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橋梁的設計要求范文1
1.橋梁分類
1.1橋梁查勘
為徹底摸清引黃入冀補淀工程沿線跨渠橋梁情況,需要對沿線橋梁逐一進行詳細查勘。查勘前,應列明詳細的查勘計劃,查勘路線、查勘內容。制定查勘表格,表格包括橋梁所在縣市、渠道樁號、橋梁類型、橋長、橋梁凈寬及總寬,欄桿類型、橋梁梁底高程、破損情況等。將引黃設計線路CAD圖導入到GOOLEEarth軟件上,在GOOLEEarth三維地形圖上順著引黃線路逐一對沿線橋梁進行標記,并標記橋梁周圍村莊或標識性建筑物,方便查勘時準確快捷的找到該橋,節約查勘時間。查勘過程中,一定要與當地政府、村民溝通,掌握橋梁是否在其它工程項目中已有拆除重建、加固或改造的規劃,并收集相關批復資料,保證與其它工程項目不產生重疊。查勘過程中一定要注意查勘人員的安全。
1.2勘察資料整理
對查勘資料進行整理,包括整理橋梁總數量、每個縣市橋梁的數量,每座橋梁的橋長、橋寬,橋梁類型,破壞情況等,并對在其他工程項目中已有批復的橋梁進行備注,匯總并整理成電子表格,方便分類、查閱。
1.3橋梁分類
根據渠道規劃、橋梁現狀、橋梁對引黃輸水的影響、以及引黃輸水對橋梁的影響,將橋梁分以下幾種類型。渠道過水斷面能夠滿足引黃輸水要求,渠道不需要擴挖,且橋梁自身結構完好,對引黃輸水的影響較小的橋梁,維持現狀。已經列入其他工程項目的橋梁,維持現狀。主梁結構、橋墩等破壞嚴重,已成危橋,不能滿通正常通行,影響引黃正常輸水的橋梁,拆除重建。橋梁自身結構破壞較嚴重,且引黃輸水渠道斷面不滿足過水要求,需要對渠道斷面進行擴挖,擴挖后長度不滿足要求的橋梁,拆除重建。橋梁自身結構破壞較嚴重,且橋梁梁底高程低于引黃輸水水位,影響正常輸水的橋梁,拆除重建。渠道斷面不能滿足引黃輸水要求,渠道需要擴挖,但橋梁主體結構完好的橋梁,采取加長措施。渠道斷面寬度能滿足引黃輸水要求,但需要對渠底進行清淤。橋梁結構完好,但建橋時樁長未考慮將來河底清淤。為保證清淤后,橋梁樁基承載力滿足規范要求,加固橋梁下部結構。已經廢棄、不再通行、且無新建必要的橋梁,拆除廢棄。
1.4設計原則
引黃入冀補淀工程橋梁眾多,為便于統一設計、管理,制定設計原則十分必要。引黃入冀補淀工程橋梁設計原則為:滿足現行道路、橋梁設計規程、規范。在滿足正常運營功能的前提下,橋型設計遵循安全、適用、經濟、美觀和有利環保的原則,并考慮因地制宜、便于施工、就地取材和養護等因素。結合橋位區地形、地質、水文條件進行橋跨布置;為便于機械化和工廠化施工,加快施工進度,優先選用裝配式標準化跨徑。橋梁梁底設計高程控制水位取引黃水位與排瀝水位的大值,梁底高程按大于控制水位0.5m設計,同時考慮橋面高程不低于兩岸堤頂高程。橋梁原位拆除重建時,為避免新橋樁基和舊橋樁基沖突,根據兩岸地形及道路情況,優先將橋梁沿道路軸線適當平移;當軸向無法避開時,在條件允許的情況下,適當將橋梁橫向平移,錯開舊橋樁基;不具備橫向平移條件時,在新舊橋樁基重疊位置采用樁接承臺型式錯開舊橋樁基。
2.設計要點
2.1拆除重建橋梁設計要點
根據橋位處河道開口寬度,水文、地質等合理確定橋梁結構類型、跨度等,拆除重建橋梁基本選用了裝配式13m跨鋼筋混凝土空心板標準跨徑。根據現場調查資料和地方政府規劃,以不低于現狀道路寬度和規劃寬度為原則確定橋寬。拆除重建橋梁均為原位拆除重建,按照制定的錯樁原則,在道路軸向無法錯開,且橫向不能平移時,采用了3根樁接承臺,承臺上設置兩根柱的型式,錯開舊橋樁基。控制新舊橋樁基凈距不小于50cm,要求施工單位在施工前對橋梁全部樁基坐標進行認真核實、詳細查勘舊橋樁位、樁徑情況,確認新舊橋樁基不存在沖突后方可施工。
2.2加長橋梁設計要點
引黃入冀補淀工程加長的橋梁大部分建于2008年左右,為2跨13m空心板結構,橋梁結構完好。由于引黃輸水要求,渠道需要擴挖,渠道開口斷面由26m左右擴挖到40m左右。鑒于橋梁結構完好,將橋梁直接拆除重建將造成大量的資金浪費,因此在渠道擴挖側將橋梁增加一跨,加長為3跨13m結構。橋梁設計荷載按舊橋部分維持原荷載標準,新加長部分按現行橋梁規范標準設計。舊橋設計荷載標準為公路-Ⅱ級折減,根據現行橋梁設計規范,已經取消公路-Ⅱ級折減標準,因此新加長部分按公路-Ⅱ級荷載標準。橋梁加長方案:在橋下架設支架,做好安全措施,鑿除擴挖側舊橋邊跨鋪裝及護欄、拆除邊跨及橋臺,保證拆下的空心板梁結構完好、放置到安全場地備用。在舊橋臺位置新建橋墩,在擴挖側渠道開口處新做橋臺。為防止新舊樁基沖突,按照拆除重建橋梁的錯樁原則,新橋墩采用3棵樁接承臺、2根柱設計。新做橋墩、橋成后,將原橋拆除的空心板梁和新預制的空心板梁吊裝到位,并新做橋面鋪裝及護欄,形成3跨13m空心板橋結構。
2.3下部加固橋梁設計要點
