橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

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橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文第1篇

關(guān)鍵詞:公路橋梁;性能設(shè)計(jì)理念;框架;原則;性能標(biāo)準(zhǔn)

公路橋梁是一個(gè)國(guó)家交通運(yùn)輸?shù)闹饕绞街唬欣诮?jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步，而其規(guī)模水平彰顯出國(guó)家經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)和技術(shù)能力。自1990年代初至今，關(guān)于國(guó)內(nèi)公路橋梁的建造發(fā)展迅猛，公路橋梁總數(shù)達(dá)67萬(wàn)架，比如江陰大橋、蘇通大橋等著名特大型橋梁。關(guān)于公路橋梁的設(shè)計(jì)和建造，涉及多門(mén)學(xué)科，其發(fā)展水平依賴于橋梁技術(shù)的進(jìn)步。工程技術(shù)制度標(biāo)準(zhǔn)是所有建筑建造的約束規(guī)范，其基于的理論系統(tǒng)能投射出建造水平的高低。就力學(xué)方面而言，公路橋梁架構(gòu)設(shè)計(jì)手段由應(yīng)力允許設(shè)計(jì)磨損階段設(shè)計(jì)極限設(shè)計(jì)的發(fā)展，設(shè)計(jì)采取的概率分析包括半概率法、近似概率法等，其中建造材料由概率分析得出，而安全系數(shù)靠經(jīng)驗(yàn)判斷。最近幾年以來(lái)，一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家逐步展開(kāi)對(duì)基于性能設(shè)計(jì)理念下的公路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究，來(lái)強(qiáng)化交通設(shè)施的建造水平。除此之外，這種理念和手段的轉(zhuǎn)變促使基于使用壽命的可持續(xù)發(fā)展制度規(guī)范的構(gòu)建和完善，為我國(guó)橋梁建造技術(shù)在世界占據(jù)一席之地奠定基礎(chǔ)。

1基于性能設(shè)計(jì)理念下公路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)框架

以性能設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是以性能目標(biāo)為依據(jù)，盡量達(dá)到該目標(biāo)的設(shè)計(jì)總和，也就是基于設(shè)計(jì)制度規(guī)范、穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)、合適的規(guī)劃，來(lái)確保工程各細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，監(jiān)控工程質(zhì)量與后續(xù)維護(hù)，保障工程結(jié)構(gòu)在某段使用時(shí)間內(nèi)受到外部壓力時(shí)，磨損程度低于某個(gè)極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)功能高于標(biāo)準(zhǔn)范圍下限，同時(shí)還要具備可修護(hù)至性能目標(biāo)的功能。性能設(shè)計(jì)要考慮使用壽命內(nèi)各結(jié)構(gòu)的性能標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)要求客戶和設(shè)計(jì)者全面掌握，進(jìn)而選擇各設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)手段來(lái)保證實(shí)現(xiàn)預(yù)期性能目標(biāo)。因此，所謂的性能設(shè)計(jì)理念是指所設(shè)計(jì)的建筑結(jié)構(gòu)在壽命內(nèi)、在各外部壓力情況下，能始終保持預(yù)期的性能目標(biāo)，具體可表示為以下幾點(diǎn):(1)根據(jù)結(jié)構(gòu)功能與客戶需求來(lái)明確性能標(biāo)準(zhǔn)，也就是所謂的性能目標(biāo)構(gòu)建(盡管各需求差異較大，然而需要大于社會(huì)或行業(yè)的基本標(biāo)準(zhǔn));(2)選擇一定的設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)手段來(lái)調(diào)節(jié)性能目標(biāo);(3)判斷考核各性能指標(biāo)，確保設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)能符合所有的性能目標(biāo)。以性能設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)除了保障社會(huì)人身安全之外，還需考慮后期磨損引起的成本費(fèi)用，需最大限度地實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的預(yù)期性能目標(biāo)，即使用壽命的標(biāo)準(zhǔn)需求，這些是性能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最近幾年迅猛發(fā)展的關(guān)鍵所在。所以，該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法需要整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程基于使用功能的實(shí)現(xiàn)，并非采取傳統(tǒng)設(shè)計(jì)、建造模式，其是性能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)區(qū)別于其他傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的獨(dú)有特點(diǎn)。基于性能設(shè)計(jì)理念的公路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)框架見(jiàn)下圖1所示，該層次結(jié)構(gòu)圖中的第一層“目的”是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)社會(huì)層面的目標(biāo)，也就是性能設(shè)計(jì)的根本目的;第二層“性能要求”是工程的實(shí)際功能需求，也就是按照功能對(duì)根本目標(biāo)進(jìn)行細(xì)分;第三層“性能水準(zhǔn)”是功能實(shí)現(xiàn)的檢驗(yàn)原則和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，有明顯的強(qiáng)制性;最后一層“驗(yàn)證方法”是功能實(shí)現(xiàn)檢驗(yàn)手段。其中符合性能標(biāo)準(zhǔn)的手段被稱作實(shí)現(xiàn)手段，其不受強(qiáng)制約束，伴隨科技的發(fā)展成熟，肯定相關(guān)技術(shù)人員充分有效地運(yùn)用新成果。除此之外，以性能設(shè)計(jì)理念為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還涉及多個(gè)問(wèn)題，比如盡管提高了設(shè)計(jì)的開(kāi)放自由性，然而極會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)人員難以應(yīng)對(duì)突況，尚未建立系統(tǒng)的評(píng)價(jià)體系，工程完工程度受設(shè)計(jì)者水平高低的影響明顯，所以難以檢驗(yàn)性能設(shè)計(jì)的有效性。所以需要建立一定的檢驗(yàn)手段體系。總而言之，基于性能設(shè)計(jì)理念的公路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可分為明確功能需求、分類性能標(biāo)準(zhǔn)、建立性能目標(biāo)和檢驗(yàn)性能目標(biāo)等幾部分。

2公路橋梁性能設(shè)計(jì)的根本原則

公路橋梁是社會(huì)交通運(yùn)輸?shù)闹匾O(shè)施之一，其設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)和廣大群眾有直接聯(lián)系，所以其在設(shè)計(jì)時(shí)就要考慮社會(huì)因素影響。西方國(guó)家對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求滿足功能性、經(jīng)濟(jì)性、美觀性的基本原則，這和國(guó)內(nèi)當(dāng)前安全性、功能性、經(jīng)濟(jì)性、美觀性的原則是相同的，而基于性能設(shè)計(jì)理念的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是對(duì)當(dāng)前設(shè)計(jì)手段的拓展，所以該新型設(shè)計(jì)方式也要涵蓋目前的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)原則。另外，還應(yīng)將橋梁的使用壽命、后期維護(hù)、實(shí)際建造、可持續(xù)發(fā)展等納入考慮范圍，也就是需要按照安全、功能、經(jīng)濟(jì)、美觀、綠色環(huán)保等原則進(jìn)行建造。伴隨經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，現(xiàn)今公路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已針對(duì)以上原則有一定的補(bǔ)充，提出了“高技術(shù)、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、耐久適用”的新原則，同時(shí)在其基礎(chǔ)上結(jié)合橋梁建造的特征制定了有關(guān)規(guī)定，將其安全性能分為三個(gè)級(jí)別，具體如表1所示，其分類原理和性能設(shè)計(jì)目標(biāo)是類似的。在具體設(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)構(gòu)的使用壽命表現(xiàn)為耐久性與經(jīng)濟(jì)性。基于公路橋梁的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、種類繁多的特征，應(yīng)恰當(dāng)?shù)叵拗茦蛄赫w和零件的使用候命，同時(shí)還可結(jié)合橋梁歸屬的道路級(jí)別限制其使用壽命。另外，結(jié)構(gòu)適用性是裂縫、易形等情況，在具體設(shè)計(jì)時(shí)以極限狀態(tài)監(jiān)控;美觀環(huán)保要求橋梁的景觀價(jià)值和可持續(xù)發(fā)展，和整體結(jié)構(gòu)息息相關(guān)。所以，目前的工程制度規(guī)范應(yīng)涵蓋性能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的根本原則，方能推動(dòng)基于性能設(shè)計(jì)理念的公路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的完善。

