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第1篇

1三維數(shù)字化設(shè)計(jì)發(fā)展與現(xiàn)狀

1．1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)發(fā)展從1963年美國(guó)MIT機(jī)械工程Coons，首次提出了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)（CAD）概念開始，軍工、航空航天以及精密制造業(yè)等領(lǐng)域就開始了CAD的研究與開發(fā)。到20世紀(jì)80年代，CAD技術(shù)開始走向成熟，并廣泛應(yīng)用于商業(yè)領(lǐng)域，開始出現(xiàn)在PC終端系統(tǒng)中。1989年，PTC公司推出Pro／Engineer產(chǎn)品，用參數(shù)化的特征設(shè)計(jì)為CAD三維設(shè)計(jì)建立了新的標(biāo)準(zhǔn)。此后，隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，三維CAD設(shè)計(jì)開始普遍應(yīng)用于航空航天、船舶、汽車及精密儀器制造業(yè)等領(lǐng)域［1－3］。

1．2三維設(shè)計(jì)應(yīng)用在國(guó)內(nèi)外的基礎(chǔ)建設(shè)領(lǐng)域，三維設(shè)計(jì)技術(shù)也正在蓬勃發(fā)展，其中在水利水電、公用與民用建筑等行業(yè)已經(jīng)取得較為廣泛的應(yīng)用，初步實(shí)現(xiàn)了二維設(shè)計(jì)向三維協(xié)同設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)換。如圖1所示。圖1水電廠房剖切視圖對(duì)于公路工程，特別是橋梁設(shè)計(jì)領(lǐng)域，CAD設(shè)計(jì)系統(tǒng)的發(fā)展相對(duì)較為緩慢，大多還處于二維階段，或者應(yīng)用其他主流的三維CAD平臺(tái)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維展示，中國(guó)交通部公路科學(xué)研究所研發(fā)的橋梁三維造型系統(tǒng)Bridge3D，嘗試了采用參數(shù)化技術(shù)進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)外觀造型設(shè)計(jì)。但是，相對(duì)于制造行業(yè)的參數(shù)化、變量化的三維CAD設(shè)計(jì)系統(tǒng)差距還很大［4－5］。

2基于BIM技術(shù)的工程設(shè)計(jì)概念

2．1BIM技術(shù)定義建筑信息模型（BuildingInformationModeling，簡(jiǎn)稱BIM）技術(shù)和理念由AutoDesk公司于2002年率先提出，它是通過數(shù)字化技術(shù)，在計(jì)算機(jī)中建立一座虛擬的建筑，一個(gè)建筑信息模型就是提供了一個(gè)單一、完整、邏輯的建筑信息模型［6－7］。BIM是貫穿在工程整個(gè)生命周期中，使設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、建造信息及維護(hù)信息等大量信息保存在BIM中，在建筑整個(gè)生命周期中得以重復(fù)、便捷地使用，如圖2所示。

2．2BIM技術(shù)在橋梁工程中的延展BIM的發(fā)展是始于建筑行業(yè)，但其內(nèi)涵及外延早已超出了模型的范疇，也延伸出了建筑行業(yè)，甚至覆蓋了整個(gè)工程建設(shè)行業(yè)。對(duì)于橋梁工程而言，可以參考美國(guó)國(guó)家BIM標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)橋梁信息模型（BIM）闡釋如下：（1）一個(gè)橋梁工程物理和功能特性的數(shù)字化表達(dá)。（2）一個(gè)共享有關(guān)橋梁建設(shè)項(xiàng)目所有信息的資源數(shù)據(jù)庫。（3）一個(gè)分享有關(guān)橋梁工程的信息，為該工程從概念開始的全生命周期的所有決策提供可靠依據(jù)的過程。（4）在項(xiàng)目不同階段、不同利益相關(guān)方，通過在BIM中寫入、提取、更新和修改信息，以支持和反映各自職責(zé)的協(xié)同作業(yè)，如圖3所示。圖3BIM技術(shù)支撐的工程范疇

3三維數(shù)字化設(shè)計(jì)與二維設(shè)計(jì)對(duì)比

對(duì)于橋梁設(shè)計(jì)而言，采用BIM的理念與傳統(tǒng)CAD相比，改變的是整個(gè)設(shè)計(jì)流程與設(shè)計(jì)方法。（1）從線條繪圖轉(zhuǎn)向構(gòu)件布置。（2）從單純幾何表現(xiàn)轉(zhuǎn)向全信息模型集成。（3）從各工種單獨(dú)完成項(xiàng)目轉(zhuǎn)向各工種協(xié)同完成項(xiàng)目。（4）從離散的分步設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向基于同一模型的全過程整體設(shè)計(jì)。（5）從單一設(shè)計(jì)交付轉(zhuǎn)向工程全生命周期支持。對(duì)于橋梁設(shè)計(jì)行業(yè)，采用BIM技術(shù)不僅僅意味著效率與質(zhì)量的提升，更重要的是設(shè)計(jì)方掌握了工程項(xiàng)目最核心的信息模型資源，不僅向業(yè)主方提供工程設(shè)計(jì)服務(wù)，而是向全壽命周期內(nèi)各個(gè)工程參與方提供高附加值的服務(wù)與咨詢，使工程項(xiàng)目的潛在價(jià)值向設(shè)計(jì)階段前移［6］。

4基于BIM技術(shù)的橋梁三維設(shè)計(jì)技術(shù)

4．1信息需求的系統(tǒng)分析了解橋梁工程對(duì)三維設(shè)計(jì)技術(shù)的需求是建立三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，雖然其他行業(yè)的三維設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)較為成熟，也有了成功的工程案例，但是橋梁工程建設(shè)對(duì)三維工程信息的要求有自身的特點(diǎn)，并不能將其他行業(yè)的工程需求照搬過來。因此，需要重新根據(jù)橋梁設(shè)計(jì)、施工與管理的特點(diǎn)分析其對(duì)工程信息的實(shí)際需求。只有得到各個(gè)工程參與方對(duì)三維信息的需求，才能使三維信息模型發(fā)揮其在工程建設(shè)中的核心數(shù)據(jù)平臺(tái)的作用。

4．2信息模型的參數(shù)化建立方法三維設(shè)計(jì)技術(shù)的核心是信息化的三維模型，通過前期分析得到各方的信息需求后，如何建立賦含上述信息的三維模型就成為關(guān)鍵。抽象化、變量化、參數(shù)化的設(shè)計(jì)技術(shù)是一種高效、直接和便于修改的信息化模型建立方法，該方法的核心思想是把工程項(xiàng)目中具有特征變化的圖元要素的特征值抽象為某個(gè)函數(shù)的變量，通過修改變量值，或者改變函數(shù)實(shí)現(xiàn)算法，就能夠獲得賦含各種信息的模型。主要工作在于尋找各類要素的特征變量及其與整個(gè)模型的邏輯函數(shù)關(guān)系［8－10］，橋梁三維模型如圖4所示。

4．3CAD－CAE信息共享技術(shù)橋梁設(shè)計(jì)的重要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)計(jì)算分析在設(shè)計(jì)中占有極其重要的位置，計(jì)算分析結(jié)果決定了主要構(gòu)件尺寸與構(gòu)造形式，橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算工作量在整個(gè)設(shè)計(jì)流程中占據(jù)較大的比例，對(duì)于復(fù)雜橋梁甚至是控制性的節(jié)點(diǎn)工作。因此，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)平臺(tái)與計(jì)算平臺(tái)的信息共享乃至無縫結(jié)合，對(duì)提高設(shè)計(jì)效率有著積極的作用。

4．4數(shù)字化工程的交付方式與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化虛擬工程移交是三維設(shè)計(jì)發(fā)展的必然結(jié)果，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的二維圖紙載體已經(jīng)被全信息模型所取代。基于BIM技術(shù)的橋梁工程設(shè)計(jì)產(chǎn)品是一個(gè)包含了各階段、各參與方所需信息的核心數(shù)據(jù)模型，這就需要針對(duì)不同信息接收方制定不同的產(chǎn)品交付方式與標(biāo)準(zhǔn)，交付方式與標(biāo)準(zhǔn)的確立，標(biāo)志著三維設(shè)計(jì)階段轉(zhuǎn)向了三維信息化的施工與運(yùn)營(yíng)管理階段。

4．5一體化協(xié)同設(shè)計(jì)與管理技術(shù)從單點(diǎn)、離散式的分布設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向基于同一模型的一體化協(xié)同設(shè)計(jì)是BIM技術(shù)的重要標(biāo)志，對(duì)于項(xiàng)目管理的效率與質(zhì)量有著質(zhì)的提升。同時(shí)，協(xié)同設(shè)計(jì)不僅僅指設(shè)計(jì)方內(nèi)部的流程與設(shè)計(jì)過程管理，還包括設(shè)計(jì)產(chǎn)品交付、進(jìn)入施工與運(yùn)營(yíng)階段后的協(xié)同信息交流與管理，甚至可以延展到工程全壽命周期內(nèi)的各個(gè)參與方的協(xié)同工作。只有掌握了一體化協(xié)同設(shè)計(jì)與管理技術(shù)，才能發(fā)揮三維數(shù)字化設(shè)計(jì)對(duì)工程全壽命周期的技術(shù)支撐作用［7］。

