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桥梁的设计要求范文1
1.桥梁分类
1.1桥梁查勘
为彻底摸清引黄入冀补淀工程沿线跨渠桥梁情况,需要对沿线桥梁逐一进行详细查勘。查勘前,应列明详细的查勘计划,查勘路线、查勘内容。制定查勘表格,表格包括桥梁所在县市、渠道桩号、桥梁类型、桥长、桥梁净宽及总宽,栏杆类型、桥梁梁底高程、破损情况等。将引黄设计线路CAD图导入到GOOLEEarth软件上,在GOOLEEarth三维地形图上顺着引黄线路逐一对沿线桥梁进行标记,并标记桥梁周围村庄或标识性建筑物,方便查勘时准确快捷的找到该桥,节约查勘时间。查勘过程中,一定要与当地政府、村民沟通,掌握桥梁是否在其它工程项目中已有拆除重建、加固或改造的规划,并收集相关批复资料,保证与其它工程项目不产生重叠。查勘过程中一定要注意查勘人员的安全。
1.2勘察资料整理
对查勘资料进行整理,包括整理桥梁总数量、每个县市桥梁的数量,每座桥梁的桥长、桥宽,桥梁类型,破坏情况等,并对在其他工程项目中已有批复的桥梁进行备注,汇总并整理成电子表格,方便分类、查阅。
1.3桥梁分类
根据渠道规划、桥梁现状、桥梁对引黄输水的影响、以及引黄输水对桥梁的影响,将桥梁分以下几种类型。渠道过水断面能够满足引黄输水要求,渠道不需要扩挖,且桥梁自身结构完好,对引黄输水的影响较小的桥梁,维持现状。已经列入其他工程项目的桥梁,维持现状。主梁结构、桥墩等破坏严重,已成危桥,不能满通正常通行,影响引黄正常输水的桥梁,拆除重建。桥梁自身结构破坏较严重,且引黄输水渠道断面不满足过水要求,需要对渠道断面进行扩挖,扩挖后长度不满足要求的桥梁,拆除重建。桥梁自身结构破坏较严重,且桥梁梁底高程低于引黄输水水位,影响正常输水的桥梁,拆除重建。渠道断面不能满足引黄输水要求,渠道需要扩挖,但桥梁主体结构完好的桥梁,采取加长措施。渠道断面宽度能满足引黄输水要求,但需要对渠底进行清淤。桥梁结构完好,但建桥时桩长未考虑将来河底清淤。为保证清淤后,桥梁桩基承载力满足规范要求,加固桥梁下部结构。已经废弃、不再通行、且无新建必要的桥梁,拆除废弃。
1.4设计原则
引黄入冀补淀工程桥梁众多,为便于统一设计、管理,制定设计原则十分必要。引黄入冀补淀工程桥梁设计原则为:满足现行道路、桥梁设计规程、规范。在满足正常运营功能的前提下,桥型设计遵循安全、适用、经济、美观和有利环保的原则,并考虑因地制宜、便于施工、就地取材和养护等因素。结合桥位区地形、地质、水文条件进行桥跨布置;为便于机械化和工厂化施工,加快施工进度,优先选用装配式标准化跨径。桥梁梁底设计高程控制水位取引黄水位与排沥水位的大值,梁底高程按大于控制水位0.5m设计,同时考虑桥面高程不低于两岸堤顶高程。桥梁原位拆除重建时,为避免新桥桩基和旧桥桩基冲突,根据两岸地形及道路情况,优先将桥梁沿道路轴线适当平移;当轴向无法避开时,在条件允许的情况下,适当将桥梁横向平移,错开旧桥桩基;不具备横向平移条件时,在新旧桥桩基重叠位置采用桩接承台型式错开旧桥桩基。
2.设计要点
2.1拆除重建桥梁设计要点
根据桥位处河道开口宽度,水文、地质等合理确定桥梁结构类型、跨度等,拆除重建桥梁基本选用了装配式13m跨钢筋混凝土空心板标准跨径。根据现场调查资料和地方政府规划,以不低于现状道路宽度和规划宽度为原则确定桥宽。拆除重建桥梁均为原位拆除重建,按照制定的错桩原则,在道路轴向无法错开,且横向不能平移时,采用了3根桩接承台,承台上设置两根柱的型式,错开旧桥桩基。控制新旧桥桩基净距不小于50cm,要求施工单位在施工前对桥梁全部桩基坐标进行认真核实、详细查勘旧桥桩位、桩径情况,确认新旧桥桩基不存在冲突后方可施工。
2.2加长桥梁设计要点
引黄入冀补淀工程加长的桥梁大部分建于2008年左右,为2跨13m空心板结构,桥梁结构完好。由于引黄输水要求,渠道需要扩挖,渠道开口断面由26m左右扩挖到40m左右。鉴于桥梁结构完好,将桥梁直接拆除重建将造成大量的资金浪费,因此在渠道扩挖侧将桥梁增加一跨,加长为3跨13m结构。桥梁设计荷载按旧桥部分维持原荷载标准,新加长部分按现行桥梁规范标准设计。旧桥设计荷载标准为公路-Ⅱ级折减,根据现行桥梁设计规范,已经取消公路-Ⅱ级折减标准,因此新加长部分按公路-Ⅱ级荷载标准。桥梁加长方案:在桥下架设支架,做好安全措施,凿除扩挖侧旧桥边跨铺装及护栏、拆除边跨及桥台,保证拆下的空心板梁结构完好、放置到安全场地备用。在旧桥台位置新建桥墩,在扩挖侧渠道开口处新做桥台。为防止新旧桩基冲突,按照拆除重建桥梁的错桩原则,新桥墩采用3棵桩接承台、2根柱设计。新做桥墩、桥成后,将原桥拆除的空心板梁和新预制的空心板梁吊装到位,并新做桥面铺装及护栏,形成3跨13m空心板桥结构。
2.3下部加固桥梁设计要点