3公路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的性能標(biāo)準(zhǔn)

結(jié)構(gòu)性能標(biāo)準(zhǔn)是按照功能要求對(duì)結(jié)構(gòu)整體目標(biāo)的細(xì)分，公路橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、建立、保養(yǎng)等應(yīng)在使用壽命中以最經(jīng)濟(jì)適用的手段來(lái)達(dá)到性能標(biāo)準(zhǔn):(1)在實(shí)際建造過(guò)程中，可以解決各突發(fā)狀況，可運(yùn)用各組合方法;(2)在投入使用后，維持預(yù)期的性能效果;(3)在后續(xù)維護(hù)保養(yǎng)時(shí)，保證一定的耐久適用性;(4)在發(fā)生不可預(yù)估的龍卷風(fēng)、高溫等突況下，結(jié)構(gòu)能維持穩(wěn)定性，降低損壞程度的嚴(yán)重性，避免結(jié)構(gòu)崩塌。據(jù)上述可知公路橋梁的設(shè)計(jì)原則有安全性、適用性、耐久性和維護(hù)性等，按照極限狀態(tài)設(shè)計(jì)原理，與之相應(yīng)的狀態(tài)是負(fù)荷能力極限狀態(tài)、正常使用極限狀態(tài)、耐久極限狀態(tài)與維護(hù)極限狀態(tài)。其中，負(fù)荷能力極限狀態(tài)是用于判斷公路橋梁結(jié)構(gòu)安全程度;正常使用極限狀態(tài)是用于判斷實(shí)際使用功能;耐久性極限狀態(tài)是用于檢測(cè)橋梁使用周期;維護(hù)極限狀態(tài)除了判斷突況的破壞程度之外，還用于判斷后續(xù)維修保養(yǎng)得難易性，要結(jié)合各判斷對(duì)象來(lái)決定相應(yīng)的極限狀態(tài)。

4公路橋梁結(jié)構(gòu)性能目標(biāo)

以性能為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求建筑工程在各種壓力強(qiáng)度下符合預(yù)期的性能目標(biāo)，也就是在各壓力強(qiáng)度下明確對(duì)應(yīng)性能標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而明確結(jié)構(gòu)性能目標(biāo)。就公路橋梁來(lái)講，性能目標(biāo)的確認(rèn)應(yīng)了解其使用情況、功能需求、經(jīng)濟(jì)美觀性等，要遵循以下兩點(diǎn)原則:(1)客戶和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者共同確認(rèn)結(jié)構(gòu)性能目標(biāo)，保證高于標(biāo)準(zhǔn)范圍下限;(2)結(jié)構(gòu)性能指標(biāo)的確認(rèn)應(yīng)結(jié)合各性能標(biāo)準(zhǔn)，即最大限度的壓力強(qiáng)度、最高的溫度等。公路橋梁的性能標(biāo)準(zhǔn)是結(jié)構(gòu)安全系數(shù)、后期維護(hù)、經(jīng)濟(jì)適用水平的檢驗(yàn)指標(biāo)，除了要符合客戶需要，還要考慮社會(huì)因素影響，比如文化程度、經(jīng)濟(jì)水平等。就工程結(jié)構(gòu)荷載而言，公路橋梁的荷載分為自然荷載與社會(huì)荷載兩種，前者是龍卷風(fēng)、高溫等自然災(zāi)害，后者則是汽車(chē)負(fù)重、船撞等，和社會(huì)發(fā)展密切相關(guān)。由此可見(jiàn)，負(fù)重標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)基于社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素來(lái)制定各等級(jí)，而結(jié)構(gòu)性能目標(biāo)則由客戶與設(shè)計(jì)者共同確認(rèn)。事實(shí)上，性能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能符合各社會(huì)要求，客戶按照自身要求提高性能目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而確保橋梁設(shè)計(jì)最大限度滿足客戶的特別需求，值得注意的是，不能小于社會(huì)基本標(biāo)準(zhǔn)。在性能目標(biāo)明確的前提下，結(jié)合工程結(jié)構(gòu)的特征來(lái)設(shè)置對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)檢驗(yàn)指標(biāo)，比如檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、檢驗(yàn)手段，其實(shí)性能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。關(guān)于性能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)建造等，應(yīng)給予相關(guān)技術(shù)工作者與公司以自由選擇理念和方法的權(quán)利。

5結(jié)論

總而言之，基于性能的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。目前基于概率分析的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)就是以性能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為原理，各性能都有可測(cè)量指標(biāo)為判斷依據(jù)，也就是極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的改善有關(guān)于基于性能的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展。因此，基于性能設(shè)計(jì)理念的公路橋梁極限狀態(tài)設(shè)計(jì)已得到充分關(guān)注和有效發(fā)展，而未來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵在于量化各結(jié)構(gòu)性能指標(biāo)。針對(duì)基于性能設(shè)計(jì)理念下的公路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)展開(kāi)研究，一方面促進(jìn)結(jié)構(gòu)性能理論體系的完善和橋梁技術(shù)的成熟，另一方面強(qiáng)化國(guó)內(nèi)工程建設(shè)的制度標(biāo)準(zhǔn)，真正推進(jìn)我國(guó)向橋梁強(qiáng)國(guó)的發(fā)展。

作者:吳哲 單位:中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司

參考文獻(xiàn):

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橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文第2篇

關(guān)鍵詞：公路；橋梁；下部結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：X734 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

隨著我國(guó)建筑工程深入的發(fā)展，我國(guó)在公路橋梁工程這一方面的發(fā)展十分的迅猛，公路橋梁工程是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中非常重要的一個(gè)工程建設(shè)環(huán)節(jié)，在一定程度上影響著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。公路橋梁下部結(jié)構(gòu)在公路橋梁工程項(xiàng)目中占據(jù)著非常重要的位置，在公路橋梁工程項(xiàng)目的建設(shè)過(guò)程中要重視對(duì)其下部結(jié)構(gòu)中的設(shè)計(jì)，公路橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞，直接關(guān)系著公路橋梁工程項(xiàng)目在建設(shè)過(guò)程中的整體質(zhì)量水平。公路橋梁工程項(xiàng)目在其下部結(jié)構(gòu)中的設(shè)計(jì)還存在著諸多的不足與缺陷，如何有效的對(duì)公路橋梁下部結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，是公路橋梁工程在發(fā)展過(guò)程中必須解決的一個(gè)重要問(wèn)題。

一、公路橋梁工程項(xiàng)目下部結(jié)構(gòu)中對(duì)橋臺(tái)結(jié)構(gòu)的選擇設(shè)計(jì)

1、輕型橋臺(tái)

公路橋梁工程中的輕型橋臺(tái)，體積較小是它的特點(diǎn)，輕型橋臺(tái)的臺(tái)身是一面直立著的薄壁墻，臺(tái)身的側(cè)面有用于擋住土層的墻面，可以將臺(tái)身側(cè)面的墻面改造成斜坡。在公路橋梁的下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中能夠設(shè)置相應(yīng)的鋼筋混凝土用來(lái)支撐公路橋梁，公路橋梁中的上部結(jié)構(gòu)能夠通過(guò)錨栓這一種形式與橋臺(tái)進(jìn)行連接，在公路橋梁中形成一個(gè)四鉸框架結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，通過(guò)輕型橋臺(tái)臺(tái)身兩端中土層的壓力來(lái)維持橋臺(tái)的穩(wěn)定性。輕型橋臺(tái)適合在小跨徑公路橋梁中進(jìn)行使用，輕型橋臺(tái)中的橋墩與橋跨孔的數(shù)量相互結(jié)合時(shí)，橋跨孔的數(shù)量不能多于三個(gè)孔，公路橋梁的總長(zhǎng)度不能超過(guò)二十米，單個(gè)橋跨孔中的直徑不能超過(guò)十三米。

