時間：2023-06-05 09:54:14
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)計分析，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步。
關(guān)鍵詞:大跨徑橋梁；橋面鋪裝；瀝青錢裝層；設(shè)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(shè)計的內(nèi)容
1.1綜合分析橋梁建設(shè)當(dāng)?shù)氐臍夂颦h(huán)境，把溫度變化考慮到設(shè)計中去，同時還要分析當(dāng)?shù)氐慕煌l件，車流量和重載情況，并給出有針對性的設(shè)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(diào)查分析，根據(jù)最容易出現(xiàn)的破壞形式選擇相應(yīng)的鋪裝材料和結(jié)構(gòu)參數(shù)，并提出鋼橋面鋪裝設(shè)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(shè)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(jié)層材料參數(shù)。
1.4通過對設(shè)計橋梁的有限分析，得出理論上的力學(xué)參數(shù)，并與設(shè)計指標比對，用以驗證鋪裝結(jié)構(gòu)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(xué)分析，并對鋪裝層材料的選取和鋪裝結(jié)構(gòu)的設(shè)計做出完善。
1.6根據(jù)上述材料與結(jié)構(gòu)參數(shù)，分析出鋼橋上的力學(xué)分析結(jié)果，劃分行車道分布并進行施工組織設(shè)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(jié)性能；優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性；優(yōu)良的適應(yīng)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(zhì)量控制。
3鋼橋面鋪裝的主要結(jié)構(gòu)形式
鋼橋面鋪裝的主要結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)可分為三類，即同質(zhì)單層、同質(zhì)雙層與異質(zhì)雙層結(jié)構(gòu)，具體的結(jié)構(gòu)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(shè)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(jié)合橋面鋪裝的研究成果，其設(shè)計流程如下圖所示。大跨徑鋼橋面鋪裝設(shè)計內(nèi)容主要包括結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料設(shè)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(shè)計分析
5.1鋪裝混合料的設(shè)計
瀝青混合料組成設(shè)計的主要任務(wù)是選擇合適的材料、礦料級配、瀝青等級和瀝青用量。設(shè)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(nèi)瀝青混合料組成設(shè)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(shè)計方法存在的不足和缺陷，國內(nèi)外道路研究都在致力于探索、研究新的瀝青混合料。設(shè)計方法有:瀝青混合料綜合設(shè)計方法、瀝青混合料設(shè)計方法和美國旋轉(zhuǎn)壓實剪切試驗機設(shè)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(yīng)的設(shè)計方法，澆注式瀝青混合料設(shè)計、環(huán)氧瀝青混合料設(shè)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(shè)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(shè)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(fù)合結(jié)構(gòu)性能共大類，性能試驗則與之相對應(yīng)。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(shè)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(jié)合料組分，這樣就大大增加了橋面鋪裝的建設(shè)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(zhì)量控制。
6橋面鋪裝的設(shè)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(dāng)屬溫度參數(shù)，在公路設(shè)計中通常可以根據(jù)設(shè)計規(guī)范找到瀝青路線的氣候分區(qū)來確定當(dāng)?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(shè)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(jié)構(gòu)導(dǎo)致內(nèi)部不通風(fēng)，溫度要比路面高10℃左右，導(dǎo)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(shè)計中的交通參數(shù)是需要根據(jù)當(dāng)?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(shè)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(shù)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(xué)特殊性，在荷載作用下局部效應(yīng)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(shè)計中更為適應(yīng)，而且當(dāng)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(jié)構(gòu)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(chǎn)生疲勞開裂、超載作用會產(chǎn)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(jīng)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(shè)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(yīng)力(應(yīng)變)，鋪裝層與鋼板之間的最大剪應(yīng)力和鋪裝層表面撓度等作為設(shè)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(yīng)該把最不利荷載位置下鋪裝層表面的橫向拉應(yīng)力(應(yīng)變)，縱向拉應(yīng)力(應(yīng)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(nèi)的剪應(yīng)力作為力學(xué)控制指標。
6.4鋪裝材料設(shè)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(jié)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(shè)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(jīng)常出現(xiàn)的破壞形式作出鋼橋面鋪裝體系的結(jié)構(gòu)設(shè)計，并列出常用的大跨徑鋼橋面鋪裝的設(shè)計流程。
參考文獻：
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[2]黃衛(wèi).大跨徑橋梁鋼橋面鋪裝設(shè)計[J].土木工程學(xué)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).