引黄入冀补淀工程部分桥梁结构完好,但桥位处渠道需要清淤下挖,下挖深度约3-4m。桥梁原设计未考虑河道下挖,下挖后桥梁桩基承载力不满足规范要求,因此需要对桥梁下部结构进行加固。加固方案为:将桥梁墩柱外包15cm厚的钢筋混凝土,外包范围为墩柱顶部至设计渠道底部,并在渠道底部设置扩大基础,以抵消由于清淤而消减的桩基承载力。外包混凝土前必须将桥梁墩柱进行凿毛,使墩柱钢筋外漏,设置连接筋与桥梁墩柱主筋和外包混凝土主筋焊接,连接筋钢筋的梅花状布置,间距不大于30cm。加固前必须中断桥梁上部交通,同时应加强观测,采取措施保证桥梁整体稳定。
3.结语
桥梁的设计要求范文2
摘要:桥梁景观设计是我国物质文明的高度发展所引发的精神追求。因此各级政府均将桥梁景观的建设作为一种反映城市特色、体现地域文化、展示时代风貌的精神文明建设活动加以倡导与推崇,这为桥梁景观设计提供了广阔空间,同时也对桥梁设计提出了新的要求。桥梁设计部门应加强景观方面的人才与技术准备。
关键词:城市桥梁 景观设计 方法步骤
桥梁景观设计是我国经济持续高速发展条件下对桥梁环境品质提出的更高要求,究其实质则是物质文明的高度发展所引发的精神追求。因此各级政府均将桥梁景观的建设作为一种反映城市特色、体现地域文化、展示时代风貌的精神文明建设活动加以倡导与推崇,这为桥梁景观设计提供了广阔空间,同时也对桥梁设计提出了新的要求。桥梁设计部门应加强景观方面的人才与技术准备,一则为顺应时代潮流,另外也是为与国际接轨使我们的桥梁设计走向世界。
1 桥梁景观的技术美学特性
桥梁景观设计必须符合桥梁功能、技术、经济要求,并以此为原则对景观构成元素进行美学调整。如桥型的美学比选,桥体结构部件的比例调整,桥梁选线与城市或大地景观尺度的和谐,桥梁的防护涂装在城市整体色彩中的感觉等。桥梁景观的这种以功用与技术为重的特点即为其技术美学特性。但当景观价值有明显优势而功能得以满足、技术也可行的情况下,有时经济因素还可向后靠。如风景区的桥梁或城市结构要害之桥梁等。因此桥梁景观设计的某些关联域在不同的环境条件下其位次会有不同。
2 桥梁设计的基本准则
2.1 良好的结构方案是良好结构设计的重要前提。 在结构设计中,无论多么完美的结构计算都无法弥补经结构构思而形成的结构方案中的不足,相反,良好的结构方案却能够部分弥补结构计算中的不足。由此可见结构构思的重要性。
2.2 功能决定结构。 桥梁的跨越功能是桥梁最基本的功能之一,桥梁的跨越功能决定了桥梁必须有桥跨结构,而为了支承桥跨结构,必须有支承结构。桥梁要使其上的车辆或行人等安全、舒适地通过,桥梁须能承受车辆、行人等荷载,且不产生过大的变形而影响使用。
2.3 桥梁不能为绝对的美学而景观。 桥梁首先是解决通行功能并在技术可能与经济之间优化,这是桥梁设计规范的基本要求。桥梁景观设计是对桥梁及引道在满足功能、技术、经济的前提下进行景观尺度、景观生态、景观文化及美学方面的综合考虑与优化设计。
2.4 从大处着眼,使桥梁与周围环境相协调。 桥梁景观设计的核心就是要与周边环境和谐、融入自然,既显示桥梁本身的美而又不独善其身。要想获得好的作品,就应从实际出发,量体裁衣,灵活、准确地运用造型法则,精心构思桥梁造型、合理安排桥梁的轮廓空间组合,既要简单又要明确。
2.5 于细微处入手,注意其附属结构与桥梁的协调统一。 桥梁的主要功能是提供通行,其次是供作鉴赏。桥梁附属结构则为桥梁主体的通行能力与景观价值增光添彩、锦上添花。如栏杆的主要功能是保证安全,这是美感的前提和先决条件。在满足安全、经济耐久、施工方便、工序简单、便于更换的前提下,其靓丽的颜色和优美的线性无疑会让人眼前一亮。
3 桥梁景观设计内容
3.1 景观本体的形式美。 这是历来就受各方面关注的领域,如桥梁、引道的水平及竖向线形的美学设计;桥型的美学比选;各种结构部件的比例调整;相关的桥塔或桥头堡或桥亭或收费站的建筑设计等。
3.2 桥梁及引道的景观设计。 这是随人们对生态环境日益关注而新出现的内容,如桥梁及引道的软、硬质景观设计;桥梁整体色彩设计;桥梁选址与环境景观尺度的和谐与调整;护坡工程的美学与环保;桥梁建设与水体环境景观的复原;桥梁夜景观设计等。
3.3 观景系统。 该系统又可分成观桥系统与桥面观景系统,其内容根据桥梁的重要性或有取舍。如观桥系统的布点及视线分析;人桥亲和的观赏处及流线设计;桥面观景的流线及视线分析等。
4 桥梁景观设计方法步骤
首先便是桥梁景观的规划,其次才是景观的深化设计。桥梁景观规划应对景观环境进行分析提出桥址设想;对桥梁区位进行分析提出桥梁的景观定位;并根据景观定位进行景观空间布局;此外还有配套建筑的规划及桥梁夜景观的分区与分级等。桥梁景观规划目的是对景观有统一部署,以更好地反映桥梁的特性。桥梁景观规划应与桥梁可行性研究报告同步,待可研通过有关部门评审后再作景观深化设计。
5 桥梁景观设计现状及问题