5三維數(shù)字化設(shè)計(jì)發(fā)展存在的問題

（1）全行業(yè)對(duì)三維數(shù)字化設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)有待統(tǒng)一。目前整個(gè)交通建設(shè)行業(yè)的三維設(shè)計(jì)剛剛起步，政府主管部門、工程業(yè)主單位、設(shè)計(jì)單位與施工單位等各方對(duì)三維設(shè)計(jì)的理解與需求是不同的，而以上各方都應(yīng)該是三維設(shè)計(jì)的參與方，也是受益方。因此，在交通行業(yè)發(fā)展三維數(shù)字化設(shè)計(jì)需要全行業(yè)對(duì)其有一個(gè)統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。（2）從設(shè)計(jì)單位看，意味著設(shè)計(jì)習(xí)慣、工程流程與管理體系的再造。二維設(shè)計(jì)向三維設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)變，必然是一個(gè)緩慢的過程，大干、快上不符合技術(shù)發(fā)展規(guī)律。在三維設(shè)計(jì)起步階段，由于設(shè)計(jì)人員的技術(shù)不熟練，設(shè)計(jì)系統(tǒng)不夠完善，管理體系還不健全，可能會(huì)導(dǎo)致工作效率降低。因此，需要在工作中尋找發(fā)展與穩(wěn)定生產(chǎn)的平衡點(diǎn)，這是一個(gè)不斷摸索、發(fā)展與調(diào)整的實(shí)踐工作。（3）從整個(gè)交通建設(shè)流程看，各個(gè)環(huán)節(jié)的發(fā)展節(jié)奏不一致。目前交通行業(yè)三維數(shù)字化的工作與重點(diǎn)集中在設(shè)計(jì)階段，大部分的實(shí)踐工作由設(shè)計(jì)院承擔(dān)。但是，設(shè)計(jì)階段只是工程建設(shè)的中間環(huán)節(jié)之一，其設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的獲得要依靠前期的規(guī)劃與勘測(cè)方，后期產(chǎn)品要交付于審查與施工方，如果各個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)展脫節(jié)，就難以發(fā)揮三維數(shù)字化的優(yōu)勢(shì)。所以，三維數(shù)字化技術(shù)的變革比當(dāng)年“甩圖板”工程涉及的范圍更廣，難度也更大。

6結(jié)束語

第2篇

在其他許多國(guó)家的抗震規(guī)范中，也或多或少地采用了這一設(shè)計(jì)原則，即便如此，各國(guó)規(guī)范在具體的設(shè)計(jì)程序上絕大多數(shù)仍堅(jiān)持以安全設(shè)計(jì)地震為準(zhǔn)的單一水平設(shè)計(jì)手法，并認(rèn)為第一設(shè)計(jì)水準(zhǔn)的要求自動(dòng)滿足［3］。近年來，專家已建議對(duì)兩個(gè)設(shè)防水準(zhǔn)的地震力都要進(jìn)行設(shè)計(jì)，這在一定程度上更加保證了橋梁結(jié)構(gòu)的抗震安全性，也是未來橋梁抗震設(shè)計(jì)的一個(gè)發(fā)展方向。理念的提出基于性能的抗震設(shè)計(jì)思想是一個(gè)比較抽象的概念，它沒有明確的力的大小的物理意義，也沒有單純的材料強(qiáng)度或結(jié)構(gòu)位移的具體量化結(jié)果。因此，基于性能的抗震設(shè)計(jì)思想不能比較明確的用一個(gè)參數(shù)來衡量結(jié)構(gòu)的抗震性能，它是對(duì)以往的結(jié)構(gòu)的響應(yīng)的一個(gè)綜合考量，結(jié)構(gòu)的性能往往與結(jié)構(gòu)的受力大小、強(qiáng)度或位移，耗能能力以及結(jié)構(gòu)的功能有關(guān)，更為直接地反映的是為滿足人們的正常使用要求或結(jié)構(gòu)功能性或安全性的性能綜合考量。因此，對(duì)于不同的需求和功能要求，同樣一座橋梁的抗震評(píng)估結(jié)果將有所不同［1］。基于性能的抗震設(shè)計(jì)可以簡(jiǎn)要的概括為，用總少的投入，建總可靠的橋梁。正如著名的地震工程學(xué)家胡聿賢先生所講，工程抗震不僅與工程技術(shù)有關(guān)，而且與社會(huì)經(jīng)濟(jì)密切相關(guān)。基于性能的抗震設(shè)計(jì)思想是橋梁抗震設(shè)計(jì)思想發(fā)展的一種必然趨勢(shì)，對(duì)于人類進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展都將起到積極的作用。基于性能的抗震設(shè)計(jì)思想是一個(gè)全新的思想體系，目前已經(jīng)取得了一些研究成果，但到廣泛的應(yīng)用還有一定的距離，甚至目前都沒有形成完全統(tǒng)一的概念。但這并不妨礙基于性能的設(shè)計(jì)思想的進(jìn)一步完善。

設(shè)計(jì)方法的體現(xiàn)

傳統(tǒng)的橋梁抗震設(shè)計(jì)思想即對(duì)某一性能目標(biāo)進(jìn)行比較，如對(duì)結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)力、地震位移、結(jié)構(gòu)耗能等單一性能參數(shù)進(jìn)行考慮。從嚴(yán)格意義來講，這并不能反映結(jié)構(gòu)的真實(shí)安全性能。而基于性能的抗震設(shè)計(jì)，其目標(biāo)即為業(yè)主的期望目標(biāo)或結(jié)構(gòu)性能，包括地震動(dòng)性能目標(biāo)和結(jié)構(gòu)抗震性能目標(biāo)。基于性能的抗震性能目標(biāo)，是一個(gè)對(duì)傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的性能的一個(gè)綜合考慮，因此，各單一結(jié)構(gòu)性能之間的相互關(guān)系顯得十分重要而又相互制約，如連續(xù)梁橋梁結(jié)構(gòu)的梁端位移與墩底彎矩即為相互制約的關(guān)系，基于性能的設(shè)計(jì)思想即要從這兩者之間找到一個(gè)平衡點(diǎn)，以達(dá)到各單一性能的充分而平衡的發(fā)揮。同時(shí)，基于性能的抗震設(shè)計(jì)思想也要對(duì)結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)提出要求。人們總是希望結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)為目的，基于性能的抗震設(shè)計(jì)思想即在對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)遭受地震破壞所造成的損失、維修成本、社會(huì)影響等進(jìn)行綜合評(píng)估，這也是基于性能的抗震設(shè)計(jì)思想所必須考慮的一個(gè)關(guān)鍵所在。基于性能的橋梁抗震設(shè)計(jì)是一個(gè)涉及多門學(xué)科的綜合型研究領(lǐng)域，需要對(duì)多個(gè)領(lǐng)域，如地震學(xué)、橋梁工程、經(jīng)濟(jì)等都要有一定程度的認(rèn)知才能進(jìn)行基于性能的抗震設(shè)計(jì)，這也對(duì)橋梁抗震設(shè)計(jì)工程師提出了更高的要求。

第3篇

關(guān)鍵詞：橋梁鋼結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)

引言

中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)橋梁的發(fā)展，近年來取得了驕人的成績(jī)，南京三橋、蘇通大橋、昂船洲大橋的建造，表明在大跨徑橋梁上鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)越來越明顯。橋梁是為滿通功能的建筑物，現(xiàn)代橋梁鋼結(jié)構(gòu)由結(jié)構(gòu)鋼加上單元經(jīng)焊(栓)連接組成為復(fù)雜的受力系統(tǒng)，有明確的承載安全和服役耐久性要求。

一、鋼結(jié)構(gòu)橋梁整體設(shè)計(jì)理念概述

鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是質(zhì)量輕，強(qiáng)度高，并且具備其抗壓以及抗拉等相關(guān)優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)而言，其外觀更為直觀，強(qiáng)度等級(jí)更高。在我國(guó)，鋼結(jié)構(gòu)橋梁應(yīng)用十分廣泛。因?yàn)樽鳛殇摻Y(jié)構(gòu)的施工而言，其施工周期短。鋼結(jié)構(gòu)橋梁主要應(yīng)用在：①城市立交橋段，尤其是交通要道處，如果采用混凝土橋，必然增加施工周期，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)交通不能較好地維護(hù)。②大跨徑海、江、河橋梁（長(zhǎng)江大橋、杭州灣大橋等），因?yàn)榇罂鐝降囊笙拢荒芸紤]鋼結(jié)構(gòu)，因?yàn)槿绻捎没炷两Y(jié)構(gòu)，根本滿足不了大跨徑要求。

1.1鋼結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)目標(biāo)我國(guó)橋梁鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限為100年，與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(BS5400，EUROCODE)基本一致。完整性設(shè)計(jì)的目標(biāo)是確保結(jié)構(gòu)在使用年限內(nèi)的可靠與安全。橋梁鋼結(jié)構(gòu)的完整性設(shè)計(jì)由荷載、材料性能、結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)構(gòu)造、制造工藝、安裝方法、使用環(huán)境及維護(hù)方式等多種因素所確定。設(shè)計(jì)除對(duì)結(jié)構(gòu)、構(gòu)件連接及構(gòu)造細(xì)節(jié)按常規(guī)考慮強(qiáng)度、剛度要求外，尚需對(duì)損傷與損傷容限、斷裂與抗斷裂作出評(píng)定。

1.2鋼結(jié)構(gòu)損傷及損傷容限鋼結(jié)構(gòu)從材料加工過程到服役期不可避免的會(huì)在內(nèi)部和表面形成和發(fā)生微小缺陷，在一定外部因素(荷載、溫度、腐蝕等)作用下，這些缺陷不斷擴(kuò)展與合并形成宏觀裂紋，導(dǎo)致材料和結(jié)構(gòu)力學(xué)性能劣化。對(duì)橋梁鋼結(jié)構(gòu)而言，完整性和損傷是相對(duì)應(yīng)的，損傷程度將會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的完整性帶來影響，損傷極限則是結(jié)構(gòu)的失效。而損傷容限是指鋼結(jié)構(gòu)在規(guī)定的使用周期內(nèi)抵抗由缺陷、裂紋或其他損傷而導(dǎo)致破壞的能力。損傷容限概念的使用是承認(rèn)鋼結(jié)構(gòu)在使用前存在有初始缺陷，但可通過結(jié)構(gòu)完整性設(shè)計(jì)方法評(píng)判帶缺陷或損傷的鋼結(jié)構(gòu)在服役期限內(nèi)的安全性。

國(guó)內(nèi)橋梁鋼結(jié)構(gòu)因損傷導(dǎo)致局部破壞的實(shí)例近幾年時(shí)有發(fā)生，結(jié)構(gòu)損傷構(gòu)成了對(duì)橋梁安全與耐久最大的威脅。在引起設(shè)計(jì)者對(duì)焊接結(jié)構(gòu)損傷、損傷擴(kuò)展以及結(jié)構(gòu)系統(tǒng)失效過程關(guān)注的同時(shí)，也引發(fā)了人們對(duì)如何保證橋梁鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)整體完整性的思考。