關(guān)鍵詞：山區(qū)；高速公路；橋梁；設(shè)計
前言
山區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜惡劣，導(dǎo)致橋梁基礎(chǔ)設(shè)計繁雜。優(yōu)質(zhì)的橋梁設(shè)計，可以為山區(qū)高速公路的施工提供便利，因此加強對山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計分析是非常必要的。
是非常必要的。
1 山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計原則
1.1使用舒適
山區(qū)高速公路橋梁在滿足承載力的同時，還應(yīng)盡量減少伸縮縫，加長連續(xù)段長度，同時還要充分考慮構(gòu)件具有充足的剛度，以滿足乘車舒適性的要求。
1.2經(jīng)濟性好、施工養(yǎng)護容易：
山嶺地區(qū)地形起伏大，路線布設(shè)困難，高速公路橋梁結(jié)構(gòu)物多，導(dǎo)致造價遠遠高于平原區(qū)高速公路，所以橋梁的設(shè)計要考慮其技術(shù)的可行性以及經(jīng)濟性指標是否達到最佳范圍。山嶺地區(qū)地形起伏復(fù)雜，施工場地布設(shè)十分困難，在有預(yù)制條件時，中小跨徑橋梁盡量采用預(yù)制結(jié)構(gòu)，大跨徑橋梁由于施工場地受限，盡量采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，在材料的選擇上應(yīng)縮短運距，就地取材。處在不良自然條件的橋梁必須具有良好的耐候性，而且便于養(yǎng)護管理。造型優(yōu)美與自然相協(xié)調(diào)：橋梁修建應(yīng)避免對自然環(huán)境的破壞，盡量減少對自然界平衡的破壞，確保植被的恢復(fù)，在施工期間還應(yīng)注意減少對河流的污染，使其降低到最小程度。
2 高架橋與高路堤的比較
山區(qū)由于地形起伏大，縱橫坡陡，橋梁多受地形控制而不受水文控制設(shè)置為高架橋，山區(qū)高速公路通過“V”形谷地或“U”形山間平原時形成高路堤。高架橋最大優(yōu)勢在于能與山區(qū)特有的地形、地貌特征相融合，減少對自然環(huán)境的干擾與破壞，防洪抗災(zāi)能力也優(yōu)于高路堤方案，但山區(qū)橋梁施工場地比較狹窄，材料和構(gòu)件的運輸較為困難；高路堤設(shè)計方案的最大優(yōu)點在于能充分利用前后路段的挖余廢方，減少棄方困難，但路堤方案占用土地多，在環(huán)境保護、自然景觀等問題上也造成很大的破壞，此外高路堤的穩(wěn)定性受基底地質(zhì)條件、路堤填料性質(zhì)影響較大，工程可靠度低。路基規(guī)范規(guī)定，“路基中心填方高度超過 20m 時，宜結(jié)合路線方案與橋梁作方案比選。”，高架橋與高路堤方案的論證比選涉及面廣，比選因素多，要從路線總體布局的角度審視方案是否合理，環(huán)境保護、自然景觀、工程可靠度、工程造價等因素進行論證。
3 半邊橋與擋墻的比較
山區(qū)高速公路路線不可避免的沿半坡布設(shè)，當(dāng)?shù)匦螜M向陡峭時，處在半填半挖的路段非常多。對于中心填挖不高，但路基邊緣填方很大，填方坡腳無法收斂的情況下，主要通過設(shè)置擋墻收縮坡腳和半邊橋方案來處理。采用擋墻方案征地較多，運營階段影響路基穩(wěn)定性的因素較多，半邊橋方案可以節(jié)約用地，降低工程風(fēng)險，但造價較高。當(dāng)最大填土高度 15m 附近時，應(yīng)結(jié)合地形、地物、地貌、工程地質(zhì)等因素進行論證后確定。
4 橋梁結(jié)構(gòu)體系
山嶺地區(qū)山高谷深，地形復(fù)雜，坡陡流急，路線布設(shè)要么順山沿水，要么橫越山嶺，山區(qū)橋梁不可避免的出現(xiàn)平面曲線半徑小，縱、橫坡大，橋長較長。為保證橋梁在運營使用階段的安全、舒適、耐久性，橋梁多設(shè)計為預(yù)應(yīng)力連續(xù)結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力砼曲線連續(xù)梁橋的特點是彎扭耦合作用，在彎扭耦合作用下，曲線梁橋會沿著某一不動點變形；而對于大長縱坡橋梁，在汽車制動力頻繁、反復(fù)作用下，上部結(jié)構(gòu)具有沿著下坡方向滑移的趨勢，而且梁體的下滑很難恢復(fù)。當(dāng)橋梁上下構(gòu)間采用支座連接時，梁體的錯動將導(dǎo)致支座受力不平衡，甚至脫空、破壞，而采用墩梁固結(jié)的連續(xù)—剛構(gòu)混合體系可避免這種情況引起的梁體開裂現(xiàn)象。當(dāng)縱坡較大、墩高較高時，為防止梁體的縱向滑移，增強橋梁的整體剛度，聯(lián)內(nèi)取較高的中墩作墩梁固結(jié)。對于連續(xù)剛構(gòu)橋，一聯(lián)中主墩剛度相差較大，可通過邊跨合攏前后加卸載、中跨合攏前頂推主梁的方法來調(diào)整墩身的受力。