5.1 桥梁景观设计存在一些误区。其一是桥梁景观“包装”式设计方法。在社会或桥梁设计界有这么一种传统认识,即桥梁设计就是结构设计,景观设计仅仅是对桥梁设计后的包装。这种将桥梁设计与桥梁景观设计脱节的做法是一种误区。桥梁景观设计要早期介入,建筑师应在桥位的勘测阶段便介入到设计工作中,并对桥梁、调治构造物、引道路堤、引道线型进行综合思量使之成为有机整体。另外建筑师还应对桥位方案从政治、经济、技术、环保上进行多方面比较,从景观高度提出桥型设想,或对结构专业提出的桥型方案进行景观论证,以便作为决策或方案深化的依据。
另一种桥梁景观设计的误区便是“伪桥型”现象。有些部门盲目追求“时代风尚”,将梁板结构的桥附加上悬索拱,使桥梁外观感觉与桥梁实际结构完全不符。这种情况若出现在建成后的桥梁景观更新中情有可愿,然而有些桥梁设计者为迎合社会风尚,使“伪桥型”变成一种设计。这种违背桥梁设计基本原则的设计方法是桥梁景观设计上的另一种误区。
5.2 由于我国桥梁设计以功用为主导的传统,专业设计部门中建筑师拥有量的不足,建筑师在其中并未发挥出应有作用,使桥梁景观设计工作的开展受到制约,也使桥梁景观设计工作跟不上社会的要求。
5.3 设计思路狭窄,模仿较多,自主创新设计意识较弱。有时设计周期过短,为了赶时间,就要生搬硬套,很少进行创新和论证。
桥梁的设计要求范文3
【关键词】路桥设计;安全性;耐久性
随着我国国民经济的快速增长,我国的道路交通获得了前所未有的发展,也推动了我国路桥设计的发展。进入到二十一世纪之后,路桥工程的施工进入到一个新的发展阶段,很多大型路桥或者是超大型路桥工程相继开工。但是,在已经施工完成的桥梁中,却出现了很多没到使用寿命的桥梁却过早的报废,而有的桥梁更是在投入使用后就或多或少的出现了问题,严重的还发生了桥梁坍塌事故,造成了不可估量的人员伤亡和财产损失,我国桥梁设计过程中的安全性和耐久性受到了广泛的关注。
1 我国路桥工程的安全性和耐久性的现状
近几年,我国不断有桥梁坍塌的事故发生,造成了很多悲剧的发生,根据有关资料调查分析的结果显示,我国桥梁发生坍塌的主要原因是由于我国桥梁设计的不规范或者是在桥梁施工过程中不注意对桥梁施工质量的控制,才造成了我国近年来多发桥梁坍塌的事故。在桥梁施工过程中,偷工减料,建筑材料以次充好等现象,桥梁设计过程中,设计的态度不严谨,马马虎虎,运用公式计算的过程中出现数据错误等都是影响桥梁使用寿命和施工过程中发生坍塌事故的决定性因素。随着桥梁坍塌事故的多发,桥梁结构的设计受到更多人的关注,但是桥梁在使用过程中的耐久性却被忽视,只是被当成是桥梁设计过程中的一个数据参考,没有真正作为桥梁使用寿命的参考,因此桥梁的坍塌事故还没有在根本上得到解决,我国的桥梁事故才会在近几年来频发,严重影响了我国道路的安全性,增加了通行车辆和通行行人的危险系数。
2 路桥设计中耐久性和安全性不足造成的影响
2.1 经济损失大
通常情况下,我国的路桥设计都带有很高的难度,特别是进入到21世纪,人们对桥梁的美观度提出了更高的要求,随着桥梁规模的不断扩大,需要的资金成本投入越来越多,一旦桥梁的安全性和耐久性不足的话,将影响桥梁的使用性能,严重时会发生桥梁坍塌的事故,造成很大的经济损失。
2.2 工程事故严重
由于桥梁上的通行车辆和行人数量众多,一旦桥梁出现安全隐患的话,将会给在桥梁上通行的车辆和行人带来极大的威胁。据有关资料调查记载,80%的桥梁事故都是由人为原因引起的,主要是桥梁设计师在桥梁设计的过程中对桥梁结构的科学性考虑的有所欠缺,这就会导致桥梁建设后续施工的不合理、不科学,就会造成桥梁的安全性和耐久性严重不足,造成整个桥梁发生坍塌的现象。
2.3 社会影响恶劣
近几年,我国出现了很多不到使用年限的桥梁被拆除的现象,例如观澜河大桥,它位于梅观高速公路之上,属于是预应力连续桥梁的一种,由于承载能力非常低,存在着很大的安全隐患,经多名专家学者的调查和研究,该桥被予以拆除。桥梁在设计和建设这两个阶段,投入的资金成本都是非常大的,而那么多的资金成本投入到最后却换来了桥梁的使用寿命这么短,人们不仅会问了,钱去哪里了,在社会上造成了很恶劣的影响。
3 造成桥梁安全性和耐久性不足的原因
3.1 不完善的桥梁设计理念
在我国的桥梁设计中,普遍存在着只重视桥梁结构的强度,忽略桥梁结构的耐久性,因此就导致了我国不完善的桥梁设计理念。目前我国的桥梁设计中,还只是把桥梁的耐久性要求当作是一个概念来看,没有专门针对耐久性来考虑桥梁的结构,这就影响了桥梁施工完成之后的使用性能和使用寿命,这就导致了我国近几年桥梁事故频发的主要原因。而在桥梁初设计时,只是做静态设计的考虑,只是考虑了桥梁施工建设时的资金成本投入,没有计算桥梁施工完成后后续的维修和养护。
