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橋梁設計分析8篇

時間:2023-06-21 08:45:14

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橋梁設計分析

篇1

關鍵詞:大跨徑橋梁;橋面鋪裝;瀝青錢裝層;設計方法

Abstract: with the increasing range of long-span Bridges, long-span steel box girder bridge deck pavement of the conditions of use, the construction technology and quality control, is a special requirements, and there is no bridge deck pavement widely recognized by the design method. This paper lists commonly used long-span steel bridge deck pavement design process, in order to ensure that the shop installs the design and construction of success.

Keywords: long-span bridge; Bridge deck pavement; Asphalt money pack layer; Design method

中圖分類號:U443.31文獻標識碼: A 文章編號:

1橋面鋪裝設計的內容

1.1綜合分析橋梁建設當?shù)氐臍夂颦h(huán)境,把溫度變化考慮到設計中去,同時還要分析當?shù)氐慕煌l件,車流量和重載情況,并給出有針對性的設計方案。

1.2對大跨徑鋼橋面鋪裝層常見的早期破壞類型進行調查分析,根據(jù)最容易出現(xiàn)的破壞形式選擇相應的鋪裝材料和結構參數(shù),并提出鋼橋面鋪裝設計指標。

1.3通過對選擇的材料進行試驗,分析材料的強度等參數(shù)是否能滿足設計要求,通過對橋面鋪裝體系的拉拔試驗、層間剪切試驗等確定防水粘結層材料參數(shù)。

1.4通過對設計橋梁的有限分析,得出理論上的力學參數(shù),并與設計指標比對,用以驗證鋪裝結構現(xiàn)場試驗的數(shù)據(jù)是否達到材料性能參數(shù)。

1.5通過鋪裝混合材料的車轍試驗和疲勞試驗,作出力學分析,并對鋪裝層材料的選取和鋪裝結構的設計做出完善。

1.6根據(jù)上述材料與結構參數(shù),分析出鋼橋上的力學分析結果,劃分行車道分布并進行施工組織設計。

2大跨徑鋼橋面鋪裝體系受力特性

大跨徑鋼橋面鋪裝體系受力特性有:較高的鋪裝層強度及合理的厚度;優(yōu)良的層間鉆結性能;優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性;優(yōu)良的適應鋼橋面板非周期性變形,即變形穩(wěn)定性;較好的耐久性,即較好的抗老化性、水穩(wěn)定性和杭疲勞特性;優(yōu)良的平整性、抗滑性及耐磨性;良好的防水防滲透性能;可靠的施工工藝與質量控制。

3鋼橋面鋪裝的主要結構形式

鋼橋面鋪裝的主要結構形式有:熱拌瀝青混凝土或改性密級配瀝青混凝土;以德國和日本為代表的高溫拌和澆注式瀝青混凝,以及以英國為代表的瀝青瑪蹄脂混凝土;德國和日本等國采用的改性瀝青;以中國和美國為代表的環(huán)氧樹脂瀝青混凝土。

按照瀝青混合料鋪裝結構可分為三類,即同質單層、同質雙層與異質雙層結構,具體的結構組合形式:單層澆注式瀝青混凝土;上層密級配瀝青混凝土+下層澆注式瀝青混凝土,以日本使用的最多;上層密級配瀝青混凝土+下層改性瀝青SMA,德國和日本均有使用;上層改性瀝青SMA+下層澆注式瀝青混凝土,以德國使用的較多;上下層分別采用不同粒徑規(guī)格的改性瀝青SMA;上層環(huán)氧瀝青混凝土+下層澆注式瀝青混凝土,是中國新創(chuàng)鋪裝形式;雙層環(huán)氧瀝青混凝土。

4大跨徑鋼橋面鋪裝設計步驟及流程

根據(jù)大跨徑鋼橋面鋪裝的受力特點和使用要求結合橋面鋪裝的研究成果,其設計流程如下圖所示。大跨徑鋼橋面鋪裝設計內容主要包括結構設計和材料設計兩個方面。

大跨徑鋼橋面鋪裝步驟流程圖

5鋼橋面鋪裝層材料設計分析

5.1鋪裝混合料的設計

瀝青混合料組成設計的主要任務是選擇合適的材料、礦料級配、瀝青等級和瀝青用量。設計的總目標是確定混合料的最佳瀝青用量,以滿足路用性能的要求。目前國內瀝青混合料組成設計主要以馬歇爾試驗為主,并通過車轍試驗對坑車轍能力進行輔檢驗。但是鑒于馬歇爾設計方法存在的不足和缺陷,國內外道路研究都在致力于探索、研究新的瀝青混合料。設計方法有:瀝青混合料綜合設計方法、瀝青混合料設計方法和美國旋轉壓實剪切試驗機設計法等。根據(jù)橋面鋪裝的特牲以及混合料體系的差異,形成了與鋪裝瀝青混合料類型相對應的設計方法,澆注式瀝青混合料設計、環(huán)氧瀝青混合料設計,其中改性密級配瀝青混凝土采用常規(guī)的馬歇爾方法。

5.2性能試驗

原材料、混合料設計以及鋪裝層路用性能的檢驗主要通過一系列的性能試驗完成。在混合料設計過程中鋪裝材料的性能包括原材料性能、混合料性能以及復合結構性能共大類,性能試驗則與之相對應。常用的鋪裝材料有熱拌瀝青混凝土或改性密級配瀝青混凝土;澆注式瀝青混凝土;改性瀝青環(huán)氧樹脂瀝青混凝土,每一種鋪裝類型的原材料和混合料的性能指標都各成體系,其作用是為該鋪裝體系的合理設計提供保證。

5.3新型鋼橋面鋪裝材料研發(fā)

由于鋼橋面鋪裝苛刻的使用條件,對其組成材料的要求很高,因此目前大跨徑橋面鋪裝混合料均采用進口瀝青作為結合料組分,這樣就大大增加了橋面鋪裝的建設和養(yǎng)護費用。由于我國在建橋梁包括很多跨徑大、鋪裝面積大的橋梁,因此加大了現(xiàn)場鋪裝的困難,而美國較多地采用工廠施工現(xiàn)場裝配的方案完成大跨徑橋梁的鋪裝工程,如金門大橋在更換鋼橋面板時,就采用工廠施工鋪裝的方法。不僅提高了工作效率,而且保證了鋪裝工程的施工連續(xù)性,從而實現(xiàn)更嚴格的工程質量控制。

6橋面鋪裝的設計指標

6.1環(huán)境參數(shù)的影響

環(huán)境參數(shù)中最能影響到我們鋪裝層性能的當屬溫度參數(shù),在公路設計中通常可以根據(jù)設計規(guī)范找到瀝青路線的氣候分區(qū)來確定當?shù)毓ぷ鳒囟鹊姆秶筒牧系倪x取及用量等信息,但是鋼橋面鋪裝設計受到溫度的影響要遠遠大于同地區(qū)的公路。這是因為在鋼橋面鋪裝休系中,鋼箱梁的特殊結構導致內部不通風,溫度要比路面高10℃左右,導致橋面鋪裝層的工作溫度要高于普通瀝青路面,同樣在低溫的情況下,鋼箱梁的溫度也會更低,這對鋪裝層的工作溫度范圍要求就更廣了,這也對鋪裝層材料的選取提出了更高的要求。

6.2交通參數(shù)的影響

鋪裝設計中的交通參數(shù)是需要根據(jù)當?shù)氐慕煌ㄇ闆r來確定車輛的大小比例,超載車輛的比例等,通過這些實際情況來決定設計荷載用的車輛軸重,軸載累計作用次數(shù)等,根據(jù)《公路工程技術標準》,荷載作用面積為單矩形200mm× 600mm,輪胎壓力0. 7MPa,并且考慮沖擊作用。由于橋面鋪裝體系的力學特殊性,在荷載作用下局部效應比較明顯,而單矩形荷載不夠準確,因此利用雙矩形荷載在橋面鋪裝設計中更為適應,而且當軸載較大時,輪胎與地面的接觸面積更接近矩形。

6.3鋪裝結構破壞控制指標

根據(jù)前面對鋼橋面鋪裝破壞類型的分析以及各種材料特性可知,在車輛荷載和自然環(huán)境因素的共同作用下,鋼橋面鋪裝會有不同的破壞方式;對于使用雙層澆筑式瀝青混凝土以及雙層改性瀝青SMA等熱塑性瀝青混凝土鋪裝材料而言,行車荷載作用會比較容易產生疲勞開裂、超載作用會產生一次性斷裂破壞。而且高溫車轍、擁包、推移和低溫開裂等破壞也經常發(fā)生;對于環(huán)氧瀝青混凝土等熱固性材料鋪裝而言,主要破壞形式是疲勞開裂和一次性斷裂破壞。