5 橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計
山區(qū)高速公路，橋梁所占比重大，種類繁多，幾乎囊括了所有的橋型，從縮短設(shè)計周期、加快施工進度、節(jié)約工程造價來講，多數(shù)宜采用預(yù)制結(jié)構(gòu)。高墩大跨橋梁因地形、地質(zhì)、地貌等不同，因此采用的方案也不盡相同，本文不在闡述，重點介紹預(yù)制裝配式橋梁結(jié)構(gòu)。5. 1 跨徑選擇山區(qū)高速公路橋梁多采用標準跨徑 20、30、40m，從橋梁上、下部協(xié)調(diào)一致美觀角度來講，20m 跨徑一般適用墩高 25m以下的橋梁，30m 跨徑一般適用墩高 40m 以下的橋梁，40m 跨徑一般適用墩高 40m 以上的橋梁，這樣可以減少跨徑的種類，以使設(shè)計、施工標準化。同一標段的結(jié)構(gòu)物應(yīng)盡量采用相同跨徑，保證施工方便，節(jié)約造價。部頒標準預(yù)制結(jié)構(gòu)斷面有 T 梁、裝配箱梁以及空心板。相同跨徑，采用哪種橫斷面形式更合理，本文以路基寬 24. 5m 的橋梁進行比較。跨徑 20m 時，裝配箱梁造價比空心板高 10%左右，T 梁造價比空心板高 20%左右。本文還對跨徑 20m、30m、40m 的裝配箱梁與 T 梁進行對比，結(jié)果表明：同跨徑 T 梁的經(jīng)濟性均比箱梁略差，但兩者造價相差不大，跨徑 20、30、40m 的 T 梁比裝配箱梁造價高 10% ～14%。裝配箱梁的安裝重量較大，運輸、施工場地布設(shè)極其困難，后期維修養(yǎng)護困難，T 梁安裝重量較輕，施工簡單、便捷安全，對施工場地要求較低，曲線上橫橋向可通過調(diào)整邊梁外翼緣板長來適用曲線變化，先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)的設(shè)置及施工較裝配箱梁簡單，可以更好的適應(yīng)山區(qū)高速公路彎道多、半徑小、橋墩高的特點。對于凈空受限制的通道、天橋等中小跨徑橋梁可優(yōu)先選用空心板，裝配箱梁吊裝重量大，經(jīng)濟性介于空心板和 T 梁之間。總之，高速公路橋梁跨徑和斷面的選擇，應(yīng)考慮路線平曲線對橋梁設(shè)計及施工的影響，同時考慮施工預(yù)制場地、模板、施工工藝和造價經(jīng)濟。
6 橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計
6. 1 橋墩
山區(qū)橋梁因地形條件的限制往往采用高橋墩，橋墩形式的選擇多從橋梁的整體剛度和構(gòu)件穩(wěn)定性來考慮。橋墩的種類主要有柱式墩、薄壁墩及空心墩。高度較矮的橋墩（h < 40m）多采用施工方便、結(jié)構(gòu)輕巧的圓柱橋墩，墩柱直徑可以隨墩高階梯變化，既適應(yīng)高墩受力特點，又節(jié)約工程造價。對于矮橋墩，設(shè)計由強度控制，但當(dāng)墩高較高時，設(shè)計應(yīng)考慮其穩(wěn)定性以及墩頂因活載或溫度荷載產(chǎn)生過大水平位移對上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響。根據(jù)橋梁設(shè)計規(guī)范，L0/h >30 時，構(gòu)件已由材料破壞變?yōu)槭Х€(wěn)坡。當(dāng)墩高大于 40m 時，應(yīng)考慮采用薄壁墩，對于空心薄壁墩應(yīng)注意預(yù)留通氣孔，已調(diào)節(jié)內(nèi)外溫差，改善受力性能。6. 2 橋臺山區(qū)橋梁橋臺的設(shè)計往往受山區(qū)地形的限制，橋臺型式的選擇直接影響到兩側(cè)山體開挖和臺前填土是否可以實施。橋臺常用的型式有重力式 U 型臺、肋式臺、樁柱式臺。位于傾角較大的山體斜坡上的橋臺不宜采用臺前設(shè)有填土錐坡的橋臺類型，如肋板臺，避免臺前錐坡的不穩(wěn)定性，只有在地形較為平緩的地段可以采用填土錐坡橋臺，如樁柱式橋臺；對邊坡穩(wěn)定性有十分的把握可采用 U 型臺，擴大基礎(chǔ)外，一般應(yīng)采用樁式橋臺或組合式橋臺較安全。根據(jù)《墩臺與基礎(chǔ)》規(guī)定，U 臺的高度宜控制在 10m 以內(nèi)，由于縱橫坡較陡，根據(jù)地形、地質(zhì)、地貌做成臺階狀，節(jié)省臺身材料數(shù)量。當(dāng)山體較為平緩，填土高度小于 5m 時，可以采用樁主式橋臺。
6.2 基礎(chǔ)