引黃入冀補淀工程部分橋梁結構完好,但橋位處渠道需要清淤下挖,下挖深度約3-4m。橋梁原設計未考慮河道下挖,下挖后橋梁樁基承載力不滿足規范要求,因此需要對橋梁下部結構進行加固。加固方案為:將橋梁墩柱外包15cm厚的鋼筋混凝土,外包范圍為墩柱頂部至設計渠道底部,并在渠道底部設置擴大基礎,以抵消由于清淤而消減的樁基承載力。外包混凝土前必須將橋梁墩柱進行鑿毛,使墩柱鋼筋外漏,設置連接筋與橋梁墩柱主筋和外包混凝土主筋焊接,連接筋鋼筋的梅花狀布置,間距不大于30cm。加固前必須中斷橋梁上部交通,同時應加強觀測,采取措施保證橋梁整體穩定。
3.結語
橋梁的設計要求范文2
摘要:橋梁景觀設計是我國物質文明的高度發展所引發的精神追求。因此各級政府均將橋梁景觀的建設作為一種反映城市特色、體現地域文化、展示時代風貌的精神文明建設活動加以倡導與推崇,這為橋梁景觀設計提供了廣闊空間,同時也對橋梁設計提出了新的要求。橋梁設計部門應加強景觀方面的人才與技術準備。
關鍵詞:城市橋梁 景觀設計 方法步驟
橋梁景觀設計是我國經濟持續高速發展條件下對橋梁環境品質提出的更高要求,究其實質則是物質文明的高度發展所引發的精神追求。因此各級政府均將橋梁景觀的建設作為一種反映城市特色、體現地域文化、展示時代風貌的精神文明建設活動加以倡導與推崇,這為橋梁景觀設計提供了廣闊空間,同時也對橋梁設計提出了新的要求。橋梁設計部門應加強景觀方面的人才與技術準備,一則為順應時代潮流,另外也是為與國際接軌使我們的橋梁設計走向世界。
1 橋梁景觀的技術美學特性
橋梁景觀設計必須符合橋梁功能、技術、經濟要求,并以此為原則對景觀構成元素進行美學調整。如橋型的美學比選,橋體結構部件的比例調整,橋梁選線與城市或大地景觀尺度的和諧,橋梁的防護涂裝在城市整體色彩中的感覺等。橋梁景觀的這種以功用與技術為重的特點即為其技術美學特性。但當景觀價值有明顯優勢而功能得以滿足、技術也可行的情況下,有時經濟因素還可向后靠。如風景區的橋梁或城市結構要害之橋梁等。因此橋梁景觀設計的某些關聯域在不同的環境條件下其位次會有不同。
2 橋梁設計的基本準則
2.1 良好的結構方案是良好結構設計的重要前提。 在結構設計中,無論多么完美的結構計算都無法彌補經結構構思而形成的結構方案中的不足,相反,良好的結構方案卻能夠部分彌補結構計算中的不足。由此可見結構構思的重要性。
2.2 功能決定結構。 橋梁的跨越功能是橋梁最基本的功能之一,橋梁的跨越功能決定了橋梁必須有橋跨結構,而為了支承橋跨結構,必須有支承結構。橋梁要使其上的車輛或行人等安全、舒適地通過,橋梁須能承受車輛、行人等荷載,且不產生過大的變形而影響使用。
2.3 橋梁不能為絕對的美學而景觀。 橋梁首先是解決通行功能并在技術可能與經濟之間優化,這是橋梁設計規范的基本要求。橋梁景觀設計是對橋梁及引道在滿足功能、技術、經濟的前提下進行景觀尺度、景觀生態、景觀文化及美學方面的綜合考慮與優化設計。
2.4 從大處著眼,使橋梁與周圍環境相協調。 橋梁景觀設計的核心就是要與周邊環境和諧、融入自然,既顯示橋梁本身的美而又不獨善其身。要想獲得好的作品,就應從實際出發,量體裁衣,靈活、準確地運用造型法則,精心構思橋梁造型、合理安排橋梁的輪廓空間組合,既要簡單又要明確。
2.5 于細微處入手,注意其附屬結構與橋梁的協調統一。 橋梁的主要功能是提供通行,其次是供作鑒賞。橋梁附屬結構則為橋梁主體的通行能力與景觀價值增光添彩、錦上添花。如欄桿的主要功能是保證安全,這是美感的前提和先決條件。在滿足安全、經濟耐久、施工方便、工序簡單、便于更換的前提下,其靚麗的顏色和優美的線性無疑會讓人眼前一亮。
3 橋梁景觀設計內容
3.1 景觀本體的形式美。 這是歷來就受各方面關注的領域,如橋梁、引道的水平及豎向線形的美學設計;橋型的美學比選;各種結構部件的比例調整;相關的橋塔或橋頭堡或橋亭或收費站的建筑設計等。
3.2 橋梁及引道的景觀設計。 這是隨人們對生態環境日益關注而新出現的內容,如橋梁及引道的軟、硬質景觀設計;橋梁整體色彩設計;橋梁選址與環境景觀尺度的和諧與調整;護坡工程的美學與環保;橋梁建設與水體環境景觀的復原;橋梁夜景觀設計等。
3.3 觀景系統。 該系統又可分成觀橋系統與橋面觀景系統,其內容根據橋梁的重要性或有取舍。如觀橋系統的布點及視線分析;人橋親和的觀賞處及流線設計;橋面觀景的流線及視線分析等。
4 橋梁景觀設計方法步驟
首先便是橋梁景觀的規劃,其次才是景觀的深化設計。橋梁景觀規劃應對景觀環境進行分析提出橋址設想;對橋梁區位進行分析提出橋梁的景觀定位;并根據景觀定位進行景觀空間布局;此外還有配套建筑的規劃及橋梁夜景觀的分區與分級等。橋梁景觀規劃目的是對景觀有統一部署,以更好地反映橋梁的特性。橋梁景觀規劃應與橋梁可行性研究報告同步,待可研通過有關部門評審后再作景觀深化設計。
5 橋梁景觀設計現狀及問題
5.1 橋梁景觀設計存在一些誤區。其一是橋梁景觀“包裝”式設計方法。在社會或橋梁設計界有這么一種傳統認識,即橋梁設計就是結構設計,景觀設計僅僅是對橋梁設計后的包裝。這種將橋梁設計與橋梁景觀設計脫節的做法是一種誤區。橋梁景觀設計要早期介入,建筑師應在橋位的勘測階段便介入到設計工作中,并對橋梁、調治構造物、引道路堤、引道線型進行綜合思量使之成為有機整體。另外建筑師還應對橋位方案從政治、經濟、技術、環保上進行多方面比較,從景觀高度提出橋型設想,或對結構專業提出的橋型方案進行景觀論證,以便作為決策或方案深化的依據。