2、鋼筋混凝土薄壁型橋臺(tái)

公路橋梁中的鋼筋混凝土薄壁型橋臺(tái)，經(jīng)常使用的形式有箱式、撐墻式、扶壁式以及懸臂式等一系列形式，鋼筋混凝土薄壁型橋臺(tái)由帶扶壁的側(cè)墻與前墻，還有水平底板相結(jié)合而形成的一種橋臺(tái)，鋼筋混凝土薄壁型橋臺(tái)中的擋土墻是由間距為2.5米至3米之間的扶壁以及前墻相結(jié)合而形成的，而臺(tái)頂則是由扶壁中的水平版與豎直的小墻相結(jié)合形成的，對(duì)公路橋梁中的橋跨結(jié)構(gòu)進(jìn)行支撐。鋼筋混凝土薄壁型橋臺(tái)兩個(gè)側(cè)面中的墻壁能夠垂直于前墻，還能夠?qū)蓚€(gè)側(cè)面中的墻壁進(jìn)行改造，使其斜交于前墻，鋼筋混凝土薄壁型橋臺(tái)與重力式橋臺(tái)相比，可以有效的降低公路橋梁中圬工面積中的百分之四十至百分之五十，還可以有效的降低對(duì)公路橋梁地基所造成的壓力，鋼筋混凝土薄壁型橋臺(tái)適合在軟土地基的公路橋梁建設(shè)中進(jìn)行使用，但是鋼筋混凝土薄壁型橋臺(tái)在公路橋梁中進(jìn)行使用時(shí)的施工流程與構(gòu)造工藝非常的復(fù)雜，所需要使用的鋼材數(shù)量也非常的多。公路橋梁下部結(jié)構(gòu)中在使用鋼筋混凝土薄壁型橋臺(tái)時(shí)，可以對(duì)鋼筋混凝土薄壁型橋臺(tái)中的樁基礎(chǔ)或者是基礎(chǔ)進(jìn)行擴(kuò)大，在鋼筋混凝土薄壁型橋臺(tái)的墩臺(tái)下面可以對(duì)支撐梁進(jìn)行設(shè)置，使公路橋梁中形成一個(gè)框架結(jié)構(gòu)體系，還可以通過(guò)鋼筋混凝土薄壁型橋臺(tái)兩端中的被動(dòng)土層壓力來(lái)維持整個(gè)公路橋梁的穩(wěn)定性。

3、埋置式橋臺(tái)

公路橋梁中的埋置式橋臺(tái)，經(jīng)常使用的形式有框架式橋臺(tái)、樁柱式橋臺(tái)以及肋板式橋臺(tái)。埋置式橋臺(tái)是將臺(tái)身埋在公路橋梁中的錐形護(hù)坡里，極大的降低橋臺(tái)在土層這一方面所承受的壓力，埋置式橋臺(tái)中的體積也在很大程度上進(jìn)行了縮小，但是公路橋梁中的臺(tái)前護(hù)坡大部分都是由混凝土作為表面的防護(hù)措施，而且混凝土這種表面防護(hù)的形式還是一種永久性的設(shè)施，在一定程度上存在著被洪水進(jìn)行沖擊以后而導(dǎo)致混凝土表面防護(hù)的破裂，造成臺(tái)身得不到有效的防護(hù)，嚴(yán)重的影響公路橋梁的穩(wěn)定性、安全性，所以在對(duì)公路橋梁下部結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要加強(qiáng)對(duì)埋置式橋臺(tái)中穩(wěn)定性與強(qiáng)度的預(yù)測(cè)性計(jì)算，這對(duì)于埋置式橋臺(tái)在公路橋梁下部中的穩(wěn)定性有著非常重要的作用。埋置式橋臺(tái)在公路橋梁下部結(jié)構(gòu)中的運(yùn)用，能夠有效的應(yīng)用于路基填土高度處于五米以上公路橋梁的橋臺(tái)之中，應(yīng)用于公路橋梁中高度處于十米之上的橋臺(tái)時(shí)，需要在橋臺(tái)中對(duì)橫向系梁進(jìn)行有效的設(shè)置，公路橋梁橋臺(tái)中的耳墻、系梁以及帽粱都需要對(duì)其進(jìn)行鋼筋的配置。樁柱式橋臺(tái)在公路橋梁下部結(jié)構(gòu)的應(yīng)用過(guò)程中能夠適應(yīng)于不同的土壤地基，這是它的優(yōu)點(diǎn)之一，框架式在公路橋梁下部結(jié)構(gòu)的應(yīng)用過(guò)程中有非常的剛度，能夠有效的維持公路橋梁下部結(jié)構(gòu)中的穩(wěn)定性，還可以對(duì)圬工體積進(jìn)行合理的節(jié)約。

二、公路橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)橋墩結(jié)構(gòu)的選擇設(shè)計(jì)

1、柱式橋墩

就目前來(lái)看。我國(guó)公路橋梁工程項(xiàng)目在建設(shè)過(guò)程中，對(duì)于柱式橋墩這一種橋墩形式的采用非常的廣泛，柱式橋墩在公路橋梁下部結(jié)構(gòu)中應(yīng)用時(shí)，施工非常的快捷、施工程序非常的簡(jiǎn)便、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性非常的好、自重輕以及外觀優(yōu)美、柱式橋墩中的主要形式主要?jiǎng)澐譃橐韵聨讉€(gè)方面：

1.1 帶蓋梁的單排樁式橋墩，將彎矩承受性能非常好的蓋梁對(duì)實(shí)體式中的墩帽進(jìn)行替換，公路橋梁下部結(jié)構(gòu)中在采用樁基礎(chǔ)的時(shí)候，必須在樁頂上對(duì)相關(guān)的承臺(tái)進(jìn)行設(shè)置，使樁式橋墩中的各個(gè)樁共同承受壓力，并且通過(guò)樁頂上的承臺(tái)將樁與柱相連接、柱式橋墩適合在公路橋梁上部結(jié)構(gòu)中的簡(jiǎn)支梁橋中使用。

1.2 公路橋梁下部結(jié)構(gòu)中的排柱式橋墩，適合在連續(xù)現(xiàn)澆箱梁中應(yīng)用。

2、重力式橋墩

公路橋梁下部結(jié)構(gòu)中的重力式橋墩，利用自身的恒載對(duì)公路橋梁下部結(jié)構(gòu)中的外力進(jìn)行平衡，有效的維持了橋墩的穩(wěn)定性。公路橋梁中的實(shí)體式墩身，對(duì)于地基這一方面中的承載力，在要求與標(biāo)準(zhǔn)上都非常的高，實(shí)體式墩身在材料的選擇上可以不選擇對(duì)鋼筋進(jìn)行使用，混凝土與天然石材都能夠作為實(shí)體式墩身的構(gòu)造材料，但是重力式橋墩中的圬工體積非常大，這就導(dǎo)致重力式橋墩在公路橋梁下部結(jié)構(gòu)中進(jìn)行使用時(shí)的阻水面積擴(kuò)大，抵抗水流沖擊力的性能下降，所以重力式橋墩在公路橋梁下部結(jié)構(gòu)中進(jìn)行使用的時(shí)候，不適合應(yīng)用于水流湍急、泥沙含量大的河流之中。