山區(qū)高速公路橋梁由于地形條件復(fù)雜，兩側(cè)的地質(zhì)巖性差異較大，往往將一側(cè)設(shè)置成擴大基礎(chǔ)而另一側(cè)則采用樁基礎(chǔ)，擴大基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)是山區(qū)橋梁最常用的基礎(chǔ)類型。由于山區(qū)一般地質(zhì)情況較好，樁基礎(chǔ)多為嵌巖樁，地質(zhì)情況較差地段采用摩擦樁。根據(jù)橋梁縱、橫斷面地形變化以及巖性差異情況，基礎(chǔ)可采用臺階式。
7 結(jié)束語
高速公路橋梁由于地形條件復(fù)雜，巖性差異大，設(shè)計人員需要先收集完整的資料，并根據(jù)具體地段的實際情況，進行充分的對比分析和論證，選取最佳的山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計方案確保高速公路橋梁的安全、舒適、經(jīng)濟性。
參考文獻：
[1]公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTGD60 -2004）.
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(guān)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(shè)計與建筑都已經(jīng)取得了很大的進步,特別是近年來,我國自主設(shè)計與施工建設(shè)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(shè)方面已經(jīng)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(shè)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(shè)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(nèi)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(shè)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(nèi)設(shè)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(yīng)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(shè)施及機械設(shè)備等應(yīng)設(shè)在高處。工地的運輸主要指場內(nèi)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(shè)備是以何種運輸方式和運輸路線進入工地的,場內(nèi)的運輸要銜接場外至工地的接口,應(yīng)使場外材料直接運至施工使用點,不進行反復(fù)搬運裝卸,這是最經(jīng)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(diào)一致,所以場內(nèi)的搬卸與運輸是難免的。
場內(nèi)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(shè)置,若無大型機械設(shè)備或成品材料,可只設(shè)公路運輸線路。場內(nèi)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(shè)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(shè)計方案。
方案一:將生活區(qū)與指揮部都設(shè)在路基下的洼地上,材料場、作業(yè)區(qū)及機械設(shè)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(chǎn)生的工程量就會增大,不僅經(jīng)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(shè)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(shè)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(nèi)運輸線路及減低場內(nèi)搬運量,將作業(yè)流向線直指向施工現(xiàn)場,盡量避免重復(fù)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(zhì)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(diào)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(diào)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(yù)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(diào)配,讓工人組基本滿負荷工作,提高時間的利用率。