另一種橋梁景觀設計的誤區便是“偽橋型”現象。有些部門盲目追求“時代風尚”,將梁板結構的橋附加上懸索拱,使橋梁外觀感覺與橋梁實際結構完全不符。這種情況若出現在建成后的橋梁景觀更新中情有可愿,然而有些橋梁設計者為迎合社會風尚,使“偽橋型”變成一種設計。這種違背橋梁設計基本原則的設計方法是橋梁景觀設計上的另一種誤區。
5.2 由于我國橋梁設計以功用為主導的傳統,專業設計部門中建筑師擁有量的不足,建筑師在其中并未發揮出應有作用,使橋梁景觀設計工作的開展受到制約,也使橋梁景觀設計工作跟不上社會的要求。
5.3 設計思路狹窄,模仿較多,自主創新設計意識較弱。有時設計周期過短,為了趕時間,就要生搬硬套,很少進行創新和論證。
橋梁的設計要求范文3
【關鍵詞】路橋設計;安全性;耐久性
隨著我國國民經濟的快速增長,我國的道路交通獲得了前所未有的發展,也推動了我國路橋設計的發展。進入到二十一世紀之后,路橋工程的施工進入到一個新的發展階段,很多大型路橋或者是超大型路橋工程相繼開工。但是,在已經施工完成的橋梁中,卻出現了很多沒到使用壽命的橋梁卻過早的報廢,而有的橋梁更是在投入使用后就或多或少的出現了問題,嚴重的還發生了橋梁坍塌事故,造成了不可估量的人員傷亡和財產損失,我國橋梁設計過程中的安全性和耐久性受到了廣泛的關注。
1 我國路橋工程的安全性和耐久性的現狀
近幾年,我國不斷有橋梁坍塌的事故發生,造成了很多悲劇的發生,根據有關資料調查分析的結果顯示,我國橋梁發生坍塌的主要原因是由于我國橋梁設計的不規范或者是在橋梁施工過程中不注意對橋梁施工質量的控制,才造成了我國近年來多發橋梁坍塌的事故。在橋梁施工過程中,偷工減料,建筑材料以次充好等現象,橋梁設計過程中,設計的態度不嚴謹,馬馬虎虎,運用公式計算的過程中出現數據錯誤等都是影響橋梁使用壽命和施工過程中發生坍塌事故的決定性因素。隨著橋梁坍塌事故的多發,橋梁結構的設計受到更多人的關注,但是橋梁在使用過程中的耐久性卻被忽視,只是被當成是橋梁設計過程中的一個數據參考,沒有真正作為橋梁使用壽命的參考,因此橋梁的坍塌事故還沒有在根本上得到解決,我國的橋梁事故才會在近幾年來頻發,嚴重影響了我國道路的安全性,增加了通行車輛和通行行人的危險系數。
2 路橋設計中耐久性和安全性不足造成的影響
2.1 經濟損失大
通常情況下,我國的路橋設計都帶有很高的難度,特別是進入到21世紀,人們對橋梁的美觀度提出了更高的要求,隨著橋梁規模的不斷擴大,需要的資金成本投入越來越多,一旦橋梁的安全性和耐久性不足的話,將影響橋梁的使用性能,嚴重時會發生橋梁坍塌的事故,造成很大的經濟損失。
2.2 工程事故嚴重
由于橋梁上的通行車輛和行人數量眾多,一旦橋梁出現安全隱患的話,將會給在橋梁上通行的車輛和行人帶來極大的威脅。據有關資料調查記載,80%的橋梁事故都是由人為原因引起的,主要是橋梁設計師在橋梁設計的過程中對橋梁結構的科學性考慮的有所欠缺,這就會導致橋梁建設后續施工的不合理、不科學,就會造成橋梁的安全性和耐久性嚴重不足,造成整個橋梁發生坍塌的現象。
2.3 社會影響惡劣
近幾年,我國出現了很多不到使用年限的橋梁被拆除的現象,例如觀瀾河大橋,它位于梅觀高速公路之上,屬于是預應力連續橋梁的一種,由于承載能力非常低,存在著很大的安全隱患,經多名專家學者的調查和研究,該橋被予以拆除。橋梁在設計和建設這兩個階段,投入的資金成本都是非常大的,而那么多的資金成本投入到最后卻換來了橋梁的使用壽命這么短,人們不僅會問了,錢去哪里了,在社會上造成了很惡劣的影響。
3 造成橋梁安全性和耐久性不足的原因
3.1 不完善的橋梁設計理念
在我國的橋梁設計中,普遍存在著只重視橋梁結構的強度,忽略橋梁結構的耐久性,因此就導致了我國不完善的橋梁設計理念。目前我國的橋梁設計中,還只是把橋梁的耐久性要求當作是一個概念來看,沒有專門針對耐久性來考慮橋梁的結構,這就影響了橋梁施工完成之后的使用性能和使用壽命,這就導致了我國近幾年橋梁事故頻發的主要原因。而在橋梁初設計時,只是做靜態設計的考慮,只是考慮了橋梁施工建設時的資金成本投入,沒有計算橋梁施工完成后后續的維修和養護。
橋梁工程本身就是一個較為復雜的工程,涉及力學、設計學等多門學科的知識,是由于多個建筑構件共同組成的,每個構件都發揮著重要的作用,因此橋梁的構件不僅要滿足橋梁對其本身強度和耐久性的要求,而且還要滿足橋梁整體對耐久性和安全性的要求,而大部分的橋梁設計師在橋梁設計時,只是片面的考慮橋梁的結構,忽略了橋梁的安全性和耐久性的考慮,會影響橋梁整體的延展性;有的橋梁設計中。橋梁結構的受力明顯的表現出不科學,但是橋梁設計師一味的認為橋梁設計公式中計算出的數據就是非??茖W的,符合力學的要求,容易造成橋梁結構上的受力不平衡,給橋梁結構造成很大的安全隱患。有的橋梁在設計的過程中,滿足了橋梁設計規范中對橋梁設計的各方面的要求,但是在橋梁投入使用后不久,橋梁的耐久性就出現了問題,橋梁的耐久性在很大程度上影響橋梁的安全性,在橋梁設計的過程中,不能光從橋梁結構上考慮橋梁的耐久性和安全性。還要從橋梁施工中的建筑材料、機械設備、施工工藝等方面考慮,只有全方位的考慮了橋梁的安全性和耐久性,橋梁的耐久性和安全性才能真正得到保障。