3、鋼筋混凝土薄壁墩

公路橋梁下部結(jié)構(gòu)中的鋼筋混凝土薄壁墩，可以劃分為兩種形式，一種是單肢薄壁墩，另一種是雙肢薄壁墩。鋼筋混凝土薄壁墩中的單肢薄壁墩在重量上非常的輕，可以有效的節(jié)約公路橋梁下部結(jié)構(gòu)中的圬工材料，適合在地質(zhì)條件不理想的簡(jiǎn)支梁橋上進(jìn)行使用，而鋼筋混凝土薄壁墩中的雙肢薄壁墩則適合在墩粱固定結(jié)合中的連續(xù)鋼構(gòu)梁橋上進(jìn)行使用，雙肢薄壁墩這一形式在互通式跨線橋中的應(yīng)用非常廣泛。

三、公路橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)橋墩柱內(nèi)力計(jì)算

公路橋梁下部結(jié)構(gòu)中的橋墩柱，根據(jù)受力這一方面的特點(diǎn)，橋墩柱內(nèi)部中大部分都是偏心受壓構(gòu)件。偏心受壓構(gòu)件在軸力與彎矩的作用力下，橋墩柱截面中所承受壓力的極限值，隨著軸力與彎矩之間比值的變化而發(fā)生變動(dòng)，橋墩柱截面中極限承載壓力值的變化與軸力NR 和MR之間的曲線關(guān)系，如圖所示。

公路橋梁下部結(jié)構(gòu)中的橋墩，大部分都是短柱一這類型，從圖中可以發(fā)現(xiàn)，短柱中軸力與彎矩之間的關(guān)系呈線性，中長(zhǎng)柱中軸力與彎矩之間的管理呈非線性，隨著MR的增大，NR在降低，根據(jù)圖中呈現(xiàn)的軸力與彎矩之間的關(guān)系可以發(fā)現(xiàn)，橋墩柱中的小偏心受壓構(gòu)件中，隨著MR的降低，NR在增大，而在橋墩柱的大偏心受壓構(gòu)件中，隨著MR的增大，NR也在增大，NR在增大到MR的極限之后，在超過(guò)極限后隨著降低。所以在對(duì)公路橋梁下部結(jié)構(gòu)中的橋墩柱進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要結(jié)合橋墩柱中偏心受壓構(gòu)件的受力特點(diǎn)對(duì)橋墩柱在受力狀態(tài)中的內(nèi)力進(jìn)行確定。

四、結(jié)語(yǔ)

公路橋梁下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，公路橋梁下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)對(duì)于公路橋梁的整體穩(wěn)定性有著非常重要的影響，所以在公路橋梁工程項(xiàng)目的建設(shè)過(guò)程中，要充分的重視對(duì)于公路橋梁下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。為了保證公路橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)符合相關(guān)規(guī)定中的標(biāo)準(zhǔn)與要求，有效的提升公路橋梁的可靠性、耐久性。安全性，在對(duì)公路橋梁下部結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要將地質(zhì)條件、水文條件、結(jié)構(gòu)受力、地震、地質(zhì)構(gòu)造、地理環(huán)境等一系列因素綜合起來(lái)，進(jìn)行深入的分析與研究，選擇公路橋梁下部結(jié)構(gòu)最好的設(shè)計(jì)方案，只有這樣才能夠保證公路橋梁下部結(jié)構(gòu)中的穩(wěn)定性，促進(jìn)公路橋梁工程的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]王曉瑩.公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范[J].橋梁工程2010(17).

[2]邵容光.公路橋梁工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理[M].北京：人民交通出版社,2011.

橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文第3篇

關(guān)鍵詞：橋梁結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；問(wèn)題

中圖分類號(hào)：K928文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言

橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求是要保證安全性、適用性以及經(jīng)濟(jì)性，不僅要求設(shè)計(jì)者要具備豐富的理論知識(shí)，還要具一定的工程經(jīng)驗(yàn)，如果有經(jīng)驗(yàn)上的偏差就會(huì)嚴(yán)重影響設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要堅(jiān)持因地制宜的基本原則，要充分結(jié)合建設(shè)單位公布的橋梁設(shè)計(jì)方案，積極學(xué)習(xí)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，引進(jìn)一些新設(shè)備、新材料，嚴(yán)格依照施工設(shè)計(jì)的總則、荷載以及每種材料技術(shù)條件要求等施工設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，采取適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)方法，能最大限度地規(guī)避主管因素對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)造成的影響。

一、橋梁工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的狀況

自改革開(kāi)放之后，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)一直在緊鑼密鼓地進(jìn)行著，各項(xiàng)工程建設(shè)也是百花齊放、不斷涌現(xiàn)，其中，橋梁工程建設(shè)也得到了飛速的發(fā)展，作為維系、連接與輸送城鄉(xiāng)交通的主要建筑設(shè)施，其工程的安全質(zhì)量的重要性不言而喻，雖然無(wú)論哪個(gè)行業(yè)的工程建設(shè)都在嚴(yán)格把控質(zhì)量、安全大關(guān)，然而依然不斷出現(xiàn)嚴(yán)重的安全事故，為了保證其正常的使用年限，必須從橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開(kāi)始就考慮其耐久性因素，而目前在橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)當(dāng)中，很多設(shè)計(jì)人員形成了錯(cuò)誤的設(shè)計(jì)觀念，比較偏向于對(duì)橋梁強(qiáng)度極限的控制，只是保證其達(dá)到良好的強(qiáng)度要求，卻忽略了更為重要的耐久性因素，沒(méi)有對(duì)使用極限狀態(tài)記憶控制把握，重建造輕維護(hù)，同時(shí)缺乏有效的結(jié)構(gòu)耐久性規(guī)定和要求來(lái)作為設(shè)計(jì)依據(jù)，那么對(duì)橋梁使用年限、耐久性的考慮自然無(wú)法真正落實(shí)。

二、橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題

當(dāng)前結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜、跨越距離越來(lái)越遠(yuǎn)、功能越來(lái)越多的橋梁正在出現(xiàn)，在提高交通通行能力和確保行車(chē)便捷的基礎(chǔ)上，正在發(fā)揮著改善生活質(zhì)量、加速經(jīng)濟(jì)建設(shè)的作用，這就需要橋梁設(shè)計(jì)者不斷提高各方面的能力，以此來(lái)滿足社會(huì)、生活、交通、公路等各方面的需要。隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷變化與發(fā)展，人們生活質(zhì)量在逐漸提高，橋梁設(shè)計(jì)的難度也在增大，這會(huì)產(chǎn)生橋梁設(shè)計(jì)問(wèn)題，應(yīng)該對(duì)橋梁設(shè)計(jì)工作進(jìn)行全面分析，以達(dá)到對(duì)相關(guān)問(wèn)題的防范。目前，橋梁設(shè)計(jì)存在的主要問(wèn)題有以下幾個(gè)。

（一）橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題

結(jié)構(gòu)體系是橋梁設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，也是橋梁的核心部分，是整個(gè)橋梁建設(shè)中最為重要的部分。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如果存在問(wèn)題，則會(huì)直接影響橋梁相關(guān)參數(shù)，橋梁可靠性就會(huì)下降，結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。特別是一些橋梁設(shè)計(jì)人員會(huì)盲目地進(jìn)行結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)，導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在極大的不合理、不科學(xué)等問(wèn)題，進(jìn)而影響橋梁的安全與功能。