2 結(jié)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(shè)計并施工完成的,這也表明我國在橋梁建設(shè)方面已經(jīng)取得了很大的進步。綜上所述,我國在橋梁建設(shè)的施工中,每項工程都有著它特殊的情況,如地質(zhì)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(diào)整,從各個方面做好準備工作及相應(yīng)措施,同心協(xié)力,團結(jié)協(xié)作,才能按時保質(zhì)保量地完整個橋梁建設(shè)施工任務(wù)。
參考文獻:
【關(guān)鍵詞】現(xiàn)代橋梁結(jié)構(gòu)；優(yōu)化設(shè)計；驗算；結(jié)構(gòu)體系
1前言
隨著我國現(xiàn)代橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計理論的發(fā)展，由容許應(yīng)力法發(fā)展到基于可靠度理論的半概率設(shè)計法、近似概率設(shè)計法及全概率設(shè)計法等，基于可靠度的橋梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計開始快速的發(fā)展了起來，這無疑是設(shè)計思想和設(shè)計理論的一大進步。
由于大部分橋梁是超靜定甚至是高次超靜定結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且設(shè)計變量多（如幾何尺寸、材料參數(shù)等），使得進行整體優(yōu)化依然存在困難。因此，橋梁結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計多以局部優(yōu)化為主，但對橋梁的評價是以整體效果為主，局部優(yōu)化對整體改善的效果難以評定，各個構(gòu)件獨立優(yōu)化后構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體系并不一定就是最優(yōu)。隨著體系可命度理論的發(fā)展，橋梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計可以以可靠度為約束條件，以整體經(jīng)濟指標、整體結(jié)構(gòu)功能或整體動力性能最優(yōu)為目標進行優(yōu)化。
2 結(jié)構(gòu)體系可靠度的基本理論
對于單個構(gòu)件或截面的可靠度，其極限狀態(tài)一般定義為單一的失效模式（如拉壞、剪壞、失穩(wěn)等），但在實際中，同一個結(jié)構(gòu)往往涉及多種或多個失效模式，若其中任意一個失效模式出現(xiàn)，則會造成構(gòu)件或結(jié)構(gòu)體系的失效。另一方面，結(jié)構(gòu)體系的系統(tǒng)組成方式有串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)（由串聯(lián)、并聯(lián)組合而成），對于一個復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系，某個構(gòu)件的失效未必會造成整個結(jié)構(gòu)體系的破壞。因此，體系可靠度的研究可認為是多個功能函數(shù)的可靠度問題。
2.1 結(jié)構(gòu)體系可靠度的一般計算式
設(shè)結(jié)構(gòu)體系A(chǔ)由n個構(gòu)件單元A1、A2 …An組成，單元Ai（i=1，2…n）的荷載效應(yīng)Si和抗力Ri分別有分布函數(shù)Fi（x）和Gi（x），密度函數(shù)fi（x）和gi（x）。
構(gòu)件單元Ai的可靠概率為
（1）
結(jié)構(gòu)體系A(chǔ)的可靠概率為
（2）
式中，pA（x1， x2，…，xn）為在指定荷載效應(yīng)水平（x1， x2，…，xn）下A的可靠概率；fs（x1， x2，…，xn）為荷載效應(yīng)（S1， S2，…，Sn）的聯(lián)合密度函數(shù)。然而這是一個復(fù)雜的多重積分，涉及到構(gòu)件或失效模式間的相關(guān)性質(zhì)，在實際工程中難以精確求解，在實踐中往往采用近似估算的方法。
2.2 串聯(lián)、并聯(lián)體系的可靠度估算
在結(jié)構(gòu)體系可靠度分析中，根據(jù)構(gòu)件失效與體系失效之間的關(guān)系，可將實際結(jié)構(gòu)理想化為串聯(lián)、并聯(lián)和這兩種體系的組合。