3.2 橋梁施工過程中的管理水平低
我國國內有很多橋梁出現了安全性和耐久性方面的問題,在橋梁施工過程中的野蠻施工和管理水平低等原因有著不可推卸的責任。如果橋梁在施工過程中或者是施工完成后較短的時間內出現坍塌現象,這主要是橋梁工程的施工質量沒有達到橋梁設計時的要求和規定,橋梁施工建設中最重要的建筑材料的質量存在著重大的問題或者是施工技術上存在著一定的不足,但是也不排除施工企業偷工減料,以次充好等建筑材料管理方面的問題,以求能夠獲得最大化的經濟效益。
4 提高橋梁設計安全性和耐久性的措施
4.1 完善橋梁設計的規范
要想降低目前我國橋梁坍塌的幾率,最有效的方法就是提高橋梁的安全性和耐久性,最先要做的就是不斷完善橋梁設計需要遵循的規范和標準,能夠有效地規避橋梁設計過程中由于人為原因而導致的錯誤的產生,從而能夠提高橋梁設計的安全性和耐久性。
4.2 更新橋梁設計的理念
在橋梁設計的發展歷程中,都是在借鑒、研究、使用、發展等過程中得到延伸外,還要重視橋梁結構的設計,借鑒之前成功的橋梁設計的經驗,對其進行分析研究,得到自己需要的橋梁設計知識,不斷更新橋梁設計的理念,在現有的橋梁設計理念的基礎上,對其進行創新,以發展出適合時代需求的橋梁設計理念,在有資金成本投入限制的基礎之上,合理的設計橋梁結構,以保障橋梁設計的安全性和耐久性。
4.3 創新橋梁設計的方法
由于橋梁存在的安全隱患帶來的危害極大,受到社會各界的廣泛重視,目前,我國橋梁的建設過程中,施工企業和監理單位和橋梁設計單位的溝通交流日益頻繁,使得橋梁的施工建設更為科學化、合理化。橋梁施工企業和工程監理單位可以對橋梁設計圖紙中存在的疑問對設計單位提出來,畢竟施工企業和監理單位也有了很長時間的橋梁施工經驗,可以使得橋梁設計圖紙更為科學化。在橋梁施工之前,還需要對施工人員的施工技術進行培訓,在確保橋梁施工質量的前提條件下,加快工程施工的進度。
5 結語
綜上所述,目前橋梁設計中的耐久性和安全性已經成為橋梁設計中的重中之重,除了積極借鑒國內外成功的橋梁設計案例的經驗外,還需要提高橋梁施工過程中的管理水平,不斷更新橋梁設計理念和創新橋梁設計方法,以保證橋梁設計中的安全性和耐久性。
參考文獻:
橋梁的設計要求范文4
【關鍵詞】橋梁抗震設計注意問題
中圖分類號:K928文獻標識碼: A
一、橋梁地震烈度。
地震的烈度是表示地震對地表及結構物影響的強弱程度。一個地區烈度的大小,不僅與這次地震釋放的能量 ( 即震級) 、震源的深度、距震中的距離有關,而且還與地震波傳播途徑中的工程地質條件及建筑物的特性等因素有關。顯而易見,如果震源愈深,距震中愈遠,受地震影響愈小,烈度就愈低; 反之就愈高。我們把一個地區在今后一定時期內,一般場地條件下可能發生的最大地震烈度稱為該地區地震的基本烈度,亦稱地震地區烈度。2、橋梁抗震目標。我國目前抗震設計采用的是常說的 “三水準兩階段設計”的設計方法,即為實現上述三水準的設防目標,規范采用兩階段設計的簡化方法。第一階段是結構極限承載能力驗算,第二階段是正常使用極限狀態驗算。三個水準的設防目標通俗地來講,可以概括為 “小震不壞、中震可修、大震不倒”。由于中小地震的發生頻率高,為了不使結構因累積損傷而影響其使用功能,故要求在常遇地震水平,結構處于彈性范圍內工作,以強度破壞作準則。地震中橋梁結構的損傷形態可以分為如下的幾類,因此抗震性能也是與這幾類損傷形態相對應而確定的:性能的抗震設計理論和方法的研究,并成為一種發展趨勢和方向; 該法與常規方向相比,能使三水準設防要求有具體量化的性能目標、水準,設計中更強調實施性能水準的判別準則,性能目標的選用和深入仔細的分析、論證。目前,美國、日本和歐洲已經制定出了新的規范和準則。
二、橋梁抗震能力的設計方法探析。
1、橋梁抗震分析。地震中由于造成橋梁所處地理位置的表層破壞和震動導致橋梁結構構件的損壞,嚴重時導致橋梁的坍塌。橋梁地質發生裂縫和滑坡、塌方都可能加重地震對橋梁造成的影響。地面產生裂縫會致使橋梁的跨度發生不同程度的變化。如果橋梁所處的地質條件為松軟的沙土結構,強烈的地震會造成橋梁基礎結構下陷,橋梁主體結構會因為底層的下陷而發生傾倒。
在地震中橋梁因為地震波縱波和橫波垂直和水平方向的持續震蕩造成破壞。橋梁構件因為不斷的震動而損壞,影響橋梁結構的穩定性。當前我國部分橋梁或因為設計和建設時間較長,無法滿足抗震要求,或是因為施工時沒有嚴格按照設計的抗震要求進行實施,橋梁的整體性和結構完整性不能滿足抗震要求,當地震發生時由于強烈的震動導致橋梁構件的脫落損壞。拱式橋梁在地震中受到的破壞主要是橋拱開裂,橋墩發生大幅度的下沉。
