時(shí)間：2023-05-30 09:47:45
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇橋梁設(shè)計(jì)，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
【關(guān)鍵詞】橋梁設(shè)計(jì)；橋梁加固；橋梁加固技術(shù)
0 引言
橋梁是鐵路、公路和城市道路的重要組成部分，尤其是對于大、中型橋梁的建設(shè)，我們平時(shí)無論對新建橋梁的設(shè)計(jì)還是對舊橋的加固和改造工作中，都應(yīng)該投入全部的精力和心血，不斷追求創(chuàng)新、努力地進(jìn)行探索，力爭采用最先進(jìn)的技術(shù)工藝和施工材料，確保一步到位，保證橋梁的正常使用。本文就橋梁設(shè)計(jì)原則和加固等相關(guān)問題進(jìn)行探討。
一 橋梁設(shè)計(jì)原則
1 安全性原則
安全可靠是橋梁設(shè)計(jì)的首要原則，設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)橋梁結(jié)構(gòu)的時(shí)候，要充分考慮到橋梁要在強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐久性這三方面應(yīng)該具有完全的安全性質(zhì)。橋梁防撞欄桿設(shè)計(jì)要考慮到人與車流之間的安全性。防撞欄桿要具有足夠的高度和強(qiáng)度，為了防止車輛撞壞人行道或者欄桿而導(dǎo)致事故的發(fā)生。橋梁的照明設(shè)施一定要考慮到第一位，良好的照明可以避免很多事故的發(fā)生。尤其是在交通繁忙的橋梁上，不光需要設(shè)計(jì)良好的照明設(shè)施，還應(yīng)該設(shè)置有明確的交通指示標(biāo)志，完整的交通指示牌可以避免很多事故的發(fā)生。在易變遷河床的河道上建設(shè)橋梁，應(yīng)該考慮好導(dǎo)流設(shè)施的建設(shè)，以防止橋梁的基礎(chǔ)部分被水流沖刷過度而造成事故。對于需要通行大型的、大噸位的船舶的河道，在按照規(guī)定擴(kuò)大橋梁的孔跨徑之外，還得加裝防撞構(gòu)筑物，以免船舶對橋梁造成損傷。針對修建在地震區(qū)的橋梁，我們必須按照抗震要求對橋梁進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，采取必要的防震措施。針對特殊類型的橋梁，例如大跨柔性的橋梁，我們還應(yīng)該考慮到風(fēng)振效應(yīng)的影響。
2 耐久性原則
橋梁設(shè)計(jì)時(shí)候要考慮到橋面寬度必須滿足當(dāng)前和以后的規(guī)劃期限內(nèi)的交通流量（包括行人通道中的交通流量）。保證所設(shè)計(jì)的橋梁結(jié)構(gòu)在進(jìn)行常規(guī)荷載試驗(yàn)的時(shí)候不會出現(xiàn)較大的變形和較寬的裂縫，在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)的橋梁荷載承受能力才能放心的投入使用。設(shè)計(jì)的橋跨結(jié)構(gòu)的下方要有利于泄洪、通航（跨河橋）或車輛（立交橋）和行人的通行（早橋）。所設(shè)計(jì)的橋梁的兩端要便于緊急情況下車輛的進(jìn)入和疏散，并且不會導(dǎo)致交通堵塞等現(xiàn)象的發(fā)生。在設(shè)計(jì)橋梁的時(shí)候，還應(yīng)該考慮到綜合利用方面，橋梁設(shè)計(jì)要求方便各種管線（水、電氣、通信等）的搭載和鋪設(shè)。
3 經(jīng)濟(jì)性原則
經(jīng)濟(jì)型的橋梁應(yīng)該是從造價(jià)和養(yǎng)護(hù)費(fèi)用等多方面綜合考慮，費(fèi)用最省的橋型。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該充分考慮維修的方便和維修費(fèi)用的多少，維修時(shí)盡可能做到不中斷交通，如果有必要中斷交通，則保證中斷交通的時(shí)間最短。所選擇的橋位應(yīng)該是地質(zhì)、水文等條件好的地區(qū)，并盡量使橋梁修建長度較短。橋梁建設(shè)應(yīng)考慮建在能縮短河道兩岸運(yùn)距的位置，以促進(jìn)該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，產(chǎn)生最大的經(jīng)濟(jì)效益。對過橋收費(fèi)的橋梁就能吸引更多的車輛通過，達(dá)到盡快回收投資的目的。
4 技術(shù)性原則
我們在進(jìn)行橋梁建設(shè)的時(shí)候，要考慮到橋梁的具體使用年限，為了保證橋梁能夠完整的發(fā)揮它自身的作用，我們在建設(shè)的時(shí)候，就要選擇好的方案。盡力做到選擇成熟而又先進(jìn)的結(jié)構(gòu)和建設(shè)材料，避免短時(shí)間內(nèi)發(fā)生橋梁被淘汰的情況。
二 橋梁加固工作的內(nèi)容和程序
橋梁加固是一種借加大或修復(fù)橋梁構(gòu)件來提高局部或整座橋梁承載能力或通過能力的措施。橋梁加固與改建工作的主要內(nèi)容包括：對服役橋上部構(gòu)件進(jìn)行加固；對服役橋下部構(gòu)進(jìn)行加固；拓寬橋梁的行車道或人行道；升高橋梁部構(gòu)造的高度；更換橋梁行車道路面或引橋路面結(jié)構(gòu)。橋梁的加固與改建工作應(yīng)充分利用原有部件，凡能加固的，則不宜改建。橋梁加固的工作程序一般為：檢查橋梁現(xiàn)狀及損壞情況；調(diào)查橋梁歷史技術(shù)資料及現(xiàn)有交通狀況；提出維修加固或改建方案并進(jìn)行分析比；確定方案并付諸實(shí)施，即進(jìn)行維修加固或施工。
三 橋梁加固的技術(shù)途徑
1 增大橋梁各個(gè)構(gòu)件部分的截面面積
這種方法主要是增加橋梁主梁的橫截面大小。主要使用在橫截面不足、橋下凈空不夠的橋梁上。這樣的橋梁加固方法可以擺脫橋梁下凈空的限制條件，不需要考慮到其他方面。僅僅需要接長箍筋進(jìn)行加固施工，但是由于這種方法施工工藝較復(fù)雜，因此對橋梁的主體和施工部位易造成損傷。增大橋梁的橫截面積。這種方法同第一種方法相反，它適用于橋梁下部凈空較高的情況，這種方法可以增加主梁的高度進(jìn)行加固。這種方法的缺點(diǎn)是會減小橋梁下方的凈空面積，這種改變對橋梁的原有的外觀影響很大，因此注重美觀的城市橋梁基本不會使用這種方法來加固橋梁。加厚橋梁的主體厚度，這種方法主要是增加橋梁主體的橫截面面積，好處是大大增加了橋梁的承力能力，缺點(diǎn)是加厚的部分重量可能會對橋梁整體的安全性造成影響，因此這種加固方法需要提前做出風(fēng)險(xiǎn)評估才能進(jìn)行施工。
2 體外預(yù)應(yīng)力加固方法
體外預(yù)應(yīng)力法的加固原理是在橋梁結(jié)構(gòu)的受拉區(qū)施加體外預(yù)應(yīng)力，使其產(chǎn)生與原橋的不利彎矩方向相反軸向壓力和彎矩，以抵消部分自重應(yīng)力，減小活載應(yīng)力，從而能夠較大幅度的提高橋梁結(jié)構(gòu)承載能力。目前常用下?lián)问筋A(yù)應(yīng)力拉桿加固法和外部預(yù)應(yīng)力鋼絲束加固法兩種。
在合理安排施工流程的情況下，該方法可最大限度地減少對橋上交通的影響，甚至可以在有限開放交通的情況下組織施工，因此近年來國內(nèi)工程實(shí)例較多。如深圳水官高速平沙M匝道橋的加固。但加固后體外預(yù)應(yīng)力筋的防腐新問題必定程度上增長了后期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。
3 增加輔助構(gòu)件以增加橋梁抗力
加裝第二主梁。這種方法主要使用在橋梁主體結(jié)構(gòu)完好但是承力能力不是很滿足使用需要的橋梁。由于施工時(shí)需要中斷橋梁的交通，而且施工工藝非常復(fù)雜并且施工工程量很大，還會對橋梁原來的結(jié)構(gòu)造成較大的損傷，因此這種方法不會輕易使用。
增加橋梁的橫隔梁。這種方法的具體操作是在橋梁上增加橫隔梁，具體來說就是要對主梁上貫通全橋?qū)挼匿摻钸M(jìn)行加固。
4 塞縫灌漿技術(shù)法
塞縫灌漿一般用于處理橋梁上、下部結(jié)構(gòu)裂縫，灌漿分為水泥漿、水泥砂漿、環(huán)氧樹脂漿、環(huán)氧樹脂、砂漿等，具體采用哪一種，應(yīng)視實(shí)際情況而定。通常水泥漿用于石砌墩、臺和拱圈裂縫，由裂縫的大小來決定灌漿中是否摻砂，采用水泥漿造價(jià)低、效果好。環(huán)氧樹脂漿一般用于鋼筋土混凝土結(jié)構(gòu)物，因?yàn)殇摻罨炷翗?gòu)件產(chǎn)生的裂縫較小，易灌滿，粘結(jié)性好；環(huán)氧樹脂砂漿多用于橋面裂縫。塞縫灌漿技術(shù)的通常做法是：先用1：1水泥砂漿勾縫，勾縫時(shí)須預(yù)留直徑約6-8mm的灌漿孔，孔距視裂縫寬度而定，縫寬處孔距為0.6-1.0m，縫小處孔距為0.4-0.6m。待勾縫砂漿達(dá)到一定強(qiáng)度后即可灌漿。鋼筋混凝土梁的裂縫較小，用環(huán)氧樹脂勾縫，同時(shí)要留孔灌漿，孔距一般為0.25-0.3m，灌漿方法與灌水泥漿大致相同。在公路舊橋加固中，塞縫灌漿是綜合處治的方法之一，用得比較普遍，通過試載及使用觀察，效果較好。如深圳水官高速橋梁上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的裂縫處理。
除上述論述的幾點(diǎn)措施以外，橋梁加固技術(shù)還可以采用錨噴混凝土加固法、粘貼鋼板加固法、改變結(jié)構(gòu)體系加固法等手段，鑒于篇幅的限制本文就不一一贅述。
四 結(jié)語
橋梁的質(zhì)量直接關(guān)系到其今后的應(yīng)用性能，為了能夠更好的發(fā)揮橋梁在交通運(yùn)輸中的作用，設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)的過程中需要堅(jiān)持一定的原則，并采用合理的加固技術(shù)手段。本文就以此為中心，結(jié)合工作實(shí)際，對橋梁設(shè)計(jì)的原則和加固技術(shù)進(jìn)行了分析，希望能夠?qū)窈蟮臉蛄涸O(shè)計(jì)起到一定的幫助，更好的提升橋梁的整體質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)：
[1]晏慶輝.某拱橋荷載試驗(yàn)與結(jié)構(gòu)評定[J].四川建材，2011（04）
【關(guān)鍵詞】橋梁；設(shè)計(jì)
1 引言
橋梁是路線的重要組成部分，隨著我國交通網(wǎng)的不斷完善，越來越多的橋梁將被建設(shè)。橋梁，尤其是大、中橋梁對當(dāng)?shù)卣巍⒔?jīng)濟(jì)、國防等都具有重要意義。所設(shè)計(jì)橋梁應(yīng)能滿足使用任務(wù)、性質(zhì)和將來的發(fā)展的需要。因此，如何設(shè)計(jì)出安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)以及環(huán)保美觀的橋梁就顯示相當(dāng)重要了。為此，本文對橋梁設(shè)計(jì)的要點(diǎn)進(jìn)行了簡要的分析。
2 橋梁設(shè)計(jì)的基本原則
2.1 使用上的要求
橋梁必須適用。要有足夠的承載能力和橋面凈空，既能保證車輛和行人的安全暢通，又能滿足將來交通里增長的需要；建在通航河流或需跨越其他路線的橋梁，橋下凈空應(yīng)滿足泄洪、安全通航或通車的要求；靠近村鎮(zhèn)、城市、鐵路及水利設(shè)施的橋梁，應(yīng)適當(dāng)考慮綜合利用，滿足其他工程設(shè)施的需要(如管線工程等)；建成的橋梁要保證使用年限，并便于檢查和維修。
2.2 經(jīng)濟(jì)上的要求
橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)上的合理性。一切設(shè)計(jì)必須經(jīng)過詳細(xì)周密的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。使橋梁的總造價(jià)和材料等消耗為最小；選用的橋梁結(jié)構(gòu)形式要便于制造和架設(shè)，應(yīng)盡量采用先進(jìn)工藝技術(shù)和施工機(jī)械，以減少勞動(dòng)強(qiáng)度。加快施工進(jìn)度，保證工程質(zhì)量和施工安全；采用的建筑材料應(yīng)因地制宜，就地取材，并具有良好的耐久性，盡可能降低日后營運(yùn)養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，取得最佳經(jīng)濟(jì)效果。
2.3 安全上的要求
保證整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)及其各個(gè)構(gòu)件在制造、運(yùn)輸、安裝和使用過程中具有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性。橋梁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度應(yīng)使全部構(gòu)件及其連接構(gòu)造的材料抗力或承載能力具有足夠的安全儲備。對于剛度的要求，應(yīng)使橋梁在荷載作用下的變形不超過規(guī)范規(guī)定的容許值，以免撓度過大而影響行駛、危及橋梁結(jié)構(gòu)的安全。結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，是要使橋梁結(jié)構(gòu)在各種外力作用下，具有能保持原來的形狀和位置的能力。結(jié)構(gòu)的耐久性，是要使橋梁結(jié)構(gòu)在正常的使用年限內(nèi)不過早地發(fā)生破壞而影響正常使用，例如橋梁裂縫寬度不超過規(guī)范規(guī)定的容許值等。
2.4 美觀上的要求
橋梁建筑不僅是交通工程中的重點(diǎn)建筑物，而且也是美化環(huán)境的點(diǎn)綴品。一座橋梁應(yīng)具有優(yōu)美的外形，既能達(dá)到橋梁自身和諧，又能與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)。對城市橋梁和游覽地區(qū)的橋梁，更要考慮橋梁美學(xué)的要求。設(shè)計(jì)者應(yīng)結(jié)合自然環(huán)境精心比選方案、精心設(shè)計(jì)、精心施工，以期在增加投資不多的條件下，取得橋梁美觀的效果。
2.5 環(huán)保上的要求
橋梁設(shè)計(jì)必須考慮環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的要求，包括生態(tài)、水、空氣、噪聲等各方面，應(yīng)從橋位選擇、橋跨布置、基礎(chǔ)方案、墩身外形、施工方法、施工組織設(shè)計(jì)等多方面全面考慮環(huán)境要求，采取必要的工程控制措施，并建立環(huán)境監(jiān)測保護(hù)體系，將不利影響減至最小。
3 橋梁縱、橫斷面設(shè)計(jì)及平面布置
3.1 橋梁縱斷面設(shè)計(jì)
橋梁縱斷面設(shè)計(jì)主要確定橋梁的總跨徑、橋梁的分孔、橋面標(biāo)高與橋下凈空，橋上與橋頭的縱坡布置以及基礎(chǔ)的埋置深度等。
（1）橋梁總跨徑的確定。跨河橋橋梁總跨徑一般根據(jù)水文計(jì)算，并結(jié)合橋位地形、斷面形態(tài)、河床地質(zhì)、橋頭引道填土高度等綜合分析確定。由于橋梁墩臺和橋頭路堤壓縮了河床，使橋下過水?dāng)嗝鏈p少，流速加大，引起河床沖刷，要求橋梁總跨徑必須保證橋下有足夠的排洪面積，使河床不致遭受過大的沖刷。另一方面，為了使總跨徑不致過大而增加橋梁的總長度，以節(jié)省總投資。又允許有一定的沖刷。因此，橋梁的總跨徑應(yīng)根據(jù)具體情況經(jīng)過全面分析加以確定。例如，對于非堅(jiān)硬巖層上修筑的淺基礎(chǔ)橋梁，總跨徑應(yīng)該大一些，以避免路堤壓縮河床，造成較大沖刷；對于深埋基礎(chǔ)，一般允許較大的沖刷，總跨徑就可適當(dāng)減小。
（2）橋梁的分孔。橋梁總跨徑確定以后，還需進(jìn)行分孔布置。對于一座較大的橋梁，應(yīng)當(dāng)分幾孔，每孔的跨徑應(yīng)當(dāng)多大，通航孔如何布置。這些問題要根據(jù)通航要求、水文情況、地形與地質(zhì)條件、施工技術(shù)以及美觀等具體情況。通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)等方面綜合分析后加以確定。
對于通航河流，首先要確定通航孔跨徑以滿足通航要求。當(dāng)通航凈寬大于按經(jīng)濟(jì)造價(jià)所確定的跨徑時(shí)，一般將通航孔的跨徑按通航凈寬來確定，其余的橋孔跨徑則選用經(jīng)濟(jì)跨徑。但對于變遷性河流，鑒于航道位置可能發(fā)生變化，則需多設(shè)幾個(gè)通航孔;在平原地區(qū)的寬闊河流上修建多孔橋時(shí)，通常在主槽部分按需要布置跨徑較大的通航孔，而在兩旁淺灘部分則按經(jīng)濟(jì)跨徑進(jìn)行分孔。
關(guān)鍵詞：橋梁工程 抗震設(shè)計(jì) 地震