在設計中要綜合考慮南方高溫多雨和北方低溫干燥的氣候特點,合理針對不同地區(qū)常見的不同破壞形式,對于鋪裝層的疲勞開裂、一次性斷裂和鋪裝層鋼板之間的剪切破壞為主的破壞形式時,要把鋪裝層上下表面的最大拉應力(應變),鋪裝層與鋼板之間的最大剪應力和鋪裝層表面撓度等作為設計控制指標;而針對疲勞開裂、撓曲破壞、局部沖壓破壞和高溫穩(wěn)定性不足引起的破壞為主要破壞形式時,應該把最不利荷載位置下鋪裝層表面的橫向拉應力(應變),縱向拉應力(應變),最不利荷載位置下加勁肋上鋪裝層的相對變形、最不利荷載位置時鋪裝層內的剪應力作為力學控制指標。

6.4鋪裝材料設計指標

通常橋面鋪裝材料采用改性瀝青混凝土,澆筑式瀝青混凝土和環(huán)氧瀝青混凝土三種,相比較而言,環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝材料的指標要求最高,不僅具有更高的溫度使用范圍,而且溫度敏感性小,強度也很好,在高低溫性能比較均衡,因此,環(huán)氧瀝青混凝土是最適合用作橋面鋪裝材料的。

7結語

通過鋼橋面鋪裝的損壞現(xiàn)象進行分析,提出橋面鋪裝的設計指標,綜合考慮環(huán)境環(huán)境因素、交通因素、材料因素以及針對經常出現(xiàn)的破壞形式作出鋼橋面鋪裝體系的結構設計,并列出常用的大跨徑鋼橋面鋪裝的設計流程。

參考文獻:

[1]張曉春.大跨徑鋼橋面鋪裝理論與設計的研究進展[J].東南大學學報,2002(3).

[2]黃衛(wèi).大跨徑橋梁鋼橋面鋪裝設計[J].土木工程學報2007(9).

[3]劉昌仁.大跨徑正交異性板鋼橋面鋪裝方案選擇研究[J].公路與汽運2010(1).

篇2

關鍵詞:道路橋梁、橋梁設計、設計分析

一、前言。

進入二十一世紀我國經濟飛速發(fā)展,城市化進程以及道路交通也在不斷建設和發(fā)展。因此道路橋梁建筑行業(yè)的規(guī)模在不斷擴大和加快,形式各樣的橋梁設計也在不斷拔地而起。在近幾年的不斷建設中路橋設計積累了豐富的經驗,道路建設中橋梁是十分重要的也是與人們的生活密不可分的,在城市建設中,橋梁不僅僅是交通系統(tǒng)中的重要組成部分,也是城市化進程中的標志性建筑。

二、道路橋梁的設計原則及分析

(一)、道路、橋梁的設計原則

設計中資源利用是否經濟合理,尊重實際, 技術先進,實事求是, 是否科學,完全取決于設計的水平和質量。具體而言,在設計中應堅持以下原則:

(1)、 在道路橋梁設計中,嚴格執(zhí)行國家現(xiàn)行的設計規(guī)范和國家批準的技術標準。

(2)、設計中盡量采用標準化設計,積極推廣應用“可靠性設計方法”、“結構優(yōu)化設計方法”等現(xiàn)代設計方法。

(3)、 設計中注意把握因地制宜,就地取材,節(jié)省建設資金的設計原則。在滿足建設功能要求的同時,利用一切可能地節(jié)約投資、節(jié)約多種資源,縮短建設工期。

(4)、道路橋梁設計中積極采用技術更加先進、經濟上更加合理的新結構、新材料。

道路橋梁的設計者應考慮對施工現(xiàn)場的水文、地質、氣象、河道等基本狀況做到熟悉、了解,對施工中存在疑問之處應重新調查或是勘察。從而能有效避免由于基礎資料原因造成的安全問題。

(二)、設計中注意橋梁的線形安全

在過去的道路橋梁的設計中,為了方便現(xiàn)場施工,橋梁無論長短,往往布置成直線在橋梁的布線設計中,造成了超長的直線橋梁在大規(guī)模的橋梁設計中,而超短的直線急彎橋梁卻成了小河以及山區(qū)的橋梁設計現(xiàn)狀,增加了事故發(fā)生的概率性。

(三)、 設計橋梁平曲線

根據(jù)實際調查分析的結果可知,就平曲線半徑與事故關系的研究說明,小半徑曲線段所發(fā)生的事故的可能性更大。時速為100km/h的道路橋梁,當橋梁的平曲線半徑小于2000m,發(fā)生事故的概率明顯提高,由此可作為曲線半徑的安全下限。其他道路則以設計時速按照相應的比例進行取值。與此同時,緩和曲線的設置對圓曲線上的安全特性具有明顯的影響。由此,一般而言,平曲線都應設置緩和曲線。

(四)、設計橋梁的安全掌控

根據(jù)交通心理學的研究成果橋梁的直線長度不應超過以車輛計算形成速度70秒的長度距離。在橋梁的平面設計中橋梁的直線段長度,中長直線的橋梁使駕車者的反應敏感度降低,車速較高,從而引發(fā)了交通安全事故。同向平曲線之間以短直線相連,形成了所謂的“斷背曲線”,相應的車輛在行駛經過這樣的線路時,往往將直線段看做兩端曲線相反的彎曲,線形并不連接在一起。由此,同向曲線之間的最小直線長度不應小于設計車速(以Km/h)的6倍(長度以m)。綜合上述研究成果,道路橋梁的直線長度過長和過短都將影響行車的安全,根據(jù)交通安全的理論分析,可通過計算得出道路橋梁適宜長度的數(shù)值。

三、平縱線形組合以及銜接設計

(一)、彎坡疊加橋梁的設計

根據(jù)直觀狀況分析,這樣的設計形式并不利于行車。平面曲線階段有縱坡存在,形成了彎坡疊加狀況,是高速公路橋梁設計中的常見的形式??赏ㄟ^對坡和彎的組合進行安全特性的研究和設計,利用設計指標求的DC的值,并利用經驗公式得到預測事故的值。同時對于預測事故值相對較大的區(qū)域,可采用工程改造,以增加標志等措施減少交通安全隱患。

(二)、平面直線與曲線的聯(lián)接

具體恰當?shù)闹本€長度以及銜接曲線的半徑取值,應根據(jù)橋梁的設計車速以及橋位的地形,確定道路安全的設計區(qū)間范圍。在以前的設計過程中,橋梁的設計為了適應地形,從而造成了長直線與小半徑的曲線相連,而根據(jù)道路行駛安全分析表明,長直線與小半徑的曲線銜接處往往由于車輛高速行駛的慣性容易引發(fā)安全的隱患。

(三)、 縱坡與平曲線的銜接設計

縱坡在于平曲線進行銜接的過程中,坡長越長、坡度越大,其所銜接的平曲線半徑越小,發(fā)生事故的概率也將越大。根據(jù)相應的規(guī)律,在橋梁設計中通過計算由相同銜接方式的區(qū)段,并進行一定的改進。 道路橋梁設計過程中,較長的下坡接上下半曲線是具有危險傾向的設計,容易導致車輛在高速行駛狀況下駛入平曲線,從而造成事故隱患。

(四)、平衡橋梁上平面曲線與豎曲線

根據(jù)現(xiàn)有的研究結果表明,平豎曲線平衡的半徑推薦值的設置應綜合考慮安全和成本等要素。 橋梁位于小半徑如2000m以下平曲線上并且豎曲線部分或全部重疊時,應充分考慮平曲線的半徑大小平衡狀況,從而有益于交通安全。

四、橋面橫向布置

(一)、設計中應注意考慮行車道數(shù)量

根據(jù)現(xiàn)有的道路形成安全運營調查比較考慮行車道的數(shù)量,四個車道采用在高速公路的橋梁中,從而保證了車道數(shù)量的設置滿足了橋梁設計過程中的安全經濟原則。當車輛的速度為120km/h,交通量超過四車道的道路橋梁可采用六車道或是八車道。當車輛形成速度小于120km/h,六車道或是八車道的采用應經過相關的技術認證。二級和三級公路在我國一般采用的是雙車道,采用單車道的是四級公路。當二級公路的混合交通量較大時和,可采用兩快兩慢四個車道。城市的橋梁設置一本可采用六車道和八車道,只有很少的部分采用兩個快車和兩個慢車道等四個車道。根據(jù)實際的交通事故的調查表明,不應采用三車道的斷面布置形式。