地震的震級越大對橋梁造成的影響會越大。另外發生滑坡或地基不牢固的區域因地震造成的損壞會比一般地基橋梁嚴重。在橋梁抗震設計中有效的技術手段是技術人員需要對橋梁所處地址條件進行建模分析,科學選擇橋梁的建設方位。加強工程所處自然環境地形地貌和氣候條件數據的搜集分析。當橋梁工程處在地震高發區域或滑坡地質帶,技術人員需要在設計時加強輔助工程的實施,保證橋梁不受因地震造成的次生地質災害的損壞。橋梁設計時其結構形式盡量簡單,整體結構穩定性要好,形變較大時對橋梁結構造成的影響盡量要小。在橋梁設計和施工中需要對結構構件銜接處進行有效的連結,保證其在地震力破壞下不會脫落而造成橋梁整體結構的解體。
橋梁的施工質量亦是影響其抗震能力的重要方面。施工單位需要保證橋梁的施工質量。地震發生時可能造成橋梁周圍邊坡的滑坡,從而造成橋梁的二次損壞。技術人員需要采取技術措施保證橋梁不因滑坡造成的破壞。在邊坡滑坡處理時一般采用預應力錨索樁進行施工。在預應力錨索樁的施工中,施工人員需要根據工程的設計要求進行測量放線,并確定樁孔的位置。技術人員需要按照設計要求在施工腳手架上安裝專用的基座,將鉆孔機安裝基座之上,利用施工方向架測出預應力錨索樁錨索的方向角,并用測角儀進行角度的準確調整。
鉆孔完成后施工人員取下鉆桿和相關設備清理后有效保存。在鉆孔施工中如果孔內存留泥漿施工人員需要對孔壁進行滲水處理。在進行鉆孔作業時如果鉆孔穿過巖體破碎地質帶時可能會出現塌孔現象。出現這種現象后施工人員需要立即停止鉆進,并進行孔壁的灌漿固璧,保證孔壁的密封。預應力錨索樁的錨索長度根據以鉆孔為起始點,包括錨索設計長度和框架梁的厚度等構件的總長度進行計算。在施工中錨索鋼絞線預留量為 55 cm。壓力分散型錨索鋼絞線一般采用無粘結的鋼絞線。
施工人員在進行鋼絞線的截取時需要將鋼絞線調直,確保每根鋼絞線順直,并不存在交叉現象。鋼絞線的截取平面需要平滑,截取完成后技術人員需要進行詳細的檢查保證其符合施工要求。合格的鋼絞線需要進行準確的標號標示,技術人員根據錨索的設計長度和錨固段的不同部分長度進行準確的分割。每個構件起點位置需要安裝鋼制承載體和擠壓套,錨索端部安裝導向帽確保下錨時的入孔順利。施工人員在向鉆孔安放錨索時需要仔細核對錨索編號是否與鉆孔編號一致,錨索入孔時需要使其順直,錨索和注漿管一起同步安放。施工人員在進行注漿時采用孔底返漿法技術,首先將注漿管插入孔底上方 40 cm 處利用壓漿機將水泥靜漿注入。然后進行觀察若孔口出現溢漿且持續時間超過 2 min,施工人員即可停止注漿作業。
框架為 C25 級鋼筋混凝土結構,是一個完全受壓構件,它把錨具的集中荷載均勻地傳遞到巖面。因孔口巖面與錨索軸線不垂直,故框架有調整巖面受力方向的作用。通過預應力錨索樁的施工能夠有效保證橋梁工程邊坡在地震發生時不會有強烈的滑坡現象發生,保證橋梁工程的安全性。
2、橋梁抗震設計方法探析。近年來我國的橋梁抗震設計方法不斷發展,在先前的簡化靜力法基礎上研究出了以動力法為基礎的反應力譜理論和動態過程分析法。
當前抗震橋梁的分析和設計中最為常用的方法包括強塑性的動力分析法、反應力分析法、等效的靜力分析和虛擬激勵等多種設計理論和方法。我國橋梁根據其功能不同劃分為以下幾種類型,見表 1 所列。
根據橋梁功能不同和所處地質條件的不同進行針對性的設計,提高橋梁工程的防震能力。技術人員在橋梁防震設計中不考慮地面運動和橋梁結構的特定作用力。將其看做在地震作用力的作用下是靜止的,橋梁僅以地震慣力作為橋梁的地震荷載,并對外在荷載形式之外進行內力分析。橋梁工程防震設計中較為重要的設計原則包括橋梁整體性能的設計原則。設計人員需要考慮橋梁的抗震強度設計和橋梁位移延展性能的設計。橋梁結構構件和混凝土澆筑體都需要良好的延展性,避免地震作用下橋梁因位移造成垮塌。提高橋梁隔震層和隔震帶對地震能量的阻隔性能,減少地震力對橋梁的破壞。表 2 所列為我國當前橋梁抗震系數標示。表 3 為橋梁地震設計重現周期表。
技術人員在橋梁防震設計中需要對構造復雜的橋梁進行空間動力學的分析,加強橋梁底座和橋墩的設計,利用當前先進的材料設計橋梁防落梁構件。地震能量釋放的中心為震源。震源深度直接決定了震級的強度,當前技術人員主要利用地震的體波來計算地震的準確震級。橋梁防震設計中技術人員需要加強工程所在地區歷史發生地震震級的研究,并根據橋梁的設計要求進行具體的抗震設計。當前信息科技發展十分迅速,可以對橋梁抗震進行三維建模進行準確、科學的分析。通過對地震震動的分析可知靜力分析法有較大的局限性。因為橋梁結構在遭受地震波襲擊時具有動力特性。當前人類尚不能準確地對地震進行預測和預報,故理論研究者多從概率論角度進行地震活動發生的探究和分析。并針對可能發生地震震級進行防災工作的開展。進行地震危害性研究是橋梁工程防震設計比不可少的理論支撐,通過科學的地震概率學的研究,技術人員用建模方式制定出橋梁的抗震加速度反應譜曲線,如圖 1 所示。
圖 1 中,Tg為地震發生的特征周期;T 為橋梁的結構振動周期;Smax為橋梁水平設計加速度反應譜的最大值。增量形式的非線性平衡方程分別為結構位移增量和側向荷載增量,計算等效單自由度系統的等效剛度和等效粘滯阻尼比。橋梁防震設計人員根據橋梁地震加速度反應譜函數曲線進行橋梁結構的位移變化和特征力的研究,并根據表 4 所列的橋梁地震加速度反應譜周期進行數據的科學分析(見表 4)。