（二）橋梁設(shè)計(jì)的耐久性問(wèn)題

當(dāng)前一些橋梁設(shè)計(jì)片面重視結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算，忽視橋梁構(gòu)造、材料、施工等重要環(huán)節(jié)，這會(huì)導(dǎo)致橋梁耐久性降低、整體性變差、延展性不足，不能以充分的冗余來(lái)提高橋梁的耐久性能。常見(jiàn)的問(wèn)題有橋梁受力線路不清晰、混凝土強(qiáng)度不足、鋼筋結(jié)構(gòu)堅(jiān)度不足、保護(hù)層厚度偏小，這些都會(huì)影響橋梁的安全與壽命，進(jìn)而導(dǎo)致橋梁病害的形成。

（三）橋梁設(shè)計(jì)的疲勞損傷問(wèn)題

橋梁在運(yùn)行中會(huì)受到車(chē)輛荷載、地震和風(fēng)荷載等動(dòng)荷載的影響，會(huì)在結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生循環(huán)變化的應(yīng)力，不但會(huì)引起結(jié)構(gòu)的振動(dòng)，還會(huì)引起結(jié)構(gòu)的累積疲勞損傷。疲勞和超載對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)耐久性的影響非常大，因此設(shè)計(jì)師在橋梁設(shè)計(jì)方面要充分重視對(duì)疲勞損傷的研究。

（四）橋梁結(jié)構(gòu)的抗震性

有些橋梁會(huì)應(yīng)用在經(jīng)常發(fā)生地震的區(qū)域，地震會(huì)對(duì)橋梁產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞，因?yàn)樵跇蛄航Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中已經(jīng)考慮到了動(dòng)荷載的作用，所以要在鞏固動(dòng)荷載的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)的抗震性能，將動(dòng)荷載和抗震性能合二為一的進(jìn)行綜合考慮。

（五）橋梁的超載

橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都要達(dá)到正常的使用標(biāo)準(zhǔn)，可是在實(shí)際的橋梁運(yùn)行階段，橋梁荷載并不能都達(dá)到在設(shè)計(jì)的允許范圍之內(nèi)，超載會(huì)導(dǎo)致動(dòng)荷載的應(yīng)力幅值增加，同時(shí)損傷出現(xiàn)的幾率也會(huì)增加。因?yàn)槌d所造成的損傷是巨大的，這些損傷是很難修復(fù)的，超載甚至?xí)茐臉蛄旱慕Y(jié)構(gòu)，導(dǎo)致事故的發(fā)生。設(shè)計(jì)人員要加強(qiáng)對(duì)橋梁超載問(wèn)題的研究力度，保證橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性以及安全性。

三、橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化

（一）橋梁結(jié)構(gòu)的可靠性

目前設(shè)計(jì)人員從很多角度對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的可靠性進(jìn)行了研究，也取得了一定成果，另外還研究了系統(tǒng)可靠性界定的方法，總之，橋梁結(jié)構(gòu)的可靠性是一個(gè)比較復(fù)雜的研究?jī)?nèi)容，其中蘊(yùn)含了很多種知識(shí)，研究具有一定的難度，需要設(shè)計(jì)人員深入的進(jìn)行探索。

（二）人為差錯(cuò)

在橋梁結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的問(wèn)題，大多數(shù)都是因?yàn)槭┕と藛T或技術(shù)人員的專業(yè)知識(shí)或經(jīng)驗(yàn)缺乏導(dǎo)致的，很多工程中的事故都是因此而發(fā)生，所以人為差錯(cuò)的優(yōu)化已經(jīng)成為橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的工作重點(diǎn)。

（三）橋梁結(jié)構(gòu)耐久性的設(shè)計(jì)要求

在橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要想保證其結(jié)構(gòu)耐久性的設(shè)計(jì)目標(biāo)，就必須把握好設(shè)計(jì)過(guò)程中的細(xì)節(jié)，依據(jù)一定的設(shè)計(jì)要求來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。首先，橋梁的設(shè)計(jì)方案要進(jìn)行仔細(xì)地對(duì)比分析，在滿足其耐久性設(shè)計(jì)原則的基礎(chǔ)上，考慮其使用性能、美觀程度、經(jīng)濟(jì)成本等因素，這樣綜合考量之后，篩選出最合適的設(shè)計(jì)方案，從而確保其質(zhì)量過(guò)關(guān)，其次，一定要注意混凝土的結(jié)構(gòu)耐久性的規(guī)定要求，在設(shè)計(jì)時(shí)注意控制其混凝土最小保護(hù)層厚度，使預(yù)應(yīng)力管道與鋼筋存在一定的距離，為混凝土的振搗做好基礎(chǔ)準(zhǔn)備，同時(shí)對(duì)于所采用的水灰比要仔細(xì)分析檢查，保證其適用性，以達(dá)到增強(qiáng)混凝土自身密實(shí)度和抗損壞能力的要求，最后，在設(shè)計(jì)過(guò)程中一定要選用具有防腐作用的鋼筋，因?yàn)樵趯?shí)際施工過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生鋼筋腐蝕的現(xiàn)象，所以對(duì)鋼筋的構(gòu)造、材質(zhì)的選用上，必須做到認(rèn)真、細(xì)致，也可以在混凝土中摻入鋼筋阻銹劑，通過(guò)此種方法來(lái)延緩鋼筋腐蝕破壞，不僅在時(shí)間上有效控制腐蝕，而且及時(shí)有效地延緩了其遭受腐蝕的速度。

（四）橋梁結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)

由于橋梁的可以起到聯(lián)絡(luò)交通的作用，所以在許多山區(qū)等地都需要搭建橋梁，但像我國(guó)的云貴山區(qū)等地又是地震的多發(fā)處，所以在這里地區(qū)的橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就需設(shè)計(jì)者充分考慮地勢(shì)問(wèn)題，通常采用先簡(jiǎn)支后連續(xù)或墩梁固結(jié)的連續(xù)－剛構(gòu)混合體系，這是為了保證行車(chē)舒適，結(jié)構(gòu)耐久適用。除此之外即使在非地震區(qū)域的橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也應(yīng)當(dāng)將地震損壞因素列為考慮范圍內(nèi)，因?yàn)榈卣馂?zāi)害具有的不確定性，這時(shí)為了應(yīng)對(duì)突如其來(lái)的災(zāi)難，設(shè)計(jì)人員就需要對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)的接縫處，地基墩臺(tái)和橋面的整體強(qiáng)度，加固連接件等等關(guān)鍵部位進(jìn)行仔細(xì)的核算與周全的考慮，而且需要提前預(yù)算到地震后可控狀態(tài)下橋梁的完整程度，對(duì)于橋梁抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)就需要不吝惜原料，全面考慮，精細(xì)核算，這樣才能保證橋梁結(jié)構(gòu)的優(yōu)質(zhì)性。

（五）強(qiáng)化橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗載荷能力

在橋梁抗高負(fù)荷承載的情況下，就需要設(shè)計(jì)者對(duì)于橋梁目前和未來(lái)所要面臨的載荷能力能高瞻遠(yuǎn)矚，應(yīng)用合理的結(jié)構(gòu)來(lái)應(yīng)對(duì)這一情況，而且可以再橋梁設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵部位添加相應(yīng)的減震裝置，如粘滯阻尼器，可以通過(guò)氣彈性部件可以有效的減少橋梁震動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的能量，以減少對(duì)橋梁主體的損害;鉛芯橡膠支座，可以有效減少支座的硬性撞擊，通過(guò)有著良好力學(xué)性能的鉛芯和橡膠的配合，就可以達(dá)到這樣的效果。總之，在抗重載荷情況下，橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要提前預(yù)估和計(jì)算出將要面對(duì)的負(fù)載情況，并且利用緩沖部件來(lái)直接降低重載荷所引起的橋梁壓力過(guò)大。

結(jié)束語(yǔ)

橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程中如果對(duì)相關(guān)要點(diǎn)和因素不嚴(yán)格控制，極容易引發(fā)安全與結(jié)構(gòu)問(wèn)題的積累，進(jìn)而影響橋梁施工和使用等后續(xù)工作，形成各種病害而影響橋梁。作為橋梁設(shè)計(jì)人員，應(yīng)該對(duì)設(shè)計(jì)工作進(jìn)行強(qiáng)化，借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)與措施，將先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念、科學(xué)的橋梁結(jié)構(gòu)體系更好地應(yīng)用到橋梁設(shè)計(jì)之中，在不斷創(chuàng)新的同時(shí)，達(dá)到推進(jìn)橋梁設(shè)計(jì)質(zhì)量與水平雙提高的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

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橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文第4篇

關(guān)鍵詞：公路橋梁 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 耐久性

0引言

隨著社會(huì)不斷發(fā)展，我國(guó)公路橋梁建設(shè)事業(yè)蓬勃發(fā)展，取得了顯著成果。然而，公路橋梁結(jié)構(gòu)耐久性問(wèn)題也隨之突顯，理應(yīng)引起公路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工程施工和維護(hù)等相關(guān)方面的重視。本文結(jié)合多年的公路橋梁結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從保證混凝土結(jié)構(gòu)耐久性、保證鋼筋混凝土保護(hù)層厚度、保證構(gòu)造配筋科學(xué)、保證后張法預(yù)應(yīng)力鋼筋管道壓漿質(zhì)量、保證橋面鋪裝層防水等幾個(gè)主要方面就公路橋梁結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)進(jìn)行了以下論述。

1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)耐久性分析

橋梁建設(shè)作為我國(guó)的基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目，已經(jīng)成為國(guó)家綜合實(shí)力的重要體現(xiàn)之一。近年來(lái)，我國(guó)公路橋梁數(shù)量猛增，由于其在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用，人們對(duì)其結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)越來(lái)越加以重視。公路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的根本任務(wù)歸根結(jié)底就是用最經(jīng)濟(jì)合理的途徑保證橋梁結(jié)構(gòu)的安全、耐久和適用，使橋梁結(jié)構(gòu)在工程施工和使用期內(nèi)承受住各種預(yù)期的荷載作用。但公路橋梁在建造和使用期間，會(huì)遭受來(lái)自于環(huán)境、有害化學(xué)物質(zhì)的侵蝕，還要承受來(lái)自于車(chē)輛、風(fēng)雪、地震、疲勞使用及各種外來(lái)因素作用，與此同時(shí)，橋梁本身使用的建設(shè)材料性能也在逐漸退化，受多種因素影響，橋梁結(jié)構(gòu)各部分必然會(huì)有不同程度的損傷和破壞，導(dǎo)致公路橋梁結(jié)構(gòu)耐久性差。大量病害實(shí)例表明，除工程施工、建設(shè)材料、運(yùn)營(yíng)管理和維護(hù)等原因外，設(shè)計(jì)缺陷是影響公路橋梁結(jié)構(gòu)耐久性差的決定性因素。因此，公路橋梁結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)在保證經(jīng)濟(jì)合理的前提下，還要注意橋梁結(jié)構(gòu)分析、構(gòu)件和連接的設(shè)計(jì)，取用規(guī)范規(guī)定的安全系數(shù)或可靠性指標(biāo)，充分考慮建設(shè)材料和環(huán)境影響等因素，提高工程施工水平，加強(qiáng)運(yùn)營(yíng)管理和維護(hù)，以保證公路橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性。

2保證混凝土結(jié)構(gòu)耐久性

近年來(lái)，我國(guó)公路橋梁事故頻發(fā)，造成重大經(jīng)濟(jì)損失，產(chǎn)生了嚴(yán)重后果和影響。經(jīng)調(diào)查研究證實(shí)，大多事故原因是由于設(shè)計(jì)不規(guī)范和施工質(zhì)量差造成。施工過(guò)程中偷工減料、以次充好，，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)態(tài)度不端正、不嚴(yán)謹(jǐn)，計(jì)算失誤等等因素造成了橋梁安全隱患存在重大問(wèn)題。值得深思的是，目前公路橋梁結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)，僅僅具有參考價(jià)值，而沒(méi)有計(jì)算出具體安全使用年限，更沒(méi)有對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)耐久性進(jìn)行專業(yè)調(diào)查研究。此種情況不僅造成了橋梁事故頻發(fā)，也嚴(yán)重違背了國(guó)際上對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)耐久性日益重視的發(fā)展趨勢(shì)。要解決橋梁結(jié)構(gòu)耐久性問(wèn)題，首先應(yīng)該保證混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，而提高混凝土本身的耐久性是解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵，這就需要在施工過(guò)程中對(duì)水灰比例、水泥使用量、強(qiáng)度等級(jí)等混凝土材料組成情況進(jìn)行嚴(yán)格控制把關(guān)。《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D62-2004）（以下簡(jiǎn)稱《橋規(guī)JTG D62》）對(duì)公路橋梁結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)做出了明確規(guī)定，要求公路橋涵應(yīng)根據(jù)所處環(huán)境進(jìn)行耐久性設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)混凝土耐久性的基本要求應(yīng)符合（表1）要求，這也是公路橋梁結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)必須遵循的基本原則。

3保證鋼筋混凝土保護(hù)層厚度

鋼筋混凝土由鋼筋和混凝土復(fù)合型建筑材料構(gòu)成。保護(hù)層厚度是指從鋼筋外邊緣到混凝土外邊緣的最短距離。鋼筋混凝土保護(hù)層具有提高混凝土構(gòu)件截面受力性能，保護(hù)鋼筋不被銹蝕，增強(qiáng)耐火能力等作用。因此，保護(hù)層厚度對(duì)公路橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性、安全性、抗腐性、耐火性等起著決定性作用。我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范中，已對(duì)鋼筋混凝土受力鋼筋保護(hù)層厚度提高了等級(jí)，可見(jiàn)其對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的影響作用。正常情況下，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，鋼筋混凝土的碳化程度會(huì)隨之加深，碳化達(dá)到一定程度后，鋼筋混凝土表面的強(qiáng)度和密度逐步降低，水蒸汽和其它有害氣體隨之侵入，此時(shí)保護(hù)層厚度決定了鋼筋混凝土的碳化時(shí)間長(zhǎng)短，當(dāng)保護(hù)層完全碳化后，鋼筋就會(huì)被銹蝕。鋼筋表面被銹蝕后會(huì)產(chǎn)生膨脹力（在混凝土體積中會(huì)增加2～4倍），形成向外脹力，并拱裂混凝土保護(hù)層，使有害氣體直接侵蝕鋼筋，從而影響公路橋

梁結(jié)構(gòu)安全和使用年限。由此可以看出，保證鋼筋混凝土保護(hù)層的厚度是保護(hù)鋼筋不被銹蝕，提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性、安全性、抗腐性、耐火性的重要舉措。《橋規(guī)JTGD62》中的普通鋼筋和預(yù)應(yīng)力直線鋼筋最小混凝土保護(hù)層厚度（表2）規(guī)定與國(guó)際通用設(shè)計(jì)規(guī)范存在一些差距，設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況保證鋼筋混凝土保護(hù)層的厚度。

4保證后張法預(yù)應(yīng)力鋼筋管道壓漿質(zhì)量

《橋規(guī)JTGD62》中對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋管道壓漿質(zhì)量有明確規(guī)定，用水泥漿抗壓強(qiáng)度要高于30MPa，水灰比應(yīng)在0.4～0.5之間，可以在試驗(yàn)后摻入膨脹劑以減少收縮）。除此之外，《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)與施工CCES01》中也有相關(guān)說(shuō)明，預(yù)應(yīng)力鋼筋的銹蝕會(huì)破壞混凝土結(jié)構(gòu)，且事先發(fā)現(xiàn)困難，因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)特別注意，采用必要的防護(hù)手段保護(hù)。后張法預(yù)應(yīng)力鋼