桥梁工程本身就是一个较为复杂的工程,涉及力学、设计学等多门学科的知识,是由于多个建筑构件共同组成的,每个构件都发挥着重要的作用,因此桥梁的构件不仅要满足桥梁对其本身强度和耐久性的要求,而且还要满足桥梁整体对耐久性和安全性的要求,而大部分的桥梁设计师在桥梁设计时,只是片面的考虑桥梁的结构,忽略了桥梁的安全性和耐久性的考虑,会影响桥梁整体的延展性;有的桥梁设计中。桥梁结构的受力明显的表现出不科学,但是桥梁设计师一味的认为桥梁设计公式中计算出的数据就是非常科学的,符合力学的要求,容易造成桥梁结构上的受力不平衡,给桥梁结构造成很大的安全隐患。有的桥梁在设计的过程中,满足了桥梁设计规范中对桥梁设计的各方面的要求,但是在桥梁投入使用后不久,桥梁的耐久性就出现了问题,桥梁的耐久性在很大程度上影响桥梁的安全性,在桥梁设计的过程中,不能光从桥梁结构上考虑桥梁的耐久性和安全性。还要从桥梁施工中的建筑材料、机械设备、施工工艺等方面考虑,只有全方位的考虑了桥梁的安全性和耐久性,桥梁的耐久性和安全性才能真正得到保障。
3.2 桥梁施工过程中的管理水平低
我国国内有很多桥梁出现了安全性和耐久性方面的问题,在桥梁施工过程中的野蛮施工和管理水平低等原因有着不可推卸的责任。如果桥梁在施工过程中或者是施工完成后较短的时间内出现坍塌现象,这主要是桥梁工程的施工质量没有达到桥梁设计时的要求和规定,桥梁施工建设中最重要的建筑材料的质量存在着重大的问题或者是施工技术上存在着一定的不足,但是也不排除施工企业偷工减料,以次充好等建筑材料管理方面的问题,以求能够获得最大化的经济效益。
4 提高桥梁设计安全性和耐久性的措施
4.1 完善桥梁设计的规范
要想降低目前我国桥梁坍塌的几率,最有效的方法就是提高桥梁的安全性和耐久性,最先要做的就是不断完善桥梁设计需要遵循的规范和标准,能够有效地规避桥梁设计过程中由于人为原因而导致的错误的产生,从而能够提高桥梁设计的安全性和耐久性。
4.2 更新桥梁设计的理念
在桥梁设计的发展历程中,都是在借鉴、研究、使用、发展等过程中得到延伸外,还要重视桥梁结构的设计,借鉴之前成功的桥梁设计的经验,对其进行分析研究,得到自己需要的桥梁设计知识,不断更新桥梁设计的理念,在现有的桥梁设计理念的基础上,对其进行创新,以发展出适合时代需求的桥梁设计理念,在有资金成本投入限制的基础之上,合理的设计桥梁结构,以保障桥梁设计的安全性和耐久性。
4.3 创新桥梁设计的方法
由于桥梁存在的安全隐患带来的危害极大,受到社会各界的广泛重视,目前,我国桥梁的建设过程中,施工企业和监理单位和桥梁设计单位的沟通交流日益频繁,使得桥梁的施工建设更为科学化、合理化。桥梁施工企业和工程监理单位可以对桥梁设计图纸中存在的疑问对设计单位提出来,毕竟施工企业和监理单位也有了很长时间的桥梁施工经验,可以使得桥梁设计图纸更为科学化。在桥梁施工之前,还需要对施工人员的施工技术进行培训,在确保桥梁施工质量的前提条件下,加快工程施工的进度。
5 结语
综上所述,目前桥梁设计中的耐久性和安全性已经成为桥梁设计中的重中之重,除了积极借鉴国内外成功的桥梁设计案例的经验外,还需要提高桥梁施工过程中的管理水平,不断更新桥梁设计理念和创新桥梁设计方法,以保证桥梁设计中的安全性和耐久性。
参考文献:
桥梁的设计要求范文4
【关键词】桥梁抗震设计注意问题
中图分类号:K928文献标识码: A
一、桥梁地震烈度。
地震的烈度是表示地震对地表及结构物影响的强弱程度。一个地区烈度的大小,不仅与这次地震释放的能量 ( 即震级) 、震源的深度、距震中的距离有关,而且还与地震波传播途径中的工程地质条件及建筑物的特性等因素有关。显而易见,如果震源愈深,距震中愈远,受地震影响愈小,烈度就愈低; 反之就愈高。我们把一个地区在今后一定时期内,一般场地条件下可能发生的最大地震烈度称为该地区地震的基本烈度,亦称地震地区烈度。2、桥梁抗震目标。我国目前抗震设计采用的是常说的 “三水准两阶段设计”的设计方法,即为实现上述三水准的设防目标,规范采用两阶段设计的简化方法。第一阶段是结构极限承载能力验算,第二阶段是正常使用极限状态验算。三个水准的设防目标通俗地来讲,可以概括为 “小震不坏、中震可修、大震不倒”。由于中小地震的发生频率高,为了不使结构因累积损伤而影响其使用功能,故要求在常遇地震水平,结构处于弹性范围内工作,以强度破坏作准则。地震中桥梁结构的损伤形态可以分为如下的几类,因此抗震性能也是与这几类损伤形态相对应而确定的:性能的抗震设计理论和方法的研究,并成为一种发展趋势和方向; 该法与常规方向相比,能使三水准设防要求有具体量化的性能目标、水准,设计中更强调实施性能水准的判别准则,性能目标的选用和深入仔细的分析、论证。目前,美国、日本和欧洲已经制定出了新的规范和准则。
二、桥梁抗震能力的设计方法探析。