國家防震減災(zāi)規(guī)劃（2006-2020年）指出，我國是世界上地震活動(dòng)最強(qiáng)烈和地震災(zāi)害最嚴(yán)重的國家之一，我國大陸大部分地區(qū)位于地震烈度Ⅵ度以上區(qū)域；50％的國土面積位于Ⅶ度以上的地震高烈度區(qū)域。 橋梁是公路工程的關(guān)鍵部位及控制性工程。在我國各級公路橋梁中，預(yù)制裝配式橋梁（指空心板、T梁及組合箱梁） 通常占全線橋梁的70％以上，因此，運(yùn)用合理抗震設(shè)防理念，對裝配式橋梁進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，采取適當(dāng)?shù)目拐鸫胧┚哂兄匾囊饬x。本文在此主要探討了橋梁工程抗震設(shè)計(jì)相關(guān)問題，為今后橋梁設(shè)計(jì)起到借鑒作用。
一、地震作用下橋梁結(jié)構(gòu)破壞特點(diǎn)
1．1結(jié)構(gòu)體系
當(dāng)梁體的水平位移超過梁端支撐長度時(shí)發(fā)生落梁破壞。落粱破壞是由于梁與橋墩（臺）的相對位移過大，支座喪失約束能力后引起的一種破壞形式。采用框架一抗震體系的橋梁結(jié)構(gòu)，破壞程度較輕：相反剛度柔弱的底層破壞程度十分嚴(yán)重；采用框架填充墻體系的房屋，當(dāng)?shù)讓訛槌ㄩ_式框架間未砌磚墻，底層同樣遭到嚴(yán)重破壞；采用鋼筋混凝土板、柱體系結(jié)構(gòu)的建筑，因樓板沖切或因樓層側(cè)移過大、柱腳破壞，各層樓板墜落重疊在地面。以前橋梁結(jié)構(gòu)在抗震設(shè)計(jì)時(shí)梁、板按受彎構(gòu)件簡化模型進(jìn)行計(jì)算，僅計(jì)算豎向荷載設(shè)計(jì)橋梁構(gòu)件，未將橋梁作為整體結(jié)構(gòu)的一部分考慮。而在地震作用下，橋梁梁板與主體結(jié)構(gòu)相連，成為壓彎或拉彎構(gòu)件，橋梁參與框架結(jié)構(gòu)整體受力后，結(jié)構(gòu)的水平剛度增大，結(jié)構(gòu)自振周期減小，勢必造成總地震作用加大。
1．2構(gòu)件形式
結(jié)構(gòu)在水平地震荷載作用下由于過大的變形導(dǎo)致混凝土保護(hù)層脫落、鋼筋壓屈和內(nèi)部混凝土壓碎、崩裂。結(jié)構(gòu)失去承載能力在框架結(jié)構(gòu)中，通常柱的破壞程度重于梁、板：鋼筋混凝土構(gòu)件通常會出現(xiàn)斜向或交叉裂縫；配置螺旋箍筋的混凝土柱，當(dāng)位移角達(dá)到較大數(shù)值時(shí)，核心混凝土仍保持完好，柱仍具有較大的抵抗能力。橋梁從結(jié)構(gòu)角度講是不規(guī)則結(jié)構(gòu)，其受力特點(diǎn)復(fù)雜，容易出現(xiàn)應(yīng)力集中；特別是在水平地震作用下，由于橋梁板的“斜撐”作用，橋梁形成的實(shí)際支撐對結(jié)構(gòu)剛度的影響，與結(jié)構(gòu)整體剛度的大小有關(guān)，對結(jié)構(gòu)受力性能的影響更是相當(dāng)微妙。而上部結(jié)構(gòu)的地震慣性力通過支座傳到下部結(jié)構(gòu)，當(dāng)傳遞荷載超過支座設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)支座發(fā)生損傷、破壞。支座損傷也是引起落梁破壞的主要原因。對于下部結(jié)構(gòu)而言，支座損傷可以避免上部結(jié)構(gòu)的地震荷載傳到橋墩，避免橋梁發(fā)生破壞。
二、橋梁工程抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)
2．1采用適當(dāng)?shù)钠搅⒚?/p>
如何對一個(gè)橋梁工程項(xiàng)目實(shí)施建筑布局與結(jié)構(gòu)布置？這通常與橋梁的平立面直接相關(guān)。有數(shù)據(jù)表明，簡單、規(guī)則的橋梁結(jié)構(gòu)其抗震能力普遍較強(qiáng)。這是因?yàn)閺?fù)雜式橋梁結(jié)構(gòu)在地震發(fā)生時(shí)內(nèi)部構(gòu)件的強(qiáng)度與剛度形不成一致規(guī)律，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)非常明顯。因此，在對橋梁工程的抗震設(shè)計(jì)中務(wù)必加強(qiáng)措施，盡可能遵循建筑物的均勻?qū)ΨQ原則，避免采用不規(guī)則的建筑方案，從總體上降低橋梁的剛度偏心率，并準(zhǔn)確無誤地計(jì)算出相關(guān)的地震反應(yīng)數(shù)據(jù)，這有利于在必要的情況下采取抗震措施和細(xì)分處理措施，保障在地震作用下，受力有明確、直接的傳遞途徑。
2．2選擇有利場地
在橋梁內(nèi)部實(shí)際配筋計(jì)算時(shí)，橋梁板按單向板力學(xué)模型進(jìn)行配筋計(jì)算，上部負(fù)筋通常按照跨復(fù)雜性，首先需要通過概念抗震設(shè)計(jì)來間接實(shí)現(xiàn)“大震不倒”，橋梁的抗震概念設(shè)計(jì)與計(jì)算設(shè)計(jì)同等重要。由于施工場地的地質(zhì)環(huán)境不同，橋梁結(jié)構(gòu)在地震中的反應(yīng)也是不盡相同的。因此，在有選擇的情況下，選擇一塊有利于抗震的場地開展施工，很大程度上可以減輕地震所造成的損害。在選擇建筑場地之前，首先根據(jù)建筑場地的地質(zhì)狀況及建筑結(jié)構(gòu)的需求，分析出哪些是有利地段，哪些是不利地段，無論何時(shí)都不要在危險(xiǎn)地段上進(jìn)行建設(shè)，以免造成不必要的人員傷亡與財(cái)物損失。此外，還要盡可能地錯(cuò)開地震周期與在建項(xiàng)目的自振周期，用以防止橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生共振損壞。
2．3保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性
橋梁結(jié)構(gòu)的地震破壞源于地震動(dòng)引起的結(jié)構(gòu)振動(dòng)，因此抗震設(shè)計(jì)要力圖使從地基傳入結(jié)構(gòu)的振動(dòng)能量為最小，并使結(jié)構(gòu)具有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度、羈日度和延性，以防止不能容忍的破壞。所謂的結(jié)構(gòu)的延性，就是在承載力有明顯減小的情況下，結(jié)構(gòu)所能產(chǎn)生非彈性變形的能力，其很大程度上體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的變形能力。有必要說明的是：在地震作用下，結(jié)構(gòu)的延性直接影響著橋梁能否在災(zāi)難中屹立不倒，所以結(jié)構(gòu)的延性在某些意義上等同于結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，二者都是建筑抗震設(shè)計(jì)中所要考慮的重要指標(biāo)。那么怎么樣在地震作用下使橋梁的鋼筋混凝土展現(xiàn)出結(jié)構(gòu)的延性呢？這應(yīng)該盡量地將塑性變形集中作用于延性較好的構(gòu)件上。良好的延性對橋梁結(jié)構(gòu)的作用無疑是肯定的，一方面它能有效地降低地震作用對橋梁的影響，另一方面還能吸收地震能量，防止建筑結(jié)構(gòu)的倒塌。
2．4增強(qiáng)橋梁的整體性
橋梁作為許多細(xì)節(jié)構(gòu)件連接而成的整體，是一個(gè)具備空間剛度的結(jié)構(gòu)體系，其能否承受地震驚人的破壞力量，全看各構(gòu)件間能不能實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)工作、有機(jī)地形成一個(gè)整體。所以說，橋梁的整體性能不但是建筑抗震的首要條件，還是橋梁抗震設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)內(nèi)容。一般來說，鋼筋混凝土現(xiàn)澆梁板的整體性能好，在適當(dāng)位置布設(shè)構(gòu)造柱，并配置相應(yīng)的構(gòu)造鋼筋，不但能夠消除滑移、散落等問題，加強(qiáng)橋梁梁板的剛度值，還能適當(dāng)放寬對橋梁的平面要求，對于橋梁的層間變形，也非常容易控制。
2．5加強(qiáng)抗震防線的建設(shè)
如今，許多橋梁都設(shè)置多道抗震防線，以增強(qiáng)建筑的抗震能力。一旦地震來臨時(shí)，第一道防線在強(qiáng)烈的地震力的沖擊下遭到破壞后，還有后備的第二道、第三道甚至更多的防線立即接替，抵擋住后續(xù)的地震沖擊力，這樣可以最大限度的保證橋梁的安全，免于倒塌。另外，在進(jìn)行橋梁抗震能力的設(shè)計(jì)時(shí)，可以采用具有多個(gè)肢節(jié)的抗震結(jié)構(gòu)體系 橋梁結(jié)構(gòu)可以通過合理設(shè)置連梁，使其具有優(yōu)良的多道抗震防線性能 還可以利用在結(jié)構(gòu)中增加贅余桿件的屈服和變形來分散地震的作用力，而且一旦贅余桿件遭到破壞后退出工作，還可以使整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)從當(dāng)前的穩(wěn)定日系想另外一種穩(wěn)定體系進(jìn)行過渡，避免在長時(shí)間的地震作用下引起持續(xù)的共振效應(yīng)。
2．6選擇合理的結(jié)構(gòu)形式
建筑抗震結(jié)構(gòu)體系作為抗震設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容，在確定結(jié)構(gòu)體系階段，會受到許多外界因素如建筑高度、經(jīng)濟(jì)狀況、場地布置、施工材料等影響，是一個(gè)涉及面極廣的技術(shù)問題，必須經(jīng)過謹(jǐn)慎的思考才能確定 這方面，非但要考慮計(jì)算簡圖和抗震防線等問題外，橋梁體系還應(yīng)具備一定的剛度和承載力分布，防止局部突變而產(chǎn)生過大的塑性變形。再者，在結(jié)構(gòu)布置階段，兩個(gè)主軸方向的動(dòng)力特征值最好相距不遠(yuǎn)，并在建筑的布局上，保持結(jié)構(gòu)對稱、布置均勻的原則，以避免主軸不在一條軸線上而引起的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)等問題。
關(guān)鍵詞：橋梁設(shè)計(jì)；支座脫空；箱梁抗扭
中圖分類號：K928.78 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
隨著我們國家社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，交通事業(yè)正處于快速發(fā)展階段。因此曲線梁的橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)用越來越廣泛，以往設(shè)計(jì)人員希望通過調(diào)整路線方案，盡量避開這種結(jié)構(gòu)形式，或由于曲線半徑較大，采用以“直”代“曲”的形式，在橋梁上部進(jìn)行曲線調(diào)整，以達(dá)到與路線線形一致。這些嚴(yán)格意義上說都不是曲線橋。由于受原有地物或地形的限制，一些城市的立交橋梁和交叉工程的橋梁曲線半徑比較小，橋墩基本上要設(shè)在指定位置，這種情況下只能考慮設(shè)計(jì)曲線梁橋。曲線梁由于增加了恒載偏載、活載偏載、離心力、溫度效應(yīng)的平面影響等多種復(fù)雜荷載工況，其受力非常復(fù)雜，以致出現(xiàn)支座脫空、橋墩開裂、箱梁梁體橫向爬移等病害，甚至出現(xiàn)過橋梁垮塌的嚴(yán)重事故。因此在設(shè)計(jì)過程中重視小半徑曲線梁橋受力特點(diǎn)，有針對性地采取措施尤為重要。
一、支座脫空工程實(shí)際事例及處理方法
某互通式立交工程的橋孔布置為4×(4×30)=480m，共計(jì)16孔，等截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁。箱梁采用單箱單室截面、等高度腹板，跨中設(shè)置了一道中橫隔梁。本橋平面處于一個(gè)R=400m的右偏圓曲線開始，中間一個(gè)R=125m的左偏圓曲線和一個(gè)R=400m的右偏圓曲線終止，其終點(diǎn)以及圓曲線之問采用緩和曲線連接。上部結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁左右腹板為等高度。橋面橫坡由箱梁整體旋轉(zhuǎn)一定角度形成。橋墩支點(diǎn)處設(shè)置橫隔梁，邊跨支點(diǎn)設(shè)置端橫隔梁，各跨跨中處設(shè)置中橫隔梁。由于本橋第二聯(lián)～第三聯(lián)是位于R=125m的平曲線內(nèi)，這2聯(lián)內(nèi)的中墩墩頂支座設(shè)置了向曲線外側(cè)18cm的預(yù)置偏心，在各聯(lián)梁邊端均設(shè)置兩個(gè)盆式支座，而各中墩支點(diǎn)設(shè)置兩個(gè)固定支座。預(yù)應(yīng)力混凝土等截面連續(xù)梁采用“橋梁博士”(V2．9)程序進(jìn)行內(nèi)力分析和配束，采用曲梁網(wǎng)格法劃分單元，縱向模擬兩道縱梁，施工采用滿堂支架現(xiàn)澆，支座沉降按5mm計(jì)，溫度模式按頂板升降溫5℃考慮，設(shè)計(jì)時(shí)按其最不利情況進(jìn)行組合。
在工程竣工后，發(fā)現(xiàn)位于平曲線半徑為125m內(nèi)的第二聯(lián)～第三聯(lián)的雙支座墩出現(xiàn)支座脫空的現(xiàn)象。脫空的支座位于梁端曲線的內(nèi)側(cè)，脫空的高度范圍為0．5～1．2cm，同時(shí)有少量徑向位移。根據(jù)此情況，再次進(jìn)行驗(yàn)算，利用“橋梁博士”程序(V3．0)，采用曲梁網(wǎng)格法劃分單元，縱向模擬兩道縱梁。計(jì)算時(shí)溫度模式按箱梁上、下緣升降溫5℃考慮，支座沉降按5mm計(jì)。通過計(jì)算，正常使用狀態(tài)荷載組合Ⅱ的情況下，過渡墩支承反力為拉力。
根據(jù)計(jì)算結(jié)果，采取了在橋臺或過渡墩處將梁頂升，撤換支座的方案。對于橋臺(過渡墩)處，直接將端橫隔梁兩端植入鋼筋，兩端橫向加長，首先在內(nèi)側(cè)新布設(shè)GJZ300X350型橡膠支座，利用千斤頂在外側(cè)將梁頂升(頂升力300t)，拆除原橋支座，再在圖一中所示外側(cè)位置新設(shè)置GJZ500X600型橡膠支座。本方案只是在橋臺處增加了上部結(jié)構(gòu)箱梁橫截面，在保證了使用功能的同時(shí)，對于本橋的美觀影響也不是很大。采用這種措施后，橋梁效果良好，至今沒有發(fā)現(xiàn)任何問題。通過對上述工程實(shí)例的分析計(jì)算，設(shè)計(jì)者應(yīng)該認(rèn)識到對于小半徑曲線橋，必須進(jìn)行空間計(jì)算，分析橋梁橫向之間的反力。為防止支座脫空，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下問題：
(1)橫向兩支座不再以橋梁的實(shí)際中心線為對稱中心，根據(jù)空間計(jì)算結(jié)果設(shè)置橫向偏心距，但問題是偏心距往往不能徹底解決支座脫空的實(shí)際，尤其是橋梁一聯(lián)的長度過長，匝道橋梁平面線位變化復(fù)雜(例如反向平曲線，并且存在緩和曲線)時(shí)，極容易出現(xiàn)問題，必須認(rèn)真對待。
(2)由于橋梁孔徑布置限制，不可避免存在跨徑較大的小半徑曲線連續(xù)梁橋，必須采用預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)盡量保證各橋墩均采用雙支點(diǎn)，當(dāng)必須采用單支點(diǎn)形式時(shí)，應(yīng)盡量減少一聯(lián)連續(xù)梁中單支點(diǎn)的數(shù)量。
圖一
(3)宜避免設(shè)置抗拉支座，可考慮采用橋臺(或過渡墩)支座橫向間距加大的措施。
(4)彎橋設(shè)計(jì)一般采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)箱梁，這涉及到橋梁縱向一聯(lián)總長度的選取問題。為了避免支座脫空問題，一聯(lián)的長度宜短不宜長，最長80m為宜。
(5)對于除了端支點(diǎn)外其它均為單支點(diǎn)形式的小半徑曲線預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋，應(yīng)采取有效的構(gòu)造措施避免內(nèi)側(cè)端支座脫空。可采取的措施有調(diào)整預(yù)應(yīng)力束布置形式、設(shè)置拉力支座、增大端支座的問距、合理設(shè)置單支點(diǎn)的預(yù)偏心、單支點(diǎn)處設(shè)置必要的限位裝置等。
二、曲線橋箱梁抗扭問題
直梁橋受“剪、彎”作用，而曲線梁橋處于“剪、彎、扭”的復(fù)合受力狀態(tài)，故上、下部結(jié)構(gòu)必須構(gòu)成有利于抵抗“剪、彎、扭”的措施。曲線梁橋的彎扭剛度比對結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)和變形狀態(tài)有著直接的關(guān)系：彎扭剛度比越大，由曲率因素而導(dǎo)致的扭轉(zhuǎn)變形越大，因此，對于曲線梁橋而言在滿足豎向變形的前提下，應(yīng)盡可能減小抗彎剛度、增大抗扭剛度。所以在曲線橋梁中，宜選用低高度梁和抗扭慣矩較大的箱形截面。