串聯(lián)體系是指結(jié)構(gòu)體系A(chǔ)中任意一個構(gòu)件單元（或失效模式）Ai（i=1，2…n）失效就導(dǎo)致結(jié)構(gòu)體系A(chǔ)失效。A的可靠概率為
（3）
按一般界限法，有
（4）
當(dāng)構(gòu)件單元A1、A2 …An相互獨立時取左邊等號；當(dāng)單元完全相關(guān)時取右邊等號。
并聯(lián)體系是指結(jié)構(gòu)體系A(chǔ)中全部構(gòu)件單元（或失效模式）失效才導(dǎo)致結(jié)構(gòu)體系A(chǔ)失效。A的可靠概率為
（5）
按一般界限法，有
（6）
當(dāng)構(gòu)件單元A1、A2 …An完全相關(guān)時取左邊等號；當(dāng)單元相互獨立時取右邊等號。
一般界限法取兩種極端情況作為上下界，易于理解和運用，但其估算范圍較寬，于是學(xué)者們提出了精度更高的窄界限估算法、PNET法、β約界法和蒙特卡羅法等近似計算方法，但這些方法較為復(fù)雜，在由體系可靠度求解構(gòu)件可靠度的逆運算存在著較大困難，可作為結(jié)構(gòu)優(yōu)化后的體系可靠度驗算。
3 橋梁結(jié)構(gòu)體系可靠度的優(yōu)化分析
橋梁結(jié)構(gòu)體系可靠度的優(yōu)化，就是在給定的整體可靠度指標條件下，根據(jù)一定的目標函數(shù)，從整體到局部，分析構(gòu)件的合理可靠度，最后再從構(gòu)件到體系驗算整體可靠度及目標函數(shù)的過程。
3.1 優(yōu)化模型
假設(shè)橋梁結(jié)構(gòu)A由n個構(gòu)件單元A1、A2 …An組成，以整體經(jīng)濟費用為目標函數(shù)，整體可靠度為約束條件建立數(shù)學(xué)規(guī)劃：
（7）
式中，W和Wi分別為橋梁整體和構(gòu)件的經(jīng)濟費用；PA和P*分別為橋梁整體可靠概率和整體可靠概率要求。
該模型實際上就是在保證整體可靠度的條件下尋求總的經(jīng)濟費用最低。各構(gòu)件的經(jīng)濟費用與尺寸和材料有關(guān)，尺寸和材料又影響其可靠度，因此假設(shè)構(gòu)件的經(jīng)濟費用為其可靠度的函數(shù)。當(dāng)然，除了整體經(jīng)濟費用，還可以以整體動力性能作為目標函數(shù)，或以效能-費用比作為指標，把美觀等方面的評價通過權(quán)重也納入效能的表達式里，甚至可以使用多目標優(yōu)化，以達到安全、經(jīng)濟、適用和美觀的統(tǒng)一。
3.2 優(yōu)化分析
式（7）的優(yōu)化模型可以說是屬于概念模型，具體分析要視其第二式目標函數(shù)的具體表達。假設(shè)構(gòu)件的經(jīng)濟費用與其可靠度在一定范圍內(nèi)承線性關(guān)系，并考慮其失效造成的經(jīng)濟損失，式（7）第二式可表達為
（8）
式中，Ci為構(gòu)件i的造價系數(shù)，則Cipi為其造價；Li為構(gòu)件i失效時的經(jīng)濟損失。該表達式為。
若使用效能-費用比作為指標，式（7）中第二式可改為
（9）
式中，M為橋梁整體美觀的評價；α、β為衡量整體可靠度PA和美觀度M的權(quán)重。
對于式（8），Ci不一定大于Li，根據(jù)不等式定理有
（10）
當(dāng)且僅當(dāng)
時取等號。
因此，當(dāng)所有構(gòu)件的經(jīng)濟費用期望值相等時結(jié)構(gòu)體系的總經(jīng)濟費用期望值最低。通常有Ci
對于式（9），由于其難以展開成關(guān)于pi的顯式表達，對于類似表達的優(yōu)化則往往需要尋求數(shù)值解。隨著電子計算機硬件的發(fā)展，大型計算的耗時越來越少，可靠度的分析可使用響應(yīng)面法、蒙特卡羅法甚至仿生學(xué)（如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）等方法結(jié)合有限元、有限差分和邊界元等方法進行，這樣可得到更精確的數(shù)值解，甚至可以同時進行多目標優(yōu)化。
當(dāng)結(jié)構(gòu)體系較為復(fù)雜時，可將結(jié)構(gòu)分成若干個子結(jié)構(gòu)，作為總體結(jié)構(gòu)的“子構(gòu)件”，每個子結(jié)構(gòu)可以再往下分級，直到基本構(gòu)件。每一級的優(yōu)化同樣可以應(yīng)用上述模型及步驟，從整體到局部逐級分析每層子結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的合理可靠度。盡管如此，在已知上層可靠度求解當(dāng)前層的合理可靠度時，往往需要下一層的信息（如費用等），這便增加了方程的未知數(shù)，方程需聯(lián)立到底層構(gòu)件才能求解，另一種方法是按經(jīng)驗給出下一層信息求解當(dāng)前層，然后進行驗算調(diào)整。