1、桥梁抗震分析。地震中由于造成桥梁所处地理位置的表层破坏和震动导致桥梁结构构件的损坏,严重时导致桥梁的坍塌。桥梁地质发生裂缝和滑坡、塌方都可能加重地震对桥梁造成的影响。地面产生裂缝会致使桥梁的跨度发生不同程度的变化。如果桥梁所处的地质条件为松软的沙土结构,强烈的地震会造成桥梁基础结构下陷,桥梁主体结构会因为底层的下陷而发生倾倒。
在地震中桥梁因为地震波纵波和横波垂直和水平方向的持续震荡造成破坏。桥梁构件因为不断的震动而损坏,影响桥梁结构的稳定性。当前我国部分桥梁或因为设计和建设时间较长,无法满足抗震要求,或是因为施工时没有严格按照设计的抗震要求进行实施,桥梁的整体性和结构完整性不能满足抗震要求,当地震发生时由于强烈的震动导致桥梁构件的脱落损坏。拱式桥梁在地震中受到的破坏主要是桥拱开裂,桥墩发生大幅度的下沉。
地震的震级越大对桥梁造成的影响会越大。另外发生滑坡或地基不牢固的区域因地震造成的损坏会比一般地基桥梁严重。在桥梁抗震设计中有效的技术手段是技术人员需要对桥梁所处地址条件进行建模分析,科学选择桥梁的建设方位。加强工程所处自然环境地形地貌和气候条件数据的搜集分析。当桥梁工程处在地震高发区域或滑坡地质带,技术人员需要在设计时加强辅助工程的实施,保证桥梁不受因地震造成的次生地质灾害的损坏。桥梁设计时其结构形式尽量简单,整体结构稳定性要好,形变较大时对桥梁结构造成的影响尽量要小。在桥梁设计和施工中需要对结构构件衔接处进行有效的连结,保证其在地震力破坏下不会脱落而造成桥梁整体结构的解体。
桥梁的施工质量亦是影响其抗震能力的重要方面。施工单位需要保证桥梁的施工质量。地震发生时可能造成桥梁周围边坡的滑坡,从而造成桥梁的二次损坏。技术人员需要采取技术措施保证桥梁不因滑坡造成的破坏。在边坡滑坡处理时一般采用预应力锚索桩进行施工。在预应力锚索桩的施工中,施工人员需要根据工程的设计要求进行测量放线,并确定桩孔的位置。技术人员需要按照设计要求在施工脚手架上安装专用的基座,将钻孔机安装基座之上,利用施工方向架测出预应力锚索桩锚索的方向角,并用测角仪进行角度的准确调整。
钻孔完成后施工人员取下钻杆和相关设备清理后有效保存。在钻孔施工中如果孔内存留泥浆施工人员需要对孔壁进行渗水处理。在进行钻孔作业时如果钻孔穿过岩体破碎地质带时可能会出现塌孔现象。出现这种现象后施工人员需要立即停止钻进,并进行孔壁的灌浆固璧,保证孔壁的密封。预应力锚索桩的锚索长度根据以钻孔为起始点,包括锚索设计长度和框架梁的厚度等构件的总长度进行计算。在施工中锚索钢绞线预留量为 55 cm。压力分散型锚索钢绞线一般采用无粘结的钢绞线。
施工人员在进行钢绞线的截取时需要将钢绞线调直,确保每根钢绞线顺直,并不存在交叉现象。钢绞线的截取平面需要平滑,截取完成后技术人员需要进行详细的检查保证其符合施工要求。合格的钢绞线需要进行准确的标号标示,技术人员根据锚索的设计长度和锚固段的不同部分长度进行准确的分割。每个构件起点位置需要安装钢制承载体和挤压套,锚索端部安装导向帽确保下锚时的入孔顺利。施工人员在向钻孔安放锚索时需要仔细核对锚索编号是否与钻孔编号一致,锚索入孔时需要使其顺直,锚索和注浆管一起同步安放。施工人员在进行注浆时采用孔底返浆法技术,首先将注浆管插入孔底上方 40 cm 处利用压浆机将水泥静浆注入。然后进行观察若孔口出现溢浆且持续时间超过 2 min,施工人员即可停止注浆作业。
框架为 C25 级钢筋混凝土结构,是一个完全受压构件,它把锚具的集中荷载均匀地传递到岩面。因孔口岩面与锚索轴线不垂直,故框架有调整岩面受力方向的作用。通过预应力锚索桩的施工能够有效保证桥梁工程边坡在地震发生时不会有强烈的滑坡现象发生,保证桥梁工程的安全性。
2、桥梁抗震设计方法探析。近年来我国的桥梁抗震设计方法不断发展,在先前的简化静力法基础上研究出了以动力法为基础的反应力谱理论和动态过程分析法。
当前抗震桥梁的分析和设计中最为常用的方法包括强塑性的动力分析法、反应力分析法、等效的静力分析和虚拟激励等多种设计理论和方法。我国桥梁根据其功能不同划分为以下几种类型,见表 1 所列。
根据桥梁功能不同和所处地质条件的不同进行针对性的设计,提高桥梁工程的防震能力。技术人员在桥梁防震设计中不考虑地面运动和桥梁结构的特定作用力。将其看做在地震作用力的作用下是静止的,桥梁仅以地震惯力作为桥梁的地震荷载,并对外在荷载形式之外进行内力分析。桥梁工程防震设计中较为重要的设计原则包括桥梁整体性能的设计原则。设计人员需要考虑桥梁的抗震强度设计和桥梁位移延展性能的设计。桥梁结构构件和混凝土浇筑体都需要良好的延展性,避免地震作用下桥梁因位移造成垮塌。提高桥梁隔震层和隔震带对地震能量的阻隔性能,减少地震力对桥梁的破坏。表 2 所列为我国当前桥梁抗震系数标示。表 3 为桥梁地震设计重现周期表。