為減小曲線梁橋梁體受扭對上、下部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不利影響，可采用以下方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)受力平衡的調(diào)整：(1)為減小此項(xiàng)扭矩的影響，比較有效的辦法是通過調(diào)整獨(dú)柱支承偏心值來改善主梁受力。(2)通過預(yù)應(yīng)力筋的徑向偏心距來消除曲梁內(nèi)某些截面過大的扭矩，改善主梁的受力狀態(tài)也是一種行之有效的辦法。預(yù)應(yīng)力曲線梁往往產(chǎn)生向外偏轉(zhuǎn)的情況，這是由其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)造成的。預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的扭矩分布和自重、恒載作用下的扭矩分布規(guī)律有著較大的區(qū)別，為調(diào)整扭矩分布，可在曲線梁軸線兩側(cè)采用不同的預(yù)應(yīng)力鋼束及錨下控制應(yīng)力，構(gòu)成預(yù)應(yīng)力束應(yīng)力的偏心，形成內(nèi)扭矩來調(diào)整曲線梁扭矩分布。下部支承方式的確定。曲線梁橋的不同支承方式，對其上、下部結(jié)構(gòu)內(nèi)力影響非常大。對于曲線梁橋，中間支承一般分為兩種類型：抗扭型支承(多支點(diǎn)或墩梁固結(jié))和單支點(diǎn)鉸支承。在曲線梁橋選擇支承方式時(shí)，可遵循以下原則：
(1)對于較寬的橋(橋?qū)抌>12m)和曲線半徑較大(一般r>100m)的曲線梁橋，由于主梁扭轉(zhuǎn)作用較小，橋體寬要求主梁增加橫向穩(wěn)定性，故在中墩宜采用具有抗扭較強(qiáng)的多柱或多支座的支承方式，亦可采用墩柱與梁固結(jié)的支承形式。
(2)對于較窄的橋(橋?qū)抌≤12m)和曲線半徑較小(一般約r≤100m)的曲線梁橋，由于主梁扭轉(zhuǎn)作用的增加，尤其在預(yù)應(yīng)力鋼束徑向力的作用下，主梁橫向扭矩和扭轉(zhuǎn)變形很大。由于橋窄因此宜采用獨(dú)柱墩，但在選用支承結(jié)構(gòu)形式時(shí)應(yīng)視墩柱高度不同而確定。較高的中墩可采用墩柱與梁固結(jié)的結(jié)構(gòu)支承形式。較低的中墩可采用具有較弱抗扭能力的單點(diǎn)支承的方式。這樣可有效降低墩柱的彎矩和減小主梁的橫向扭轉(zhuǎn)變形。但這兩種支承方式都需對橫向支座偏心進(jìn)行調(diào)整。
(3)墩柱截面的合理選用。當(dāng)采用墩柱與梁固結(jié)的支承形式時(shí)就必須注意墩柱的彎矩變化。在主梁的扭轉(zhuǎn)變形過大同時(shí)墩柱彎矩也很大(一般墩柱較矮)的情況下，宜采用矩形截面墩柱。因?yàn)榫匦谓孛嫜刂髁嚎v向抗彎剛度較小，而沿主梁橫向抗彎剛度較大，這樣既減小了墩柱的配筋又降低了主梁的橫向扭轉(zhuǎn)變形，更適合其受力特點(diǎn)。
解決曲線梁彎扭耦合所帶來的抗扭問題，除了考慮抗扭約束外，還可以從如下方面人手：一是通過偏心支承，利用主梁自身恒載調(diào)整主梁扭距分布；二是通過預(yù)應(yīng)力，合理布置調(diào)整主梁扭距分布。實(shí)際設(shè)計(jì)中多用雙柱墩提供抗扭支承，而用獨(dú)柱墩通過預(yù)設(shè)支座偏心調(diào)整主梁扭距分布。
三、結(jié)束語
導(dǎo)致曲線梁出現(xiàn)病害的設(shè)計(jì)原因很多，包括預(yù)應(yīng)力設(shè)置不當(dāng)、未設(shè)置橫向限位、溫度效應(yīng)考慮不周等，主要是設(shè)計(jì)人員對曲線梁的受力特點(diǎn)重視不夠，很多橋梁沒有按三維受力情況進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。通過本文的這些論述，希望能給設(shè)計(jì)者帶來一些解決曲線橋常見問題的方法。
參考文獻(xiàn)
橋梁中安裝隔震裝置的目的是為了延長橋梁的壽命周期，通過安裝隔震裝置，可以使得橋梁在面臨地震時(shí)能夠很好的消耗地震能量，降低因地震所引起的一系列結(jié)構(gòu)破壞及橋梁主體發(fā)生變化所帶來的影響。因此，在對橋梁隔震的設(shè)計(jì)中，一定要保障設(shè)計(jì)的合理性，巧妙的運(yùn)用新技術(shù)實(shí)現(xiàn)橋梁抗震系統(tǒng)相關(guān)的構(gòu)件能夠擁有很好的彈性及可塑性。關(guān)于該項(xiàng)技術(shù)在設(shè)計(jì)中的使用性，其不僅僅能夠發(fā)揮出降低成本的功效，還能夠顯著的提升構(gòu)件的使用壽命，其較之于一般的設(shè)計(jì)更加的具有效益。對于橋梁墩柱的維護(hù)，此舉能夠起到減弱延性需要的意義。另外，地震時(shí)很有可能會造成橋梁下部結(jié)構(gòu)超出設(shè)計(jì)所允許的最大彈性變形范圍，這一點(diǎn)在地震后都是難以修復(fù)或者很難發(fā)現(xiàn)的地方。因此，加強(qiáng)對橋梁上部構(gòu)造的抗震性能的設(shè)計(jì)，可以很好的消除橋梁上部構(gòu)件因非彈性變化所帶來的負(fù)面影響。
二、隔震設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)原理及其基本原則
1.設(shè)計(jì)原理解析
隔震設(shè)計(jì)是由防震措施發(fā)展到一定時(shí)期演變而來的產(chǎn)物，隔震設(shè)計(jì)的原理恰如其名“隔震”，即為減小地震對橋梁構(gòu)造產(chǎn)生的一些不安定的影響。在平時(shí)的設(shè)計(jì)和建設(shè)時(shí)期，提升抗地震力的措施一般是提升其總體的強(qiáng)度等。比對來看，隔震設(shè)計(jì)關(guān)鍵是添加了柔性要素。使能夠確保橋梁關(guān)鍵的構(gòu)件能夠和橫向的活動(dòng)在特定的時(shí)期之中降低關(guān)聯(lián)，確保關(guān)鍵的構(gòu)造在震后不會出現(xiàn)破損性的現(xiàn)象。此時(shí)，構(gòu)造的相應(yīng)速率會較之于地表的速率要低一些。此外，由于阻尼的設(shè)計(jì)，阻尼有效地將地震所產(chǎn)生的能量消耗掉。當(dāng)能量被轉(zhuǎn)移到上橋和隔離結(jié)構(gòu)力的時(shí)候，地震作用力已經(jīng)被大大降低，從而達(dá)到保護(hù)橋梁結(jié)構(gòu)的目的。
2.隔震設(shè)計(jì)原則分析
橋梁隔震設(shè)計(jì)是有效提高橋梁隔震效果的主要措施，借此來充分提升橋梁抗震的水平或是加強(qiáng)橋梁的抗震功能。但是在實(shí)施這項(xiàng)措施的時(shí)候，要有一些確實(shí)可行的方法來實(shí)現(xiàn)，否則就不可能達(dá)到理想中的效果。為了實(shí)現(xiàn)以上這些，就必須要做到以下幾點(diǎn)的分析。針對橋梁是否適合加上抗震裝置這點(diǎn)，應(yīng)在設(shè)計(jì)初期就做好認(rèn)真的分析。如若不適合安裝隔震裝置，就早期做好預(yù)算，避免不必要的建設(shè)浪費(fèi)，這可以依照地震之后橋梁隔震效果作為參考信息。在橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該對施工附近的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行仔細(xì)的勘察。尤其是橋梁施工地點(diǎn)的地基勘測，從數(shù)據(jù)報(bào)告上仔細(xì)分析，全面考慮，一個(gè)隔震性能良好的橋梁必須要有一個(gè)堅(jiān)實(shí)的地質(zhì)條件為基礎(chǔ)。另外，隔震裝置的選擇上，應(yīng)盡可能選擇那些抗震性能良好的隔震裝置。在滿足隔震效果的同時(shí)，還應(yīng)清楚了解隔震裝置為橋梁緩解的受力大小范圍，從而科學(xué)的選用隔震裝置。
三、橋梁的隔震設(shè)計(jì)
1.隔震裝置的設(shè)計(jì)
在橋梁的隔震抗震設(shè)計(jì)中，其中最主要的兩點(diǎn)是對隔震裝置的設(shè)計(jì)和其他相關(guān)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。其中，前者是隔震的設(shè)計(jì)中心。目前，彈性反應(yīng)譜方法越來越廣泛地被應(yīng)用于橋梁的隔震設(shè)計(jì)，已被大多數(shù)國家所采用，包括日本、法國、美國、中國等。由于文化的差異，各個(gè)國家之間對于橋梁隔震設(shè)計(jì)的規(guī)范也略有不同。這樣一來，對于隔震裝置中等效阻尼的計(jì)算和等效剛度的計(jì)算也會因?yàn)樗麄兯褂糜?jì)算公式的差異而有所差別。而對于一些構(gòu)造復(fù)雜和不規(guī)則的橋梁，則現(xiàn)階段通常采用的方法基本上都是時(shí)程方法。彈性反應(yīng)譜方法之所以能夠在現(xiàn)階段的橋梁隔震設(shè)計(jì)中得到廣泛應(yīng)用，主要是因?yàn)閺椥苑磻?yīng)譜方法的計(jì)算較為簡單。另一個(gè)原因，是因?yàn)樵摲椒ǖ挠?jì)算與現(xiàn)有的規(guī)范計(jì)算方法較為接近，這樣容易讓人接受。此外，在進(jìn)行隔震設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)該注意隔震裝置中的最大變形程度與隔震裝置的等效阻尼和等效剛度的大小有著密切關(guān)聯(lián)。與此同時(shí)，還應(yīng)考慮地震導(dǎo)致隔震裝置所引起的變形和此時(shí)橋梁的地震響應(yīng)程度之間的關(guān)聯(lián)。從這里來看，現(xiàn)階段我國橋梁隔震設(shè)計(jì)還處于萌芽階段。參照國外的案例，采用彈性反應(yīng)譜方法對橋梁隔震進(jìn)行設(shè)計(jì)還需要不斷的完善和后期對數(shù)據(jù)歸納總結(jié)。上文中也有提及各個(gè)國家的計(jì)算方式各不相同，在這一點(diǎn)上我們無從借鑒，但可以參照國外的設(shè)計(jì)思路。在地震發(fā)生之后，做好對橋梁結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)程度的預(yù)判，找一些工作經(jīng)驗(yàn)較為豐富的設(shè)計(jì)師制作設(shè)計(jì)方案。之后通過一系列的流程分析、驗(yàn)證其設(shè)計(jì)的合理與否。
2.細(xì)部構(gòu)造的設(shè)計(jì)
由防落梁裝置、伸縮縫和限位裝置組成的橋梁附屬結(jié)構(gòu)在橋梁的隔震設(shè)計(jì)中擁有著非常大的作用。通過對大量地震調(diào)查和動(dòng)態(tài)時(shí)程分析我們可以看到，這些結(jié)構(gòu)是橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和振動(dòng)隔離效果的主要方面。可是許許多多的設(shè)計(jì)人員會把細(xì)部結(jié)構(gòu)忘記甚至是忽略不計(jì)，出現(xiàn)這樣的問題也是因?yàn)橛?jì)算附屬結(jié)構(gòu)的方法太復(fù)雜而產(chǎn)生出來。因此，對于細(xì)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)重視起來，加強(qiáng)這方面的設(shè)計(jì)，使橋梁的抗震能力大幅度的提高。
四、做好橋梁隔震設(shè)計(jì)的重要性及其好處
1.橋梁隔震設(shè)計(jì)的重要性
隔震裝置在橋梁隔震設(shè)計(jì)中非常重要，通過安裝橋梁隔震裝置，使得橋梁的上部結(jié)構(gòu)能夠在發(fā)生地震時(shí)避免產(chǎn)生或者減少相對位移，從而減輕橋梁后期的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，使橋梁的使用功能得到一個(gè)穩(wěn)定的保證。另外，安裝阻尼器的目的也是通過提高阻尼效果來以此減輕地震作用力對橋梁產(chǎn)生的危害。進(jìn)入21世紀(jì)以來，世界上很多國家對橋梁的隔震設(shè)計(jì)方面的研究有了突破性的進(jìn)展，而我國對橋梁隔震設(shè)計(jì)的研究起點(diǎn)較低。在這一點(diǎn)上，國外很多的工程實(shí)例都給我們提供了很好的借鑒。
2.橋梁隔震設(shè)計(jì)的好處
橋梁隔震設(shè)計(jì)的好處體現(xiàn)在很多方面，其主要有以下幾點(diǎn)。（1）調(diào)整橋梁水平方向上剛度的作用，從而提高扭力平衡的問題，有效降低地震力。（2）加強(qiáng)對橋梁隔震系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使得其抗震性能優(yōu)于沒有采用抗震裝置的橋梁。這樣做既不影響工程造價(jià)，又對橋梁的質(zhì)量有一個(gè)很好的保障，進(jìn)而提高了橋梁的性價(jià)比。（3）加強(qiáng)橋梁隔震設(shè)計(jì)可以保護(hù)橋梁的基礎(chǔ)部位，提高橋梁結(jié)構(gòu)的承載力和逐漸衰減地震后地震力對橋梁結(jié)構(gòu)各支座間的受力。（4）地震后，橋梁的上下部結(jié)構(gòu)很有可能會出現(xiàn)超出設(shè)計(jì)彈性范圍的現(xiàn)象，而采用隔震設(shè)計(jì)可以很好的避免這種現(xiàn)象的發(fā)生。即使是說消除也不為過，從而有效避免橋梁結(jié)構(gòu)的變形。
五、結(jié)語
關(guān)鍵詞：大跨度橋梁公路橋梁 橋梁設(shè)計(jì)
前言
大跨度公路橋梁往往處于公路交通運(yùn)輸?shù)臉屑~和咽喉地段，為道路生命線工程的重要組成部分。在橋型的比選上有相當(dāng)?shù)碾y度和復(fù)雜性，而橋梁的設(shè)置是否合理，橋梁設(shè)計(jì)方案是否合理，直接影響整條路線的工程造價(jià)及使用功能。因此在設(shè)計(jì)中必須協(xié)調(diào)好橋梁各細(xì)部構(gòu)造與地形、地質(zhì)之間的關(guān)系。
1 大跨度橋梁結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì)理論的發(fā)展
隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,大跨徑橋梁的建設(shè)在20世紀(jì)末進(jìn)入了一個(gè)。大跨度橋梁形式多樣,有斜拉橋、懸索橋、拱橋、懸臂桁架橋及其它的一些新型的橋式,如全索橋,索托橋,斜拉2懸吊混合體系橋、索桁橋等等。其中,懸索橋和斜拉橋是大跨徑橋梁發(fā)展的主流。近20 年來發(fā)展最快的大跨徑橋梁是斜拉橋,而遙遙領(lǐng)先的是懸索橋。當(dāng)前世界最大跨度的懸索橋是1998年建造的日本明石海峽大橋,其主跨度為1991m;世界最大跨度的斜拉橋是1999 年建造的日本多多羅橋,其主跨度為890 m;而中國最大跨徑的懸索橋是江蘇潤楊長江公路大橋,主跨度1490m,在世界懸索橋行列中位居第三;中國最大跨徑的斜拉橋?yàn)榻K南京長江第二大橋,主跨度628m,在世界鋼箱梁斜拉橋中位列第三;湖北荊州長江公路大橋,主跨徑達(dá)500 m,在世界預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋中位列第二。目前的橋梁技術(shù)已經(jīng)能較好的解決現(xiàn)存問題,但是隨著橋梁跨度不斷增大,向著更長、更大和更柔方向發(fā)展,為了保證其可靠性、耐久性、行車舒適性、施工簡易性和美觀性及其統(tǒng)一還有大量的工作要作。
橋梁工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程也就是如何處理橋梁結(jié)構(gòu)的安全性(可靠性、耐久性) 、適用性(滿足功能要求及行車舒適性) 、經(jīng)濟(jì)性(包括建設(shè)費(fèi)用和維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)用) 及美觀性的過程。傳統(tǒng)的橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),要求設(shè)計(jì)者根據(jù)設(shè)計(jì)要求和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),參考類似的橋梁工程設(shè)計(jì),通過判斷去構(gòu)思設(shè)計(jì)方案,然后進(jìn)行強(qiáng)度、剛度、和穩(wěn)定等各方面的計(jì)算。但由于設(shè)計(jì)者經(jīng)驗(yàn)的限制,確定的最終方案往往不是理想的最優(yōu)方案,而僅為有限個(gè)方案中接近最優(yōu)的可行方案。橋梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化理論是傳統(tǒng)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的重大發(fā)展,也是現(xiàn)代橋梁設(shè)計(jì)的目標(biāo)。它是使所有參與設(shè)計(jì)計(jì)算的量部分以變量出現(xiàn),在滿足規(guī)范和規(guī)定的前提下,形成全部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可行方案域,并利用數(shù)學(xué)手段,按預(yù)定的要求尋求最優(yōu)方案。