(二)、行車道寬度設計

在我國實行的是高速公路、一級公路橋梁采用3.75m的車道寬度,四級公路橋梁采用3.5m的車道寬。

(三)、殘疾人通道的設計

設計者應考慮城市橋梁的人行道設計,應專門考慮殘疾人輪椅的上下行走要求,相應的道路橋面施工則應滿足殘疾人能自主推行的寬度確定。

五、設計中橋孔布置

(一)、設計中通航河流的橋孔布置

在具體的設計過程中,應根據(jù)船運、筏運等的通航特點,充分考慮河床演變造成的航道變化,將通航孔設定在穩(wěn)定的航道上,必要時還應預留通航孔。通航河流上,橋下的通航孔位置以及孔的數(shù)量直接影響了橋梁的是施工規(guī)模以及設計的難度。

(二)、河流中有流冰及漂浮物河流橋孔布置

在設計中應考慮有封凍以及流冰現(xiàn)象的河段,首先應調查冰層的厚度、冰塊的最大尺寸、冰塊的密度以及流冰的速度等基本的資料。橋孔布置過程中充分考慮到冰塊的排泄,橋梁的墩臺應建立破冰和防撞等措施。在有大量的漂浮物以及沖積物的河流中,橋孔的布置應保證河流中洪水和泥沙的順利宣泄。

六、結語

作為設計者應充分考慮施工是設計指導的,設計中不能任意發(fā)揮,更不能生搬硬套,設計的重點放在施工中的環(huán)節(jié)上,做到設計明確易理解,這樣才不會發(fā)生施工人員比照設計圖無法順利施工或按圖施工卻出現(xiàn)不同效果的情況和現(xiàn)象。施工到一定程度發(fā)現(xiàn)問題采取補救措施,整個工程造價勢必受到影響。

參考文獻:

[1]胡長青. 道路橋梁設計與施工 [J]. 科協(xié)論壇(下半月), 2011,(06).

[2]楊大為. 現(xiàn)代路橋施工中鋼纖維混凝土的施工技術研究[J]. 科技致富向導, 2011,(23) .

[3]姚文翰, 肖艷華. 淺論橋梁鋼筋混凝土和砌體工程施工過程質量控制要點[J]. 黑龍江科技信息, 2011,(14) .

篇3

關鍵詞:公路橋梁,設計,分析研究

Abstract: this article with the domestic and foreign highway bridge design analysis based on the highway bridge is discussed, analyzed the technical indexes and bridge flat constitute the geometry of the linear, the carriageway width and horizontal arrangement, the safety facilities, environment and other related factors and traffic safety, the relationship of road and bridge built for himself the management, conservation and bridge under construction design construction to provide the technology safety guidelines.

Key words: the highway bridge, design, analysis and study

中圖分類號:S611文獻標識碼:A 文章編號:

國外對橋梁設計強調“3E”,即功效(Efficiency)、經濟(Economy)和優(yōu)美(Elegance)三要素,這和我國實用、經濟、美觀的原則是一致的。橋梁設計之前,設計師應首先就橋位、橋型方案征求橋位處公眾的意見,并說明橋梁的施工可能會對環(huán)境和公眾帶來不便,取得公眾的諒解和支持。避免施工中由于公眾不理解而出現(xiàn)的安全問題。橋型方案的選擇一定要與當?shù)氐娜宋沫h(huán)境協(xié)調,使橋梁建成后成為當?shù)匾痪?。橋梁設計能夠在安全美,功能美,結構美,經濟美,視覺美,環(huán)境美等方面做到最優(yōu)的方案。近年來我國橋梁建設取得了長足的進步,但是,我們在設計中對橋梁的美學要求不夠高,缺少建筑師的參與和進行各種比例的多方案比較,留下了不少遺憾。許多纜索承重橋梁的橋塔缺少美學處理,給人以笨拙、呆板和粗糙的感覺。

一、橋梁縱斷面設計

1.1縱坡坡度

1.1.1縱坡坡度上限

縱坡過大,對于保持車輛的合理速度,維持連慣的駕駛狀態(tài)有負面影響,從而對安全不利。為從安全角度以確定縱坡上限的取值,本文研究了較大的縱坡與事故的關系,建議避免1.5度以上的縱坡。

1.1.2縱坡坡度下限

最小縱坡是依據(jù)排水的需求而確定的,縱坡過小,排水不暢,雨天導致橋面積水,危及車輛安全。以本次研究的數(shù)據(jù)為基礎,可以得到小于0.5%的縱坡,是較顯著的(雨天)事故多發(fā)段,建議多雨地區(qū)橋梁除了做好橫向排水設計外,在設計中要盡量避免小于0.5%的縱坡。

1.1.3縱坡坡度推薦值

橋梁縱坡的選定,一般在上下限之間取值,但是具體設計中根據(jù)特定的線形組合、特定的環(huán)境而確定。橋梁在平曲線里面且設超高的、跨線橋下等特殊的不利于排水的區(qū)段,應控制縱坡相對下限有較高取值。在非機動車交通量較大的橋梁上,則可根據(jù)實際情況縱坡適當放緩,以不大于2%為宜。

1.2縱坡坡長

1.2.1最小坡長

縱坡長度過短,出現(xiàn)鋸齒形縱斷面,這種線形使行車頻繁顛簸,甚至可能產業(yè)顛簸的疊加與共震,危及安全。視覺上,這種線形使駕車者有路線不連續(xù),線形破碎的感覺。因此,坡長的最小值應予以控制,橋梁最小坡長的規(guī)定值可參見下表。

1.2.2坡長上限

坡長過大,下坡時車輛速度漸增,不利于安全。而坡長對于車輛的影響是與坡度共同作用的。以前分析可知,坡度增加,坡長增加,將共同作用產生疊加效果,帶動區(qū)段事故數(shù)的增長。

1.3豎曲線

經研究,橋梁上的豎曲線長度要大于5倍的行車速度,安全行車視覺上所需的豎曲線最小半徑和最小長度,橋梁豎曲線指標建議如下表所示。

二、平縱線形組合與銜接設計

2.1平面直線與曲線聯(lián)接

以往,橋梁設計中由于遷就地形,造成了許多長直線與小半徑曲線銜接,安全分析表明,長直線與小半徑曲線銜接處常常由于車輛慣性的高速行駛,從而引起安全隱患。具體適當?shù)闹本€長度與銜接曲線的半徑取值,應根據(jù)橋梁的設計車速和橋位的地形,確定安全的設計區(qū)

間。.

2.2彎坡疊加的橋梁

在平面曲線段,同時有縱坡存在,即形成彎坡疊加情況,這是高速公路橋梁中常見的形式。從直觀分析,該種形式是不利于行車的。本文針對彎與坡的組合進行了安全特性研究,首先,利用設計指標求得DC值,再利用經驗公式得到預測事故值。對預測事故值相對較大的區(qū)段,可以采取工程改造,增設標志等各種措施減少隱患。

2.3縱坡與平曲線的銜接

長下坡,接小半曲線是有危險傾向的設計,易造成車輛在不自覺的高速情況下駛入平曲線,事故隱患大為增加。

縱坡與平曲線銜接時,坡長越大、坡度越陡、所銜接的平曲線半徑越小,事故發(fā)生概率就越大。根據(jù)這一規(guī)律,可以在橋梁設計中計算具有相同銜接方式的區(qū)段,再加以改進。

2.4橋梁上平面曲線與豎曲線的平衡

當橋梁位于小半徑(2000m以下)平曲線上且與豎曲線部分或全部重疊時,應考慮平豎曲線半徑的大小平衡,以利于行車的安全。根據(jù)己有的研究成果,綜合考慮安全和成本之后,得到平豎曲線平衡的半徑推薦值,其

三、橋孔布置

3.1通航河流

在通航河流上,橋下通航孔的位置和孔數(shù)往往決定橋梁的規(guī)模和設計難度。在設計中,要根據(jù)船運、筏運的不同特點和要求,充分考慮河床演變所引起的航道變化,將通航孔布設在穩(wěn)定的航道上,必要時可預留通航孔上。