技术人员在桥梁防震设计中需要对构造复杂的桥梁进行空间动力学的分析,加强桥梁底座和桥墩的设计,利用当前先进的材料设计桥梁防落梁构件。地震能量释放的中心为震源。震源深度直接决定了震级的强度,当前技术人员主要利用地震的体波来计算地震的准确震级。桥梁防震设计中技术人员需要加强工程所在地区历史发生地震震级的研究,并根据桥梁的设计要求进行具体的抗震设计。当前信息科技发展十分迅速,可以对桥梁抗震进行三维建模进行准确、科学的分析。通过对地震震动的分析可知静力分析法有较大的局限性。因为桥梁结构在遭受地震波袭击时具有动力特性。当前人类尚不能准确地对地震进行预测和预报,故理论研究者多从概率论角度进行地震活动发生的探究和分析。并针对可能发生地震震级进行防灾工作的开展。进行地震危害性研究是桥梁工程防震设计比不可少的理论支撑,通过科学的地震概率学的研究,技术人员用建模方式制定出桥梁的抗震加速度反应谱曲线,如图 1 所示。
图 1 中,Tg为地震发生的特征周期;T 为桥梁的结构振动周期;Smax为桥梁水平设计加速度反应谱的最大值。增量形式的非线性平衡方程分别为结构位移增量和侧向荷载增量,计算等效单自由度系统的等效刚度和等效粘滞阻尼比。桥梁防震设计人员根据桥梁地震加速度反应谱函数曲线进行桥梁结构的位移变化和特征力的研究,并根据表 4 所列的桥梁地震加速度反应谱周期进行数据的科学分析(见表 4)。
在桥梁工程的设计阶段,相关部门需要组织专家对加强桥梁抗震能力进行针对性的研究和设计,做好相关数据的搜集和分析工作。利用技术平台进行桥梁设计的建模分析。技术人员需要对桥梁设计方案进行科学的审查和概念化设计。其主要包括加强桥梁结构整体性和稳定性的模拟测试,科学的进行桥梁选址。加强桥梁边墩和墩柱的抗震强度设计。通过对桥梁进行科学的地震反应模拟和分析进行桥梁结构构件的选择和整体结构的设计,保证桥梁工程抗震能力满足设计要求和实际应用的要求。
结语:我国的经济发展十分迅猛,社会各项建设都在持续进步。桥梁建设理论亦不断涌现。当前桥梁抗震设计方法和理论具有多样化、科学化的特点,技术人员在桥梁抗震设计中根据具体情况进行针对性的设计,保证桥梁设计和施工的科学性和通行安全性。
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桥梁的设计要求范文5
【关键词】 桥梁 使用寿命 设计使用年限 桥梁安全
桥梁是道路的关键和控制部位,桥梁正常使用是确保交通线路畅通的关键。桥梁在使用过程中受自然环境和交通荷载的长期作用,其结构各部分发生损伤和病害,使用功能下降,实际使用寿命往往达不到设计寿命。为了保证桥梁安全可靠的运营,必须找到实际寿命小于设计使用年限的原因,并且要采取措施延长桥梁的使用寿命,确保桥梁运营期的正常使用和安全。
1 桥梁使用寿命
桥梁的使用寿命是是根据现行规范标准和桥梁建造质量确定的,桥梁使用寿命是指桥梁从竣工到出现不安全状况的时间。我国桥梁的设计使用年限一般为100年,实际工程中大多数桥梁并不是达到设计使用年限才终止使用,桥梁实际寿命小于设计使用年限。
英国的SomerVille将使用寿命分成以下3类:
(1)技术性使用寿命:以桥梁的某些技术指标(如承载力)不合格时为终止使用期限;
(2)功能性使用寿命:以桥梁结构不再满足功能实用要求(如通行能力不满足现在交通量)时为终止期限;
(3)经济性使用寿命:以桥梁结构养护维修不经济(与拆换更新相比)时为终止期限。
目前人们所说的桥梁使用寿命基本上是指技术性使用寿命。
2 桥梁使用寿命小于设计使用年限原因分析
港珠澳大桥技术专家组会议提出了“建设百年大桥”的建设目标,既所有的设计、施工、设备和原材料都按照“建设百年大桥”的目标来要求,达不到要求的不能进场,可见桥梁使用寿命是衡量桥梁工程质量的重要标准之一。“百年大桥”目标对新时期公路桥梁建设具有重要的指导和借鉴意义。
但是要实现“百年大桥”的建设目标,必须要保证桥梁的实际使用寿命,实际工程中大多数桥梁的使用年限小于设计使用年限,造成这一现象的原因是多方面的,主要有以下几个方面:
2.1 设计规范的局限性
设计规范是在以往的经验、技术、科技水平等基础上建立起来的,一般工程类设计规范每十年左右(甚至更短的时间)修订一次,对于设计使用年限为100年的桥梁,随着桥梁使用时间的增加,桥梁越来越不能满足时代的要求,特别是长寿命的老桥梁显得标准较低。即设计规范是静态的,不可能充分考虑到桥梁使用过程中的动态变化,从而导致桥梁实际寿命和设计使用年限的差异性,引起差异的原因主要表现为以下两个方面:
(1)设计荷载标准偏低。在役老桥设计时按照早期的设计荷载,相对于现阶段的交通量要求,设计标准普遍偏低。例如2006年陕西316国道冷水河大桥垮塌,引起社会各界广泛关注。冷水河大桥是1983年开始施工,1985年建成通车,之所以选择修建这种桥,主要是这种拱桥的投资少。大桥设计是按照当时的国家标准进行的,按现在的新标准看,大桥却有“豆腐渣”的嫌疑,但当时符合标准,修建大桥并没有偷工减料。可见,随着交通量以及荷载等级的增加,许多老桥梁设计标准偏低,已基本无法满足现在的交通需求。