二、橋梁鋼結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)策略

2.1橫向抗傾覆穩(wěn)定設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)的橋梁普遍比較輕而且強(qiáng)度非常高，然而，在小半徑以及多車道設(shè)計(jì)時(shí)，其橫向抗傾覆是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)內(nèi)容。早前的橋梁施工中，由于設(shè)計(jì)原因，導(dǎo)致在施工過程中或者橋梁使用過程中發(fā)生橋體傾覆。因?yàn)檫B續(xù)鋼梁的半徑比較小，所以相對(duì)而言，其跨度顯得較大，如果再加上橋面寬于鋼梁，這一必定顯得活載不是最優(yōu)，弄不好橫梁外側(cè)支座受力增大，而內(nèi)側(cè)支座出現(xiàn)不受力，這樣橫梁受力極其不均勻，發(fā)生梁體的傾覆。在設(shè)計(jì)過程中，通過合理的計(jì)算，來設(shè)計(jì)橫梁的偏心受力情況，這樣即可滿足橋梁的荷載要求，也能似的橋體均勻受力。在橫梁處采取灌砂措施，并在滿足規(guī)范的條件下，增加多車道時(shí)的橋梁整體穩(wěn)定度。

2.2焊接結(jié)構(gòu)完整性設(shè)計(jì)要點(diǎn)橋焊接結(jié)構(gòu)的完整性設(shè)計(jì)是保障橋梁整體穩(wěn)定性的重要因素，其焊接的接頭形式因受力的不同而各有差異，其接頭部位的應(yīng)力作用導(dǎo)致了母材結(jié)構(gòu)以及受力性能的不同，同時(shí)，在焊接過程中不能100%消除應(yīng)力，焊接應(yīng)力通常導(dǎo)致焊接接頭的變形，造成焊接接頭形成大量缺陷，不能滿足橋梁整體性設(shè)計(jì)要求。所以在橋梁整體設(shè)計(jì)中，必須考慮焊接接頭的設(shè)計(jì)，在滿足相干規(guī)范的前提下，必須做到：①因地制宜地選擇形式，并通過焊接性檢測(cè)要求來獲取靜力和疲勞等級(jí)，來決定焊縫相關(guān)形式。②在焊接設(shè)計(jì)中，必須詳細(xì)設(shè)計(jì)其關(guān)鍵細(xì)節(jié)，達(dá)到焊接中受力均勻，盡可能降低應(yīng)力。③在設(shè)計(jì)中必須考慮焊接檢測(cè)相關(guān)要求，必須以無損檢測(cè)等相關(guān)控制指標(biāo)來檢測(cè)焊縫質(zhì)量。2.3加勁肋設(shè)置加勁肋是在支座或有集中荷載處，為保證構(gòu)件局部穩(wěn)定并傳遞集中力所設(shè)置的條狀加強(qiáng)件。加勁肋的設(shè)計(jì)，通常很多人都認(rèn)為這方面是可有可無的，實(shí)際上必須通過設(shè)計(jì)計(jì)算才能決定是否加勁肋。加勁肋與否，是有腹板的h0/δ的值來決定。如果確定需要加勁肋，則優(yōu)先考慮豎向加勁肋，并且其設(shè)置距離由腹板厚度以及相關(guān)剪應(yīng)力來決定。當(dāng)豎向加勁肋仍然不能滿足要求時(shí)，可設(shè)置水平加勁肋，水平加勁肋是豎向加勁肋的補(bǔ)充形式。加勁肋的設(shè)置是因?yàn)樵袠?gòu)件截面的不足而用來增強(qiáng)抵抗彎矩和剪力的，因?yàn)樵O(shè)置加勁肋可以縮小原構(gòu)件截面大小，從而有效的降低用鋼量，壓縮成本，所以在工程中，一般設(shè)置在原有構(gòu)件上起到增強(qiáng)抵抗彎矩和剪力的作用。

2.4鋼箱梁橫梁設(shè)計(jì)當(dāng)橋梁主道設(shè)計(jì)過寬時(shí)，必須優(yōu)化車道鋼結(jié)構(gòu)寬箱梁，在設(shè)計(jì)中，重點(diǎn)滿足其豎向計(jì)算要求，對(duì)于橫梁的跨徑，需要從支座間雙懸臂簡(jiǎn)支梁的計(jì)算中得知，在支座處可采取豎向加勁肋相關(guān)措施，當(dāng)豎向加勁肋不能滿足要求時(shí)，考慮橫向加勁肋，其計(jì)算措施與縱向計(jì)算措施相仿。

2.5施工人孔的設(shè)置橋梁的整體設(shè)計(jì)中，其不可忽視的一環(huán)是人孔的設(shè)置，通常情況下，人孔是為了方便施工，在橋梁箱梁頂板和腹板上開設(shè)。頂板施工人孔的具置可設(shè)置在1.5跨徑處，而腹板的施工人孔的具置必須設(shè)置在應(yīng)力相對(duì)薄弱的地方，比如簡(jiǎn)支梁，其腹板施工人孔可設(shè)置在跨中，而連續(xù)梁，必須精確計(jì)算剪力，選取剪力最小處。有時(shí)候人孔的設(shè)計(jì)不止一個(gè)，不能將所有人孔分布在相同斷面，采取錯(cuò)開設(shè)置。當(dāng)應(yīng)力較大的地方必須加設(shè)施工人孔，必須采取加強(qiáng)措施。

2.6結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算是以邊孔采用單懸臂，中孔采用簡(jiǎn)支掛梁作為結(jié)構(gòu)的計(jì)算模式。將橋梁縱向劃分為多個(gè)單元，并對(duì)每個(gè)單元截面進(jìn)行編號(hào)，然后進(jìn)行項(xiàng)目原始數(shù)據(jù)輸入。輸入的數(shù)據(jù)信息有：項(xiàng)目總體信息、單元特征信息、預(yù)應(yīng)力鋼束信息、施工階段和使用階段信息。按全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件對(duì)全橋結(jié)構(gòu)安全性進(jìn)行驗(yàn)算，計(jì)算的內(nèi)容包括預(yù)應(yīng)力、收縮徐變及活載計(jì)算。橋臺(tái)處滑動(dòng)設(shè)支座，橋墩處設(shè)固定支座，碇梁與掛梁間存在主從約束，掛梁一端設(shè)置固定支座，另一端設(shè)滑動(dòng)支座。牛腿計(jì)算是對(duì)預(yù)先設(shè)計(jì)好的牛腿尺寸和配筋分4個(gè)步驟進(jìn)行驗(yàn)算：①牛腿的截面內(nèi)力。求出截面內(nèi)力后對(duì)各種危險(xiǎn)截面進(jìn)行強(qiáng)度校核；②豎截面驗(yàn)算。按偏心受壓桿件驗(yàn)算抗彎和抗剪強(qiáng)度或按受彎桿件驗(yàn)算強(qiáng)度；③最弱斜截面驗(yàn)算。求得最弱斜截面位置后，按偏心受拉構(gòu)件驗(yàn)算此斜截面的強(qiáng)度；④45°斜截面的抗拉驗(yàn)算。:

三、結(jié)語

我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)的加快，帶動(dòng)了橋梁技術(shù)的長(zhǎng)足發(fā)展，在當(dāng)前形勢(shì)下，橋梁鋼結(jié)構(gòu)的整體應(yīng)用也十分廣泛，主要是在設(shè)計(jì)過程中的優(yōu)化，才能確保橋梁鋼結(jié)構(gòu)的整體性、穩(wěn)定性。必須從整體性角度出發(fā)，全面分析橋梁受力情況，加強(qiáng)焊接形式的優(yōu)化設(shè)計(jì)，才能保障橋梁鋼結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國(guó)鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(TB10002.2-2005).北京.中國(guó)鐵道出版社.2005.

第4篇

1隔震設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介

1．1隔震設(shè)計(jì)的概念和原理

橋梁隔震設(shè)計(jì)就是利用隔震器，使橋梁獲得一定的水平支承，使得橋梁在水平方向上的固有周期變長(zhǎng)，并且利用阻尼器增強(qiáng)隔震體系的阻尼效應(yīng)，最終降低地震損害的一類橋梁工程的減震設(shè)計(jì)，旨在保護(hù)橋梁工程所有結(jié)構(gòu)的整體效果。且隔震設(shè)計(jì)屬于橋梁工程抗震設(shè)計(jì)中比較新穎的減震方式，把隔震設(shè)計(jì)使用于橋梁設(shè)計(jì)中能夠有效降低地震造成的損害，然而并不能完全阻止地震災(zāi)害。過去，通過提升橋梁工程的強(qiáng)度抗以及變形能力來提升橋梁的抗震能力，和以往不一樣，隔震設(shè)計(jì)的特點(diǎn)就是加裝了一個(gè)隔震裝置，達(dá)到降低橋梁結(jié)構(gòu)與水平地面關(guān)聯(lián)性的目的，當(dāng)有地震發(fā)生時(shí)，橋梁結(jié)構(gòu)的反應(yīng)加速度明顯比地面的加速度高，所以橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)件很難被破壞。另外，還在橋梁設(shè)計(jì)中使用了阻尼設(shè)計(jì)，這樣能夠消耗地震產(chǎn)生的能量，最終作用在橋梁構(gòu)件上的力減小了。