2大跨度橋梁的優(yōu)化設(shè)計(jì)
局部最優(yōu)雖不能等同于整體最優(yōu),但卻有益于整體最優(yōu),并促進(jìn)橋梁結(jié)構(gòu)的發(fā)展。因?yàn)閷植康膬?yōu)化設(shè)計(jì)變量相對較少而使研究的難度大大減小,研究的深度因而能更透徹。目前對大跨度橋梁的局部結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究已涉及到大跨度橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工的各個(gè)方面,主要有:
（1）加勁梁橫截面的優(yōu)化
大跨度橋梁的加勁梁主要有鋼梁、混凝土梁、混合梁和疊合梁。根據(jù)目前全世界己建成的大跨度橋梁統(tǒng)計(jì),跨度分別排在前12 位的斜拉橋和懸索橋,其主跨加勁梁形式大多為鋼梁,而鋼與混凝土結(jié)合梁和混凝土梁較少且跨度相對較小。
（2）斜拉索或主纜的動(dòng)力優(yōu)化
目前的大跨度橋梁主要有斜拉橋、懸索橋及其它的一些新型的橋式,如全索橋,索托橋,斜拉-懸吊混合體系橋等。這些橋式都有一個(gè)共同的特點(diǎn),即都由纜索支承,且橋面較柔,屬柔性結(jié)構(gòu),阻尼低。在外部激勵(lì)下,拉索極易發(fā)生意想不到的大幅振動(dòng)。如風(fēng)雨共現(xiàn)時(shí)的風(fēng)雨振現(xiàn)象,主梁和拉索之間耦合振動(dòng)引起的參數(shù)共振、拉索的自激振動(dòng)等。拉索的大幅振動(dòng)容易引起拉索錨固端的疲勞、降低拉索的使用壽命,嚴(yán)重時(shí)甚至對橋梁安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。因此,大跨度橋梁的動(dòng)力問題顯得尤為重要。
（3）索力調(diào)整優(yōu)化
大跨度橋梁的收縮徐變、非線性性條件等影響會隨著跨度的增大越來越顯著,但最終控制主梁應(yīng)力和線形的直接因素還是斜拉索力和施工時(shí)的立模標(biāo)高,因而確定合理的索力對斜拉橋的材料用量及結(jié)構(gòu)安全性都有十分重要的意義。然而斜拉橋作為一個(gè)高次超靜定結(jié)構(gòu),施工中又要經(jīng)過體系轉(zhuǎn)換,如何確定合理的成橋索力,同時(shí)又能保證施工中的塔梁受力均勻合理,是目前進(jìn)行斜拉橋施工監(jiān)測控制的主要目標(biāo)。國內(nèi)外對索力調(diào)整優(yōu)化的研究進(jìn)行得較早,發(fā)展得也較為成熟。目前,有關(guān)索力調(diào)整的理論主要有4 大類:
a) 指定受力或位移狀態(tài)的索力優(yōu)化,如剛性支承連續(xù)梁法和零位移法。
b) 無約束的索力優(yōu)化,如彎距平方和最小法和彎曲能量最小法。
c) 有約束的索力優(yōu)化,如用索量最小法。
d) 影響矩陣法。影響矩陣法能得到不同目標(biāo)函數(shù)、不同加權(quán)的優(yōu)化結(jié)果,又能計(jì)入預(yù)應(yīng)力、活載、收縮徐變、約束優(yōu)化等影響,既可用于確定索結(jié)構(gòu)合理狀態(tài),也可用于施工階段和成橋階段的索力調(diào)整,實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)調(diào)整與結(jié)構(gòu)優(yōu)化的統(tǒng)一。影響矩陣法包含了前3 種優(yōu)化方法,是目前最為完備的一種斜拉橋索力優(yōu)化理論。
（4）索塔的結(jié)構(gòu)優(yōu)化
索塔的優(yōu)化主要是塔高和受力合理性的優(yōu)化。塔太高會給施工帶來困難,增加造價(jià)。而塔太矮會降低拉索的工作效率,增加主梁和拉索的受力。因此單獨(dú)對塔高的優(yōu)化不一定是經(jīng)濟(jì)的,而應(yīng)和其它部分結(jié)合起來考慮。塔的受力合理性與塔的結(jié)構(gòu)形式、纜索形式、纜索錨固形式及錨固點(diǎn)分布有關(guān),也是一個(gè)值得研究的課題。
（5）斜拉索和吊索錨固的優(yōu)化
斜拉索和吊索錨固的形式和錨固點(diǎn)的布置對索塔和主梁的應(yīng)力集中問題和結(jié)構(gòu)形式有一定的影響,應(yīng)和索塔和主梁結(jié)合起來考慮。
（6）懸索橋錨錠的優(yōu)化
懸索橋的錨錠有自錨式和地錨式。自錨式一般只有在無法使用地錨式時(shí)才采用。地錨的優(yōu)化涉及到地質(zhì)條件問題,目前研究較少。自錨式一般很少采用,研究也很少。
（7）橋墩及基礎(chǔ)優(yōu)化
對于大跨度橋梁橋墩和基礎(chǔ)的優(yōu)化,不論數(shù)量、位置、還是結(jié)構(gòu)形式,一般都受地質(zhì)條件的限制,應(yīng)針對具體橋梁來考慮。因此,大跨度橋梁的橋墩優(yōu)化設(shè)計(jì)一般都是獨(dú)立的,受上部結(jié)構(gòu)影響很小。
三、大跨度橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
上部構(gòu)造形式的選擇，應(yīng)結(jié)合橋梁具體情況，綜合考慮其受力特點(diǎn)、施工技術(shù)難度和經(jīng)濟(jì)性。簡支空心板結(jié)構(gòu)的橋型，施工方便，施工技術(shù)成熟；但跨徑小，梁高大；由于橋梁跨徑受限制，往往造成跨深溝橋梁高跨比不協(xié)調(diào)，美觀性差；上部構(gòu)造難以與路線小半徑、大超高線形符合，且高墩數(shù)量增加；橋面伸縮縫多，行駛條件差。因而，在山區(qū)大跨度中，該類橋型一般用于地形相對平緩、填土不高的中、小橋上。預(yù)制拼裝多梁式T梁在中等跨徑橋中具有造價(jià)省、施工方便的特點(diǎn)，其造價(jià)低于整體式箱梁，是中等跨徑直梁橋的常用橋型。但對于曲線梁來說，T梁為開口斷面，抗扭及梁體平衡受力能力均較箱梁差，曲梁的彎矩作用對下部產(chǎn)生的不平衡力大。但當(dāng)曲線橋的彎曲程度較小時(shí)，曲線T梁橋采用直梁設(shè)計(jì)，以翼緣板寬度調(diào)整平面線形，可減少曲梁的彎扭作用，在一定程度上可彌補(bǔ)曲線T梁橋受力和施工上的不足。雖然直線設(shè)置的曲線橋仍有部分恒載及活載不平衡影響及曲線變位存在，但較曲線梁小。此外，可以采取加強(qiáng)橫向聯(lián)系的措施，提高結(jié)構(gòu)的整體性。對于大跨徑橋梁，最好采用懸臂澆筑箱梁。但是對于中等跨徑的橋梁，箱梁橋不論采取何種施工方式，費(fèi)用都較高，與預(yù)制拼裝多梁式T梁相比，處于弱勢。
下部結(jié)構(gòu)應(yīng)能滿足上部結(jié)構(gòu)對支撐力的要求，同時(shí)在外形上要做到與上部結(jié)構(gòu)相互協(xié)調(diào)、布置均勻。橋墩視上部構(gòu)造形式及橋墩高度采用柱式墩、空心薄壁墩或雙薄壁墩等多種形式。柱式墩是目前公路橋梁中廣泛采用的橋墩形式，其自重輕，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，施工方便、快捷，外觀輕穎美觀。對于連續(xù)剛構(gòu)橋，要注意把握上下部結(jié)構(gòu)的剛度比，減小下部結(jié)構(gòu)的剛度比，減小下部結(jié)構(gòu)的剛度，可減小剛結(jié)點(diǎn)處的負(fù)彎矩，同時(shí)減小橋墩的彎矩，也可減小溫度變化所產(chǎn)生的內(nèi)力。但是橋墩也不可以太柔，否則會使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過大變形，影響正常使用，并不利于結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。對于高墩，除了要進(jìn)行承載能力與正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算外，還要著重進(jìn)行穩(wěn)定分析。對于連續(xù)梁結(jié)構(gòu)或連續(xù)剛構(gòu)橋，各墩的穩(wěn)定性受相鄰橋墩的制約影響，應(yīng)取全橋或至少一梁作為分析對象。穩(wěn)定分析的中心問題就是確定構(gòu)件在各種可能的荷載作用和邊界條件約束下的臨界荷載，下面以連續(xù)梁為例進(jìn)行說明。介于梁、墩之間的板式橡膠支座，梁體上的水平力H(車輛制動(dòng)力和溫度影響力等)是通過支座與梁、墩接觸面上摩阻力而傳遞給橋墩的，它不但使墩頂產(chǎn)生水平位移，而且板式橡膠支座也要產(chǎn)生剪切變形。當(dāng)梁體完成水平力的傳遞以后，梁體暫時(shí)處于一種固定狀態(tài)，但由于軸力及墩身自重的影響，墩頂還會繼續(xù)產(chǎn)生附加變形，這就使得板式支座由原來傳遞水平力的功能轉(zhuǎn)變?yōu)榈挚苟枕斃^續(xù)變形的功能，支座原來的剪切變形先恢復(fù)到零，逐漸達(dá)到反向的狀態(tài)。
[關(guān)鍵詞]內(nèi)部結(jié)算；價(jià)格；制定
中圖分類號： K928 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：
1、城市橋梁景觀設(shè)計(jì)內(nèi)涵
橋梁景觀設(shè)計(jì)包含對工程的線形規(guī)劃、造型設(shè)計(jì)、色彩搭配、平面布局、裝飾搭配等內(nèi)容。基于城市景觀要求，在橋梁設(shè)計(jì)階段中，不僅應(yīng)確保結(jié)構(gòu)可靠安全，還應(yīng)樹立美學(xué)觀點(diǎn)，提升橋梁工程實(shí)用美觀性。通常來講，橋梁景觀包含橋梁、自然環(huán)境及人等各層面關(guān)系，環(huán)境為橋梁建設(shè)的用地以及影響其樣式、風(fēng)貌的文化、自然、經(jīng)濟(jì)等因素。在自然環(huán)境中，橋梁工程并不僅僅是視覺對象以及交通運(yùn)輸載體，還包括各層面因素的全面滲透，因此其工程建設(shè)龐大復(fù)雜，景觀則應(yīng)體現(xiàn)美觀與力量的集成，不應(yīng)單純注重裝飾效果。對橋梁景觀的設(shè)計(jì)尤為重要，不僅涵蓋地理、藝術(shù)美學(xué)、建筑等學(xué)科，還包含社會心理學(xué)、實(shí)踐行為學(xué)等理論。作為景觀綜合體，應(yīng)將土地資源、自然景觀、河流等全面統(tǒng)籌、完善規(guī)劃，遵循人們需求，創(chuàng)建完善和諧的系統(tǒng)關(guān)系，才能真正提升城市橋梁景觀設(shè)計(jì)水平，優(yōu)化設(shè)計(jì)效果。
2、橋梁景觀設(shè)計(jì)目標(biāo)原則
優(yōu)質(zhì)的橋梁景觀設(shè)計(jì)應(yīng)對其主體工程與引道設(shè)施，形式、布線、色彩樣式等在基于功能需求、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與經(jīng)濟(jì)狀況的基礎(chǔ)上實(shí)施生態(tài)、文化與藝術(shù)美觀性的全面組織設(shè)計(jì)。針對當(dāng)前現(xiàn)代化城市橋梁工程呈現(xiàn)出大跨度、鮮明形體特征的現(xiàn)狀，將對整體城市景觀形成顯著影響。為此在景觀設(shè)計(jì)階段中，應(yīng)基于天人合一的理念，打造遠(yuǎn)處觀勢、近處看形的良好效果。同時(shí)應(yīng)樹立可持續(xù)發(fā)展觀，打造充滿人文色彩、富含文化氣質(zhì)的美觀橋梁工程，凸顯設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性與精細(xì)化。應(yīng)全面結(jié)合地域環(huán)境特點(diǎn)，設(shè)計(jì)開發(fā)出凸顯本地特征的橋梁景觀。同時(shí)應(yīng)以人為本，交叉運(yùn)用生態(tài)學(xué)、藝術(shù)、環(huán)境學(xué)等理論知識，開發(fā)出真正實(shí)用、美觀、環(huán)保的橋梁工程景觀空間。同時(shí)應(yīng)做好環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等層面關(guān)系的良好調(diào)整，體現(xiàn)創(chuàng)造性，開展空間組合考察，提升整體橋梁工程的外觀效果，內(nèi)涵品質(zhì)，并真正令其成為現(xiàn)代化城市建設(shè)中一道靚麗的風(fēng)景及城市新一輪地標(biāo)。
3、城市橋梁景觀優(yōu)化設(shè)計(jì)
3、1遵循城市橋梁景觀技術(shù)美學(xué)性，做好結(jié)構(gòu)方案規(guī)劃
城市橋梁工程景觀優(yōu)質(zhì)設(shè)計(jì)，應(yīng)科學(xué)明確橋梁應(yīng)用功能，相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，做好經(jīng)濟(jì)要求考察，并基于具體原則實(shí)施美學(xué)優(yōu)化。例如，應(yīng)進(jìn)行良好的橋型特征及美學(xué)對比分析，完善橋梁體系結(jié)構(gòu)的各個(gè)部件建設(shè)比例。確保橋梁工程選線同整體城市景觀以及大地整體尺度的良好和諧。同時(shí)應(yīng)做好橋梁防護(hù)涂裝設(shè)計(jì)，令其與整體城市色彩和諧搭配，完善融入。橋梁景觀該類基于技術(shù)與功能為核心的設(shè)計(jì)實(shí)踐特征即為技術(shù)美學(xué)性。當(dāng)體現(xiàn)的景觀價(jià)值呈現(xiàn)出顯著優(yōu)勢，同時(shí)可符合功能需求、并體現(xiàn)技術(shù)可行性，則經(jīng)濟(jì)因素可逐步向后移。例如位于城市風(fēng)景區(qū)建設(shè)的橋梁工程，或在城市整體結(jié)構(gòu)的要害區(qū)域設(shè)計(jì)的橋梁等，便可遵循該項(xiàng)設(shè)計(jì)原則。由此可見開展橋梁景觀設(shè)計(jì)實(shí)踐階段中，一些關(guān)聯(lián)域在各異環(huán)境狀況下，我們應(yīng)分清主次，做好優(yōu)化設(shè)計(jì)規(guī)劃。同時(shí)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐中，即便是再完美的計(jì)算，也無法補(bǔ)充結(jié)構(gòu)構(gòu)思創(chuàng)設(shè)的方案內(nèi)容中的缺陷。反之，科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)方案可有效補(bǔ)足結(jié)構(gòu)計(jì)算實(shí)踐中的缺陷，由此可見結(jié)構(gòu)構(gòu)思尤為重要。我們應(yīng)明晰這一重要性，做好方案規(guī)劃，把握前提基礎(chǔ)，為優(yōu)質(zhì)的橋梁工程建設(shè)創(chuàng)設(shè)良好的條件。
3、2符合功能需求，由大處著手，促進(jìn)橋梁工程同環(huán)境的完美融合
橋梁工程的基礎(chǔ)功能在于跨越，這一標(biāo)準(zhǔn)決定橋梁需具備良好的橋跨結(jié)構(gòu)，完善該環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)。為支撐整體跨越結(jié)構(gòu)，我們應(yīng)進(jìn)行支撐體系的科學(xué)布設(shè)，令橋梁承載的車流、人流以舒適安全的狀態(tài)通過。因此在設(shè)計(jì)階段中應(yīng)全面考量荷載需求，確保橋梁服務(wù)使用過程中不會由于顯著的變形影響功能發(fā)揮。另外，實(shí)踐設(shè)計(jì)階段中，我們不應(yīng)盲目的追求美學(xué)，應(yīng)首先確保橋梁工程發(fā)揮良好的通行功能，并進(jìn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與經(jīng)濟(jì)的良好優(yōu)化，進(jìn)而體現(xiàn)設(shè)計(jì)規(guī)范。對于主體橋梁與引道，在符合技術(shù)、應(yīng)用功能與經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)上，應(yīng)實(shí)施景觀尺度、生態(tài)美觀、文化內(nèi)涵及美學(xué)等層面的綜合布設(shè)與規(guī)劃。再者，我們應(yīng)由大處著手，促進(jìn)橋梁工程同環(huán)境的良好協(xié)調(diào)。應(yīng)明晰設(shè)計(jì)核心在于令橋梁同四周環(huán)境完美和諧，良好的融于自然，不僅凸顯橋梁工程自身的美觀性，同時(shí)又不造成獨(dú)善其身的弊端。應(yīng)由實(shí)際出發(fā)，因地制宜，量體裁衣、科學(xué)合理的引入造型法則，通過精妙構(gòu)思，合理規(guī)劃，創(chuàng)設(shè)良好的橋梁空間與輪廓組合，進(jìn)而體現(xiàn)工程規(guī)劃設(shè)計(jì)的簡明性、科學(xué)性。