對于象長江一類的特大型河流,應就通航孔的位置、孔數(shù)作專題研究報告并報航道主管部門批準。

3.2流冰及漂浮物河流

位于有封凍及流冰的河段,應首先調查冰厚、冰塊最大尺寸、冰塊的密度、流冰的速度等基礎資料,橋孔布設應充分考慮冰塊的排瀉,橋梁墩臺應設計有破冰和防撞設施。

在有大量飄浮物或有沖積物的河流中,橋孔布設應保證橋梁能順暢渲泄洪水和泥砂。橋梁墩臺的設計應保證遭受撞擊時的安全性。

四、橋面橫向布置

4.1行車道數(shù)

根據(jù)我國現(xiàn)有公路行車安全營運調查比較,高速公路橋梁采用四個車道比較符合安全經濟的原則。當行車速度為120km/h,交通量超過四車道的飽和交通量時可選擇六車道或八車道,行車速度小于12Okm/h時,采用六車道或八車道須進行技術經濟論證。

二、三級公路基本采用雙車道,四級公路一般采用單車道。二級公路當混合交通量大,可采用兩個快車道和兩個慢車道組成的四個車道。

城市橋梁一般可選擇六車道或八車道,個別采用兩個快車道和兩個慢車道組成的四個車道。交通事故調查表明,不宜采用三車道的斷面布置形式。

4.2行車道寬度

高速公路、一級公路橋梁采用3.75m的車道寬度,四級公路橋梁采用3.5m的車道寬。其余橋梁雙向車道取值建議采用下表:

4.3殘疾人通道

對于城市橋梁人行道,要專門考慮殘疾人輪椅車上、下行走的要求。為滿足殘疾人自己推行,則人行道的寬度、坡度要考慮便于殘疾人輪椅上、下走。

五、橋梁安全設施

5.1交通標志

橋梁交通標志設置場所的選擇,首先要考慮到標志的易識別性,標志應設置在容易被發(fā)現(xiàn)的地方。其次,要橋梁與接線的幾何線形、交通流量、流向和交通組成,道路沿線的狀況等對標志設置位置的影響。

交通標志的設置應確保行車的安全、快捷的通暢。標志的布設應以完全不熟悉周圍路網的外地司機為對象,使其能夠通過標志的警示和指引安全、快捷地到達目的地。道路交通標志所提供的信息應及時、正確,同時避免信息過載,并對重要的信息給予重復顯示的機會。

交通標志的照明分為內部照明和外部照明兩種,無論是內部照明還是外部照明都要求能夠使交通標志在夜間具有至少150m的視認距離,同時外部照明光源不能給路上司機造成眩光而且其燈具和陰影不能影響標志的認讀。

5.2防眩設施

高速公路上無照明的大橋、高架橋都應設置防眩設施。對于夜間交通量較大和大型車混入率較高的橋梁、豎曲線上對駕駛員有嚴重眩光影響的橋梁、長直線橋梁等也要設置防眩設施。

六、結束語

篇4

關鍵詞;建筑工程施工方案設計

中圖分類號:TU198文獻標識碼: A 文章編號:

某高速公路,海拔由120m高的平原上升到1260m高的山區(qū),沿線設計了很多高墩橋梁,其中2#特大橋,最高墩達120.5m。對于高墩橋梁施工方案設計的科學性,直接影響到工程進度、工程質量和施工安全。筆者主要從高墩裝吊方案、模板方案、混凝土澆注方案、鋼筋接長方案、高墩封頂方案及人員上下方案進行研究總結。

一、高墩裝吊方案

一般橋墩高度在30m以下的都可以設計成實心墩,當高度超過30m時均設計成空心墩,根據(jù)高速公路施工場地情況,橋墩高度在30m以下可以優(yōu)先考慮搭設承重鋼管支架或使用汽車吊進行吊裝的方案,該方案具有技術可行、靈活機動、經濟安全等優(yōu)點。當橋墩高度在30m~40m時,可以考慮搭設承重支架或塔吊方案。當橋墩高度超過40m時優(yōu)先考慮塔吊方案,特殊情況下可以考慮纜索吊方案。

二、高墩模板方案

高墩模板就提升方法而言,有翻板模、滑板模和爬模;從面板材質又可分為木模、竹膠板模和鋼模;從使用功能上還可分為曲面可調模板和一墩到頂模板。對于高橋墩,一般情況下優(yōu)先考慮翻板鋼模,內外模剛度差異不宜太大,一般外模重量在100kg/m2~110kg/m2,內模75kg/m2~85kg/m2。模板可以考慮“一托二”和“一托三”兩種情況。每層模板制作高度可以按15m,2.0m,3.0m3種。模板總制作高度可以考慮4.5m、6.0m、8.0m、9.0m 4種情況。

模板方案中需要對澆注狀態(tài)下面板、橫肋與豎肋、法蘭等的強度和剛度進行驗算,對拉筋的強度進行驗算,一般要求拉筋的安全系數(shù)不小于2倍,以防止局部破壞而引起整體破壞。對安立狀態(tài)下模板的抗風性能及穩(wěn)定性進行驗算,必要時采取特殊措施??紤]到高墩超過30m時均為空心墩,內外均有一定的坡比,混凝土壁厚發(fā)生變化,為了操作方便可以采用精扎螺紋鋼拉筋,這種拉筋具有強度高、剛度大、絲口不易損壞、全桿絲無須隨壁厚變化而調整拉筋長度等優(yōu)點。

三、高墩鋼筋接長方案

1 、套筒連接對工人的技術要求低

與焊接連接相比,套筒連接對工人的技術要求相對較低,它不像焊接連接那樣必須對工人進行嚴格的培訓并經過國家考核取證后方可上崗。套筒連接絲頭加工時,機械化程度高,只要對工人進行簡單的培訓,馬上就可以掌握操作要領。具備上崗資格。

2、對連接質量的檢查簡單、直觀

我們知道對焊接質量從焊縫表面來看無法判斷其是否合格,只有通過抽取焊件做拉力試驗才能判斷其是否合格,但試驗的頻率畢竟有限,對很多焊接的質量心中常常沒底。而套筒連接質量檢查相比焊接連接質量檢查具有簡單直觀的優(yōu)勢,從套筒連接的施工方法及技術要求中可以看出,絲頭的質量只要通過卡尺或肉眼觀察就能判斷是否符合要求。同樣,連接的質量只要借助扭力扳手和肉眼觀察就能判斷是否符合要求。檢查的工具簡單了,檢查的方法直觀了,判斷的標準數(shù)字化了,這樣就可以加大控制檢查的頻率,確保連接的質量。

四、高墩混凝土澆注方案

當橋墩高度小于30m時,混凝土澆注可以考慮采用汽車泵做垂直運輸;當橋墩高度大于30m時,一般可選用拖式混凝土輸送泵(又叫地泵)做垂直運輸,特殊情況下采用塔吊或纜索吊配合吊斗提升混凝土。澆注方案設計時,應綜合混凝土攪拌、運輸及澆注整個系統(tǒng)的狀況,一般考慮混凝土澆注時間不宜大于10h,如果澆注時間長,一旦下雨不便采取防雨措施,另外人員過于疲勞不利于安全。混凝土單次澆注方量宜控制在150立方左右。每循環(huán)混凝土澆注高度宜為3.0 m、4.5 m、6.0m,最大不宜超過6m,否則澆注時振搗、串筒等問題較多,且對模板剛度要求大。

1、泵送混凝土配合比設計

泵送混凝土:用混凝土泵沿管道輸送的混凝土拌合物稱為泵送混凝土。它與傳統(tǒng)的混凝土施工方法不同。對混凝土的要求也不一樣,不但要滿足設計規(guī)定的強度、耐久性、抗?jié)B性等,還要滿足管道輸送對混凝土拌和物的要求,即混凝土拌合物應有良好的可泵性。

可泵性:所謂可泵性是指混凝土拌合物應具有順利通過管道,摩擦阻力小、不離析、不阻塞、粘聚性好的性能。

泵送混凝土配合比設計的目的是根據(jù)本工程對混凝土性能的要求和混凝土泵送的要求,選擇原材料并設計出經濟指標好、質量優(yōu),而且可泵性好的混凝土。確定泵送混凝土的配合比,仍可采用普通方法施工的混凝土配合比設計方法,只是考慮管道輸送的特點,在水泥用量、坍落度、砂率等方面予以特殊處理。

2、防止泵送培管的措施

在高墩泵送時。經常發(fā)生泵管堵塞現(xiàn)象,如果處理不當極易引起安全質量事故,為了防止事故的發(fā)生,一般在做高墩混凝土澆注方案時,需要有防止泵送堵管的措施。