1．2隔震設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

在設(shè)計(jì)橋梁抗震的過程中，要求在符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的條件下，通過隔震裝置，使橋梁結(jié)構(gòu)周期得到延長(zhǎng)，且消耗地震產(chǎn)生的能量，使橋梁結(jié)構(gòu)的響應(yīng)減小。隔震設(shè)計(jì)通常具有以下特點(diǎn):有足夠的豎向剛度以及強(qiáng)度來支撐橋梁上部結(jié)構(gòu)的所有重量;提高地震時(shí)橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性;引入隔震設(shè)計(jì)，能夠分散減小后的地震力于橋梁下部結(jié)構(gòu)支座間的大小分布，旨在保護(hù)橋梁的基礎(chǔ)和橋墩。出現(xiàn)強(qiáng)烈地震時(shí)，能在一點(diǎn)程度上延長(zhǎng)橋梁結(jié)構(gòu)的自振周期，降低地震輸入能量的能力;比較于以往的非隔震橋梁，有強(qiáng)地震發(fā)生后，更加容易對(duì)隔震裝置進(jìn)行更換，同時(shí)減少維修的費(fèi)用及時(shí)間。以往在橋梁抗震加固工作上會(huì)花更多的時(shí)間和費(fèi)用。在橋梁的結(jié)構(gòu)橫向地震反應(yīng)中引入隔震技術(shù)，能夠調(diào)節(jié)其橫向剛度，所以能夠改善結(jié)構(gòu)的平衡作用，有效減少地震力。進(jìn)行水準(zhǔn)地震的設(shè)計(jì)時(shí)，橋梁上部結(jié)構(gòu)的隔震能夠消除或者解決橋梁下部結(jié)構(gòu)彈性超過的問題，在不容易修復(fù)的位置，比如一些埋置的橋墩以及橋墩的基礎(chǔ)，可減少這些不明顯部位的非彈性變形問題的發(fā)生。在結(jié)構(gòu)橫向地震反應(yīng)中引入隔震技術(shù)，能夠調(diào)整一定的橫向剛度，所以能夠改善結(jié)構(gòu)的平衡，有效較少地震力。引入隔震體系后，在一樣造價(jià)條件下能夠得到比以往抗震設(shè)計(jì)更好的抗震性能，比如降低墩柱延性需求，保護(hù)墩柱等。在功能得到正常使用情況下，使用的隔震支座因?yàn)闇囟取⑿熳兊茸冃萎a(chǎn)生的抗力非常小，這或許能夠?qū)崿F(xiàn)伸縮縫的減小。

2橋梁設(shè)計(jì)中隔震設(shè)計(jì)的運(yùn)用

2．1運(yùn)用隔震設(shè)計(jì)的條件

根據(jù)橋梁基礎(chǔ)周邊地基及結(jié)構(gòu)等條件而言很多橋梁都可以引入隔震設(shè)計(jì)。然而部分橋梁并不可以，所以要分析詳細(xì)的地基和結(jié)構(gòu)條件，判斷是否可以在此橋梁中引入隔震措施。可以引入隔震設(shè)計(jì)的橋梁需要滿足的條件是:橋梁周邊的地基基礎(chǔ)良好，這樣發(fā)生地震時(shí)才會(huì)穩(wěn)定;橋梁下部結(jié)構(gòu)剛性好且橋的固有周期不長(zhǎng)的條件。這2個(gè)條件確保實(shí)行隔震技術(shù)后，橋梁體系可以達(dá)到長(zhǎng)周期化的目的，最終實(shí)現(xiàn)地震力的降低。如果橋梁下部結(jié)構(gòu)剛度比較強(qiáng)，通過橋梁系統(tǒng)的固有周期，其固有周期可以長(zhǎng)達(dá)不采用隔震裝置的2倍，如果橋梁的上、下部結(jié)構(gòu)的固有周期區(qū)別很大，那么上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)之間就沒有大的藕聯(lián)振動(dòng)效應(yīng)產(chǎn)生，通常橋面運(yùn)動(dòng)才可有效反映隔震裝置的減震能力。以下條件下的橋梁不適合引入隔震設(shè)計(jì):橋梁的下部結(jié)構(gòu)剛性不強(qiáng)，且固有周期長(zhǎng)的橋梁;置于較柔的場(chǎng)地，周期長(zhǎng)會(huì)出現(xiàn)共振現(xiàn)象;橋梁基礎(chǔ)的地荃不牢固，發(fā)生地震容易搖晃的橋梁。

2．2橋梁設(shè)計(jì)中的隔震設(shè)計(jì)

(1)隔震裝置的設(shè)計(jì)。橋梁隔震設(shè)計(jì)的第一步是隔震裝置的設(shè)計(jì)，要想達(dá)到預(yù)期的隔震效果，隔震裝置的設(shè)計(jì)就要有一定的剛度和能量吸收能力。進(jìn)行橋梁隔震設(shè)計(jì)過程中，可以利用隔震裝置降低橋梁結(jié)構(gòu)的慣性力。所以需要設(shè)計(jì)出隔震效果良好的阻尼器和隔震器。通常情況下通過彈性反應(yīng)譜法設(shè)計(jì)的隔震要不斷更新和優(yōu)化。在隔震設(shè)計(jì)過程中，要嚴(yán)格控制其隔震裝置的力學(xué)性能。(2)細(xì)部構(gòu)造的設(shè)計(jì)。在進(jìn)行隔震設(shè)計(jì)時(shí)橋梁附屬結(jié)構(gòu)的功能非常大，橋梁附屬結(jié)構(gòu)通常包括限位裝置、防落梁裝置、伸縮縫。大量的地震調(diào)查和動(dòng)態(tài)時(shí)程研究表明:這些結(jié)構(gòu)屬于支撐橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和振動(dòng)隔離效果的主體。然而大部分設(shè)計(jì)人員不重視甚至忽視橋梁的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)，所以，進(jìn)行細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要求設(shè)計(jì)人員注意加強(qiáng)設(shè)計(jì)，盡力提高橋梁的抗震能力。

2．3隔震設(shè)計(jì)的合理運(yùn)用

在不同水準(zhǔn)地震條件下，一方面要明確結(jié)構(gòu)構(gòu)件在抗震中起到的作用和結(jié)構(gòu)的預(yù)期性能。另一方面，在不同的水準(zhǔn)地震作用的情況下，結(jié)合結(jié)構(gòu)的預(yù)期性能設(shè)計(jì)人員才能知道該如何去做。想要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，就要充分利用設(shè)計(jì)人員的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，充分掌握在地震作用下的結(jié)構(gòu)性能，最后完成科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，詳細(xì)的構(gòu)造細(xì)節(jié)和合理的構(gòu)造舉措，并不是通過復(fù)雜的分析計(jì)算而得出的。所以，進(jìn)行隔震技術(shù)設(shè)計(jì)時(shí)，要充分掌握整個(gè)橋梁系統(tǒng)的抗震傳力路徑，通過有效的細(xì)節(jié)構(gòu)造措施的實(shí)行，保證在地震作用下的情況下隔震裝置可以正常發(fā)揮關(guān)鍵作用。

2．4隔震設(shè)計(jì)的運(yùn)用

中出現(xiàn)的問題目前我國(guó)的隔震設(shè)計(jì)規(guī)范還不夠全面，同時(shí)經(jīng)驗(yàn)積累不足，特別是在橋梁的構(gòu)造細(xì)節(jié)和措施上，構(gòu)造細(xì)節(jié)和措施的不科學(xué)，會(huì)影響減隔震裝置的正常發(fā)揮。大跨橋梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)用是長(zhǎng)期發(fā)展的結(jié)果，但粘滯阻尼器在世界橋梁中的使用時(shí)間很短，同時(shí)投入使用的過程中部分廠家粘滯阻尼器經(jīng)常有漏油等事故發(fā)生。迄今為止，我國(guó)還沒有更加完善的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)規(guī)范及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。這點(diǎn)使得隔震設(shè)計(jì)造我國(guó)的廣泛使用，再者，部分不符合要求的產(chǎn)品被引入橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，存在一定的安全隱患，如果有地震發(fā)生，就會(huì)對(duì)橋梁產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。所以在使用粘滯阻尼器的過程中，要嚴(yán)格控制產(chǎn)品的質(zhì)量檢測(cè)，保證產(chǎn)品參數(shù)符合設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn);再者，要著重檢測(cè)產(chǎn)品的耐久性能、疲勞性能等特性，而且要及時(shí)檢測(cè)和保養(yǎng)橋梁的阻尼器，如果有問題出現(xiàn)要馬上作維修或者更換工作。所以，要求相關(guān)部門盡快制定科學(xué)合理的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。要想保證在地震作用下隔震支座能夠有效發(fā)揮作用，且可以對(duì)隔震支座作一定的變形，就要保證足夠的位移空間。所以要隨時(shí)關(guān)注防落梁措施、伸縮縫間隙的設(shè)置等構(gòu)造措施的設(shè)置。

3結(jié)束語

第5篇

就目前的發(fā)展來看，我國(guó)的橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的傾向如下：比較注重強(qiáng)度而忽視耐久性；重視強(qiáng)度極限而忽視使用極限；重視結(jié)構(gòu)的建設(shè)而忽視結(jié)構(gòu)的維護(hù)，這樣的設(shè)計(jì)傾向直接導(dǎo)致了橋梁工程事故的不斷發(fā)生，不利于和諧社會(huì)的發(fā)展。我國(guó)的橋梁設(shè)計(jì)理論和結(jié)構(gòu)構(gòu)造體系還有諸多需要完善的地方，在橋梁設(shè)計(jì)過程中，尤其在橋梁施工和使用期安全性上改進(jìn)的空間還是比較大的。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中首先要選擇科學(xué)合理、經(jīng)濟(jì)的方案，其次是結(jié)構(gòu)分析與構(gòu)件和連接的設(shè)計(jì)，還要運(yùn)用規(guī)范的安全系數(shù)或可靠性指標(biāo)給結(jié)構(gòu)的安全性以最大的保障。

2我國(guó)現(xiàn)代橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)

2.1對(duì)于結(jié)構(gòu)的耐久性問題要重視

在我國(guó)的橋梁建設(shè)過程中，很多時(shí)候都缺少建設(shè)前期所需要準(zhǔn)備、視察及考證等工作，這是一大問題。周圍的環(huán)境會(huì)在很大程度上影響到橋梁的建設(shè)和使用，不僅包括由于車輛超載而出現(xiàn)的疲勞情況，還包括橋梁結(jié)構(gòu)本身的老化和損傷。我國(guó)從上世紀(jì)九十年代有些研究者就針對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性進(jìn)行了研究，但多集中在橋梁的材料及統(tǒng)計(jì)等方面，而對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)的研究卻是忽視的，還缺少以設(shè)計(jì)及施工人員為出發(fā)點(diǎn)改善橋梁的耐久性。設(shè)計(jì)人員所關(guān)注結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法比較多，而容易忽視總體構(gòu)造的設(shè)計(jì)和一些細(xì)節(jié)處的把握。結(jié)構(gòu)耐久性的設(shè)計(jì)應(yīng)該有別于其他普通的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，就現(xiàn)階段而言，我國(guó)橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性研究應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)槎糠治龆皇莻鹘y(tǒng)的定性分析。諸多研究實(shí)踐表明一座橋梁是否能夠安全使用，結(jié)構(gòu)的耐久性發(fā)揮了很大的作用，經(jīng)濟(jì)性也包含在其中。