(2)通行能力不足。早期设计的桥梁桥上、桥下通行净空尺寸太低,越来越不能满足现代化通车、通航的要求,以致巨轮冲撞桥梁的事故时有发生。
2.2 轻视正常使用极限状态设计
桥梁结构应该按照承载能力极限状态和按正常使用极限状态进行设计,前者指结构达到最大承载力或达到不适于继续承载的变形时的极限状态;后者指结构达到正常使用的某项规定限值。
荷载达到桥梁的极限承载力时桥梁会发生破坏,但是没有达到承载能力极限状态时,由于某些病害桥梁也不能正常使用甚至发生破坏。实际没计中设计者主要考虑是荷载作用下桥梁的破坏,对桥梁的耐久性、适用性(正常使用情况)不够重视,没有意识到正常使用极限状态验算的重要性,使得桥梁的使用性、耐久性较差,从而导致桥梁的实际使用寿命小于设计使用寿命。
另一方面,承载力极限状态的有承载力和无承载力之间的分界线是清晰的,而正常使用极限状态的能正常使用与不能正常使用之间的分界线是模糊的,在很大程度上依靠工程经验确定。所以科学合理的确定正常使用极限状态也是有继续研究的问题。
2.3 桥梁施工质量不达标
施工质量是影响桥梁使用寿命的重要因素之一。我国的桥梁建筑工程行业不断发展成熟,但是部分建筑商为了追求高额利润,施工中偷工减料、不按照设计规范、图纸设计施工,严重影响了桥梁结构的质量和安全。如2012年6月,辽宁省抚顺市月牙岛西侧跨河大桥施工时发生坍塌,事故直接原因是施工人员严重违反施工流程,过早拆除支架,导致该桥第三联箱第10孔坍塌。
2.4 超负荷使用
随着车辆的不断增多,交通越来越繁忙,我国大部分桥梁几乎都在超负荷运行,尤其是超载的大卡车明显增多,而桥梁的设计交通量是按以往水平设定,对后期的发展考虑不足,使得实际通行量超过其设计承载能力。桥梁长期超负荷运营,其使用寿命不可能达到设计使用年限的要求。惠州市惠城区的西枝江桥新桥,是惠州市区交通最繁忙的桥梁之一。该桥修建于1991年8月,1992年10月竣工交付使用。2007年该桥直接综合交通量为69273辆/昼夜,从建桥初期每昼夜2000多车次发展到现在的近70000车次,15年时间,该桥的交通量增加了36倍。长期超负荷运行,令西枝江桥不堪重负,结构出现开裂、变形现象,于2008年封闭通车进行改造。
2.5 桥梁运营期养护不当
桥梁运营期进行定期养护维修,可以提高桥梁的耐久性,延长桥梁的使用寿命。若桥梁投入运营后养护维修不恰当,桥梁的使用寿命将大大降低,甚至远远没有达到设计使用年限就发生破坏。
3 延长桥梁使用寿命的对策
随着科学技术的不断发展,桥梁的建造材料、建造技术也不断进步,要缩短桥梁使用寿命和设计使用年限的差距,必须从影响桥梁实际使用寿命的原因入手,可从以下几个方面采取一定的对策。
(1)重视设计阶段。桥梁设计阶段应严格按照设计规范、设计标准进行设计,重视正常使用状态设计,保证承载力满足的同时,对桥梁的耐久性、适用性、安全性提出计算和构造设计的要求。在设计阶段科学合理预测桥梁建成后的运营条件变化和交通量增长,综合考虑各种因素,考虑一定的安全系数进行设计,使桥梁建成后在设计年限内能够正常运营。对以往桥梁设计规范中不适合的地方要及时地修订、更改,并且针对桥梁实际寿命低于设计年限的事实,综合考虑技术、功能、经济等因素研究合理的设计使用年限。
(2)施工阶段。施工阶段是桥梁工程的关键,在建设施工时把好质量关,按设计要求和建筑规范建造桥梁,是保证桥梁质量,延长使用寿命的重要措施之一。
大多数桥梁的施工材料以混凝土为主,所以混凝土的质量问题决定着桥梁的使用寿命。桥梁施工阶段应该严格按照设计要求采购材料,进行严格的检查,杜绝因材料问题导致桥梁质量问题的出现。
施工工艺会影响桥梁工程质量,进而影响桥梁的使用寿命。比如施工工艺的差异会带来不同程度的沉降问题,尤其道桥过渡段的施工;施工工序也会影响桥梁的质量问题。所以施工单位应严格按照标准施工,保证桥梁工程的施工质量。
(3)养护运营阶段。科学合理的进行桥梁养护维修,可以保证桥梁运营期间的正常使用,是延长桥梁使用寿命的一种方法。科学合理的养护计划是建立在准确的评估桥梁技术状况基础上的,积极采用新检测手段和设备,大力提高检测技术水平,建立桥梁信息管理系统,在经济上进行预算从而制定出可行性的修复和维护计划,延长桥梁的使用寿命。
4 结语
理论上桥梁使用寿命应该等于设计使用年限,但是由于每座桥梁都处于一个复杂的动态环境中,桥梁结构的安全性、适用性和耐久性是各种因素、各个环节综合作用的效果,两者存在差异是不可避免的,但差异太大也是问题所在。本文分析了桥梁使用寿命低于设计使用年限的原因,并提出了一些延长桥梁使用寿命的措施。只有做好了设计、施工、维护这几方面的工作, 桥梁的使用寿命才能确保达到设计标准。
参考文献:
[1]金小川,周宗红等.中国桥梁设计使用年限的研究[J].公路与汽运,2012(02).