(1)選擇合適的砂率,做好配合比設計,提高混凝土的可泵性。

(2)加強對混凝土拌合質量的控制,確?;炷临|量穩(wěn)定。

(3)加強對操作人員的培訓,防止誤操作而引起泵管堵塞。

(4)在炎熱的夏天。還要有專門的降溫措施,防止高溫引起堵管。

(5)必要時,成立減少大高度、遠距離泵送混凝土堵管頻率的OC攻關小組。

五、高墩封頂方案

高墩封頂方案的制定主要結合高墩的裝吊方案、封頂?shù)目缍冗M行綜合考慮。一般情況下高墩封頂?shù)闹ы敺桨赣卸諆蠕摴苤Ъ芊?適用于鋼管支架施工的墩柱)、墩內預埋螺栓或牛腿型鋼支頂法(適用于封頂跨度大于4m的空心墩)、鋪蓋預制板法(適用于封頂跨度小于等于4m,且有較大吊裝設備的高墩)。在方案制定時需要對底模面板、分配梁、主梁的強度與剛度進行驗算,對預埋螺栓或預埋牛腿的強度進行驗算,確保支頂結構安全可靠。

篇5

【關鍵詞】公路橋梁結構設計

中圖分類號:TU318文獻標識碼: A 文章編號:

交通事業(yè)迅猛發(fā)展,公路建設進入黃金時代,隨著公路總里程的增加,公路建設逐步由干線網高交通量路段向省際連接段和加密線方向發(fā)展,地形條件也逐漸由平原微丘向山嶺重丘發(fā)展,設計施工的難度越來越大,對公路設計的技術、環(huán)保、安全等方面的要求也越來越高。本文筆者探討了山區(qū)公路橋梁設計。

一、上部結構設計要點

山區(qū)公路,橋梁所占的比重較大,但一般情況下,特殊的大跨徑橋梁相比較是少數(shù)。因此,對于數(shù)量眾多的常見跨徑橋梁,其設計原則就是盡量采用施工方便、造價經濟的標準化、預制裝配化結構。常用的大、中橋標準跨徑有16m、20m、 25m、30m、35m、40m、50m,常用的中、小橋標準跨徑有6m、8m、10m、13m、16m。橫斷面型式主要有空心板、預制T梁、預制小箱梁等.一般情況,對于跨徑小于30m的橋梁空心板、預制T梁、預制小箱梁等結構形式均可以采用,對于跨徑35m、40m、50m的橋梁,根據(jù)梁的受力特點,更宜采用T梁或者小箱梁。從造價上講,20m跨徑以下,用空心板截面的橋梁造價相對經濟些,且空心板的建筑高度最低,對于較小跨徑且橋梁凈空不高時,空心板截面最適宜.從受力上講,對于較大跨徑40m、50m的橋梁,用T梁截面則更好。小箱梁無論從造價、施工簡便性還是受力等各方面看,可以說是介于空心板和T梁之間的一種截面。因此,對于跨徑25m-35m的截面,常采用的是小箱梁的結構形式。當然,也不排除因一些地區(qū)由于T梁施工技術的成熟性也常采用T梁截面。

二、下部結構設計要點

下部構造設計主要指橋梁墩臺的設計.對于常見高度的橋墩,即墩高小于40m的橋墩多采用柱式墩或Y型薄壁墩,其中又以柱式墩最常用。柱式墩分圓柱和方柱。圓柱施工時外觀質量易控制,且與樁基銜接方便,平原地區(qū)使用較多。但從美觀角度來說,方柱棱角分明,與上構梁體協(xié)調,有一定的視線誘導性,較美觀。從受力上看,截面積相等的圓柱和方柱,方柱的抗彎剛度要大于圓柱,受力優(yōu)于圓柱,當體系為連續(xù)剛構時,方柱可以方便的調節(jié)兩個方向的尺度來調整墩柱的剛度,從而達到調整墩柱受力的目的。從施工角度說,圓柱施工更簡單,方柱與樁基銜接一般需增設樁帽,增加了工程量,而且對于山區(qū)地形橫坡較陡,增設樁帽會增加挖方工程量,易引起邊坡失穩(wěn)。Y型墩施工較復雜,在墩高較矮時,從工程造價上考慮不經濟。但Y型墩相當于獨柱雙肢,在墩高較高時,Y型墩只需一套模板,在山區(qū)地面橫坡差異較大時,或地面情況受限無法采用雙柱橋墩時,Y型墩則顯示其優(yōu)點。若地面橫坡差異大,修建雙柱墩則會形成“高低腿”,同一橋墩,兩個墩柱受力差異較大,Y型墩則不出現(xiàn)此問題,同時,橫坡差異大時,雙柱墩的兩套模板搭設費工費料,且對邊坡穩(wěn)定影響較大,Y型墩為獨柱,不存在此問題。在墩高較高時,從造價上講,Y型墩占有優(yōu)勢。因此,對于常見墩高,設計中采用哪種墩柱形式應根據(jù)具體地形、上部結構形式、墩高等綜合考慮。

山區(qū)高速公路橋臺一般采用重力式U型臺、肋式臺、柱式臺。根據(jù)《墩臺與基礎》規(guī)定,U臺控制的填土范圍一般為4-10m,所以U臺高度最好控制在10米之內。山區(qū)橋梁U臺一個顯著特征就是橫向、縱向橫坡陡,為了適應地形,減少開挖,節(jié)約圬工方量,U臺設計時必須合理分臺階。樁柱式橋臺由于抗推剛度小,當聯(lián)長較長,臺后填土較高時不宜使用,一般臺后填土高度宜控制在5m以下,聯(lián)長宜控制在150m以內。埋置式肋式臺適用范圍廣一些,但也不宜太高,不宜超過12m。山區(qū)高速公路縱向地形陡峭,往往不能設置錐坡,這時采用柱式臺或肋式臺就會受到較大限制。當?shù)刭|條件較差時,往往會出現(xiàn)U臺下設置樁基的情況。

三、基礎設計要點

在橋梁結構設計過程中,做好了上部結構設計、下部墩臺設計之后,再下來的設計重點就是基礎設計。任何結構物的基礎都是與相應的地基相接觸,因而設計人員在做基礎設計時必須掌握各種橋梁基礎結構方面的知識以及相關的工程地質方面的知識。山區(qū)橋梁,正是由于其工程地質方面的復雜多樣性,導致了橋梁基礎設計具有了相當?shù)碾y度,再加上山區(qū)工程地質當中往往會遇到巖溶、滑坡、凍土、黃土等各種不良地質條件,就更加增添了基礎設計的復雜性。工程設計人員在做工程設計時,應盡可能的做到環(huán)保優(yōu)先,最大限度的減少對自然環(huán)境的擾動,在做基礎設計時就更應精心設計,因地制宜的選擇最適宜的基礎結構型式。

1.基礎工程的分類

基礎根據(jù)埋置深度分為淺基礎和深基礎。將埋置深度較前(一般小于5米),且施工簡單的基礎稱為淺基礎;由于淡層土質不良,需將基礎置于較深的良好土層上,且施工較復雜的基礎稱為深基礎。基礎埋置在土層內深度雖較淺,但在水下部分較深,如深水中橋墩基礎,稱為深水基礎,在設計和施工中需要作為深基礎考慮。公路橋梁及其人工構造物首先考慮用天然地基上的淺基礎。當需要設置深基礎時常采用樁基礎或沉井基礎,我國公路橋梁現(xiàn)今最常用的深基礎是樁基礎。

2.山區(qū)橋梁基礎工程的常見形式

對于山區(qū)公路橋梁,墩臺基礎形式主要有兩類:鉆(挖)孔樁基礎(嵌巖樁或摩擦樁)和明挖擴大基礎。在做設計時,應根據(jù)具體地基條件來選擇基礎形式。一般來說,對于地質條件較好的橋位處,指巖層或地基持力層埋藏位置較淺,一般不大于5米,且基巖穩(wěn)定,山體平緩,基礎邊緣距坡面有一定安全距離的情況下,我們首先選擇明挖擴大基礎。小型構造物,如涵洞、通道,一般也考慮設計為淺基礎,若地基持力層達不到承載力要求可考慮采用換填或夯實等方法對地基先進行處理。對于荷載較大,地基上部土層軟弱,適宜的地基持力層位置較深時,可考慮采用樁基礎。樁基礎的設計核心是在滿足單樁承載力的前提下,以摩擦樁樁長作為控制指標;嵌巖樁一般取用雙控指標:嵌巖深度和基巖強度。目前規(guī)范對嵌巖深度無明確要求,設計中一般取用2.5倍樁徑。同時,對山區(qū)常見的陡坡位置,需按巖面陡坡的安全距離計算有效嵌巖深度,不小于3倍樁徑。山區(qū)橋梁地質、地形條件復雜,在基礎型式選用設計中應慎重考慮。

結束語

總之,我們作為設計者,應不斷的豐畜橋梁建設理論和實踐知識,對橋粱方案進行探入細致的研究分析,確定合理的橋梁設計方案以滿足不斷加速的山區(qū)公路建設和發(fā)展的需要。

【參考文獻】

【1】王常青.山區(qū)高速公路橋型選擇[J].交通標準化,2005.(5):20一21.