2.2充分重視橋梁的超載問題

超載會(huì)造成橋梁疲勞應(yīng)力幅度加大、損傷加劇，嚴(yán)重的情況下還可能引發(fā)結(jié)構(gòu)破壞事故。橋梁的超載不僅會(huì)引發(fā)疲勞問題，還可能造成橋梁內(nèi)部損傷難以及時(shí)恢復(fù)，進(jìn)而使得橋梁在正常荷載下的工作狀態(tài)產(chǎn)生一定的變化，將威脅到橋梁的安全性和耐久性。所以設(shè)計(jì)人員應(yīng)加強(qiáng)分析超載所帶來的嚴(yán)重后果，最大限度的加強(qiáng)橋梁的穩(wěn)定性。

2.3重視對(duì)疲勞損傷的研究

動(dòng)荷載是橋梁結(jié)構(gòu)所承受的車輛荷載和風(fēng)荷載的主要方面，其會(huì)在結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生循環(huán)變化的應(yīng)力，除了會(huì)引起結(jié)構(gòu)的振動(dòng)外，結(jié)構(gòu)的累積疲勞損傷也是不可忽視的方面。在橋梁建設(shè)中所使用的材料實(shí)際上均勻性和連續(xù)性都不是很理想，諸多微小的缺陷夾雜其中，在循環(huán)荷載作用下，它們會(huì)不斷發(fā)展、合并進(jìn)而形成損傷，最終形成宏觀裂紋。一旦宏觀裂紋沒有得到很好地控制，就會(huì)產(chǎn)生材料、結(jié)構(gòu)的脆性斷裂。疲勞損傷在初始階段被察覺的可能性比較小，所產(chǎn)生的嚴(yán)重后果卻是毀滅性的。所以應(yīng)該加強(qiáng)疲勞損傷的研究工作。

2.4積極借鑒國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)和成果

我國(guó)橋梁設(shè)計(jì)中存在結(jié)構(gòu)使用性能差、耐久性和安全性差等諸多問題，這和現(xiàn)階段我國(guó)的施工質(zhì)量和管理水平不高是分不開的，但問題已然存在，并且在短時(shí)間無法得到有效解決，設(shè)計(jì)人員對(duì)此問題要有一個(gè)清醒的認(rèn)識(shí)，在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)上述問題充分考慮到，運(yùn)用恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)方法、恰當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)使橋梁的使用性能達(dá)到要求的標(biāo)準(zhǔn)，這才是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。尤其是橋梁的耐久性和安全性問題與結(jié)構(gòu)體系、使用材料選擇不合理、結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)處理不當(dāng)有著千絲萬縷的聯(lián)系。針對(duì)我國(guó)設(shè)計(jì)中存在的問題應(yīng)積極借鑒國(guó)外的有益經(jīng)驗(yàn)，PBD就是其中之一。PBD即為性能設(shè)計(jì)，涵蓋了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的眾多方面，如變形、裂縫、振動(dòng)、耐久性等。PBD研究不僅保證了橋梁結(jié)構(gòu)在使用中的安全性，還具有很多優(yōu)良的使用性能，這其中包括壽命和耐久性、耐疲勞性、美觀等。對(duì)此，我國(guó)應(yīng)該積極借鑒其優(yōu)良方面的性能，并結(jié)合我國(guó)橋梁設(shè)計(jì)的實(shí)際和使用過程中的具體情況來最終尋找適合我國(guó)的設(shè)計(jì)。

3對(duì)我國(guó)現(xiàn)代橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的建議

總而言之，我們?cè)趯?duì)橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性、疲勞損傷以及橋梁超載問題進(jìn)行必要研究的同時(shí)，還可以把研究面放得更寬一些，諸如結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的可靠度、模糊隨機(jī)可靠度等，這樣做的目的都是為了加強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的使用性、安全性及耐久性。下面就選擇幾個(gè)方面就行分析，希望為研究人士提供參考。

3.1結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的可靠度分析

結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可靠度分析其實(shí)不是一項(xiàng)容易的研究課題，具有一定的復(fù)雜性，近年來不少研究者對(duì)其從不同方面進(jìn)行了研究，并且取得了一定的研究成果。例如利用系統(tǒng)系數(shù)，主要針對(duì)結(jié)構(gòu)各種破壞水平所對(duì)應(yīng)的極限狀態(tài)不同，計(jì)算系統(tǒng)可靠度并進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法；利用蒙特卡洛法應(yīng)用重要抽樣技術(shù)最終將結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的可靠度計(jì)算出來。另外還有研究者對(duì)系統(tǒng)可靠度界限進(jìn)行深入的研究。總而言之，在進(jìn)行系統(tǒng)可靠度的研究上難度系數(shù)比較大，內(nèi)容也包羅萬象。在研究上還是有一定的上升空間的。

3.2在役結(jié)構(gòu)的可靠性評(píng)估與維修決策問題

對(duì)在役建筑結(jié)構(gòu)的可靠性評(píng)估與維修決策正成為建筑結(jié)構(gòu)學(xué)的邊緣學(xué)科，它既包括結(jié)構(gòu)力學(xué)、斷裂力學(xué)、建筑材料科學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)等比較基礎(chǔ)的理論，還離不開施工技術(shù)、檢驗(yàn)手段、建筑物的維修使用狀況等方面的內(nèi)容。值得注意的一個(gè)方面是對(duì)于在役結(jié)構(gòu)的可靠性評(píng)估的研究，經(jīng)典的結(jié)構(gòu)可靠性理論也可在此過程中得到更為廣泛、更有深度的進(jìn)步和發(fā)展。

3.3模糊隨機(jī)可靠度的研究

模糊隨機(jī)可靠度理論研究作為工程結(jié)構(gòu)廣義可靠度理論研究的重要內(nèi)容，在不斷健全的模糊數(shù)學(xué)理論與方法的推動(dòng)下，會(huì)得到不斷的完善和發(fā)展。

4結(jié)束語

第6篇

海沽道規(guī)劃為城市主干路，規(guī)劃道路紅線寬50m。本次工程范圍為外環(huán)南路～東文南路，總長(zhǎng)度約10．3km。沿線需跨越現(xiàn)狀河道4處，新建4座橋梁跨越，分別為外環(huán)河中橋、洪泥河中橋、幸福河中橋、衛(wèi)津河中橋。由于規(guī)劃地鐵1號(hào)線線位與海沽道主線重合，受地鐵盾構(gòu)影響的有洪泥河中橋、幸福河中橋、衛(wèi)津河中橋3座橋梁。因此橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮與軌道交通1號(hào)線之間的相對(duì)關(guān)系，滿足地鐵盾構(gòu)施工過程中要求的最小安全距離；同時(shí)對(duì)橋梁樁基采取有效的防護(hù)措施，在施工過程中進(jìn)行必要的施工監(jiān)測(cè)，以保障本工程的安全實(shí)施和使用。本文以洪泥河中橋?yàn)槔榻B海沽道工程受地鐵盾構(gòu)影響下橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及防護(hù)措施。

2水文地質(zhì)情況

洪泥河全長(zhǎng)25．8km，設(shè)計(jì)流量50m3／s，為區(qū)管二級(jí)河道，六級(jí)航道，性質(zhì)為排水，規(guī)劃上河口寬度為50m、下河口寬度為25m。現(xiàn)狀洪泥河上河口寬度為45m、下河口寬度為25m、兩側(cè)放坡各10m；堤岸為土質(zhì)邊坡，邊坡系數(shù)為1∶2．5。河底高程為－2．7m，堤頂標(biāo)高為3．2～3．6m，洪泥河常水位為1．4m，洪水位為2．5m。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料和勘察，本工程所在場(chǎng)地為第四系全新統(tǒng)（Q4）海相、陸相及海陸交互沉積地層。從上而下地層呈層狀分布，按成因分為8層，按力學(xué)性質(zhì)可進(jìn)一步分成15個(gè)亞層。該區(qū)域主要由雜填土、素填土、粘土、淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)粘土、粉土組成，各層土水平方向上總體分布穩(wěn)定，從上而下土質(zhì)漸好。本工程特殊性巖土主要為人工填土及淤泥質(zhì)土，填土土質(zhì)松散，淤泥質(zhì)土土質(zhì)軟對(duì)橋梁樁基施工有一定影響。

3地鐵與海沽道線位相對(duì)位置關(guān)系及安全要求

3．1位置關(guān)系

海沽道道路紅線寬50m，線位與洪泥河河道斜交，角度為17°。1號(hào)線地鐵線位分為左右雙線，在洪泥河處線位間距為14．8m，每條線位地鐵盾構(gòu)區(qū)間寬為6．2m，地鐵盾構(gòu)區(qū)間凈距為8．6m，地鐵盾構(gòu)頂埋深標(biāo)高為－9～－15m之間。洪泥河中橋處地鐵與海沽道平面位置關(guān)系詳見圖1。

3．2地鐵盾構(gòu)安全距離要求

地鐵1號(hào)線盾構(gòu)隧道與跨河橋梁樁基相距較近，二者之間安全間距要求以及附近土層是否需要加固與施工工序有很大關(guān)系。為了盡量減小本工程擬建橋梁與地鐵1號(hào)線之間的相互影響確保工程實(shí)施的可行性，經(jīng)與地鐵1號(hào)線設(shè)計(jì)單位多次溝通，由地鐵1號(hào)線設(shè)計(jì)單位對(duì)地鐵盾構(gòu)施工與橋梁樁基施工之間的安全距離提出具體要求。

（1）樁基先于盾構(gòu)隧道施工（方案Ⅰ）：①在此工況下，橋梁樁基礎(chǔ)外邊緣距離盾構(gòu)結(jié)構(gòu)外邊緣的距離不得小于1．5m，隧道穿越時(shí)，周邊土體不需要加固；但樁基設(shè)計(jì)應(yīng)考慮樁側(cè)摩阻局部損失。②為了保證橋梁樁基達(dá)到其設(shè)計(jì)強(qiáng)度，橋梁承臺(tái)及樁基施工完成至盾構(gòu)側(cè)穿樁基的時(shí)間間隔應(yīng)至少保證1個(gè)月。

