的角度，利用模拟实验、统计分析进行研究，虽然也取得了不少的成果，但要想与时俱进，在技术上实现飞跃，必须适当地改变思路，从结构与设计上来分析改善桥梁的耐久性。同时要考虑到施工人员的接受度、操作方式和实际完成情况，重视细节处理。在研究结构计算方法时不仅要考虑桥梁总体构造，还要将自然灾害、交通事故等偶然因素包括在内。

2.2对疲劳损伤的进一步研究

桥梁在投入使用后，由于几乎每时每刻都在承受车辆以及风带来的荷载，而这些荷载都属于动荷载，这会使桥梁结构内部的应力不断变换，一般桥梁在建造过程中采用的都是混合材料，其或多或少都会存在一些微小的缝隙，而这些缝隙长期受到变化应力的作用，极有可能逐渐发展、合并，最终形成桥梁表面的宏观裂纹，影响桥梁结构的稳定性，例如在桥梁工程中被广泛使用的钢筋砼，由于其抗拉性能差，往往会出现裂缝，这就是累积造成的桥梁结构疲劳损伤，若不及时有效地采取措施处理和控制，将会造成桥梁结构脆性断裂等灾难性的后果。疲劳损伤在早期是很难被检测和发觉的，所以必须重视这项研究，防范于未然。

2.3桥梁的超载问题

目前国内超载现象屡禁不止，车辆超载对桥梁造成的损害不容忽视。由于超载，作用于桥体结构的荷载应力增大，加剧了疲劳损伤，严重的甚至造成桥梁表面结构被破坏；另外，作为桥梁安全性与耐久性的重要威胁，超载会对桥体内部造成不可逆转的损伤，从而改变了桥梁正常负载下的工作状态，严重影响桥体结构的寿命。

2.4借鉴国外的经验与成果

纵观国内现状，由于施工质量与管理水平不够高，造成桥梁使用寿命较短，维护费用昂贵，安全事故频发。就目前来看，这些现象是有其存在的必然性的，设计人员必须正视这一点。在基础设施条件上，我们与国外是有差别的，在设计时要采用符合国情的安全度与设计方法来调节匹配施工管理与材料工艺，主动且有效地保证桥梁的使用性能。同时，对欧美国家先进的经验和技术成果可以适当地拿来借鉴。特别是在结构体系的选材以及细节处理上，这点在国外做得比较到位，比如欧洲国家在建筑设计上十分重视结构物的性能设计，设计内容会考虑到结构的裂缝和形变、受振动的情况以及美观性、疲劳度等，力求制造出来的成品具有美观、强健、耐腐蚀、抗疲劳等优良的性能。我国应学习并吸取这套结构物性能设计理论，从本质上对建筑结构使用过程中体现出的服务性能进行研究，分析其发生的规律与机理以及该性能受到弱化的原因，从而掌握并进一步开发出适合我国国情的新的结构设计方法与理念。

2.5仿生材料与新功能桥梁的探索

当今的桥梁建造技术主要得益于钢筋混凝土材料的发现和使用，而这亦是源于人类对大自然天然材料库的加工重塑。当初园丁通过对植物根部的探索与观察，受到启发，从而发明了钢筋混凝土材料，对建筑行业带来了极大的推动，在桥梁设计领域更是带来了革命性的转变。材料作为桥梁结构发展不可或缺的因素，需要与时俱进地开发与创新。如今倡导可持续发展，在建造桥梁方面，设计人员应当探寻如何运用现有建筑材料使其发挥最大特性的方法。随着科学的发展，仿生材料作为新生的物资，极有可能对桥梁工程改革发展的未来再一次掀起浪潮，它将完美地对传统钢筋混凝土材料进行改良，若设计精妙，甚至可以取而代之。工程师在设计时应该适当融入些大自然的规律，在提升桥梁使用性能的同时丰富桥体结构。比如利用研究自然界水消融和腐蚀的原理来设计研发桥梁防水材料与涂装层材料；新型蓄光型自发光材料凭借其优良的“自给自足”特性已广泛用于公路标志，设计师可尝试将其运用于桥梁涂装上，结合各种染色料，使桥梁结构白天充满丰富的色彩感，到了夜间可自发光照明，从而取代原始的电力照明，大大降低了能耗，实现了桥梁的可持续发展。

3结语