在橋梁工程的設計階段,相關部門需要組織專家對加強橋梁抗震能力進行針對性的研究和設計,做好相關數據的搜集和分析工作。利用技術平臺進行橋梁設計的建模分析。技術人員需要對橋梁設計方案進行科學的審查和概念化設計。其主要包括加強橋梁結構整體性和穩定性的模擬測試,科學的進行橋梁選址。加強橋梁邊墩和墩柱的抗震強度設計。通過對橋梁進行科學的地震反應模擬和分析進行橋梁結構構件的選擇和整體結構的設計,保證橋梁工程抗震能力滿足設計要求和實際應用的要求。
結語:我國的經濟發展十分迅猛,社會各項建設都在持續進步。橋梁建設理論亦不斷涌現。當前橋梁抗震設計方法和理論具有多樣化、科學化的特點,技術人員在橋梁抗震設計中根據具體情況進行針對性的設計,保證橋梁設計和施工的科學性和通行安全性。
參考文獻
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橋梁的設計要求范文5
【關鍵詞】 橋梁 使用壽命 設計使用年限 橋梁安全
橋梁是道路的關鍵和控制部位,橋梁正常使用是確保交通線路暢通的關鍵。橋梁在使用過程中受自然環境和交通荷載的長期作用,其結構各部分發生損傷和病害,使用功能下降,實際使用壽命往往達不到設計壽命。為了保證橋梁安全可靠的運營,必須找到實際壽命小于設計使用年限的原因,并且要采取措施延長橋梁的使用壽命,確保橋梁運營期的正常使用和安全。
1 橋梁使用壽命
橋梁的使用壽命是是根據現行規范標準和橋梁建造質量確定的,橋梁使用壽命是指橋梁從竣工到出現不安全狀況的時間。我國橋梁的設計使用年限一般為100年,實際工程中大多數橋梁并不是達到設計使用年限才終止使用,橋梁實際壽命小于設計使用年限。
英國的SomerVille將使用壽命分成以下3類:
(1)技術性使用壽命:以橋梁的某些技術指標(如承載力)不合格時為終止使用期限;
(2)功能性使用壽命:以橋梁結構不再滿足功能實用要求(如通行能力不滿足現在交通量)時為終止期限;
(3)經濟性使用壽命:以橋梁結構養護維修不經濟(與拆換更新相比)時為終止期限。
目前人們所說的橋梁使用壽命基本上是指技術性使用壽命。
2 橋梁使用壽命小于設計使用年限原因分析
港珠澳大橋技術專家組會議提出了“建設百年大橋”的建設目標,既所有的設計、施工、設備和原材料都按照“建設百年大橋”的目標來要求,達不到要求的不能進場,可見橋梁使用壽命是衡量橋梁工程質量的重要標準之一?!鞍倌甏髽颉蹦繕藢π聲r期公路橋梁建設具有重要的指導和借鑒意義。
但是要實現“百年大橋”的建設目標,必須要保證橋梁的實際使用壽命,實際工程中大多數橋梁的使用年限小于設計使用年限,造成這一現象的原因是多方面的,主要有以下幾個方面:
2.1 設計規范的局限性
設計規范是在以往的經驗、技術、科技水平等基礎上建立起來的,一般工程類設計規范每十年左右(甚至更短的時間)修訂一次,對于設計使用年限為100年的橋梁,隨著橋梁使用時間的增加,橋梁越來越不能滿足時代的要求,特別是長壽命的老橋梁顯得標準較低。即設計規范是靜態的,不可能充分考慮到橋梁使用過程中的動態變化,從而導致橋梁實際壽命和設計使用年限的差異性,引起差異的原因主要表現為以下兩個方面:
(1)設計荷載標準偏低。在役老橋設計時按照早期的設計荷載,相對于現階段的交通量要求,設計標準普遍偏低。例如2006年陜西316國道冷水河大橋垮塌,引起社會各界廣泛關注。冷水河大橋是1983年開始施工,1985年建成通車,之所以選擇修建這種橋,主要是這種拱橋的投資少。大橋設計是按照當時的國家標準進行的,按現在的新標準看,大橋卻有“豆腐渣”的嫌疑,但當時符合標準,修建大橋并沒有偷工減料??梢?,隨著交通量以及荷載等級的增加,許多老橋梁設計標準偏低,已基本無法滿足現在的交通需求。
(2)通行能力不足。早期設計的橋梁橋上、橋下通行凈空尺寸太低,越來越不能滿足現代化通車、通航的要求,以致巨輪沖撞橋梁的事故時有發生。
2.2 輕視正常使用極限狀態設計
橋梁結構應該按照承載能力極限狀態和按正常使用極限狀態進行設計,前者指結構達到最大承載力或達到不適于繼續承載的變形時的極限狀態;后者指結構達到正常使用的某項規定限值。
荷載達到橋梁的極限承載力時橋梁會發生破壞,但是沒有達到承載能力極限狀態時,由于某些病害橋梁也不能正常使用甚至發生破壞。實際沒計中設計者主要考慮是荷載作用下橋梁的破壞,對橋梁的耐久性、適用性(正常使用情況)不夠重視,沒有意識到正常使用極限狀態驗算的重要性,使得橋梁的使用性、耐久性較差,從而導致橋梁的實際使用壽命小于設計使用壽命。
另一方面,承載力極限狀態的有承載力和無承載力之間的分界線是清晰的,而正常使用極限狀態的能正常使用與不能正常使用之間的分界線是模糊的,在很大程度上依靠工程經驗確定。所以科學合理的確定正常使用極限狀態也是有繼續研究的問題。
2.3 橋梁施工質量不達標