筋管道應(yīng)盡量使用具備良好密封性的高密度塑料波形管為宜，事先要對(duì)鋼筋管道灌漿材料和方法進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，最大程度地減少漿體硬化后形成的氣孔，并使用真空灌漿，可適時(shí)摻入阻銹劑。

5保證橋面鋪裝層防水

橋面鋪裝層的防水對(duì)橋面起著重要的保護(hù)作用，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工程施工中要認(rèn)真對(duì)待。橋面鋪裝層應(yīng)使用密實(shí)性較好的C30以上等級(jí)混凝土，鋪裝層內(nèi)設(shè)置鋼筋網(wǎng)，以防混凝土開(kāi)裂。或者使用復(fù)合纖維混凝土和在混凝土中摻入XYPEX（賽柏斯）水泥基滲透結(jié)晶型防水材料，效果較好。公路橋面鋪裝層的損傷破壞以及板梁鉸縫滲漏水問(wèn)題，一度引起了相關(guān)部門(mén)對(duì)橋面鋪裝層的防水施工工藝、施工材料的注意。實(shí)踐表明，選擇適宜的鋪裝層防水形式不僅可以達(dá)到良好的防水效果，保證公路橋梁主體結(jié)構(gòu)安全，更能延長(zhǎng)橋面鋪裝的使用年限，降低工程造價(jià)。良好橋面鋪裝層的防水需具備以下特點(diǎn)：1、與橋面砼粘結(jié)性良好，沒(méi)有起皮和脫落現(xiàn)象發(fā)生；2、能與瀝青混凝土橋面鋪裝融為一體；3、沒(méi)有透水現(xiàn)象發(fā)生，耐刺破性能強(qiáng)，具備應(yīng)有的抗拉強(qiáng)度和延性適應(yīng)變形能力；4、對(duì)橋面砼表面質(zhì)量沒(méi)有特別要求，保障施工順利進(jìn)行。

橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文第5篇

關(guān)鍵詞：橋梁；結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；探討

前言

目前國(guó)內(nèi)對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)多考慮的是橋梁的強(qiáng)度因素而忽略了對(duì)于橋梁耐久性的考慮，在橋梁的建設(shè)中過(guò)分的重視橋梁結(jié)構(gòu)的建造而不是結(jié)構(gòu)的維護(hù)，這樣一來(lái)導(dǎo)致橋梁在日常的使用中盡管能滿足強(qiáng)度上的需求，但是在持久性使用上卻存在著較大的缺陷，這也正是目前橋梁事故發(fā)生日益頻繁的原因之一。在具體的橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)同時(shí)考慮其使用極限以及承載能力兩個(gè)方面的因素，確保其在滿足使用極限的同時(shí)對(duì)于環(huán)境的耐久能力也能夠滿足指標(biāo)，前者是控制結(jié)構(gòu)在喪失服務(wù)能力臨界狀態(tài)時(shí)的承載能力、設(shè)計(jì)的基本原則是要求荷載效應(yīng)不利組合的設(shè)計(jì)值，必須小于或等于結(jié)構(gòu)抗力的設(shè)計(jì)值。利用荷載安全系數(shù)、材料安全系數(shù)及工作條件系數(shù)來(lái)考慮不確定因素作用下的結(jié)構(gòu)總體的安全儲(chǔ)備，是一個(gè)半概率的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法。可以認(rèn)為是對(duì)安全性要求的保證。

1、橋梁設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

總體來(lái)講我國(guó)的橋梁設(shè)計(jì)理論和結(jié)構(gòu)構(gòu)造體系仍不夠完善，在橋梁設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特別是關(guān)于橋梁施工和使用期安全性的問(wèn)題還有許多可以改進(jìn)的地方。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的首要任務(wù)是選擇經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)方案，其次是結(jié)構(gòu)分析與構(gòu)件和連接的設(shè)計(jì)，并取用規(guī)范規(guī)定的安全系數(shù)或可靠性指標(biāo)以保證結(jié)構(gòu)的安全性。

許多設(shè)計(jì)人員往往只滿足于規(guī)范對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算上的安全度需要，而忽視從結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)維護(hù)、結(jié)構(gòu)耐久性以及從設(shè)計(jì)、施工到使用全過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)的人為錯(cuò)誤等方面去加強(qiáng)和保證結(jié)構(gòu)的安全性。

2、橋梁設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)

(1)在對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要加強(qiáng)對(duì)于其結(jié)構(gòu)耐久性的重視，盡管對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)耐久性問(wèn)題的天早就有人提出，但是在實(shí)際設(shè)計(jì)中的應(yīng)用一直不是很順利。大多數(shù)的研究都還是停留在理論層面上，并沒(méi)能夠運(yùn)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)中。且大多數(shù)的研究精力都集中在了從材料的角度對(duì)橋梁耐久度進(jìn)行加強(qiáng)而忽視了對(duì)于橋梁整體結(jié)構(gòu)與細(xì)節(jié)處的關(guān)注，更不用說(shuō)在橋梁結(jié)構(gòu)以及設(shè)計(jì)上的研討了。國(guó)內(nèi)外的研究和實(shí)踐都表明，橋梁的整體構(gòu)造對(duì)于橋梁的耐久性有著極大的影響，而結(jié)構(gòu)耐久性對(duì)于橋梁的安全運(yùn)營(yíng)和經(jīng)濟(jì)性起著決定性作用。

(2)對(duì)于橋梁在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中所帶來(lái)的磨損以及疲勞損傷加以重視。由于橋梁結(jié)構(gòu)的特殊，再加上其所使用的材料并非均勻材料，在長(zhǎng)期的橋梁使用中難免會(huì)導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)生磨損、變形。再加上橋梁所受荷載均為動(dòng)荷載，對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)帶來(lái)的損傷更大，長(zhǎng)此以往，必然會(huì)引發(fā)橋梁結(jié)構(gòu)中一些存在的微小瑕疵發(fā)生變形、開(kāi)裂。對(duì)于這些變形開(kāi)裂如果不進(jìn)行及時(shí)的處理很有可能會(huì)使得整個(gè)橋梁發(fā)生變形乃至塌陷，從而帶來(lái)很大的災(zāi)難。

(3)對(duì)于橋梁的超載問(wèn)題一定要重視，目前由于交通事業(yè)的快速發(fā)展，橋面每天都會(huì)進(jìn)過(guò)許多的車(chē)輛，而車(chē)輛的頻繁經(jīng)過(guò)必然會(huì)對(duì)路面造成不小的負(fù)擔(dān)。對(duì)于橋梁的超載，會(huì)對(duì)橋梁的結(jié)構(gòu)造成破壞，使得橋梁的內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生損傷，而對(duì)于結(jié)構(gòu)內(nèi)部的損傷是無(wú)法修復(fù)無(wú)法復(fù)原的，長(zhǎng)久以往便會(huì)使得橋梁發(fā)生變形、損傷，進(jìn)而使得橋梁發(fā)生損毀。因此需要對(duì)超載帶來(lái)的后果進(jìn)行研究、分析。

3、橋梁設(shè)計(jì)中存在的隱患

3.1　橋梁總跨徑的確定

對(duì)于橋梁總跨度的決定要經(jīng)過(guò)細(xì)致的分析討論，首先要考慮的一點(diǎn)便是橋梁周邊的土質(zhì)以及水文狀況。根據(jù)兩岸的土質(zhì)基礎(chǔ)來(lái)確定橋梁的基礎(chǔ)埋設(shè)的深度進(jìn)而決定橋梁的總長(zhǎng)度，同時(shí)也要對(duì)河床的沖刷深度的進(jìn)行充分考慮。對(duì)于橋梁長(zhǎng)度不同引起的水流的流量的不同進(jìn)而對(duì)橋梁的沖擊量的不同要充分考慮。