3.3 整體可靠度驗算
雖然由根據(jù)帶可靠度約束的優(yōu)化模型求解出可能最優(yōu)目標函數(shù)值及各構(gòu)件的可靠概率，但其結(jié)果是在一定的假設(shè)或簡化的基礎(chǔ)上求得，忽略了一些細節(jié)如結(jié)構(gòu)間的關(guān)聯(lián)性質(zhì)和荷載信息等，而且由整體可靠概率往往難以精確反算出各構(gòu)件的可靠概率，由此求出的結(jié)果較為粗糙，并不一定最優(yōu)甚至不滿足要求，因此必須進行更高精度的整體可靠度驗算，并逐步調(diào)整到最優(yōu)解。在調(diào)整過程中還應(yīng)注意到當(dāng)構(gòu)件可靠概率改變時，材料或尺寸等參數(shù)相應(yīng)改變，而構(gòu)件的剛度及內(nèi)力也會隨之改變，即構(gòu)件的抗力和荷載效應(yīng)均產(chǎn)生了變化，構(gòu)件的可靠度需重新計算。
通常一個結(jié)構(gòu)體系并不一定簡單地由串聯(lián)、并聯(lián)及兩者的組合構(gòu)成，構(gòu)件間往往存在著一定的聯(lián)系，特別是當(dāng)某個構(gòu)件失效時往往會發(fā)生內(nèi)力重分配，在假設(shè)或簡化的計算條件下，計算結(jié)果更需要多次調(diào)整和驗算。
關(guān)鍵詞：山區(qū)；橋梁基礎(chǔ)；設(shè)計；計算
在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，做好了上部結(jié)構(gòu)設(shè)計、下部墩臺設(shè)計之后，再下來的設(shè)計重點就是基礎(chǔ)設(shè)計。任何結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ)都是與相應(yīng)的地基相接觸，因而設(shè)計人員在做基礎(chǔ)設(shè)計時必須掌握兩方面的知識。一是掌握各種橋梁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)方面的知識，一是懂得相關(guān)的工程地質(zhì)方面的知識。山區(qū)橋梁，正是由于其工程地質(zhì)方面的復(fù)雜多樣性導(dǎo)致了橋梁基礎(chǔ)設(shè)計具有了相當(dāng)?shù)碾y度，再加上山區(qū)工程地質(zhì)當(dāng)中往往會遇到巖溶、滑坡、凍土、黃土等各種不良地質(zhì)條件，就更加增添了基礎(chǔ)設(shè)計的復(fù)雜性。近年來，公路工程環(huán)境保護越來越被人們所認識和重視，早期的一些較粗糙的基礎(chǔ)設(shè)計常常誘發(fā)地質(zhì)病害，防護加固、地基處理又加大了工程費用，被破壞的原有自然環(huán)境又進一步造成水土流失……種種跡象都要求工程設(shè)計人員在做工程設(shè)計時，應(yīng)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(chǔ)設(shè)計時就更應(yīng)精心設(shè)計，地制宜的選擇最適宜的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型式。
1基礎(chǔ)設(shè)計
任何結(jié)構(gòu)物都建造在一定的地層上，結(jié)構(gòu)物與地層接觸的部分就是基礎(chǔ)。工程實踐表明：結(jié)構(gòu)物的地基與基礎(chǔ)的設(shè)計和施工質(zhì)量的優(yōu)劣，對整個結(jié)構(gòu)物的質(zhì)量和正常使用起著根本的作用。基礎(chǔ)工程時隱蔽工程，如有缺陷，較難發(fā)現(xiàn)，也較難彌補和修復(fù)，而這些缺陷往往直接影響整個結(jié)構(gòu)物的使用甚至安全。基礎(chǔ)工程在質(zhì)量、工期、費用3大指標上影響著整個工程建設(shè)的始終，在工程建設(shè)中占據(jù)了舉足輕重的重要地位。因此，對于橋梁工程設(shè)計人員，應(yīng)該全面掌握橋梁基礎(chǔ)的專業(yè)知識，了解各種橋梁基礎(chǔ)的特點及適用范圍，才能在各種復(fù)雜的地質(zhì)條件下發(fā)揮所長精心設(shè)計基礎(chǔ)工程，確保橋梁工程建設(shè)更好完成。
2基礎(chǔ)工程的分類及特點