（2）盾構(gòu)隧道先于樁基施工（方案Ⅱ）。當(dāng)盾構(gòu)區(qū)間先行推進(jìn)，樁基后施工，此種工況對(duì)區(qū)間隧道影響較大，橋梁樁基外邊緣至盾構(gòu)結(jié)構(gòu)外邊緣的最小距離不得小于4m，且周邊土體需要加固。方案Ⅰ對(duì)本工程樁基影響最小；方案Ⅱ?qū)Ρ竟こ虡痘绊懛浅４螅捎诎踩嚯x要求大，周邊土體需要加固，直接導(dǎo)致橋梁工程樁基不能實(shí)施。由于地鐵規(guī)劃1號(hào)線線位與海沽道線位已定，不能調(diào)整。最終經(jīng)各方面溝通協(xié)調(diào)確定橋梁工程按先于地鐵盾構(gòu)施工進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工，即滿足方案Ⅰ中的要求即可。

4橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

4．1橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的確定

洪泥河中橋橋梁中心樁號(hào)為K2＋946．274，位于直線上，斜交角度為17°，采用分離式雙幅橋，左幅橋?qū)挒?5．5m，右幅橋?qū)挒?3．5m，跨徑為3×25m，梁高1．40m，結(jié)構(gòu)形式采用預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支變連續(xù)小箱梁結(jié)構(gòu)。橋梁下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)為了盡量減少對(duì)河道的影響，減少阻水效果，通常采用排架墩。由于地鐵盾構(gòu)的影響，與樁位有沖突，此橋不能采用排架墩，需特殊設(shè)計(jì)。經(jīng)設(shè)計(jì)計(jì)算，采用較大跨徑蓋梁，蓋梁下設(shè)雙柱墩，墩底設(shè)承臺(tái)及樁基，樁基之間預(yù)留地鐵盾構(gòu)空間，可以確保與地鐵盾構(gòu)之間安全距離大于1．5m的要求，以此保證后期地鐵施工的安全性。地鐵盾構(gòu)間距內(nèi)樁基1．5m，地鐵盾構(gòu)外側(cè)樁基1．2m，立柱采用1．8m的圓柱墩，以減少河流阻力。由于橋位與河道斜交角度較大為17°，立柱間距較大為19．425m／cos17°＝20．313m，導(dǎo)致蓋梁截面較大，蓋梁梁高2．5m，順橋向?qū)挾葹?．0m，普通的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能滿足計(jì)算要求，需要采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

4．2橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特殊性及處理方法

由于地鐵盾構(gòu)的影響，通過下部結(jié)構(gòu)特殊設(shè)計(jì)，可滿足樁基邊緣距盾構(gòu)邊緣距離大于1．5m安全距離的要求；但地鐵盾構(gòu)施工過程中對(duì)周圍土體產(chǎn)生擾動(dòng)，引起土體水平位移和豎向位移以及樁基受力及變形發(fā)生變化，仍有可能對(duì)橋梁樁基造成影響，因此設(shè)計(jì)及施工中采取以下措施：

（1）設(shè)計(jì)中不考慮盾構(gòu)施工影響區(qū)域內(nèi)土的樁側(cè)正摩阻力，對(duì)樁長(zhǎng)進(jìn)行加長(zhǎng)設(shè)計(jì)。

（2）設(shè)計(jì)中在位于地鐵上下行之間的橋梁樁基盾構(gòu)施工影響區(qū)域以上采用鋼護(hù)筒進(jìn)行防護(hù)，該鋼護(hù)筒不拔出，作為永久性結(jié)構(gòu)使用。

（3）根據(jù)地質(zhì)報(bào)告本場(chǎng)地埋深約10．00m以上主要為欠固結(jié)軟土，軟土在自重及其它外荷載作用下將產(chǎn)生固結(jié)沉降，對(duì)樁側(cè)產(chǎn)生負(fù)摩阻力。設(shè)計(jì)中在驗(yàn)算樁基承載力時(shí)，要充分考慮樁側(cè)負(fù)摩阻力的影響。

（4）場(chǎng)地分布人工填土及淤泥質(zhì)軟土，填土土質(zhì)松散，淤泥質(zhì)土土質(zhì)軟，鉆孔灌注樁樁身穿越填土及淤泥質(zhì)軟土?xí)r，須注意孔壁坍塌及縮頸現(xiàn)象，可采取埋設(shè)護(hù)筒、合理調(diào)配泥漿比重等措施。

（5）鉆孔灌注樁樁身穿越厚層粉土、粉砂時(shí)，因鉆進(jìn)速度慢，鉆孔施工時(shí)間長(zhǎng)，易產(chǎn)生塌孔、樁身夾泥等不良現(xiàn)象，施工時(shí)應(yīng)采取調(diào)節(jié)泥漿比重、成孔后加強(qiáng)清孔等措施防止塌孔、樁身夾泥等不良現(xiàn)象發(fā)生，確保成樁質(zhì)量。

（6）在施工過程中，尚應(yīng)進(jìn)行必要的施工監(jiān)測(cè)。檢查施工引起的地表沉降是否超過允許范圍，決定是否需要采取保護(hù)措施，并為確定經(jīng)濟(jì)、合理的保護(hù)措施提供依據(jù)，對(duì)橋梁的沉降及傾斜變形應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)。一旦發(fā)現(xiàn)實(shí)測(cè)位移超過警戒值應(yīng)立即對(duì)樁周土體進(jìn)行注漿加固。

（7）盾構(gòu)施工至少應(yīng)在樁基施工完成一個(gè)月后進(jìn)行，樁基施工結(jié)束后，應(yīng)對(duì)樁身完整性進(jìn)行檢測(cè)，在盾構(gòu)頂進(jìn)結(jié)束后，應(yīng)重新對(duì)地鐵上下行之間的樁基完整性進(jìn)行檢測(cè)，在檢測(cè)結(jié)果滿足規(guī)范要求后，方可施工承臺(tái)。

5盾構(gòu)施工注意事項(xiàng)

（1）合理安排盾構(gòu)推進(jìn)順序。盾構(gòu)施工至少應(yīng)在樁基施工完成一個(gè)月后進(jìn)行，先掘進(jìn)左線，后掘進(jìn)右線，為了減少對(duì)土的擾動(dòng)，左右線盾構(gòu)始發(fā)時(shí)間間隔為一個(gè)月。

（2）橋區(qū)段穿越前做好準(zhǔn)備工作。在盾構(gòu)到達(dá)橋區(qū)段30m界限前，檢查刀具磨損量，有磨損立即更換滾刀；確保管片防水和拼裝質(zhì)量；選用質(zhì)量?jī)?yōu)良的盾尾油脂。

（3）合理安排施工工序，安排專人負(fù)責(zé)掘進(jìn)出土與管片拼裝等主要工序，盡量縮短測(cè)量、管片、渣土車等待時(shí)間，提高運(yùn)輸效率，維持作業(yè)面連續(xù)施工，加快管片拼裝作業(yè)，減少對(duì)周邊土體的影響。

（4）控制施工進(jìn)度，嚴(yán)格控制盾構(gòu)糾偏量，穩(wěn)步前進(jìn)。增加刀盤轉(zhuǎn)速，降低盾構(gòu)推進(jìn)速度，控制油缸推進(jìn)力，減小盾構(gòu)推進(jìn)過程中對(duì)周邊土體的剪切擠壓作用，及時(shí)有效的糾正推進(jìn)偏差。

（5）同步注漿。嚴(yán)格控制同步注漿量和漿液質(zhì)量，通過同步注漿及時(shí)填充建筑空隙，減少施工過程中的土體變形，同步注漿量增加到建筑空隙的200％～250％左右。

（6）二次注漿。為減少同步注漿液早期強(qiáng)度低、隧道受側(cè)向分力影響大、效果不佳等問題，在管片出盾尾5環(huán)后，需要進(jìn)行二次注漿。漿液為瞬凝性好、具有較高的早期強(qiáng)度的雙液漿。注漿量根據(jù)變形監(jiān)測(cè)情況確定。

（7）根據(jù)施工進(jìn)程和監(jiān)測(cè)結(jié)果，及時(shí)調(diào)整同步注漿和二次注漿的配合比。

6結(jié)束語

第7篇

1.1混凝土問題

混凝土是我國(guó)目前公路橋梁建筑中普遍采用的基本材料，在施工中，混凝土一方面對(duì)橋梁的橋體起到穩(wěn)固作用，提高橋體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性；另一方面也為橋梁橋體起到防水的作用，防止橋體受雨水的腐蝕。若在施工中，使用的混凝土和易性不佳，就會(huì)降低其防水性能的正常效果，致使混凝土表層內(nèi)形成氣泡，氣泡水分蒸發(fā)導(dǎo)致混凝土表層形成蜂窩小孔，長(zhǎng)久以后，混凝土表面產(chǎn)生裂縫，造成橋梁橋體嚴(yán)重的質(zhì)量問題。

1.2防水措施的技術(shù)問題

我國(guó)在公路橋梁建筑施工中采取的防水措施，主要是沿用傳統(tǒng)的工藝和學(xué)習(xí)國(guó)外的技術(shù)，一方面受我國(guó)公路橋梁建筑施工發(fā)展時(shí)間較短的影響，另一方面則是因?yàn)樵谑┕こ跗跊]有重視防水措施的實(shí)際使用。防水措施的技術(shù)水平較低，是造成橋梁橋體受雨水腐蝕進(jìn)而大大縮減了橋梁實(shí)際使用年限的又一因素。