3.2　橋梁的分孔

對(duì)于橋梁的分孔應(yīng)當(dāng)進(jìn)行慎重的考慮，因?yàn)闃蛄憾纯椎亩嗌贂r(shí)與橋梁的造價(jià)以及建筑難度以及使用壽命直接相關(guān)的。在建筑之前首先要確保橋梁的使用壽命，而后在此基礎(chǔ)上對(duì)于橋梁的洞孔數(shù)進(jìn)行考慮。要考慮同時(shí)考慮建筑的難易程度以及造價(jià)的影響，盡量在確保將造價(jià)降到較低，同時(shí)不要選擇難度太高的施工方案。

3.3　橋梁標(biāo)高確定

在確定橋梁的標(biāo)高之前要先對(duì)道路的路面所預(yù)留的橋梁橋道進(jìn)行確定，在確定了橋道的基礎(chǔ)上再綜合考慮橋梁的橋形以及孔洞的跨度、橋梁的長(zhǎng)度等因素。而后再對(duì)于橋梁建設(shè)區(qū)域在洪水期間洪水的高度等因素進(jìn)行綜合性的考慮，最后將橋梁的標(biāo)高定下來(lái)，一般的橋梁標(biāo)高應(yīng)當(dāng)高于水面50cm。

3.4　橋梁橫斷面確定

橋梁橫斷面的設(shè)計(jì)，主要是決定橋面的寬度和橋跨結(jié)構(gòu)橫斷面布置，橋面寬度決定了行車(chē)和行人的交通需要，該橋凈寬按凈＝9+2×0.75(人行道)+2×0.25(安全帶)。

3.5　平面布置

橋梁的線形及橋頭引道要保持平順，使車(chē)輛能平穩(wěn)地通過(guò)，從橋本身經(jīng)濟(jì)性和施工方案來(lái)說(shuō)，應(yīng)盡可能避免橋梁與河流成橋下路線斜交，故該橋應(yīng)采用正交。

4、橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按主要承重結(jié)構(gòu)體系分有梁式橋、拱橋、懸索橋、剛架橋、斜張橋和組合體系橋等，前三種是橋梁的基本體系。

按橋梁上部結(jié)構(gòu)的建筑材料分有木橋、石橋、混凝土橋、鋼筋混凝土橋、預(yù)應(yīng)力混凝土橋(有時(shí)三者統(tǒng)稱混凝土橋)、鋼橋和結(jié)合梁橋等。木橋易腐蝕多用于臨時(shí)性橋梁。石料和混凝土抗壓強(qiáng)度高而抗拉強(qiáng)度低，主要用于拱橋。鋼筋混凝土橋?yàn)槟蛪旱幕炷梁涂估⒖箟盒阅芫玫匿摻罱Y(jié)合而成的橋，主要用于跨度不大的梁式橋和拱橋。預(yù)應(yīng)力混凝土橋是采用高強(qiáng)度鋼筋(絲)和高標(biāo)號(hào)混凝土建成，可達(dá)到比鋼筋混凝土大得多的跨度，可采用的結(jié)構(gòu)體系也比鋼筋混凝土橋廣泛得多。鋼橋用結(jié)構(gòu)鋼制造，現(xiàn)常用于實(shí)腹梁橋及大跨度的桁架梁橋、拱橋、斜張橋和懸索橋。其主要優(yōu)點(diǎn)是施工速度較快，跨越能力大；缺點(diǎn)是用鋼量較多，維修費(fèi)大。結(jié)合梁橋也稱組合梁橋，是由兩種不同建筑材料結(jié)合而成的橋，通常指用鋼梁和鋼筋混凝土橋面板結(jié)合而成的橋，可以節(jié)省鋼材。此外，還有用輕質(zhì)混凝土、鋁合金、玻璃鋼等建筑材料建造的橋梁。

按用途分有公路橋、鐵路橋、公鐵兩用橋、城市橋。公路橋的活載一般小于鐵路橋，但活載的作用點(diǎn)(車(chē)輪)在橋的橫向是變化的，橋面較寬，橋梁的容許撓度也大。鐵路橋活載沿軌道運(yùn)行，在橋上橫向位置不變，橋面系易于布置，但橋面通常較窄，在大跨度鐵路橋的設(shè)計(jì)中，由于橫向穩(wěn)定、剛度和風(fēng)振等原因而需加寬橋梁；其活載大，容許撓度小，因此在選擇結(jié)構(gòu)體系上不如公路橋有較多的自由。在同一橋位上供公路和鐵路使用的橋梁稱公鐵兩用橋。公路、鐵路一般分別布置在上、下兩個(gè)平面上；也可布置在同一平面上，將公路設(shè)置在鐵路兩側(cè)，但運(yùn)營(yíng)性能較差。城市橋的構(gòu)造接近公路橋，但車(chē)行道和人行道較寬，橋梁高度要低，以減少橋頭引道長(zhǎng)度和填土數(shù)量；在通行混合交通時(shí)，橋梁縱坡不宜大于2％；設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮公用事業(yè)管線(電信、照明、自來(lái)水、暖氣和雨水管等)的過(guò)橋設(shè)置，不得妨礙橋梁的維修和養(yǎng)護(hù)，但高壓輸電線路、煤氣管、輸油管與污水管等不允許在橋上敷設(shè)。城市橋應(yīng)視為重要的藝術(shù)建筑之一，應(yīng)注意橋梁本身的造型要和周?chē)木坝^協(xié)調(diào)，對(duì)橋頭堡、欄桿、燈柱的藝術(shù)要求也高。城市橋上游人樂(lè)于駐足，以選用不影響眺覽風(fēng)景的上承式橋梁為最好。此外，尚有人行橋、飛機(jī)場(chǎng)橋、運(yùn)河橋、給水橋(渡橋)和供油、供氣、供煤粉的管道橋等。

按跨越障礙分有跨河橋、跨谷橋、跨線橋和高架線路橋等。跨河橋的長(zhǎng)度和高度，應(yīng)滿足泄洪和通航的要求，在主河槽部分的橋梁稱為正橋，跨度較大；其余部分稱為引橋，其跨度一般由經(jīng)濟(jì)條件確定，宜優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)(見(jiàn)橋梁標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì))。跨谷橋的長(zhǎng)度和高度由地形決定。跨線橋?yàn)榫€路(公路、鐵路等)立體交叉時(shí)，一條線路跨越另一條線路的橋梁，也稱立交橋；如在地下穿過(guò)既有線路的稱為地道橋。高架線路橋是修建于地面或道路上空，供車(chē)輛行駛的旱橋，是一種用橋梁結(jié)構(gòu)代替路堤的高架線路，可以避免線路平面交叉，提高交通運(yùn)輸能力。按橋面位置分有上承式橋、中承式橋、下承式橋和雙層橋。將橋面布置在主要承重結(jié)構(gòu)之上的稱為上承式橋，在主要承重結(jié)構(gòu)下緣附近的稱為下承式橋；介于上、下緣之間的稱為中承式橋；上下緣均設(shè)橋面的稱為雙層橋。上承式橋具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、容易養(yǎng)護(hù)、制造架設(shè)方便，節(jié)省墩臺(tái)圬工數(shù)量以及視野開(kāi)闊等優(yōu)點(diǎn)，在橋梁設(shè)計(jì)中常優(yōu)先選用。中、下承式橋都具有橋梁建筑高度小的優(yōu)點(diǎn)，視設(shè)計(jì)要求而用。雙層橋多用于公鐵兩用橋。