3、3注重細(xì)節(jié)，促進(jìn)附屬結(jié)構(gòu)與整體的統(tǒng)一
橋梁工程主體功能為通行服務(wù)，同時(shí)應(yīng)體現(xiàn)美觀實(shí)用性。其附屬結(jié)構(gòu)可為整體通行水平與景觀效果起到畫龍點(diǎn)睛作用。例如欄桿可確保通行人員的安全舒適。為此應(yīng)基于安全、耐用、便利、簡單、易于維修更換的原則，進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，令其同橋梁整體協(xié)調(diào)統(tǒng)一，并令亮麗優(yōu)美的色彩線條給人以賞心悅目之感。
結(jié)語
總之，橋梁工程的景觀效應(yīng)尤為重要，我們只有基于其設(shè)計(jì)內(nèi)涵，遵循科學(xué)實(shí)踐原則，制定優(yōu)質(zhì)實(shí)踐策略，才能全面提升橋梁工程整體質(zhì)量，營造優(yōu)質(zhì)景觀效果，并創(chuàng)設(shè)良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。
[參考文獻(xiàn)]
關(guān)鍵詞:耐久性設(shè)計(jì)；碳化；氯離子的侵蝕；堿—骨料反應(yīng)；構(gòu)造措施
Abstract：this paper analyzes the environmental impact of the bridge role durability of the material presented was designed and strengthen the durability of structural measures, designed to provide a reference for bridge durability.
Keyword：durability design; carbonation; chloride ion erosion; alkali - aggregate reaction; structural measures
中圖分類號：U455.47+1文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
長期以來，人們受混凝土是一種耐久性能良好的建筑材料這一認(rèn)識的影響，在混凝土常規(guī)設(shè)計(jì)中，認(rèn)為結(jié)構(gòu)承載能力不隨時(shí)間和環(huán)境影響而變化，忽視了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)性問題，造成了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性研究的相對滯后，并在近年來出現(xiàn)橋梁的早期破壞現(xiàn)象，影響了橋梁的使用壽命。
2004年交通部頒布《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）；以及2006年交通部頒布《公路工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》（JTG/T B07-01-2006）提出了公路橋涵應(yīng)根據(jù)其所處環(huán)境條件進(jìn)行耐久性設(shè)計(jì)。對橋梁的耐久性設(shè)計(jì)起到了重要的指導(dǎo)作用。
1. 影響鋼筋混凝土耐久性的環(huán)境作用
1.1 混凝土的碳化
混凝土是以水泥砂漿為基體, 以骨料為加勁材料的復(fù)合材料, 水泥砂漿體的主要成分CHS 凝膠是一種結(jié)晶不完整的蜂窩形成錯(cuò)綜復(fù)雜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu), 骨料與水泥砂漿間有微孔隙、微裂紋、因而混凝土材料具有一定的滲透性。空氣中的二氧化碳擴(kuò)散到混凝土中與水作用生成碳酸、碳酸與水泥水化過程是產(chǎn)生氫氧化鈣、硅酸二鈣、硅酸三鈣反應(yīng)生成碳酸鈣, 在自由水的作用下碳酸鈣沉淀在混凝土內(nèi)部的孔穴中,就是混凝土碳化。
混凝土碳化的結(jié)果使混凝土的PH 值降低, 如果堿損失發(fā)生在鋼筋附近, 當(dāng)混凝土PH值小于11.5 時(shí), 就能引起鋼筋表面惰性氧化薄膜的破壞, 在空氣中和氧的作用下, 還可以引起平行于鋼筋的裂紋和混凝土的崩裂。混凝土的碳化程度與水灰比有關(guān), 隨水灰比的增加而碳化速度加快, 隨空氣濕度和二氧化碳的增加,碳化速度加快, 混凝土的碳化速度隨養(yǎng)護(hù)時(shí)間的增加而減小。因此，增加單位混凝土中的水泥用量, 會提高混凝土密度和抗?jié)B透性, 可以減小混凝土的碳化速度。增加保護(hù)層的厚度, 使混凝土碳化到達(dá)鋼筋表面的時(shí)間增加, 也有利于混凝土結(jié)構(gòu)抗碳化的能力。
1.2 氯離子的侵蝕
混凝土本身含有的氯離子可通過擴(kuò)散作用和毛細(xì)作用進(jìn)入混凝土內(nèi), 對鋼筋的銹蝕影響極大。氯離子半徑小, 穿透能力強(qiáng), 很容易吸附在鋼筋陽極區(qū)的鈍化膜上, 取代鈍化膜上的氧離子, 使氫氧化鐵變?yōu)闊o保護(hù)作用的氯化鐵, 氯化鐵的溶解度比氫氧化鐵大得多, 由于氯離子到達(dá)鋼筋表面的不均勻性, 特別是氯離子作用在鋼筋局部區(qū)域內(nèi)時(shí)為陽極區(qū),形成腐蝕。當(dāng)溶入混凝土中的氯鹽達(dá)到混凝土重量的0.1%～0.2%時(shí), 鋼筋開始銹蝕。當(dāng)氯鹽含量超過1%后, 鋼筋的銹蝕面積將急速增加。同時(shí), 氯化物侵蝕所形成的銹蝕產(chǎn)物會導(dǎo)致混凝土的開裂和崩裂。研究表明, 氯化物侵蝕導(dǎo)致的鋼筋銹蝕一般大于混凝土碳化引起的鋼筋銹蝕。
1.3 堿─骨料反應(yīng)
堿─骨料反應(yīng)一般指水泥中的堿和骨料中的活性硅發(fā)生反應(yīng)，生成堿─硅酸鹽凝膠，并吸水產(chǎn)生膨脹壓力，造成混凝土開裂。堿─骨料反應(yīng)引起的混凝土結(jié)構(gòu)破壞程度，比其他耐久性破壞發(fā)展更快，后果更為嚴(yán)重。堿─骨料反應(yīng)一旦發(fā)生，很難加以控制，一般不到兩年就會使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)明顯開裂，所以有時(shí)也稱堿─骨料反應(yīng)是混凝土結(jié)構(gòu)的“癌癥”。對付堿─骨料反應(yīng)重在預(yù)防，目前還沒有更可靠的修補(bǔ)措施。防止混凝土堿─骨料反應(yīng)的主要措施是：選用含堿量低的水泥；不使用堿活性大的骨料；選用不含堿或含堿低的化學(xué)外加劑等；通過各種措施，控制混凝土的總含堿量不大于3kg/m3。
1.4 凍融循環(huán)破壞
混凝土是多孔隙的復(fù)合材料, 外部的水份會通過毛細(xì)作用進(jìn)入孔隙。當(dāng)溫度降至點(diǎn)以下時(shí), 孔隙中的水凍結(jié)膨脹, 其體積增加9%左右,當(dāng)至少有91.7%的孔隙充滿水時(shí), 水里結(jié)冰才產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。孔隙體積膨脹, 孔壁受壓變形, 冰融化后, 就可能使孔壁產(chǎn)生拉應(yīng)力, 反復(fù)凍融, 當(dāng)作用于孔壁的拉應(yīng)力大于混凝土的極限抗拉強(qiáng)度時(shí), 即可以產(chǎn)生微裂縫, 持續(xù)凍融的結(jié)果使混凝土開裂, 甚至崩裂。混凝土的密實(shí)性不好, 則其抗?jié)B性能差,可導(dǎo)致更多的水分進(jìn)入混凝土內(nèi)部, 加快混凝土結(jié)構(gòu)的凍融破壞。因而降低混凝土的水灰比, 提高單位混凝土中水泥的用量, 對混凝土結(jié)構(gòu)抗凍融破壞都是有利的。此外, 應(yīng)避免采用吸水率較高的集料, 加強(qiáng)排水, 以免混凝土結(jié)構(gòu)被水飽和。
2. 材料耐久性設(shè)計(jì)
2.1 采用高耐久性混凝土，增強(qiáng)混凝土的密實(shí)度，提高混凝土自身抗破損能力
提高混凝土自身的耐久性是解決混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的前提和基礎(chǔ)。按確定的環(huán)境類別（或環(huán)境作用等級及設(shè)計(jì)使用年限），選擇混凝土耐久性的基本要求指標(biāo)，提出混凝土原材料選用（水泥品種與等級），摻和料種類，骨料品種與質(zhì)量要求等，根據(jù)需要提出混凝土的氯離子擴(kuò)散系數(shù)、抗凍耐久性指數(shù)或抗凍等級等具體指標(biāo)；在施工圖設(shè)計(jì)和相應(yīng)說明中，必須標(biāo)明水灰比（或水膠比）等與混凝土耐久性相關(guān)的重要參數(shù)和要求；表一為《公路鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》中的結(jié)構(gòu)混凝土耐久性基本要求。
表1 結(jié)構(gòu)混凝土耐久性的基本要求
環(huán)境類別 環(huán)境條件 最大
水灰比 最小水泥用量(kg/m3) 最低混凝土強(qiáng)度等級 最大氯離子含量（%） 最大堿含量（kg/m3）
Ⅰ 溫暖或寒冷地區(qū)的大氣環(huán)境、與無侵蝕性的水或土接觸的環(huán)境 0.55 275 C25 0.30 3.0
Ⅱ 嚴(yán)寒地區(qū)的大氣環(huán)境；使用除冰鹽環(huán)境；濱海環(huán)境 0.50 300 C30 0.15 3.0
Ⅲ 海水環(huán)境 0.45 300 C35 0.10 3.0
Ⅳ 受侵蝕性物質(zhì)影響的環(huán)境 0.40 325 C35 0.10 3.0
2.2 鋼筋阻銹劑的應(yīng)用
對于鋼筋防護(hù)而言，在任何情況下混凝土質(zhì)量都是最重要的。如果混凝土材料或施工質(zhì)量不好，或設(shè)計(jì)有缺陷等都會加速病害的發(fā)生和發(fā)展速度。在高質(zhì)量混凝土的基礎(chǔ)上摻加鋼筋阻銹劑，被認(rèn)為是長期保護(hù)鋼筋延緩腐蝕破壞、實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)壽命的最簡單、最經(jīng)濟(jì)和有效的技術(shù)措施。加入鋼筋阻銹劑能起到兩方面的作用：一方面推遲了鋼筋開始生銹的時(shí)間，另一方面，減緩了鋼筋腐蝕發(fā)展的速度。
2.3 橋面防水層
目前我國橋梁工程中采用多種防水層，從作用原理上講多屬于物理防水，是靠由防水涂料、膠體或卷材形成的防水層的物理作用隔斷水分。防水層的局部破損和老化，都會影響防水效果。近幾年來，國內(nèi)外推廣采用水泥基滲透結(jié)晶型防水材料，為橋梁防水層設(shè)計(jì)提供了新思路。水泥基滲透結(jié)晶型防水材料從作用原理上講屬于化學(xué)防水，是靠防水材料的結(jié)晶滲透作用，堵塞混凝土毛細(xì)管，形成自密性混凝土層。
3. 構(gòu)造保護(hù)措施
3.1 加大鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度
混凝土保護(hù)層碳化是鋼筋銹蝕的前提。就一般情況而言，只有保護(hù)層混凝土碳化，鋼筋表層鈍化膜破壞，鋼筋才有可能銹蝕。因此，適當(dāng)加大鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度，是保護(hù)鋼筋免于銹蝕，提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的最重要的措施之一。
3.2 改進(jìn)橋面鋪裝設(shè)計(jì)
3.2.1 采用高密實(shí)度具有良好防水性能橋面鋪裝混凝土。
橋面鋪裝混凝土應(yīng)采用C30以上等級的高密度混凝土，為了提高混凝土的密實(shí)度，水灰比一般應(yīng)控制在0.4以下。重要橋梁可采用纖維混凝土（鋼纖維混凝土或復(fù)合纖維混凝土）橋面鋪裝層。為了防止和控制混凝土的收縮裂縫，橋面鋪裝時(shí)應(yīng)設(shè)置由帶肋鋼筋組成的平面鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格間距通常為100mm×100mm。
3.2.2 預(yù)防橋面鋪裝層混凝土縱向開裂的措施
在以往的橋梁設(shè)計(jì)中是將橋面鋪裝混凝土作為構(gòu)成橋面橫坡的找平層和橋面板的保護(hù)層。在計(jì)算中一般是不考慮橋面鋪裝層參與主梁（或橋面板）共同工作的。但是，由橋面鋪裝層混凝土與橋面板的粘結(jié)作用，橋面鋪裝層作為主梁（或橋面板）截面的組成部分共同承受內(nèi)力客觀存在的事實(shí)。
考慮橋面鋪裝層參與工作的鉸結(jié)空心板梁橋的空間分析表明，空心板梁在主要承受縱向變矩的同時(shí)，還要承受一定的橫向彎矩。由鉸縫本身的橫向連接薄弱，這一橫向彎矩主要由鉸縫頂面的混凝土鋪裝層來承擔(dān)。混凝土鋪裝層厚度有限，配筋很少（有些鋼筋也位于鋪裝層的中部，對抗彎不起作用），在橫向彎矩作用下，橋面鋪裝層出現(xiàn)縱向裂縫是必不可免的。
4.結(jié)語
目前，我我國基礎(chǔ)建設(shè)正處在中，提高鋼筋混凝土橋梁耐久性是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，要從設(shè)計(jì)、選材與施工、維護(hù)各個(gè)環(huán)節(jié)著手，建立整體性防水和預(yù)防性保護(hù)的理念，改進(jìn)我國橋梁防水、防腐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。如果忽視了橋梁的耐久性，在以后橋梁運(yùn)營中，用于維修可能耗費(fèi)的費(fèi)用數(shù)倍于橋梁當(dāng)初的建設(shè)費(fèi)用。作為一個(gè)橋梁工作者，我們應(yīng)該盡快的吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，提高橋梁的耐久性和使用壽命。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵字：橋梁抗震設(shè)計(jì)橋梁震害設(shè)計(jì)原則 設(shè)計(jì)措施
中圖分類號：S611文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
地震災(zāi)害是橋梁災(zāi)害中最為嚴(yán)重的一種，橋梁震害具體表現(xiàn)為橋臺和路基同時(shí)向河心的方向移動(dòng)，并且伴隨著樁柱傾斜和開裂的現(xiàn)象，并且出現(xiàn)橋臺下沉、橋頭沉降的現(xiàn)象，嚴(yán)重的情況下將會影響到橋梁的性能，給人們的生命財(cái)產(chǎn)帶來威脅。要想更好的提升橋梁的質(zhì)量，有效的抗擊地震給橋梁帶來的危害，就需要在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)下功夫，下面本文就對橋梁的抗震設(shè)計(jì)問題進(jìn)行分析論述。
一 橋梁震害現(xiàn)象分析
地震是較為嚴(yán)重的自然災(zāi)害，等級較高的地震現(xiàn)象將會給橋梁帶來一定的威脅，出現(xiàn)橋梁震害。一般情況來講，常見的橋梁震害主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面，本文對其進(jìn)行分析，深入了解橋梁震害表現(xiàn)，以便在設(shè)計(jì)的過程中更好的提升橋梁的抗震性能。
首先，橋梁震害表現(xiàn)為橋梁地基和基礎(chǔ)的破壞。橋梁地基破壞的原因主要是因?yàn)椴痪鶆虺两祷蛘呤欠€(wěn)定性不足等因素造成的，在地震發(fā)生之后，會造成橋梁周圍結(jié)構(gòu)物的破壞，降低橋梁基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，加重震害的強(qiáng)度。當(dāng)橋梁周圍的地基受到地震作用強(qiáng)度降低的時(shí)候，橋梁的基礎(chǔ)就會發(fā)生沉降，如果不及時(shí)的采取措施處理的話，將會發(fā)生橋梁基礎(chǔ)的斷裂。
其次，橋梁震害表現(xiàn)為橋梁墩柱的破壞。橋梁墩柱在地震的影響下將會出現(xiàn)彎曲強(qiáng)度和彎曲延性不夠的現(xiàn)象，地震等級較大，還會造成橋梁墩柱的剪切強(qiáng)度降低，進(jìn)而引發(fā)整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)的倒塌，發(fā)生較為嚴(yán)重的毀滅性破壞現(xiàn)象。
最后，橋梁震害還表現(xiàn)為橋臺的沉陷現(xiàn)象。在發(fā)生地震之后，橋梁的橋臺填土縱向壓力將會增加，橋梁和橋臺之間的沖撞強(qiáng)度也會加大，二者之間產(chǎn)生巨大的壓力，使得橋臺出現(xiàn)移動(dòng)現(xiàn)象，嚴(yán)重的時(shí)候?qū)斐蓸蚺_沉陷，影響到了整個(gè)橋梁的質(zhì)量。
二 橋梁抗震設(shè)計(jì)原則分析