2公路橋梁設(shè)計(jì)的原則及要求

2.1公路橋梁的設(shè)計(jì)原則

公路橋梁的設(shè)計(jì)原則，根據(jù)橋梁的上下分布主要分為兩個(gè)部分：2.1.1公路橋梁上部的設(shè)計(jì)原則公路橋梁上部的設(shè)計(jì)原則，主要在于重視橋梁上部分的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，如主梁、搭板、伸縮縫等，在主梁的設(shè)計(jì)上：對(duì)于跨徑在10m內(nèi)的主梁，設(shè)計(jì)原則一般采用通用的混凝土鋼筋結(jié)構(gòu)，若單孔跨徑超過10m，則應(yīng)當(dāng)選用含預(yù)應(yīng)力技術(shù)的混凝土結(jié)構(gòu)；若橋梁長(zhǎng)度小于100m或單孔跨徑小于20m，即宜選用空心板結(jié)構(gòu)；若施工的橋梁跨河，難以利用支架進(jìn)行澆筑工作，則應(yīng)當(dāng)選用連續(xù)的空心板結(jié)構(gòu)。另外，考慮到實(shí)際橋梁橋面的平曲線以及通車運(yùn)營(yíng)時(shí)的平穩(wěn)性，就應(yīng)當(dāng)在施工中適當(dāng)減少伸縮縫數(shù)量，如單孔跨徑16m以內(nèi)的橋梁，在設(shè)計(jì)中僅需1道伸縮縫即可，注意在另一端利用連續(xù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工，確保橋面的平曲線；若單孔跨徑大于16m，應(yīng)當(dāng)將伸縮縫施工在橋墩，利用連續(xù)對(duì)橋兩端進(jìn)行施工，這不僅是考慮通車運(yùn)營(yíng)時(shí)的平穩(wěn)性，更是減少安全事故的發(fā)生幾率。2.1.2公路橋梁下部的設(shè)計(jì)原則橋臺(tái)和橋墩等結(jié)構(gòu)構(gòu)造是進(jìn)行橋梁下部設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)注意的，在橋臺(tái)的設(shè)計(jì)上：填土高度對(duì)于保障橋臺(tái)的質(zhì)量具有重要作用，一般而言，在軟土土層的路段，填土高度應(yīng)當(dāng)保持在6m內(nèi)，在一般土層的路段，填土高度適宜保持在10m內(nèi)；同時(shí)，橋臺(tái)的受力方式一般都會(huì)采用重力式，這主要考慮到施工方便和成本控制，對(duì)于8m以上臺(tái)身的墻面，一般而言宜用斜坡，斜率為10：1，需要注意的是對(duì)于水平方向存在高度差的地面，則應(yīng)當(dāng)選用階梯式的前墻設(shè)計(jì)方式。在橋墩的設(shè)計(jì)上：若橋梁設(shè)計(jì)為一般結(jié)構(gòu)，宜使用框架式橋墩，即直接在橋墩上蓋梁；若在水平方向存在高度差的地面，選用樁柱式橋墩更符合設(shè)計(jì)原則；若橋梁不同跨徑的橋孔的斜交角在30°以內(nèi)，則橋墩設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)采用雙柱式；若橋梁不同跨徑的橋孔的斜交角在30°以外，則橋墩設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)采用三柱式。

2.2公路橋梁設(shè)計(jì)的要求

2.2.1設(shè)計(jì)和環(huán)境的結(jié)合橋梁的設(shè)計(jì)需要根據(jù)實(shí)際的地理環(huán)境，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)和環(huán)境的結(jié)合，這是公路橋梁設(shè)計(jì)的第一個(gè)要求。一般而言，公路橋梁的設(shè)計(jì)，是為了保障建成后的質(zhì)量，這是進(jìn)行施工的首要目標(biāo)；同時(shí)，考慮到橋梁建成后的經(jīng)濟(jì)成本以及美觀價(jià)值，則需要確保設(shè)計(jì)中要將實(shí)際環(huán)境作為參考依據(jù)。2.2.2達(dá)荷載標(biāo)準(zhǔn)達(dá)荷載標(biāo)準(zhǔn)，這是公路橋梁設(shè)計(jì)的第二個(gè)要求，公路橋梁的建設(shè)，是為了實(shí)現(xiàn)交通便利和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，達(dá)到通車荷載標(biāo)準(zhǔn)，這是公路橋梁實(shí)現(xiàn)其使用價(jià)值的必須要求。

3公路橋梁的防水措施

對(duì)建成的公路橋梁采取相應(yīng)的防水措施，這對(duì)于避免橋梁主梁、橋面等出現(xiàn)裂縫、坍塌等情況的質(zhì)量問題具有重要作用，同時(shí)也是對(duì)延長(zhǎng)橋梁實(shí)際使用年限的有效措施。主要的防水措施有以下兩個(gè)方面：

3.1建立防水體系

防水體系的建立和實(shí)施步驟主要分為四個(gè)部分：①橋面的清潔工作，對(duì)整體橋面的外觀進(jìn)行簡(jiǎn)單的清理，如油污、浮漿等污漬，保持橋梁橋面的干凈；②基層處理劑的涂刷工作，使用配套的處理劑進(jìn)行均勻涂刷工作，需要引起注意的是，在實(shí)施熱熔操作的基層處理劑作業(yè)時(shí)，要確保橋面是在干燥狀態(tài)，若橋面處于潮濕狀態(tài)則可能發(fā)生安全事故；③防水層的鋪貼工作，先使用噴燈等設(shè)備對(duì)橋面和防水卷層進(jìn)行均勻加熱操作，再彈出下坡面的基準(zhǔn)線，待橋面干燥和卷材外層出現(xiàn)融化情況后及時(shí)進(jìn)行鋪貼工作；④接縫處的密封工作，完成鋪貼工作后，需要注意接縫處的密封情況，使用噴燈對(duì)接縫處進(jìn)行加熱處理，做好密封處理。

3.2具體防水措施

嚴(yán)格設(shè)計(jì)和控制混凝土的配合比和澆筑的施工質(zhì)量，確保鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生氣泡，從而影響內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，條件允許情況下利用機(jī)械設(shè)備對(duì)混凝土表層進(jìn)行清理工作；嚴(yán)格控制伸縮縫的施工，首先確保施工操作的規(guī)范性，其次使用防水性能較好的材質(zhì)，最后確保鋼梁的受力安全情況，保證其位移的均勻性。

4總結(jié)

第8篇

車輛荷載計(jì)算含有多個(gè)參數(shù)，例如車重的測(cè)算、軸重、車間距等因素。因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性會(huì)影響橋梁結(jié)構(gòu)的使用期限。但是，將這些數(shù)據(jù)直接引入橋梁設(shè)計(jì)的可靠度分析會(huì)加大設(shè)計(jì)人員的工作量。所以，本文通過對(duì)各種橋梁結(jié)構(gòu)不同跨徑的計(jì)算得出詳細(xì)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，并分析這些數(shù)據(jù)，以獲得具有一定控制作用的各種荷載效應(yīng)。計(jì)算這些數(shù)據(jù)時(shí)，采用的是正常運(yùn)行狀態(tài)和密集運(yùn)行狀態(tài)兩種方式，并且采用了規(guī)定中的標(biāo)準(zhǔn)荷載效應(yīng)值的比值K和橋型結(jié)構(gòu)中不同跨徑的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)類比、分析的方式，正常運(yùn)行時(shí)對(duì)應(yīng)的是汽車20級(jí)狀態(tài)下的荷載，密集運(yùn)行時(shí)對(duì)應(yīng)的是大于汽車20級(jí)狀態(tài)下的荷載。

1.1車輛荷載的效應(yīng)計(jì)算和統(tǒng)計(jì)分析在對(duì)比、分析各種數(shù)據(jù)和方案后發(fā)現(xiàn)，實(shí)際測(cè)量正常運(yùn)行的車隊(duì)更符合車輛荷載的實(shí)測(cè)計(jì)算。在選擇橋型結(jié)構(gòu)時(shí)，以效應(yīng)比值進(jìn)行分析、統(tǒng)計(jì)，相對(duì)來說要求就沒有那么嚴(yán)格，所以說，主要是計(jì)算橋型結(jié)構(gòu)中的簡(jiǎn)支梁和多跨連續(xù)梁。計(jì)算簡(jiǎn)支梁和多跨連續(xù)梁的目的是為了控制截面的彎矩和剪力效應(yīng)，具體的分析步驟如下：①按照國(guó)家制定的標(biāo)準(zhǔn)，在不同的橋型結(jié)構(gòu)、跨徑、效應(yīng)等計(jì)算的效應(yīng)容本中，抽取一定比例的樣本。②以一年的運(yùn)行狀況為周期，一百年的周期為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，由公式求得：FM（x）=［F（x）］T=［F（x）］100.取FM（x）的某一分位值除以現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)車輛荷載效應(yīng)的計(jì)算值，就可以得到設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)荷載效應(yīng)比值的無量綱參數(shù)Ks，這里取FM（x）的0.05和0.95分位值，即取［F（x）］100=0.5和［F（x）］100=0.95計(jì)算。2004年，國(guó)家在頒布的新規(guī)范中廢除了四級(jí)汽車車隊(duì)荷載，新規(guī)范中規(guī)定了公路Ⅱ級(jí)和公路Ⅰ級(jí)（即分別相當(dāng)于1989規(guī)范中的汽-20級(jí)和汽-超20級(jí)）。為了使車輛的荷載效應(yīng)計(jì)算更為簡(jiǎn)便，在精簡(jiǎn)車輛荷載等級(jí)的原則上，刪除了車隊(duì)荷載布載，并對(duì)車輛荷載和車道荷載采用了局部效應(yīng)計(jì)算和整體效應(yīng)的計(jì)算方式。

1.2新規(guī)范對(duì)重載交通車輛荷載的改進(jìn)分析

1.2.11989規(guī)范和2004規(guī)范的荷載計(jì)算對(duì)比在我國(guó)2004年頒布的新規(guī)范中，確定了橋梁沖擊系數(shù)是采用結(jié)構(gòu)基頻的方式?jīng)Q定的，從根本上改變和制約了1989規(guī)范中“橋梁沖擊系數(shù)中是通過計(jì)算跨徑來決定的”的要求。針對(duì)1989規(guī)范中只考慮原材料和跨度的因素，在2004規(guī)范中加入了橋型、連接方式和截面等結(jié)構(gòu)基頻等因素作為參數(shù)，從質(zhì)量、阻尼、剛度等方面來決定橋梁本質(zhì)。也就是說，為了更加科學(xué)地設(shè)計(jì)橋梁，只要抓住結(jié)構(gòu)基頻的本質(zhì)，保持基頻是固定的，無論橋梁的跨度、原材料和橋型等因素有多大的區(qū)別，橋梁本身的動(dòng)力本質(zhì)都沒有大變化。