篇6

關鍵詞:軟弱土地區(qū);橋梁;樁基礎;設計分析;

Abstract: with the development of economy, the construction of the bridge engineering in China enjoy unprecedented development. For bridge pile foundation for design, appear soft soil baseband to hazards role is very extensive. If the improper design will directly affect the stability of the foundation, serious, it is too large or uneven settlement of athletic settlement and lead to the destruction of the bridge was huge, affecting the normal use of the bridge performance. In view of this, this article the author on the land bridge pile foundation weak design in this paper.

Keywords: weak soil area; Bridge; Pile foundation; Design analysis;

中圖分類號:K928文獻標識碼: A 文章編號:

軟弱土地區(qū)主要是抗剪強度較低、壓縮性較高的不良性質的地基土,例如淤泥與淤泥質土。軟土地基的橋梁地基基礎設計,應充分考慮軟土地基的變形特征,防止其對建筑物的危害。近年來,我國路橋建設規(guī)模不斷擴大,其建設規(guī)模與速度前所未有,因而愈來愈多地遇到大量而復雜的不良地基及地基處理問題,地基處理日益得到人們重視。地基基礎設計與施工是否恰當關系到整個工程質量、進度和投資,合理地選擇地基設計方法,避免工程質量遭到破壞。

一、軟弱土地區(qū)橋梁樁基礎設計原則及要求 1、基本設計要求 對橋梁地基的要求主要是以最短的施工工期達到設計安全運行標準。同時符合最少投資計劃。即包括三個方面:1)預定功能要求;2)安全性和耐久件要求;3)投資和工期的經濟性要求。 2、注意場地條件,防治災害應充分搜集場地的地形、地質、水文、水文地質等資料,作為設計的依據(jù)。場地可能的自然災害,如暴雨、洪水、地震、滑坡、泥石流等;由于工程建設引起的災害,如采空塌陷、抽水塌陷、邊坡失穩(wěn)、管涌、交水等;均應在堪察、預測和評價的基礎上,采取有效防治措施。 3、合理選用巖土參數(shù)選用巖土參數(shù)時,應注意其非均質性與參數(shù)測定方法、測定條件與工程原型之間的差異、參數(shù)隨時間和環(huán)境的改變,以及出于工程建設而可能產生的變化等。由于土體參數(shù)是隨機變量與模糊量,故在劃分工程地質單元的基礎上,應進行統(tǒng)計分析,算出各項參數(shù)的平均值、標準差、變異系數(shù);確定其特征值和設計值。在選定測試方法時,應注意其適用性。 4、定性分析與定量分析結合定性分析是巖土工程分析的首要步驟和定量分析的基礎。對于下列問題一般只作定性分析:1)工程選址和場地適宜件評價;2)場地地質背景和地質穩(wěn)定性評價;3)土體性質的直觀鑒定。定量分析可采用解析法、圖解法或數(shù)值法性??紤]安全儲備時,可用定值法或概率法。都應有足夠的安全儲備以保證工程的可靠定性分析和定量分析,都市在詳細占有資料的基礎上,運用較為成熟的理論和類似工程的經驗,進行論證,并宜提出多個方案進行比較。 二、軟弱土層中橋梁樁基礎負摩阻力的計算

當樁側軟弱土層上有較大豎向荷載作用(如橋頭土或路基填土),且土層的壓縮下沉量大于樁的豎向位移值時,該下沉壓縮土層會對樁產生一種摩阻力,該力是向下的,從而增大樁所能承受的荷載。當土層中地下水位下降引起地面下沉及土層的壓縮下沉速度大于樁身的下沉速度時,也會產生負摩擦力。負摩阻力的大小與土的性質、強度、壓縮性、軟土層的厚度、樁底持力層的剛性,以及樁長、橫斷面形狀有關系。特別當樁基位于濕陷性黃土和軟土地基中,應計算由此而產生對樁受力的不利影響,負摩阻力的計算主要是確定產生負摩阻力的深度范圍及負摩阻力的強度大小。

1、負摩阻力的深度計算

橋梁樁身產生負摩阻力的深度,是樁側土層對樁產生相對下沉的范圍,它與樁側土層的壓縮、樁身壓縮以及樁尖下沉等有直接關系。一般情況下,并不是在整個土層中產生負摩阻力。比如說打入樁,在樁開始打入時,樁的下沉速度遠大于樁側土層的下沉速度,因此樁周全部出現(xiàn)正摩擦力。經過一定時間后,若樁側土層逐漸下沉,則以地面起正摩擦力慢慢減少,同時產生負摩阻力。此時會出現(xiàn)樁身上部為負摩阻力,下部為正摩擦力的情況。摩擦力為零的位置即為中性點,此點為樁在該處的變位置與周圍土的下沉量相等點,中性點不太容易確定。

設hl為負摩阻力的厚度,即樁側土壓縮下沉曲線與樁的沉降變形交點到地面土層厚度,其值可按下式估算:h1=yh2。h2-軟弱土層的厚度;y-深度修正系0.8。

2、負摩阻力強度及樁身總的極限摩阻力的計算

負摩阻力強度與樁的沉降、樁側土壓縮沉降、沉降速率等因素有關,從工程觀點出發(fā).最大的安全值是忽略其時間效應取得的。故最大負摩阻力強度的計算公式為。f=l/2qu,qu-軟土層的無側限抗壓強度。對位于軟弱土層上,由于軟弱土層的下沉,也將對樁產生向下作用的負摩阻力。該土層的負摩阻力強度最大值為:fl=rhktgcp,式中r-土的容重;h-計算處深度;k-土的側壓系數(shù),一般取0.5;樁基礎極限負摩阻力的計算公式為:Nf=fANf或Nf=(f1+f)Anf

式中: ,r1-樁基礎半徑。

三、軟弱土地區(qū)橋梁樁基礎設計

軟弱土主要分為濕陷性和非濕陷性兩種,這兩種軟土的特性有很大的差異,當濕陷性軟土地區(qū)放入樁基礎在浸水后,不僅正摩阻力完全消失,其濕陷性也會消失,而且還會產生過大的負摩阻力,樁端土承擔了該部分負摩阻力,從而導致樁長度增加,也增加了施工難度及工程造價。因此,計算并分析軟弱土地區(qū)橋梁樁基長度及樁的截面形狀是十分必要的。

1、軟弱土濕陷性和非濕陷性的判斷

黃粘土的濕陷性,主要根據(jù)室內浸水有側限壓縮試驗所求得的濕陷系數(shù)&來判斷,黃土地區(qū)的濕陷性系數(shù)按下式計算:&=(hp-hp)/ho或&=(ep-ep’)/(1+eo),式中&一濕陷系數(shù),hp、ep—保持天然濕度和天然結構的土樣,在有側限條件下加壓至一定壓力時,壓縮穩(wěn)定后的高度和孔隙比;hp’、ep’一分別為上述加壓穩(wěn)定后的土樣,在浸水作用下下沉穩(wěn)定后的高度和孔隙比;ho、eo一分別為土樣的原始厚度和孔隙比。測定濕陷系數(shù)的壓力,一般采用300kpa,但對壓縮較高的新近堆積黃土??刹捎?50kpa。當&0.02時,為濕陷性土質。