上文中從三個(gè)方面簡單的分析了橋梁震害的現(xiàn)象，為了避免這些災(zāi)害的發(fā)生，確保橋梁在地震作用下能夠保持較強(qiáng)的質(zhì)量性能，在抗震設(shè)計(jì)的過程中需要注意以下原則。
首先，在抗震設(shè)計(jì)的過程中要堅(jiān)持適當(dāng)原則。適當(dāng)原則即在設(shè)計(jì)的過程中需要按照橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行，不能夠憑借自己的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)隨意設(shè)計(jì)，要使設(shè)計(jì)方案能夠最大限度的滿足施工的需求。具體說來，在設(shè)計(jì)的過程中需要保證橋軸線的比直性，曲線橋要能夠保證地震結(jié)構(gòu)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜化，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中要最大限度的使橋臺橋墩和軸線保持垂直的狀態(tài)。除此之外，還需要保證沿縱向和橫向的橋墩剛度的一致性，減小變化的程度，保證橋墩的穩(wěn)定性。
其次，要遵循具體問題具體分析的原則。在橋梁抗震設(shè)計(jì)的過程中，不能夠盲目設(shè)計(jì)，要結(jié)合地區(qū)的實(shí)際情況選擇最佳的設(shè)計(jì)方案，這樣才能夠起到良好的抗震效果。例如在汛期水量較多的地區(qū)，在橋梁抗震設(shè)計(jì)的時(shí)候就需要采取更加穩(wěn)固的措施，防止因?yàn)樗康臎_擊而影響到橋梁的穩(wěn)定性，在發(fā)生地震之后起不到很好的抗震效果。
最后，在抗震設(shè)計(jì)的過程中要堅(jiān)持材料和結(jié)構(gòu)形式相吻合的原則。橋梁的抗震性能和材料之間有著直接的聯(lián)系，同時(shí)也和橋梁的結(jié)果之間有著密切的聯(lián)系，因此在抗震設(shè)計(jì)的過程中需要堅(jiān)持材料和結(jié)構(gòu)相統(tǒng)一的原則，即選擇變形能力較大的材料，保證材料的強(qiáng)度和剛度能夠適應(yīng)鋼結(jié)構(gòu)橋梁或者是鋼砼結(jié)構(gòu)橋梁的抗震需求。
三 橋梁抗震設(shè)計(jì)具體措施分析
上文中從橋梁震害和抗震設(shè)計(jì)的原則兩個(gè)方面進(jìn)行了分析，為了使橋梁具有良好的抗震性能，在設(shè)計(jì)的過程中需要在堅(jiān)持原則的基礎(chǔ)上采取有效的設(shè)計(jì)措施。
首先，需要重視總體設(shè)計(jì)工作。在橋梁抗震設(shè)計(jì)的過程中，總體設(shè)計(jì)是基礎(chǔ)性工作，需要對這一工作進(jìn)行關(guān)鍵性處理，在這個(gè)環(huán)節(jié)中，橋位的選擇是抗震總體設(shè)計(jì)的靈魂。在選擇橋梁地址的時(shí)候，需要避開震區(qū)，選擇地震時(shí)地基穩(wěn)定性較好的區(qū)域作為橋梁的地址，例如，堅(jiān)實(shí)的地基、基巖等是較為理想的橋梁地址。同時(shí)需要注意的是，在選擇橋梁地址的時(shí)候還需要進(jìn)行安全性評估，選擇最佳的橋梁地址。同時(shí)，在這一階段，還需要重視橋梁的選型，橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要能夠滿足地區(qū)的地質(zhì)情況和地形情況，要結(jié)合地區(qū)震害發(fā)生情況選擇最佳的橋梁結(jié)構(gòu)，并確定好橋梁的墩臺以及基礎(chǔ)的型式。而對于橋孔的設(shè)計(jì)，則需要選擇有利于抗震的形態(tài)，要保證設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)具有自重輕且型式簡單的特點(diǎn)。
其次，在橋梁抗震設(shè)計(jì)的過程中需要做好減震設(shè)計(jì)工作。在實(shí)際設(shè)計(jì)的過程中，為了提升抗震的性能，通常采用連續(xù)的橋跨代替簡支梁，這樣能夠有效的縮減伸縮縫的數(shù)量，以此來降低地震的危害性，也能夠在一定程度上提升橋梁的利用效率。需要注意的是，在應(yīng)用常規(guī)的簡支橋結(jié)構(gòu)的時(shí)候，設(shè)計(jì)中需要加強(qiáng)橋面的連續(xù)構(gòu)造，以便為橋梁提供足夠的寬度，這樣能夠有效的防止橋梁出現(xiàn)錯(cuò)位，提升橋梁的抗震性能。同時(shí)，在設(shè)計(jì)的時(shí)候還可以根據(jù)實(shí)際需要加寬墩臺頂蓋和支座的寬度，并且設(shè)置格擋裝置以避免橋梁出現(xiàn)位移的情況。
再次，在抗震設(shè)計(jì)的過程中需要注意設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)問題。橋梁抗震設(shè)計(jì)工作不僅需要從整體上引起重視，同時(shí)不能夠忽視設(shè)計(jì)中的細(xì)節(jié)問題。例如在設(shè)計(jì)中，如果橋梁采用的是橡膠支座，就需要設(shè)置擋軌來確保抗震的性能；在橋梁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的過程中，需要設(shè)置在較為可靠的地基上面，降低地震的危害性；在墩柱的設(shè)計(jì)過程中，則需要采用螺旋型的箍筋，這樣能夠給墩柱提供較多的約束，提升抗震的性能，確保橋梁的安全。同時(shí)，在墩身設(shè)計(jì)的時(shí)候，縱向鋼筋在深入蓋梁和承臺的時(shí)候需要有一定的錨固長，這樣可以增強(qiáng)連接點(diǎn)的延性，也能夠有效的提升橋梁的抗震性能。
最后，橋梁抗震設(shè)計(jì)的其他措施分析。在橋梁抗震設(shè)計(jì)的過程中，可以采用隔震支座，其在和橋梁的墩柱以及墩臺的連接處能夠增加橋梁結(jié)構(gòu)的柔性，以較小地震發(fā)生時(shí)對于橋梁的危害。同時(shí)，在設(shè)計(jì)的過程中還可以在橋梁的梁體和墩柱墩臺的連接處設(shè)置減震支座，這樣也能夠減弱水平地震力的影響，提升橋梁的抗震性能。同時(shí)，在抗震設(shè)計(jì)的過程中還可以采用抗震新結(jié)構(gòu)，如型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的橋梁，其抗震性能和傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的橋梁相比，抗剪承載能力較強(qiáng)，延性較好，能夠有效的吸收和散發(fā)地震給橋梁帶來的能量危害，提升橋梁的抗震性能，使得橋梁的地震變形程度控制在最小的范圍內(nèi)，也能夠大大的提升橋梁的安全性能。在設(shè)計(jì)時(shí)，還可以利用橋墩延性實(shí)現(xiàn)橋梁的減震效果，或者是采用隔震支座和阻尼器相結(jié)合的手段提升橋梁的抗震性能，本文對這些具體措施就不詳細(xì)分析。
結(jié)束語：我國屬于地震頻發(fā)區(qū)，地震發(fā)生時(shí)將會給橋梁的穩(wěn)定性帶來一定的威脅，嚴(yán)重時(shí)將會造成橋梁的塌陷，為了最大限度的降低橋梁震害發(fā)生的幾率，在設(shè)計(jì)的過程中需要采取有效的措施提升橋梁抗震設(shè)計(jì)強(qiáng)度。本文就以此為中心，結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)，對橋梁抗震設(shè)計(jì)問題進(jìn)行分析，希望通過本文的論述，對于今后的橋梁抗震設(shè)計(jì)起到一定的幫助作用，更好的提升橋梁的抗震性能，保證橋梁的安全性和穩(wěn)定性。
參考文獻(xiàn)：
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[關(guān)鍵詞] 橋梁設(shè)計(jì)；隔震設(shè)計(jì)；意義
引言
橋梁是現(xiàn)代城市化建設(shè)中的重要基礎(chǔ)設(shè)施，它具有極強(qiáng)的社會公共性，建設(shè)時(shí)其投資較大且后期運(yùn)營管理中也相對困難。另外橋梁作為危機(jī)管理系統(tǒng)的重要構(gòu)成部分，應(yīng)當(dāng)具備較強(qiáng)的抗震性能，因?yàn)闃蛄嚎拐鹦阅艿奶岣呖梢杂行У販p少地震后的損失。
一、橋梁進(jìn)行隔震設(shè)計(jì)的好處和重要性
1橋梁隔震設(shè)計(jì)的重要性，橋梁設(shè)計(jì)中的隔震設(shè)計(jì)指的是在橋梁建設(shè)時(shí)安裝隔震器，它可以使橋梁在水平方向上得到柔性支承，這樣就使水平方向上的周期延長，另外還要安裝阻尼器來，這樣做是為了提高橋梁的阻尼效應(yīng)，可以再地震發(fā)生時(shí)降低地震的作用。近些年,國外一些發(fā)達(dá)國際在橋梁的隔震設(shè)計(jì)方面加強(qiáng)了研究取得了很多重大的突破。但我國在這些方面還比較落后，研究還處于初級階段且缺乏系統(tǒng)性，主要一些方法大多采用國外的研究經(jīng)驗(yàn)和成果。
2橋梁隔震設(shè)計(jì)的好處 ，在橋梁的設(shè)計(jì)中加強(qiáng)隔震設(shè)計(jì)，可以有效地改善和分解地震后的地震力在各結(jié)構(gòu)支座間力的分布情況，這樣可以保護(hù)橋梁的基礎(chǔ)部位，同時(shí)對橋梁的上部結(jié)構(gòu)可以有效地支撐和保護(hù)。在橋梁設(shè)計(jì)中的相關(guān)隔震設(shè)計(jì)可起到調(diào)節(jié)橫向剛度的作用，這樣可以改善橋梁結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)平衡的問題，有效地降低了地震力。在橋梁設(shè)計(jì)中的上部結(jié)構(gòu)時(shí)，采用隔震減少甚至消除地震后橋梁的上下部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的超出建設(shè)彈性范圍的現(xiàn)象, 防止超出彈性范圍后局部部位發(fā)生變形。在橋梁設(shè)計(jì)中進(jìn)行隔震系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以取得比普通抗震設(shè)計(jì)更好的抗震效能，這樣就在不增加工程造價(jià)的情況下，還提高了工程的質(zhì)量。在橋梁的隔震設(shè)計(jì)中采用的隔震支座若在正常使用條件下,由于溫度的變化或者其它的形變而發(fā)生變化，它們的形變相對也較小，這樣就能為城市建設(shè)中高架橋梁設(shè)計(jì)中多跨連續(xù)梁橋的采用，即減小伸縮縫的使用提供了方便。與那些未采用隔震設(shè)計(jì)的橋梁相比較，采用了隔震設(shè)計(jì)的橋梁可以在經(jīng)歷了較大的地震后，較容易地更換隔震設(shè)計(jì)和裝置，且維修的時(shí)間相對較短，維修的費(fèi)用也相對較低。
二、橋梁隔震設(shè)計(jì)理論概述
1 隔震技術(shù)的原理 ，隔震是抗震方式發(fā)展的一種新形式和新趨勢，它的作用是通過減小而并非抵抗地震的作用來起到橋梁的保護(hù)結(jié)構(gòu)不受損、橋梁的抗震能力增強(qiáng)的效果。在通常的橋梁設(shè)計(jì)和施工中，提高橋梁抗震效果的方法通常是通過提高橋梁結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度和變形能力。與之相對比，橋梁的隔震設(shè)計(jì)主要特點(diǎn)在于引入了柔性裝置的設(shè)計(jì)，這樣做就使橋梁的重要結(jié)構(gòu)構(gòu)件可以與水平地面運(yùn)動(dòng)在一定程度上的關(guān)聯(lián)性減少，使重要構(gòu)件在地震后不會發(fā)生破壞性的損傷，使結(jié)構(gòu)的反應(yīng)加速度比地面的加速度小，另外，由于采用了阻尼設(shè)計(jì)，這樣阻尼就有效地將地震帶來的能量得到消耗，當(dāng)能量傳遞到橋梁上部以及隔震結(jié)構(gòu)時(shí)作用力已大大減小。
2隔震技術(shù)的特點(diǎn) 隔震技術(shù)在橋梁抗震設(shè)計(jì)中的的應(yīng)用，主要目的就是為了利用這些隔震裝置達(dá)到延長結(jié)構(gòu)周期、消耗地震能量和降低地震后結(jié)構(gòu)毀壞和變化的效果。在橋梁進(jìn)行隔震設(shè)計(jì)時(shí)，最關(guān)鍵的因素就是要求要有合理的設(shè)計(jì)，使相關(guān)的抗震系統(tǒng)構(gòu)件能夠具有較強(qiáng)的彈性和可塑性。隔震技術(shù)在橋梁設(shè)計(jì)中的采用，一方面可起到減少工程造價(jià)同時(shí)提高工程效能的效果，它往往要比常規(guī)的抗震設(shè)計(jì)的抗震性能高，可以有效地保護(hù)橋梁墩柱，達(dá)到降低橋梁墩柱延性需求的作用和目的；另一方面上部結(jié)構(gòu)中隔震措施的采用可以有效地減小或者消除地震后橋梁的下部結(jié)構(gòu)超出彈性范圍的反映和現(xiàn)象，對于那些在地震后難以檢查或者修復(fù)的地方，隔震設(shè)計(jì)可以避免在這些部位發(fā)生嚴(yán)重的非彈性變形。
3 橋梁隔震設(shè)計(jì)的基本原則 ，橋梁隔震設(shè)計(jì)是加強(qiáng)橋梁抗震性能的重要要求，但在進(jìn)行隔震設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)遵守以下幾個(gè)基本原則，只有認(rèn)真遵守這些原則，才能有效地、切實(shí)地提高橋梁抗震效能，這些原則分別是：應(yīng)對橋梁是否適宜采用隔震設(shè)計(jì)進(jìn)行科學(xué)的考察，考察應(yīng)當(dāng)以其周期增長后系統(tǒng)能否有效地提高地震時(shí)能量的吸收，且以這個(gè)為判斷的判據(jù)。對于不適合進(jìn)行抗震結(jié)構(gòu)的橋梁地段，不能盲目地進(jìn)行施工隔震裝置在橋梁設(shè)計(jì)中若被采用，則它的上部結(jié)構(gòu)在地震后會產(chǎn)生相對的位移，這將對橋梁的后期使用和功能產(chǎn)生影響，因此在地震后，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對隔震裝置的修補(bǔ)和完善。若在橋梁設(shè)計(jì)時(shí)采用了相關(guān)的隔震措施，那么應(yīng)當(dāng)保證橋梁的抗震性能不低于那些采用普通抗震設(shè)計(jì)所起到的抗震性能的大小。應(yīng)當(dāng)對采用隔震措施橋梁附近的地質(zhì)環(huán)境以及橋梁地基進(jìn)行科學(xué)地研究和勘測，隔震橋梁附近應(yīng)當(dāng)具有較為堅(jiān)實(shí)的地質(zhì)條件。在采用隔震裝置時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡可能地選擇和采用那些結(jié)構(gòu)簡單且同時(shí)符合所需隔震性能的裝置，且應(yīng)當(dāng)保證在其力學(xué)性能的范圍內(nèi)科學(xué)地采用。
三、橋梁的隔震設(shè)計(jì)
1 隔震裝置的設(shè)計(jì)，隔震裝置的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)其它構(gòu)件的設(shè)計(jì)是隔震橋梁抗震設(shè)計(jì)的兩個(gè)主要方面。隔震裝置的設(shè)計(jì)是隔震設(shè)計(jì)的中心，當(dāng)前，在橋梁的隔震設(shè)計(jì)中較為普遍采用的方法是彈性反應(yīng)譜法，這種方法被大部分國家采用，但有不同的規(guī)范，主要有美國的、日本的和歐洲的規(guī)范，它們之間區(qū)別不大，主要在于計(jì)算公式的不同，這些計(jì)算公式是指隔震裝置等效剛度的計(jì)算和和等效阻尼的計(jì)算，與之相對比，那些復(fù)雜性強(qiáng)或較為不規(guī)則的橋梁，較為常用的方法是時(shí)程方法。彈性反應(yīng)譜方法之所以得到普遍采用，一方面是因?yàn)槭┕r(shí)計(jì)算的相對簡單，另一方面是因?yàn)樗同F(xiàn)有的規(guī)范計(jì)算方法很接近，這樣便易于接受，最后應(yīng)當(dāng)引起注意的是眾所周知隔震裝置的等效剛度和等效阻尼的計(jì)算是與隔震裝置在地震中的最大變形程度有關(guān)的，繼而隔震裝置的變形又與整個(gè)橋梁的地震響應(yīng)程度有關(guān)系，所以客觀上要求我們對于采用彈性反應(yīng)譜方法進(jìn)行的隔震設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)是一個(gè)不斷完善和變化的過程。由于在具體的計(jì)算中，對于目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)和達(dá)到?jīng)]有直接的公式可采用，因此這就要求設(shè)計(jì)人員對橋梁結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的程度有較好的掌握和預(yù)估，地震發(fā)生后，較為熟練的工程師可以依據(jù)其長期工作的經(jīng)驗(yàn)初步地制定設(shè)計(jì)方案，方案完成后，再用一系列的時(shí)程來分析和驗(yàn)證其設(shè)計(jì)是否合理。