1.2.2修訂了對(duì)橋?qū)挼囊鬄榱耸褂?jì)算更加科學(xué)化、明確化，我國(guó)在2004年的新規(guī)范中加入了針對(duì)不同等級(jí)的道路、橋梁設(shè)計(jì)的車速測(cè)算，并且在設(shè)計(jì)橋梁寬度時(shí)，依據(jù)車速對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)。這樣就對(duì)我國(guó)在1989年的規(guī)范中“橋?qū)捴饕且勒丈綆X、平原、丘陵等不同地形的確定和地形本身具有的可改造性來確定橋?qū)挕钡囊?guī)定有了更進(jìn)一步的說明，使其更加明確。

1.2.3修訂車輛荷載的劃分隨著時(shí)代的發(fā)展，為了使道路、橋梁更能適應(yīng)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的變化，在我國(guó)頒布的新規(guī)范中，在精簡(jiǎn)了四級(jí)汽車車隊(duì)荷載的基礎(chǔ)上，用公路Ⅱ級(jí)和公路Ⅰ級(jí)（即分別相當(dāng)于1989規(guī)范中的汽-20級(jí)和汽-超20級(jí)）來取代和明確車輛荷載的計(jì)算方式。為了能夠更加簡(jiǎn)單和科學(xué)地計(jì)算車輛的荷載效應(yīng)，改進(jìn)了車隊(duì)的荷載布載。其中，車輛荷載是指局部效應(yīng)計(jì)算，車道荷載是指整體效應(yīng)計(jì)算。

2結(jié)束語

第9篇

1.1程序的數(shù)據(jù)接口問題

（1）程序應(yīng)最大限度的調(diào)用前期設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，減少人工輸入，程序需通過制作數(shù)據(jù)接口，從前期設(shè)計(jì)軟件中有選擇性的調(diào)入全橋總信息及每個(gè)墩臺(tái)的墩臺(tái)號(hào)、墩臺(tái)里程、基礎(chǔ)類型、初始樁長(zhǎng)、基頂基底標(biāo)高、基礎(chǔ)尺寸、樁基布置等信息，減少設(shè)計(jì)者重復(fù)輸入，同時(shí)降低操作錯(cuò)誤率。（2）樁基展開布置時(shí)要求對(duì)每根樁的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，現(xiàn)有的每個(gè)橋墩樁基數(shù)據(jù)中樁基數(shù)據(jù)需通過一定轉(zhuǎn)換，以圖形形式清晰明了的展現(xiàn)出來，同時(shí)還能夠提供一定格式的數(shù)據(jù)供其他程序進(jìn)行計(jì)算等。（3）設(shè)計(jì)者對(duì)全橋每個(gè)橋墩基礎(chǔ)數(shù)據(jù)修改編輯后，程序需將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來，以備進(jìn)行下一步操作和下次查詢。但由于全橋信息量較大，需研究有效的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)形式，以便設(shè)計(jì)者能快速調(diào)用和修改。

1.2數(shù)據(jù)在不同的坐標(biāo)系進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

（1）在程序默認(rèn)樁坐標(biāo)、地質(zhì)提供的樁坐標(biāo)以及橋梁樁基計(jì)算程序樁坐標(biāo)3者之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，提供給設(shè)計(jì)者便捷的修改方式，滿足各種不同的坐標(biāo)系統(tǒng)之間進(jìn)行靈活的的轉(zhuǎn)換。（2）地質(zhì)展開剖面圖的不確定性決定了基礎(chǔ)展開形式的多樣性，樁與樁之間的相互位置關(guān)系變化多樣，程序應(yīng)能適用各種不同的情況，快速計(jì)算各樁位之間的相互位置關(guān)系。

1.3程序的繪圖及讀圖功能

（1）根據(jù)地質(zhì)剖面圖的展開路徑繪制基礎(chǔ)展開布置圖時(shí)，程序通過讀取地質(zhì)剖面圖中的信息，校核地質(zhì)剖面圖的比例，定位每個(gè)鉆孔的位置，根據(jù)每根樁與各鉆孔之間的位置關(guān)系來繪制基礎(chǔ)展開布置圖。展開圖能按照一定的縱橫向比例繪制，每個(gè)樁位標(biāo)明相應(yīng)的編號(hào)等。程序應(yīng)根據(jù)地質(zhì)剖面圖的形式，靈活采用單點(diǎn)定位和多點(diǎn)定位，同一樁基靈活拆分，提供多樣的繪圖方式。（2）程序需對(duì)地質(zhì)柱狀圖逐孔進(jìn)行識(shí)別提取各地層信息后，根據(jù)專業(yè)要求將地層詳細(xì)的描述轉(zhuǎn)換到地質(zhì)剖面圖中，完善各地層的地質(zhì)描述。根據(jù)縱橫向比例將地層名稱、承載力值等描述添加到地質(zhì)剖面圖中。（3）程序應(yīng)有完善的圖面清理及圖面排版布局功能，以及樁長(zhǎng)反讀及校核功能便于進(jìn)行后續(xù)計(jì)算等。

1.4橋梁基礎(chǔ)的數(shù)量計(jì)算及匯總功能

（1）程序應(yīng)根據(jù)全橋工程數(shù)量計(jì)算模板衍生出單墩數(shù)量計(jì)算模板進(jìn)行展開后的樁基計(jì)算，以統(tǒng)一數(shù)量計(jì)算格式，提高程序自動(dòng)轉(zhuǎn)換、批量處理效率。（2）根據(jù)每根樁的鉆孔資料進(jìn)行各鉆孔土層進(jìn)行分析，歸類匯總各土層的數(shù)量，盡可能精確計(jì)算單墩的基礎(chǔ)數(shù)量。（3）程序應(yīng)將全橋各橋墩的單墩基礎(chǔ)數(shù)量進(jìn)行匯總，生成全橋總數(shù)量。

2關(guān)鍵技術(shù)

2.1數(shù)據(jù)接口及轉(zhuǎn)換

（1）基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)需要前期數(shù)據(jù)的調(diào)出量大，種類雜，數(shù)據(jù)調(diào)入調(diào)出時(shí)盡量減少對(duì)象中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，采用數(shù)組進(jìn)行內(nèi)部運(yùn)算完成后，再將運(yùn)算結(jié)果與表格進(jìn)行對(duì)接，將對(duì)表格對(duì)象的操作次數(shù)降低到最少，提高運(yùn)行速度。（2）設(shè)定3套坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行靈活的轉(zhuǎn)換，將數(shù)據(jù)圖形化，直觀化，如圖1所示。樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，地質(zhì)樁號(hào)又能根據(jù)實(shí)際鉆孔路徑任意編排，樁間距能迅速計(jì)算導(dǎo)出，對(duì)部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)數(shù)據(jù)修改時(shí)，能迅速響應(yīng)，調(diào)出數(shù)據(jù)，展示圖形，操作相當(dāng)方便，顯示也很直觀明了。程序計(jì)算完成后，能自動(dòng)進(jìn)行存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)更新及時(shí)，靈活方便。任意路徑展開樁基的計(jì)算，如圖2所示。對(duì)于樁基礎(chǔ)，程序處理流程如圖3所示。

2.2樁基坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)

前期的數(shù)據(jù)收集后，通過校核補(bǔ)齊后轉(zhuǎn)換成程序默認(rèn)的坐標(biāo)系統(tǒng)，樁號(hào)順序按照從上到下和從左到右的順序編排的開來，這樣編排符合一般的標(biāo)號(hào)習(xí)慣。橋梁設(shè)計(jì)軟件中樁排列一般是按x坐標(biāo)從小到大，然后y坐標(biāo)從小到大的順序排列的，這種排列方式便于程序計(jì)算。地質(zhì)專業(yè)進(jìn)行地質(zhì)鉆孔時(shí)，形成相應(yīng)鉆孔順序和坐標(biāo)系統(tǒng)。于是程序內(nèi)部需要建立3套坐標(biāo)系統(tǒng)的相互關(guān)系網(wǎng)，以便能快速在各坐標(biāo)系統(tǒng)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，快速與外部數(shù)據(jù)進(jìn)行導(dǎo)入導(dǎo)出操作。程序內(nèi)部各坐標(biāo)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系如圖4所示。繪制展布圖時(shí)，承臺(tái)、樁及地層信息等在CAD圖中的縱橫向定位是比較棘手的問題。縱向定位主要有每根樁的樁頂高程、樁長(zhǎng)、樁底高程、地層描述信息等，橫向定位主要是樁與鉆孔之間關(guān)系、樁與樁之間的關(guān)系定位等。縱向定位關(guān)鍵是確定定位標(biāo)尺后計(jì)算高程標(biāo)定縱向元素，橫向定位的關(guān)鍵是定位鉆孔按繪圖比例計(jì)算距離在定位樁位。樁基縱向定位的基本的流程如圖5所示。

2.3添加地質(zhì)鉆孔信息

地層信息由地質(zhì)鉆孔柱狀圖提取后展示到地質(zhì)剖面圖中前，需要對(duì)地質(zhì)柱狀圖進(jìn)行分析過濾提取各地層信息，再在地質(zhì)剖面圖中定位到鉆孔編號(hào)后根據(jù)地層上下界面高程縱向定位到各地層中去。添加地質(zhì)鉆孔信息后如圖7所示。2.5單墩樁基及全橋樁基工程數(shù)量的計(jì)算計(jì)算單墩樁基工程數(shù)量時(shí)，程序通過全橋工程數(shù)量表衍生出單墩工程數(shù)量表，保持基礎(chǔ)工程數(shù)量計(jì)算相關(guān)工作表中各項(xiàng)目的完整，利用其固定性而又適應(yīng)其靈活性，繼承全橋工程數(shù)量表的計(jì)算方法和特點(diǎn)。設(shè)計(jì)者對(duì)單墩工程數(shù)量計(jì)算完成后，程序?qū)⒏鞫諗?shù)量匯總起來，再經(jīng)過設(shè)計(jì)者復(fù)核，程序再將其與全橋工程數(shù)量整合在一起。其間的計(jì)算步驟均允許設(shè)計(jì)者參與修改，同時(shí)程序進(jìn)行邏輯性校核等。匯總各墩數(shù)據(jù)到全橋工程數(shù)量表中的流程圖如圖8所示。

3結(jié)束語