施工質量是影響橋梁使用壽命的重要因素之一。我國的橋梁建筑工程行業不斷發展成熟,但是部分建筑商為了追求高額利潤,施工中偷工減料、不按照設計規范、圖紙設計施工,嚴重影響了橋梁結構的質量和安全。如2012年6月,遼寧省撫順市月牙島西側跨河大橋施工時發生坍塌,事故直接原因是施工人員嚴重違反施工流程,過早拆除支架,導致該橋第三聯箱第10孔坍塌。
2.4 超負荷使用
隨著車輛的不斷增多,交通越來越繁忙,我國大部分橋梁幾乎都在超負荷運行,尤其是超載的大卡車明顯增多,而橋梁的設計交通量是按以往水平設定,對后期的發展考慮不足,使得實際通行量超過其設計承載能力。橋梁長期超負荷運營,其使用壽命不可能達到設計使用年限的要求。惠州市惠城區的西枝江橋新橋,是惠州市區交通最繁忙的橋梁之一。該橋修建于1991年8月,1992年10月竣工交付使用。2007年該橋直接綜合交通量為69273輛/晝夜,從建橋初期每晝夜2000多車次發展到現在的近70000車次,15年時間,該橋的交通量增加了36倍。長期超負荷運行,令西枝江橋不堪重負,結構出現開裂、變形現象,于2008年封閉通車進行改造。
2.5 橋梁運營期養護不當
橋梁運營期進行定期養護維修,可以提高橋梁的耐久性,延長橋梁的使用壽命。若橋梁投入運營后養護維修不恰當,橋梁的使用壽命將大大降低,甚至遠遠沒有達到設計使用年限就發生破壞。
3 延長橋梁使用壽命的對策
隨著科學技術的不斷發展,橋梁的建造材料、建造技術也不斷進步,要縮短橋梁使用壽命和設計使用年限的差距,必須從影響橋梁實際使用壽命的原因入手,可從以下幾個方面采取一定的對策。
(1)重視設計階段。橋梁設計階段應嚴格按照設計規范、設計標準進行設計,重視正常使用狀態設計,保證承載力滿足的同時,對橋梁的耐久性、適用性、安全性提出計算和構造設計的要求。在設計階段科學合理預測橋梁建成后的運營條件變化和交通量增長,綜合考慮各種因素,考慮一定的安全系數進行設計,使橋梁建成后在設計年限內能夠正常運營。對以往橋梁設計規范中不適合的地方要及時地修訂、更改,并且針對橋梁實際壽命低于設計年限的事實,綜合考慮技術、功能、經濟等因素研究合理的設計使用年限。
(2)施工階段。施工階段是橋梁工程的關鍵,在建設施工時把好質量關,按設計要求和建筑規范建造橋梁,是保證橋梁質量,延長使用壽命的重要措施之一。
大多數橋梁的施工材料以混凝土為主,所以混凝土的質量問題決定著橋梁的使用壽命。橋梁施工階段應該嚴格按照設計要求采購材料,進行嚴格的檢查,杜絕因材料問題導致橋梁質量問題的出現。
施工工藝會影響橋梁工程質量,進而影響橋梁的使用壽命。比如施工工藝的差異會帶來不同程度的沉降問題,尤其道橋過渡段的施工;施工工序也會影響橋梁的質量問題。所以施工單位應嚴格按照標準施工,保證橋梁工程的施工質量。
(3)養護運營階段??茖W合理的進行橋梁養護維修,可以保證橋梁運營期間的正常使用,是延長橋梁使用壽命的一種方法??茖W合理的養護計劃是建立在準確的評估橋梁技術狀況基礎上的,積極采用新檢測手段和設備,大力提高檢測技術水平,建立橋梁信息管理系統,在經濟上進行預算從而制定出可行性的修復和維護計劃,延長橋梁的使用壽命。
4 結語
理論上橋梁使用壽命應該等于設計使用年限,但是由于每座橋梁都處于一個復雜的動態環境中,橋梁結構的安全性、適用性和耐久性是各種因素、各個環節綜合作用的效果,兩者存在差異是不可避免的,但差異太大也是問題所在。本文分析了橋梁使用壽命低于設計使用年限的原因,并提出了一些延長橋梁使用壽命的措施。只有做好了設計、施工、維護這幾方面的工作, 橋梁的使用壽命才能確保達到設計標準。
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橋梁的設計要求范文6
關鍵詞:橋梁設計; 承載能力; 抗震能力
中圖分類號:S611文獻標識碼: A
一、前言
從橋梁的實際使用來看,地震對橋梁結構的穩定性會產生巨大的危害。橋梁作為一種特殊的建筑,在交通運輸中具有重要作用。橋梁結構的合理性不但關系到橋梁的使用壽命,同時也關系到橋梁在地震中能否保持較小形變,進而達到應對地震的目的?;谶@一認識,我們應從橋梁設計入手,重點提高橋梁設計質量,并在橋梁設計中,重點分析地震對橋梁產生的破壞及其成因,并制定具體措施,在橋梁設計中重點提高橋梁的抗震能力,滿足橋梁設計和使用需要,為延長橋梁使用壽命,提高橋梁的結構穩定性提供有力支持。
二、地震對橋梁產生的破壞及其成因
目前來看,地震是造成橋梁破壞的主要原因。結合地震爆發時橋梁的變化情況,地震對橋梁產生的破壞及其成因主要表現在以下幾個方面:
1、上部結構的震害。
橋梁的上部結構在地震中出現損害是比較常見的,震害主要有三種類型:分別是碰撞震害、移位震害和自身震害。
由于地震時晃動較大,橋梁的上部結構承受的載荷較大,如果載荷進一步增強,將會對上部結構造成危害。
2、支座的震害。
因為在傳統的橋梁設計中,支座部分沒有充分考慮到抗震的要求。在地震時,由于一些結構措施不當或是材料上的缺陷等因素,支座部分由于受力較大而發生變形或是移位,這樣與支座部分相連的機構也相應的發生移位,破壞了橋梁的結構,造成危險。