2 細(xì)部構(gòu)造的設(shè)計(jì)，橋梁的附屬結(jié)構(gòu)在橋梁的隔震設(shè)計(jì)中同樣發(fā)揮著巨大的作用，這些附屬結(jié)構(gòu)和構(gòu)件主要包括限位裝置、伸縮縫、防落梁裝置等，通過對諸多震害調(diào)查的分析和動(dòng)力時(shí)程分析我們發(fā)現(xiàn)這些細(xì)部構(gòu)造是影響橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)和隔震效果的重要方面。但當(dāng)前普遍存在的問題是大多數(shù)的設(shè)計(jì)人員會忽略細(xì)部構(gòu)造的設(shè)計(jì)、將其置于次要地位，另外一方面這也是由于在地震響應(yīng)的計(jì)算時(shí)附屬結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法較為復(fù)雜造成的。在細(xì)部構(gòu)件的設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)具有良好的連續(xù)性。
總之，橋梁設(shè)計(jì)中的隔震設(shè)計(jì)是提高橋梁工程質(zhì)量的重要方面，雖然目前我國的隔震技術(shù)還處于初級階段，但我們應(yīng)當(dāng)科學(xué)地吸收和借鑒國外的一些技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，完善我國國內(nèi)橋梁設(shè)計(jì)中的隔震設(shè)計(jì)，提高橋梁的抗震性能。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：橋梁; 抗震; 設(shè)計(jì); 對策
Abstract: to ensure the highway bridge facilities in good condition, play its role in earthquake relief, need to highway bridge design in-depth earthquake-resistant calculation and research. This paper introduces the basic principle of seismic design of bridge, analyzes the bridge seismic design countermeasures.
Keywords: bridge; Seismic; Design; countermeasures
中圖分類號： K928 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：
我國地震的特點(diǎn)是發(fā)生頻率高、強(qiáng)度大、分布范圍廣、傷亡大、災(zāi)害嚴(yán)重。突發(fā)的強(qiáng)烈地震不僅使建設(shè)成果毀于一旦，而且還會給人民的生命財(cái)產(chǎn)造成不可估量的損失。橋梁作為生命線系統(tǒng)工程中的重要組成部分，在各種救災(zāi)中，發(fā)揮著重要作用。因此應(yīng)確保橋梁在強(qiáng)烈地震后能夠不需修復(fù)或簡單修復(fù)可繼續(xù)使用的能力。
一、橋梁抗震設(shè)計(jì)基本原理
結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析方法可以分為確定性方法和非確定性( 或概率性) 方法兩大類。確定性方法是以確定性的荷載作用于結(jié)構(gòu)，求解該確定性荷載作用下結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)的方法。彈性靜力法、反應(yīng)譜法和時(shí)程分析法均屬于確定性方法。非確定性方法將地震視為隨機(jī)過程，以此隨機(jī)地震動(dòng)作用于結(jié)構(gòu)，求出結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)統(tǒng)計(jì)量。
1、確定性方法
（1）靜力法
最早在1899 年，由日本學(xué)者大房森吉提出，該法假設(shè)結(jié)構(gòu)各部分與地震動(dòng)具有相同的振動(dòng)規(guī)律。結(jié)構(gòu)因地震力引起的慣性力等于地面運(yùn)動(dòng)加速度與結(jié)構(gòu)總質(zhì)量的乘積，以此慣性力作為靜力施加于結(jié)構(gòu)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)線彈性靜力分析。
（2）反應(yīng)譜法
反應(yīng)譜方法的基本原理是，作用于結(jié)構(gòu)的實(shí)際地震波是由含有一定卓越頻率的復(fù)雜波組成，當(dāng)?shù)卣鸬淖吭筋l率和結(jié)構(gòu)的固有頻率相一致時(shí)，結(jié)構(gòu)物的動(dòng)力反應(yīng)就會變大。不同周期單自由度振子在某一地震記錄激勵(lì)下，可得到體系周期與絕對加速度、相對速度和相對位移的最大反應(yīng)量之間的關(guān)系曲線，即加速度反應(yīng)譜、速度反應(yīng)譜和位移反應(yīng)譜。由于客觀存在隨機(jī)因素影響，使得不同地震記錄得到反應(yīng)譜具有很大隨機(jī)性、離散性，實(shí)際應(yīng)用的規(guī)范反應(yīng)譜是大量地震記錄輸入后得到眾多反應(yīng)譜曲線經(jīng)統(tǒng)計(jì)平均和光滑后而得到的。結(jié)構(gòu)物可以簡化為多自由度體系，多自由度體系的地震反應(yīng)可以按振型分解為多個(gè)單自由度體系反應(yīng)的組合，每個(gè)單自由度體系的最大反應(yīng)可以從反應(yīng)譜求得。
（3）時(shí)程分析法
時(shí)程分析法是將實(shí)際地震動(dòng)記錄或人工生成的地震波作用于結(jié)構(gòu)，直接對結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方程進(jìn)行數(shù)值積分而求得結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的時(shí)間歷程。時(shí)程分析法由于采用了符合場地情況的具有概率意義的加速度過程作為地震動(dòng)的輸入，因此可以精確地考慮結(jié)構(gòu)—基礎(chǔ)—土的相互作用、地震波多點(diǎn)輸入等因素而建立結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算模型和結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)振動(dòng)方程。但為了較合理的體現(xiàn)地震荷載的隨機(jī)性，同一輸入點(diǎn)的地面運(yùn)動(dòng)需要多組加速度時(shí)程進(jìn)行模擬，之后作統(tǒng)計(jì)處理，計(jì)算量十分龐大。
2、非確定性方法
隨機(jī)振動(dòng)法建立在地面運(yùn)動(dòng)統(tǒng)計(jì)特征的基礎(chǔ)上，把具有統(tǒng)計(jì)性質(zhì)的地震動(dòng)作用到結(jié)構(gòu)上，提供了結(jié)構(gòu)響應(yīng)的統(tǒng)計(jì)度量，不受任意選擇的某一輸入運(yùn)動(dòng)控制。由于隨機(jī)振動(dòng)法已經(jīng)考慮了地震發(fā)生時(shí)地面運(yùn)動(dòng)的概率統(tǒng)計(jì)特性，被認(rèn)為是一種較為先進(jìn)的分析工具。盡管還有種種不夠成熟之處，現(xiàn)已被作為與反應(yīng)譜法、時(shí)程分析法并行的一種抗震分析方法列入我國規(guī)范。
二、橋梁抗震設(shè)計(jì)對策分析
根據(jù)橋梁震害的分析知道，地震對橋梁的破壞作用，不僅與橋梁的結(jié)構(gòu)本身有關(guān)，還與所處的場地、地基及地形地貌等有關(guān)。抗震設(shè)計(jì)中除了進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)計(jì)算外，橋位選擇、橋型選擇、結(jié)構(gòu)體系布置、結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計(jì)同樣重要。
1、總體設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題
（1）橋位選擇
選擇橋址時(shí)，應(yīng)避開地震時(shí)可能發(fā)生地基失效的松軟場地，選擇堅(jiān)硬場地。基巖、堅(jiān)實(shí)的碎石類地基、硬粘土地基是理想的橋址場地；飽和松散粉細(xì)砂、人工填土和極軟的粘土地基或不穩(wěn)定的坡地都是危險(xiǎn)地區(qū)。拱橋應(yīng)盡量避免跨越斷層，特殊困難情況下應(yīng)進(jìn)行地震安全性評價(jià)。
（2）橋型選擇
橋梁應(yīng)結(jié)合地形、地質(zhì)條件、工程規(guī)模及震害經(jīng)驗(yàn)，選擇合理的橋型及墩臺、基礎(chǔ)型式。宜盡可能采用技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、便于修復(fù)加固的結(jié)構(gòu)體系。可以考慮采用減震的新結(jié)構(gòu)，比如型鋼混凝土結(jié)構(gòu)等。
（3）橋孔布置
橋孔宜選用有利于抗震的等跨布置，并盡量避免高墩與大跨的結(jié)合。宜體形簡單、自重輕、剛度和質(zhì)量分布均勻、重心低、便于施工。位于地震后可能形成泥石流溝谷上的橋梁，孔跨和橋下凈高宜根據(jù)流域內(nèi)的地形、地質(zhì)情況酌情加大。
2、橋梁抗震構(gòu)造措施
（1）基礎(chǔ)抗震措施
應(yīng)加強(qiáng)基礎(chǔ)的整體性和剛度，同時(shí)采取減輕上部荷載等相應(yīng)措施，以防止地震引起動(dòng)態(tài)和永久的不均勻變形。在可能發(fā)生地震液化的地基上建橋時(shí)，應(yīng)采用深基礎(chǔ)，使樁或沉井穿過可能液化的土層埋入較穩(wěn)定密實(shí)的土層內(nèi)一定深度。并在樁的上部，離地面1～3m的范圍內(nèi)加強(qiáng)鋼筋布設(shè)。
（2）橋臺抗震措施
橋臺胸墻應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)，并增加配筋，在梁與梁之間和梁與橋臺胸墻之間應(yīng)設(shè)置彈性墊塊，以緩和地震的沖擊力。采用淺基的小橋和通道應(yīng)加強(qiáng)下部的支撐梁板或做滿河床鋪砌，使結(jié)構(gòu)盡量保持四鉸框架的結(jié)構(gòu)，以防止墩臺在地震時(shí)滑移。當(dāng)橋位難以避免液化土或軟土地基時(shí)，應(yīng)使橋梁中線與河流正交，并適當(dāng)增加橋長，使橋臺位于穩(wěn)定的河岸上。橋臺高度宜控制在8m以內(nèi)；當(dāng)臺位處的路堤高度大于8m時(shí)，橋臺應(yīng)選擇在地形平坦、橫坡較緩、離主溝槽較遠(yuǎn)且地質(zhì)條件相對較好的地段通過，并盡量降低高度，將臺身埋置在路堤填方內(nèi)，臺周路堤邊坡腳設(shè)置漿砌片石或混凝土擋墻進(jìn)行防護(hù)，橋臺基礎(chǔ)酌留富余量。如果地基條件允許，應(yīng)盡量采用整體性強(qiáng)的T形、U形或箱形橋臺，對于樁柱式橋臺，宜采用埋置式。對柱式橋臺和肋板式橋臺，宜先填土壓實(shí)，再鉆孔或開挖，以保證填土的密實(shí)度。為防止砂土在地震時(shí)液化，臺背宜用非透水性填料，并逐層夯實(shí)，要注意防水和排水措施。
（3）橋墩抗震措施
利用橋墩的延性減震是當(dāng)前橋梁抗震設(shè)計(jì)中常用的方法。高墩宜采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，宜采用空心截面。可適當(dāng)加大樁、柱直徑或采用雙排的柱式墩和排架樁墩，樁、柱間設(shè)置橫系梁等，提高其抗彎延性和抗剪強(qiáng)度。在橋墩塑性鉸區(qū)域及緊接承臺下樁基的適當(dāng)范圍內(nèi)應(yīng)加強(qiáng)箍筋配置，墩柱的箍筋間距對延性影響很大，間距越小延性越大。橋墩的高度相差過大時(shí)矮墩將因剛度大而最先破壞。可將矮墩放置在鋼套筒里來調(diào)整墩柱的剛度和強(qiáng)度，套筒下端的標(biāo)高同其他橋墩的地面標(biāo)高。
（4）支撐連接構(gòu)件抗震措施
墩臺頂帽上均應(yīng)設(shè)置防止落梁措施，加縱、橫向擋塊以限制支座的位移和滑動(dòng)。橡膠支座具有一定的消能作用，對抗震有利。在不利墩上還應(yīng)采用減隔震支座(聚四氟乙烯支座、疊層橡膠支座和鉛芯橡膠支座等) 及塑性鉸等消能防震裝置等。選用伸縮縫時(shí)，應(yīng)使其變形能力滿足預(yù)計(jì)地震產(chǎn)生的位移，并使伸縮縫支承面有足夠的寬度，同時(shí)設(shè)置限位器與剪力鍵。
（5）上部結(jié)構(gòu)抗震措施
在高烈度地震區(qū)盡可能采用整體規(guī)則性好的橋梁結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)的布置要力求幾何尺寸、質(zhì)量和剛度均勻、對稱、規(guī)則，避免突然變化。從幾何線形上看，盡量選用直線橋梁。多跨簡支梁橋由于整體性差，發(fā)生落梁的危險(xiǎn)遠(yuǎn)大于單跨簡支梁橋或連續(xù)梁橋，故加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)的整體性，限制其位移，是提高橋梁上部結(jié)構(gòu)抗震能力的有效措施。對于多跨簡支梁時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)梁(板)之間的縱、橫向聯(lián)系，將橋面做成連續(xù)，或采用先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)的構(gòu)造措施。此外，應(yīng)加大簡支梁梁端至墩、臺帽或蓋梁邊緣的距離，防止落梁。
對于梁(板)橋，應(yīng)采用縱、橫向約束裝置，限制梁的位移，如采用拉桿、鋼筋硅擋塊、錨桿等，梁與墩帽用錨栓連接，T梁在端橫隔板之間螺栓連接。擋塊和錨桿要滿足產(chǎn)生預(yù)計(jì)地震力時(shí)的抗剪要求。曲梁橋，應(yīng)采用上、下部之間用錨栓連接的方式。在梁與梁之間和梁與橋臺胸墻之間設(shè)置彈性墊塊，以緩和地震的沖擊力。
（6）結(jié)點(diǎn)抗震措施
橋梁結(jié)點(diǎn)區(qū)域一旦受損將難以修復(fù)。城市高架橋墩柱的結(jié)點(diǎn)、橋墩與蓋梁的結(jié)點(diǎn)、橋墩與基礎(chǔ)的結(jié)點(diǎn)等，是保證橋梁整體工作的重要構(gòu)件。在橋梁抗震設(shè)計(jì)中，除了保證墩、梁有足夠的承載力和延性外，還要保證橋梁結(jié)點(diǎn)有足夠的承載力，避免結(jié)點(diǎn)過早破壞，即“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)，弱構(gòu)件”。
關(guān)鍵詞：橋梁設(shè)計(jì)；常見問題；應(yīng)對策略
Abstract: with the rapid development of the social economy, the quickening pace of infrastructure construction, especially transportation enterprise in our country the construction of roads and Bridges presented a scene of prosperity, the construction of the bridge occupy a very important position in the infrastructure construction, the bridge design when the problems will directly affect the overall quality of the bridge, the causes and strategy analysis for corresponding problem is necessary. Therefore, in this paper the cause of the problem often appears in bridge design is briefly summarized, has been clear about the seismic design of bridge foundation design, reinforcement design and often appear problem, and put forward the coping strategies, is only for staff involved in bridge design reference.