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桥梁的设计要求范文6
关键词:桥梁设计; 承载能力; 抗震能力
中图分类号:S611文献标识码: A
一、前言
从桥梁的实际使用来看,地震对桥梁结构的稳定性会产生巨大的危害。桥梁作为一种特殊的建筑,在交通运输中具有重要作用。桥梁结构的合理性不但关系到桥梁的使用寿命,同时也关系到桥梁在地震中能否保持较小形变,进而达到应对地震的目的。基于这一认识,我们应从桥梁设计入手,重点提高桥梁设计质量,并在桥梁设计中,重点分析地震对桥梁产生的破坏及其成因,并制定具体措施,在桥梁设计中重点提高桥梁的抗震能力,满足桥梁设计和使用需要,为延长桥梁使用寿命,提高桥梁的结构稳定性提供有力支持。
二、地震对桥梁产生的破坏及其成因
目前来看,地震是造成桥梁破坏的主要原因。结合地震爆发时桥梁的变化情况,地震对桥梁产生的破坏及其成因主要表现在以下几个方面:
1、上部结构的震害。
桥梁的上部结构在地震中出现损害是比较常见的,震害主要有三种类型:分别是碰撞震害、移位震害和自身震害。
由于地震时晃动较大,桥梁的上部结构承受的载荷较大,如果载荷进一步增强,将会对上部结构造成危害。
2、支座的震害。
因为在传统的桥梁设计中,支座部分没有充分考虑到抗震的要求。在地震时,由于一些结构措施不当或是材料上的缺陷等因素,支座部分由于受力较大而发生变形或是移位,这样与支座部分相连的机构也相应的发生移位,破坏了桥梁的结构,造成危险。
支座部分由于设计时考虑不足,在承载力上预留的较少,因此在剧烈晃动中对桥梁整体结构危害较大。
3、地基土产生地震液化造成的震害。
地基是桥梁的支撑部分,地基一旦被地震液化,失去支持作用,很有可能会造成落梁的情况出现。当遇到地基土质为液化土时,一旦发生地震,液化土就会对桥梁地基产生较大危害,这样地基就会失效,地基上面的结构物会发生整体的倾斜或是下沉等严重变形,这样的变形对桥梁来说是致命的,因为会直接导致桥梁的整个结构发生变化,发生严重的震害。为此,我们应有正确认识。
4、下部结构的震害。
由于下部结构较软弱,地震力过大时,下部结构的自身惯性力无法抵抗,会导致桥梁下部结构发生破坏,进而引起整个桥梁的破坏。
桥梁下部结构在设计过程中如果载荷考虑的不够,会在地震中造成严重损害。因此,提高下部结构载荷对桥梁设计而言具有重要意义。
三、桥梁设计中提高抗震能力的必要性
在桥梁设计中,之所以要提高桥梁的抗震能力,其意义和必要性主要表现在以下几个方面:
1、桥梁设计中提高抗震能力,对延长桥梁的使用寿命是十分必要的。
桥梁作为一种特殊的建筑形式,施工难度大、总体建设成本较高,如果其使用寿命达不到要求,不但无法发挥其对交通运输的支撑作用,还会给交通运输带来安全隐患。在地震等自然灾害中,对桥梁的影响是非常大的。基于桥梁使用的现实要求,在桥梁设计中提高抗震能力,不但有助于在源头上提高桥梁质量,也给延长桥梁的使用寿命提供了有力的支持。
2、桥梁设计中提高抗震能力,对满足桥梁使用需要是十分必要的。
桥梁在使用过程中,遇到地震的几率是比较大的。在桥梁设计之初,为了满足桥梁的实际使用,需要在其抗震能力上有所侧重和加强,使桥梁的抗震能力能够满足桥梁使用的基本需要,在小规模的地震面前,桥梁不至于发生垮塌事故。所以,桥梁设计中提高抗震能力,对满足桥梁使用需要是十分必要的。因此,我们要认识到桥梁设计中提高抗震能力的必要性,做好抗震能力的设计工作。
3、桥梁设计中提高抗震能力,对提高桥梁的整体载荷和结构稳定性是十分必要的。
桥梁在施工建设过程中,其整体载荷和结构稳定性是决定桥梁质量的重要指标。为了保证桥梁的整体载荷和结构稳定性能够满足实际要求,我们就要在桥梁设计中,全面提高抗震能力,并将抗震能力作为桥梁施工建设过程中的重要衡量因素,确保桥梁的各项性能满足实际需要。为此,在桥梁设计中,全面提高抗震能力,对满足桥梁建设需要,提高桥梁结构的合理性和桥梁的整体性能,具有重要的促进作用。
四、桥梁设计中提高抗震能力的具体措施
鉴于抗震能力对桥梁的重要性,在桥梁设计中,我们应对抗震能力的提高有全面正确的认识,并从以下几个方面入手,确保桥梁的抗震能力满足实际要求:
1、隔震支座法
具体做法是采用减、隔震支座在梁体与墩、台的连接处,应在设计中考虑应用新材料来实现结构柔性和阻尼的增加。
目前隔震支座法可以有效解决桥梁支座强度问题,能够全面提高桥梁支座的承载力。因此,在桥梁设计中,我们应积极采用隔震支座法,并将其作为设计中的主要方法之一进行推广,使桥梁的整体支座强度和载荷都能够满足实际需要,为提高桥梁设计质量提供有力支持。
2、上部结构抗震措施
考虑到上部结构对桥梁抗震能力的重要影响,在桥梁设计过程中,我们应保持上部结构的合理性。在上部结构设计中,在保证强度要求的同时,实现上部结构的轻量化,并且依据抗震设计规范设置抗震构造措施,使上部结构的抗震能力得到充分提高。
3、利用桥墩延性
在强震时,这些部位形成的稳定延性塑性铰可以产生弹塑性变形,这样变形将延长结构的周期同时耗散地震的能量。
在桥梁设计中,为了有效消除地震时桥梁的形变,并做到积极利用桥梁的弹性形变,减少弹性形变对桥梁结构的危害。为此,我们应在设计中对桥墩的延性有全面深入的分析,并做到正确分析桥墩的延性数据,实现对桥墩延性的利用,保证桥梁的整体结构能够在载荷和弹性变形上满足要求。
4、对地震液化土层进行处理
桥梁设计前要做地质勘察,确定地震影响基本参数与建筑场地类别。根据地质情况与抗震地段类别选择相应的抗震设计方法,当持力层深度范围内存在液化土层时,应对液化土层进行处理,以减少或消除地震液化土对桥梁抗震能力的影响。
5、采用隔震支座和阻尼器相结合的系统
隔震支座法可以提高桥梁的抗震性能,增加对地震力的阻尼也是提高桥梁性能的方法,将二者结合起来,抗震性能将会有很大改善。
桥梁在地震中的形变是瞬时的,只要控制好桥梁的瞬时形变,确保桥梁的瞬时形变不对主体结构造成损害,就能够达到提高桥梁承载力和抗变形的能力。因此,在桥梁设计中,我们可以考虑设计隔震支座和阻尼器相结合的系统,确保桥梁的抗震能力得到全面提高,满足桥梁设计的实际需要。
五、结论
通过本文的分析可知,在桥梁设计中,要想提高抗震能力,就要积极采用隔震支座法、利用桥墩延性和采用隔震支座和阻尼器相结合的系统、采取抗震构造措施与对地震液化土进行处理等措施,确保桥梁的抗震能力能够得到持续提高,保证桥梁的使用寿命和承载力得到延长和提高。
参考文献:
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[3] 何晗欣;桥梁抗震与抗风及其影响因素分析研究[D];长安大学;2011年