支座部分由于設計時考慮不足,在承載力上預留的較少,因此在劇烈晃動中對橋梁整體結構危害較大。
3、地基土產生地震液化造成的震害。
地基是橋梁的支撐部分,地基一旦被地震液化,失去支持作用,很有可能會造成落梁的情況出現。當遇到地基土質為液化土時,一旦發生地震,液化土就會對橋梁地基產生較大危害,這樣地基就會失效,地基上面的結構物會發生整體的傾斜或是下沉等嚴重變形,這樣的變形對橋梁來說是致命的,因為會直接導致橋梁的整個結構發生變化,發生嚴重的震害。為此,我們應有正確認識。
4、下部結構的震害。
由于下部結構較軟弱,地震力過大時,下部結構的自身慣性力無法抵抗,會導致橋梁下部結構發生破壞,進而引起整個橋梁的破壞。
橋梁下部結構在設計過程中如果載荷考慮的不夠,會在地震中造成嚴重損害。因此,提高下部結構載荷對橋梁設計而言具有重要意義。
三、橋梁設計中提高抗震能力的必要性
在橋梁設計中,之所以要提高橋梁的抗震能力,其意義和必要性主要表現在以下幾個方面:
1、橋梁設計中提高抗震能力,對延長橋梁的使用壽命是十分必要的。
橋梁作為一種特殊的建筑形式,施工難度大、總體建設成本較高,如果其使用壽命達不到要求,不但無法發揮其對交通運輸的支撐作用,還會給交通運輸帶來安全隱患。在地震等自然災害中,對橋梁的影響是非常大的。基于橋梁使用的現實要求,在橋梁設計中提高抗震能力,不但有助于在源頭上提高橋梁質量,也給延長橋梁的使用壽命提供了有力的支持。
2、橋梁設計中提高抗震能力,對滿足橋梁使用需要是十分必要的。
橋梁在使用過程中,遇到地震的幾率是比較大的。在橋梁設計之初,為了滿足橋梁的實際使用,需要在其抗震能力上有所側重和加強,使橋梁的抗震能力能夠滿足橋梁使用的基本需要,在小規模的地震面前,橋梁不至于發生垮塌事故。所以,橋梁設計中提高抗震能力,對滿足橋梁使用需要是十分必要的。因此,我們要認識到橋梁設計中提高抗震能力的必要性,做好抗震能力的設計工作。
3、橋梁設計中提高抗震能力,對提高橋梁的整體載荷和結構穩定性是十分必要的。
橋梁在施工建設過程中,其整體載荷和結構穩定性是決定橋梁質量的重要指標。為了保證橋梁的整體載荷和結構穩定性能夠滿足實際要求,我們就要在橋梁設計中,全面提高抗震能力,并將抗震能力作為橋梁施工建設過程中的重要衡量因素,確保橋梁的各項性能滿足實際需要。為此,在橋梁設計中,全面提高抗震能力,對滿足橋梁建設需要,提高橋梁結構的合理性和橋梁的整體性能,具有重要的促進作用。
四、橋梁設計中提高抗震能力的具體措施
鑒于抗震能力對橋梁的重要性,在橋梁設計中,我們應對抗震能力的提高有全面正確的認識,并從以下幾個方面入手,確保橋梁的抗震能力滿足實際要求:
1、隔震支座法
具體做法是采用減、隔震支座在梁體與墩、臺的連接處,應在設計中考慮應用新材料來實現結構柔性和阻尼的增加。
目前隔震支座法可以有效解決橋梁支座強度問題,能夠全面提高橋梁支座的承載力。因此,在橋梁設計中,我們應積極采用隔震支座法,并將其作為設計中的主要方法之一進行推廣,使橋梁的整體支座強度和載荷都能夠滿足實際需要,為提高橋梁設計質量提供有力支持。
2、上部結構抗震措施
考慮到上部結構對橋梁抗震能力的重要影響,在橋梁設計過程中,我們應保持上部結構的合理性。在上部結構設計中,在保證強度要求的同時,實現上部結構的輕量化,并且依據抗震設計規范設置抗震構造措施,使上部結構的抗震能力得到充分提高。
3、利用橋墩延性
在強震時,這些部位形成的穩定延性塑性鉸可以產生彈塑性變形,這樣變形將延長結構的周期同時耗散地震的能量。
在橋梁設計中,為了有效消除地震時橋梁的形變,并做到積極利用橋梁的彈性形變,減少彈性形變對橋梁結構的危害。為此,我們應在設計中對橋墩的延性有全面深入的分析,并做到正確分析橋墩的延性數據,實現對橋墩延性的利用,保證橋梁的整體結構能夠在載荷和彈性變形上滿足要求。
4、對地震液化土層進行處理
橋梁設計前要做地質勘察,確定地震影響基本參數與建筑場地類別。根據地質情況與抗震地段類別選擇相應的抗震設計方法,當持力層深度范圍內存在液化土層時,應對液化土層進行處理,以減少或消除地震液化土對橋梁抗震能力的影響。
5、采用隔震支座和阻尼器相結合的系統
隔震支座法可以提高橋梁的抗震性能,增加對地震力的阻尼也是提高橋梁性能的方法,將二者結合起來,抗震性能將會有很大改善。
橋梁在地震中的形變是瞬時的,只要控制好橋梁的瞬時形變,確保橋梁的瞬時形變不對主體結構造成損害,就能夠達到提高橋梁承載力和抗變形的能力。因此,在橋梁設計中,我們可以考慮設計隔震支座和阻尼器相結合的系統,確保橋梁的抗震能力得到全面提高,滿足橋梁設計的實際需要。
五、結論
通過本文的分析可知,在橋梁設計中,要想提高抗震能力,就要積極采用隔震支座法、利用橋墩延性和采用隔震支座和阻尼器相結合的系統、采取抗震構造措施與對地震液化土進行處理等措施,確保橋梁的抗震能力能夠得到持續提高,保證橋梁的使用壽命和承載力得到延長和提高。
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