Key words: bridge design; Common problems; Coping strategies
中圖分類號：U442.5+9文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：2095-2104(2013)
橋梁設(shè)計(jì)的基本要求為：經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行且先進(jìn)，在設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)期內(nèi)適用耐久、安全可靠，有較好的環(huán)境效益及社會效益。嚴(yán)格執(zhí)行國家及地方的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及相關(guān)規(guī)定是上述要求得以實(shí)現(xiàn)的技術(shù)保證，其中《工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文》直接涉及到人民的生命安全、身體健康以及環(huán)境保護(hù)等公眾利益的內(nèi)容，必須予以嚴(yán)格執(zhí)行。為減少橋梁設(shè)計(jì)過程中所出現(xiàn)的問題，我們研究了橋梁設(shè)計(jì)中常見的問題，對設(shè)計(jì)缺陷的產(chǎn)生原因做了簡單分析，并依此提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施，以期達(dá)到為類似的橋梁設(shè)計(jì)提供參考并提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率的目的。
1橋梁設(shè)計(jì)常見問題產(chǎn)生的原因
1.1設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作不足
為了提高設(shè)計(jì)的效率，同時(shí)減少自身工作量，設(shè)計(jì)者往往會忽視對施工區(qū)域各類數(shù)據(jù)的了解及實(shí)地測量，而僅僅是簡單的查閱相關(guān)資料后根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，“紙上談兵”脫離所設(shè)計(jì)工程實(shí)際的指導(dǎo)規(guī)劃圖。這就給城市道路工程日后的運(yùn)行與維護(hù)帶來了嚴(yán)重安全隱患，因?yàn)闃蛄核嬖诘淖匀画h(huán)境并不是一成不變的，降水、土壤、水文以及生物等因素的變化都將對工程形成影響，近期出現(xiàn)的道路橋梁安全問題大多是由忽視工程與自然環(huán)境的協(xié)調(diào)性造成的，如由滑坡、泥石流等天然災(zāi)害導(dǎo)致橋梁安全問題。如果設(shè)計(jì)者能夠在設(shè)計(jì)初期對施工區(qū)域的地形、地貌等地質(zhì)條件進(jìn)行詳盡的研究，并采取合理有效的應(yīng)對措施，完全可以避免這類事件發(fā)生。因此，作為橋梁的設(shè)計(jì)者應(yīng)以認(rèn)真負(fù)責(zé)、實(shí)事求是的態(tài)度對待設(shè)計(jì)工作，切實(shí)的進(jìn)行調(diào)研，在綜合分析實(shí)測數(shù)據(jù)資料的基礎(chǔ)上科學(xué)合理的進(jìn)行設(shè)計(jì)，以確保橋梁的質(zhì)量安全。
1.2設(shè)計(jì)時(shí)忽略對于道路橋梁質(zhì)量的管理問題
很多設(shè)計(jì)者只知道道路橋梁的質(zhì)量問題與施工材料優(yōu)劣、施工環(huán)節(jié)好壞息息相關(guān)，事實(shí)上不僅如此，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)還證明：道路橋梁的設(shè)計(jì)工作完善與否也會影響橋梁工程的質(zhì)量。在確定設(shè)計(jì)方案時(shí)，設(shè)計(jì)者應(yīng)做好對于可能出現(xiàn)問題的預(yù)防措施，然而，在實(shí)際施工時(shí)可能因各種利益訴求使得設(shè)計(jì)方案隨意被改變，如在市政道路的建設(shè)活動(dòng)中，設(shè)計(jì)者在進(jìn)行橋梁承重設(shè)計(jì)時(shí)往往只考慮一般情況，但是在我國很多地區(qū)，路基下面往往因人們的生產(chǎn)、生活需要會鋪設(shè)許多管網(wǎng)且在鋪設(shè)管網(wǎng)時(shí)會一定程度上損毀路面，這使得路基承重的設(shè)計(jì)不符合實(shí)際，造成路面塌陷，導(dǎo)致不必要交通事故的發(fā)生。如果設(shè)計(jì)時(shí)可以提前防范類似的潛在質(zhì)量問題，合理的安排路基承重范圍，將會很大程度上提高道路橋梁質(zhì)量水平，從而減少不必要麻煩。要解決這一問題，歸根結(jié)底還是要求設(shè)計(jì)者進(jìn)行實(shí)際調(diào)查，只有認(rèn)真了解設(shè)計(jì)施工的相關(guān)實(shí)測數(shù)據(jù)資料，在設(shè)計(jì)過程中才能做到有針對性及可實(shí)施性。
1.3設(shè)計(jì)過程中忽視工程造價(jià)
完美的設(shè)計(jì)不僅需要考慮具體的專業(yè)施工問題，而且還需要科學(xué)的管理工程造價(jià)。然而，縱觀國內(nèi)城市道路橋梁的設(shè)計(jì)方案，其對工程造價(jià)的設(shè)計(jì)和管理幾乎是一片空白。如果加強(qiáng)施工過程中對造價(jià)工作的管理控制，將有效提升工程建設(shè)的質(zhì)量，二者相互協(xié)作，彼此密切聯(lián)系，但是設(shè)計(jì)者往往會忽視這一點(diǎn)，單純的追求工程建設(shè)的規(guī)模及其影響力，因而缺少對于資金管理重視。這可能會導(dǎo)致一些項(xiàng)目資金被隨意挪用，無法確保施工材料的質(zhì)量，很多資源不能發(fā)揮應(yīng)有的工程作用，從而導(dǎo)致社會公共資源的浪費(fèi)。城市的道路橋梁建設(shè)耗費(fèi)了國家及地方的大量財(cái)政資源，如果設(shè)計(jì)僅僅是為了獲取這些公共資源，將會嚴(yán)重影響整個(gè)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此，為建立快捷高效的施工資源配置體系，并協(xié)調(diào)內(nèi)部施工資源，設(shè)計(jì)者應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)加強(qiáng)對于工程造價(jià)的控制與管理，提高資源利用率，促進(jìn)城市的道路橋梁建設(shè)行業(yè)內(nèi)部的優(yōu)化，進(jìn)而推進(jìn)橋梁事業(yè)的快速發(fā)展，從而為區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供重要的載體。
2橋梁設(shè)計(jì)的常見問題及其應(yīng)對策略
2.1基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的常見問題及其應(yīng)對策略
進(jìn)行橋梁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，常見問題為：缺乏基礎(chǔ)的地質(zhì)鉆探資料或是相關(guān)資料與設(shè)計(jì)要求不符。橋梁的各個(gè)墩和臺都必須具有一個(gè)或以上的地質(zhì)鉆孔，兒且深度應(yīng)位于樁尖的持力層以下3—5m內(nèi)。如果沒有完善的地質(zhì)勘測資料，就無法確保橋梁上部的結(jié)構(gòu)安全性，因而也不能夠進(jìn)行施工。為避免此問題的出現(xiàn)，設(shè)計(jì)人員必須詳細(xì)了解有關(guān)規(guī)范，并及時(shí)與相關(guān)的地質(zhì)勘測單位及施工建設(shè)單位溝通，以及時(shí)獲得與設(shè)計(jì)要求相關(guān)的地質(zhì)勘探資料，從而確保橋梁設(shè)計(jì)能夠符合承載力等相關(guān)要求，最終實(shí)現(xiàn)橋梁建設(shè)的安全穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)合理性。
2.2配筋設(shè)計(jì)的常見問題及其應(yīng)對策略
2.2.1 橋梁的配筋設(shè)計(jì)不合理
通常情況下，橋梁的配筋設(shè)計(jì)過程中常出現(xiàn)以下問題：在設(shè)計(jì)橋墩帽梁的過程中，由于帽梁的主拉應(yīng)力鋼筋起彎點(diǎn)布置不科學(xué)，導(dǎo)致斜筋間的間距過大；在布置橋墩鋼筋的過程中，牛腿構(gòu)造儀配置主拉應(yīng)力斜筋，但斜筋并未與水平鋼筋進(jìn)行焊接，因而導(dǎo)致“浮筋”的形成。應(yīng)對措施如下：就支點(diǎn)附近首排彎起的鋼筋彎折點(diǎn)而言，連續(xù)梁邊等的支點(diǎn)心處于支座界面中心處，然而其中間支點(diǎn)應(yīng)處于鄰近跨徑側(cè)的橫隔板邊緣，各排梁的彎折點(diǎn)均須落在前排底部彎折點(diǎn)內(nèi)或彎折點(diǎn)上；就主拉應(yīng)力筋而言，“浮筋”的形式不能形成有效的握裹力，從而無法保證主抗拉應(yīng)力效應(yīng)的產(chǎn)生，因此，對彎起鋼筋而言，應(yīng)避免采用浮筋形式。
2.2.2 鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)梁內(nèi)的箍筋設(shè)置、局部加強(qiáng)區(qū)配筋設(shè)計(jì)不滿足要求
該方面較為常出現(xiàn)如下問題：箱梁腹板及墩柱箍筋的間距設(shè)計(jì)偏大；箱梁的支座與腹板的中心線并未重合，并沒有依據(jù)剪力的實(shí)際分布情況來進(jìn)行箍筋間距的確定。應(yīng)對措施如下：梁內(nèi)的箍筋不僅能承受主拉應(yīng)力，還能確保主受力鋼筋的位置正確性等，箍筋應(yīng)采用封閉式，避免鋼筋因受壓產(chǎn)生縱向彎曲進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)生外凸，箍筋間距應(yīng)不超過100mm；箍筋主要靠轉(zhuǎn)角點(diǎn)約束縱向鋼筋，因此，距轉(zhuǎn)角點(diǎn)越遠(yuǎn)的箍筋對縱向主筋所產(chǎn)生的約束力越小，這就要求箍筋的數(shù)量不能太少。
2.2.3 鋼筋搭接長度的設(shè)計(jì)不滿足要求
常見問題為：鋼筋混凝土連續(xù)板梁和墩臺的設(shè)計(jì)中，受拉鋼筋搭接長度無法滿足規(guī)范的要求；采用綁扎方式搭接直徑為32mm的鋼筋，難以滿足規(guī)范要求。為使鋼筋接頭處充分受力，達(dá)到所要求的剛度，須增加搭接長度。對較大直徑的鋼筋采用綁扎搭接的效果不好，難以滿足規(guī)范要求，故設(shè)計(jì)者還是要遵照規(guī)范規(guī)定，按鋼筋直徑不同選用綁扎或焊接等不同連接方式。
2.2.4 鋼筋的保護(hù)層設(shè)計(jì)不滿足要求
常見問題如下：橋梁箍筋到側(cè)面凈距較小，鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度不滿足要求；位于Ⅲ類環(huán)境中的橋梁，其鋼筋保護(hù)層的厚度不夠，鋼筋籠采用定位鋼筋，不利于防腐蝕施工。應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)規(guī)范的規(guī)定設(shè)置混凝土表面到箍筋的凈距，以滿足鋼筋的混凝土凈保護(hù)層厚度的要求；就位于III類環(huán)境中的橋梁設(shè)計(jì)而言，除須滿足鋼筋保護(hù)層的厚度要求外，還應(yīng)考慮定位鋼筋的使用不利于保證結(jié)構(gòu)的耐久性，建議用定位鋼筋混凝土塊代替定位鋼筋，以起到良好的防腐作用。
2.3 抗震設(shè)計(jì)中的常見問題及其應(yīng)對策略
常見問題是：梁端到墩、臺帽或蓋梁邊緣間的距離較小，橋橫向沒有設(shè)置抗震的錨栓，順橋向也未設(shè)置抗震的墊塊，亦未采取其它抗震的措施。《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》(JTG／TB02—01—2008)第11.2.1條規(guī)定：6度區(qū)簡支梁的梁端到墩、臺帽或蓋梁邊緣要求有一定的距離，最小值a(cm)≥70+0.5L(L為梁的計(jì)算跨度單位m)，須注意蓋梁、臺帽的寬度設(shè)計(jì)滿足抗震設(shè)計(jì)的要求，橋橫向設(shè)置抗震錨栓，順橋向設(shè)置緩沖墊塊。此外，規(guī)范還對采用閉合式箍筋、鋼筋彎鉤的方向等都有具體規(guī)定，設(shè)計(jì)時(shí)必須嚴(yán)格遵守。
3結(jié)語
城市道路橋梁的規(guī)模和數(shù)量日益擴(kuò)大，其質(zhì)量安全問題也越來越多的收到社會的關(guān)注和重視。在橋梁設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)者要以對社會公共負(fù)責(zé)的意識，認(rèn)真制定設(shè)計(jì)方案。為此，要求設(shè)計(jì)者不斷提升設(shè)計(jì)水平和能力，綜合多方位、多領(lǐng)域的設(shè)計(jì)技術(shù)，逐步加大資源投入，建立完善的責(zé)任監(jiān)管體系，使城市道路橋梁建設(shè)行業(yè)得到不斷的發(fā)展。
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