2、軟土層中橋梁樁基礎設計的幾點注意事項

位于非濕陷性軟土層中的橋梁樁基礎和一般土層的樁基礎設計相同。位于濕陷性土層中的橋梁墩臺樁基礎,設計時應穿過濕陷性土層深入非濕陷性土層內的一定的深度。保證地下水位不可能上升到樁底以上,且樁側濕陷性土層不應該出現(xiàn)局部浸水現(xiàn)象,一般情況下,應按樁側濕陷性土層可能因地下水位上升或因偶然性的原因出現(xiàn)樁側整個深度完全浸水的情況進行設計。樁側極限摩阻力f和樁側土抗力地基系數(shù)的比例系數(shù)m,均應根據(jù)樁側濕陷性土層為完全浸水時的液性指數(shù)IL來確定,IL=[(0.9eyw/ys-wp]/(wL-wp),式中IL-液性指數(shù);wp-土的塑限;wL-土的液限;yw-水的容重;rs土顆粒的容重。當IL≤0.4時,取0.4。如果樁側了發(fā)生局部浸水情況,則該部分按上述見確定其f值和m值。樁底位于非濕陷性土層中,則按非濕陷性土層確定樁底極限承載力。因此,橋梁樁基礎以下的地下水不會上升到樁底以上,位于樁側的濕陷性土層不發(fā)生浸水現(xiàn)象,則樁側極限摩阻力、樁底極限承載力和樁側土抗力地基比例系數(shù)米均按天然狀態(tài)下的實際情況確定。

結束語

軟土地質條件下的樁基礎,在橋梁設計過程中是經常會遇到的,上文只對樁基礎設計的部分內容進行闡述,然而,軟弱地質條件下的橋梁樁基礎設計中還有許多問題有待解決。

參考文獻:

【1】王興泰.工程與環(huán)境物探新方法新技術[M].北京:地質出版社,2006

篇7

Abstract:The design and planning of the bridge construction must be strict to keep the construction smooth,and they are essential parts of the construction. The budget of the construction must obey the planning of the construction to guide the construction. The bridge construction in our country is still regulated by the traditional techniques and controlling method. The thesis uses the practice cases to analyze and illustrate the planning and design of the bridge construction in detail.

關鍵詞:橋梁施工;施工現(xiàn)場;規(guī)劃;方法

Key words:bridge construction;construction site;plan;method

中圖分類號:U445 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)04-0179-01

0 引言

在我國,大型橋梁的設計與建筑都已經取得了很大的進步,特別是近年來,我國自主設計與施工建設了多所大型橋梁,其中不乏很多占有世界之最的作品,這更加說明我國在橋梁建設方面已經走在了世界的前沿。

在橋梁工程施工中,對施工現(xiàn)場的人工、材料、機械設備等進行合理的規(guī)劃與管理都有著十分重要的意義。

1 橋梁施工現(xiàn)場的規(guī)劃與設計的具體問題分析

1.1 橋梁施工現(xiàn)場的布局問題。施工場地布置是施工組織的重要內容之一,要做好此項工作,必須掌握橋梁兩岸的地形、地貌與周圍的環(huán)境,按照總工期與施工方法進行場地設施的合理規(guī)劃。除此之外,場地規(guī)劃要因地制宜、統(tǒng)一布控,使場內設施少占地、施工便利,發(fā)揮整個施工組的最大效率。

一般情況下,施工場地要先進行平整后再做布置,場地應盡量選擇在較高的河岸灘地上,標準為高于5年一遇的水位,必要時要采取圍筑與排澇,重要的設施及機械設備等應設在高處。工地的運輸主要指場內運輸,在規(guī)劃安排時,首先要了解工程的絕大數(shù)材料與設備是以何種運輸方式和運輸路線進入工地的,場內的運輸要銜接場外至工地的接口,應使場外材料直接運至施工使用點,不進行反復搬運裝卸,這是最經濟的運輸組織方式,但由于現(xiàn)場情況的多變,及各種因素不可能如此協(xié)調一致,所以場內的搬卸與運輸是難免的。

場內運輸方式主要采用簡易的公路運輸與鐵路便線運輸,視現(xiàn)場情況而定,如需要兩者均可設置,若無大型機械設備或成品材料,可只設公路運輸線路。場內主要運輸系統(tǒng)布置有:沿橋修至引橋墩位與各施工點,從場外運輸接口到達材料堆放場、倉庫,再從以上貯存點運至直接使用點與各加工點,接通場外水路運輸上岸的碼頭,到達水上施工的下河碼頭與橋頭各臨時設施的道路。

由于橋梁工程的施工現(xiàn)場條件是各不相同的,普遍情況是施工場地域狹窄且受到水位漲降的限制。以渾江大橋施工為例,它地處山區(qū),是一座城市橋梁,該橋的施工現(xiàn)場規(guī)劃就存在著一定的難度。但施工單位在施工前做好了現(xiàn)場施工規(guī)劃與設計方案。

方案一:將生活區(qū)與指揮部都設在路基下的洼地上,材料場、作業(yè)區(qū)及機械設備也沿洼地的長度方向布置。這個方案的優(yōu)點是,可減少施工占地,不必占用正在施工的路基。但它的缺點是受洪水位上漲的威脅很大,如水位上漲,施工方就得用土方填筑,這樣產生的工程量就會增大,不僅經濟利益會減少,也會給施工增添很多無形的麻煩。所以這一方案不是很適用。

方案二:將生活區(qū)、作業(yè)區(qū)及材料堆放場全部設在渾江大壩上這一方案的優(yōu)點:它同樣具備了第一方案的優(yōu)點,并且不受水位上漲威脅的優(yōu)點。但它的缺點也很明顯,受大壩寬度的限制,將作業(yè)區(qū)、生活區(qū)及材料堆放場一字在大壩上排開的話,勢必會使施工的戰(zhàn)線拉長,非常不利于施工現(xiàn)場的整體規(guī)劃與管理。所以這一方案也不實用。

方案三:將指揮部、生活區(qū)及部分材料堆放在路基下的洼地上,再將部分材料堆放在對岸的大壩上。這一方案是將前兩個方案進行了綜合,原因是一方面考慮到地形偏差的問題,另一方面考慮到工地面積狹長、現(xiàn)場不宜集中管理的問題。根據(jù)實際情況來看,這一方案是最為實用的。

由此可見,施工現(xiàn)場的布局問題,尤其是材料的堆放位置、材料加工制作間的設置等等,都將直接影響到工程作業(yè)的順利進行。為減少施工場內運輸線路及減低場內搬運量,將作業(yè)流向線直指向施工現(xiàn)場,盡量避免重復運輸。如果施工現(xiàn)場的平面布局不合理,就會增加很大的運輸量,以及一些額外的工作量,所以說,施工場地的平面布局規(guī)劃直接影響著整個施工是否能保質保量地完成。

總之,橋梁工程施工在開工前對施工現(xiàn)場的合理布局,對監(jiān)建工程的合理規(guī)劃,減少施工過程中管理上的難度,相對降低了工程成本。

1.2 現(xiàn)場的人員調配問題。在橋梁工程施工中,除按施工作業(yè)計劃管理外,還必須進行施工現(xiàn)場的微觀調控,主要目的就是增加施工時日平均的實際作業(yè)時間。因為橋梁工程施工屬于野外作業(yè),常常受到天氣條件的影響,江河水位的影響等等,不可預見的不利因素很多。如何使日平均實際操作時間趨近于理論時間,使窩工現(xiàn)象少發(fā)生或不發(fā)生,就必須進行施工現(xiàn)場的人員合理調配,讓工人組基本滿負荷工作,提高時間的利用率。

2 結束語

近年來,我國在大江、大河上修建了很多大型橋梁,有很多事我國自主設計并施工完成的,這也表明我國在橋梁建設方面已經取得了很大的進步。綜上所述,我國在橋梁建設的施工中,每項工程都有著它特殊的情況,如地質情況、資金情況、政策問題、運輸條件、天氣情況等等,所以僅憑以上幾方面入手是遠遠不夠的,必須在施工過程中一步一個腳印,仔細認真,扎扎實實的做好每一個布局安排,同時要根據(jù)現(xiàn)場情況和工程進度隨時進行動態(tài)調整,從各個方面做好準備工作及相應措施,同心協(xié)力,團結協(xié)作,才能按時保質保量地完整個橋梁建設施工任務。

參考文獻:

篇8

關鍵詞:橋梁加固 加貼鋼板 橫向分布系數(shù) 拼寬設計

中圖分類號:K928.78 文獻標識碼:A 文章編號:

前言

隨著我國改革開放的不斷深入,經濟的快速發(fā)展,人民生活水平也不斷提高,很多大城市的車輛爆發(fā)式的增加,隨之而來的是市政道路承受著達到極限的交通壓力,很多道路已經不能滿足車輛的行駛要求,市政橋梁在此情況下表現(xiàn)的更為擁堵,很多城市的高架橋,市政快速干道橋都需要拓寬,擺在市政設計人員面前的難題就是必須增加橫斷面流量。這幾乎是解決巨大交通壓力的唯一手段。作為市政道路改造的重中之重就是市政橋梁的拓寬改造。

1、橋梁拼寬概述

從近期工程來看,在原有的橋梁上進行加固拓寬處理的工程很多,涉及到的主要技術措施一般遵循如下原理:對承載力不足的構件進行補強,進而大幅提高承載力,滿足力學性能的前提下保證了使用性能,成為滿通量的基礎。一般來看需要進行加固處理的部位有橋墩、基礎等承受荷載較大部位。可以看出橋梁拼寬是對其輔助結構進行處理。老舊橋梁的加固及拼寬處理,從設計角度來看完全區(qū)別于新建橋梁的設計,必須考慮對原有橋梁結構的利用,對相應結構進行加固,對截面不滿足要求的部位進行加寬,這樣就要求具體施工人員施工過程中要對加固部位、新建結構部位以及原有老舊結構間連接處的不均勻沉降和徐變的不同步,這樣方可滿足正常使用的荷載要求。

2、加固拼寬改造原則和技術特點

改造工程一般盡量不影響交通,往往采用半側道路封閉,半側進行施工,施工完畢后,轉移施工部位,進而封閉部位對調。很多市政管線的設計都是沿著市政道進行設計的,這樣進行道路改造就必然要對臨近的市政管網造成影響。從以上兩個問題即可得出,市政道路的改造涉及到整個城市的大動脈,必須在保證質量的前提下,嚴格控制工期??梢妼τ诶吓f橋梁的改造也要考慮到上述情況,必須考慮到整體要求,保證原有橋梁的結構,采用對原有橋梁兩側拼寬,同時對老舊橋梁的薄弱部位進行加固處理,這樣基本保證市政管線的正常使用,相應的也加快了工程進度,保證交通的正常通行,也相應的降低了工程造價。

從施工技術的方面來說,加固往往采用下列幾種方法來施工:①由于對橋梁的原有基礎不進行破壞,只是對其幾何尺寸進行擴大,此種做法必然導致其基礎的不均勻沉降,這樣將會產生一個后果就是增加了結構的附加應力。從現(xiàn)有的驗收規(guī)范來看,要求橋梁加固拼寬后,對其沉降要進行實時的觀測,所得沉降差不得大于5mm,這樣鉆孔灌注樁技術就比較適合此種要求,施工過程中可以加長基礎樁的長度。同時沉淀層的厚度也大大減少了。②對于老舊橋梁和新建結構之間的徐變有著比較嚴格的要求,不可以盲目施工,應該嚴格進行不同部位、不同構件的受力分析,對于相關的梁柱部位的收縮量要嚴格控制,這事直接導致徐變的位置,新建結構中T型梁最容易產生徐變,但是我們還必須采用此種結構,所以往往使用 UEA 補償收縮混凝土,這樣利用此種特種混凝土的特點來大大降低混凝土的收縮值,收縮值的減少直接就減少了 T型梁的附加應力。③在規(guī)范允許的范圍內延長梁的混凝土澆筑持續(xù)時間,澆筑時間的控制可以保證混凝土前后施工段的銜接質量,保證施工人員后期養(yǎng)護的時間,同時也是對于增加結構處接縫的質量大有好處,減少由于澆筑過快產生的收縮裂縫和后期徐變。

3、橋梁加固拓寬工程技術分析

3.1連接縫的相關技術

橋梁加固拓寬工程施工必須考慮到選擇合適的連接縫。從目前我國較為常用的連接縫主要有如下三種形式,包括:主體結構上下部位分離縫、主體結構上下部位連接縫和單一性上部結構連接縫。

3.1.1主體結構上下部位分離縫。當橋梁的上下部結構分離,此種加寬的處理辦法在國內較為常用。此種處理辦法,對于新舊結構的有效連接達到較好的效果。

3.1.2 主體結構上下部位連接縫。此類處理方式優(yōu)點在于可以達到很好的連接狀態(tài),安全性極佳。經過此種處理辦法,新舊結構沉降系數(shù)一致,可以共同沉降,但是,必須嚴格控制新舊結構的沉降量,否則產生了不均勻沉降后,會嚴重影響結構安全,會出現(xiàn)較多裂縫。

3.1.3 僅上部結構連接。采用這樣的連接方式是我國公路既有橋梁連接縫施工中最為常見的,此種改造連接方式從已有給出實例來看效果十分理想,此種連接方式的施工關鍵也在新老結構下部的不均勻沉降,改造橋梁一般對結構進行如下處理,新施工的樁徑要求比老舊結構大一等級,也可對樁長加長,推薦使用嵌巖樁。

3.2老舊橋梁改造加寬施工技術措施。對于老舊橋梁改造過程中,應該對于橋梁拼寬縱向接縫的施工給與重視,以及新舊箱梁懸臂翼緣板的連接方式。必須在上述技術難點上給與足夠重視,對于其相關工序同樣要嚴格執(zhí)行相關規(guī)范要求,才能使橋梁的改造質量達到預計要求。

3.2.1 橋梁拼寬縱向接縫施工技術。老舊橋梁改造施工要求不能影響現(xiàn)有的交通情況,施工前必須制定科學合理的施工技術措施,嚴格選擇符合方案的材料,重點控制新舊結構的不均勻沉降。

3.2. 2 新舊箱梁懸臂翼緣板剛接、鉸接與搭接。如果施工過程中采用了剛性連接的方式,其結果就是確保橋體表面鋪裝層以及箱梁懸臂翼緣板成為結構整體,有著較好的受力能力。當鉸接處理箱梁懸臂翼緣板時,箱梁懸臂翼緣通過立向傳遞豎向應力,達到自如滑動的效果,這樣可以減少新舊結構間的縱向裂縫,但是對于鉸接處的質量控制必須給與重視。

4、實例

取某地橋梁為三跨簡支梁橋(15 m+25 m+15 m三跨)。25m跨的為寬99 cm、高110 cm預應力鋼筋混凝土空心板, 15m為寬99 cm、高80 cm鋼筋混凝土空心板原橋梁寬度為36m,快車道寬度8.5m(兩車道),現(xiàn)將橋面拓寬至53m。

梁板加固方案:鑿開懸臂部分混凝土并露出鋼筋,與新布置的14結構鋼筋焊接,然后現(xiàn)澆C50混凝土濕接縫。其次,在全幅梁板頂面采用粘貼鋼板法進行加固, A3鋼板與空心板間用C50環(huán)氧砂漿(環(huán)氧樹脂摻量10% )粘結牢固。A3鋼板上面按梅花型焊接長20 cm的25鋼筋,間距為20 cm,以增強鋼板與橋面鋪裝層的粘結力。再次,采用C50混凝土(摻鋼纖維1% )進行橋面鋪裝。選取其中中間位置板為一號板。

4.1加固前原結構的橫向分布系數(shù)和承載能力

在對舊結構加固前,對梁板的橫向分布系數(shù)和承載能力分別作了實測結果列于表1和表2。

表一 粱加固前橫向系數(shù)實測值匯總

4.2加固后的結構的橫向分布系數(shù)和承載能力

在對結構加固后,對梁板的橫向分布系數(shù)和承載能力分別作了計算與實測結果列于表3和表4。

表三 粱加固后橫向系數(shù)計算值匯總

表四 加固后梁板承載能力復核表

根據(jù)加固前后的數(shù)據(jù)對比, 1號梁板所反映的內力情況基本一致。結構加固后,梁板懸臂結構改變連接方式,分布系數(shù)有所減小,受力得到有效調整,避免了受力不均的現(xiàn)象??梢?此種加固措施取得了預期的效果。

5、結語

目前國內一般對已有的橋梁進行加固拓寬處理時,老舊橋梁一般采用調整車道,改變車輛荷載分布,為了不做過多結構改變,往往采用對橋梁加貼鋼板的施工方法,這樣可以增大水平板的橫向聯(lián)系,使橋梁水平荷載分布更加合理。此種做法必將成為國內對于老舊橋梁的改造的有效途徑。

參考文獻:

[1]孟雪俊. 連霍高速鄭州段改建工程 NO. 3 標橋梁拼寬施工技術[J].現(xiàn)代企業(yè)文化,2009,(15):143 - 144.

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