基礎(chǔ)根據(jù)埋置深度分為淺基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)。將埋置深度較前(一般小于5米)，且施工簡單的基礎(chǔ)稱為淺基礎(chǔ)；由于淺層土質(zhì)不良，需將基礎(chǔ)置于較深的良好土層上，且施工較復(fù)雜的基礎(chǔ)稱為深基礎(chǔ)。基礎(chǔ)埋置在土層內(nèi)深度雖較淺，但在水下部分較深，如深水中橋墩基礎(chǔ)，稱為深水基礎(chǔ)，在設(shè)計和施工中需要作為深基礎(chǔ)考慮。公路橋梁及其人工構(gòu)造物首先考慮用天然地基上的淺基礎(chǔ)。當(dāng)需要設(shè)置深基礎(chǔ)時常采用樁基礎(chǔ)或沉并基礎(chǔ)，我國公路橋梁現(xiàn)今最常用的深基礎(chǔ)是樁基礎(chǔ)。
（一）淺基礎(chǔ)的特點
天然地基淺基礎(chǔ)特點是施工簡單，不需大型的機具設(shè)備，比較經(jīng)濟，在中、小型橋梁上使用較廣泛。淺基礎(chǔ)根據(jù)受力條件及構(gòu)造可分為剛性基礎(chǔ)和柔性基礎(chǔ)兩大類。基礎(chǔ)內(nèi)不需配置受力鋼筋，這種基礎(chǔ)稱為剛性基礎(chǔ)。柔性基礎(chǔ)需在基礎(chǔ)當(dāng)中配置一定數(shù)量的鋼筋，如十字條形基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)等。其特點是整體性能較好，抗彎剛度大，對上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的附加應(yīng)力比較小，適用于地基條件略差上部結(jié)構(gòu)較高時。
（二）深基礎(chǔ)的特點
深基礎(chǔ)特點是承載力高、穩(wěn)定性好、埋置深度大、工期短、適應(yīng)大型及大跨度橋梁的建設(shè)。常用的深基礎(chǔ)有樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)、氣壓沉箱基礎(chǔ)等。沉井基礎(chǔ)是以井內(nèi)挖土，依靠自身重量克服井壁摩阻力后下沉至設(shè)計標高，然后經(jīng)過混凝土封底，并填塞井孔，使其成為橋梁墩臺或其他結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ)。沉箱基礎(chǔ)是一個有蓋無底的箱形結(jié)構(gòu)物，人在壓入壓縮空氣的工作室內(nèi)挖土，沉箱依靠自重沉入土中。這兩種基礎(chǔ)都具有整體性強，穩(wěn)定性好，能承受較大荷載等特點。但在公路橋梁中最常用的深基礎(chǔ)是樁基礎(chǔ)。
（三）樁基礎(chǔ)的特點
樁基礎(chǔ)由若干根樁和承臺兩個部分組成。樁在平面排列上可成為一排或幾排，所有樁的頂部由承成一整體并傳遞荷載。樁基礎(chǔ)的作用是將承臺以上結(jié)構(gòu)物傳來的外力通過承臺、由樁傳到較深的地基持力層中去，承臺將各樁聯(lián)成一整體共同承受荷載。各樁所承受的荷載由樁通過樁側(cè)土的摩阻力及樁端土的抵抗力將荷載傳遞到樁周土層中去。樁基礎(chǔ)的特點是承載力高、穩(wěn)定性好、沉降量小而均勻，具有較好的適應(yīng)性。樁基礎(chǔ)按施工方法可分為挖孔樁、打入樁和鉆孔灌注樁。樁基礎(chǔ)按受力特性可分為支承樁(或嵌巖樁)及摩擦樁。需要說明的一點是，對于支承樁(或嵌巖樁)，可認為大部分垂直荷載可由樁底巖層抵抗力承受，但對于較長的支承樁(或嵌巖樁)，因受荷載后樁身彈性壓縮較大，將在樁側(cè)產(chǎn)生摩阻力，作設(shè)計時尚應(yīng)考慮。對于摩擦樁，一般情況下，除樁側(cè)土的摩阻力支承垂直荷載外，樁底土層抵抗力也支承部分垂直荷載。
3山區(qū)橋梁基礎(chǔ)工程的常見形式及特點
對于山區(qū)公路橋梁，墩臺基礎(chǔ)形式主要有兩類：鉆(挖)孔樁基礎(chǔ)(嵌巖樁或摩擦樁)和明挖擴大基礎(chǔ)。
在做設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)具體地基條件來選擇基礎(chǔ)形式。一般來說，對于地質(zhì)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(chǔ)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(chǔ)。小型構(gòu)造物，如涵洞、通道，一般也考慮設(shè)計為淺基礎(chǔ)，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(chǔ)。樁基礎(chǔ)的設(shè)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(shè)計中一般取用2.5倍樁徑。此外，對于山區(qū)中一些常見的不良地質(zhì)現(xiàn)象，如滑坡、巖溶、崩塌、泥石流、斷層、破碎帶、濕陷性黃土、膨脹土、凍土等等，在公路選線上首先應(yīng)合理繞避，在基礎(chǔ)設(shè)計時應(yīng)先對地基進行綜合處理。例如，對于濕陷性黃土地區(qū)橋梁基礎(chǔ)設(shè)計時，必須考慮不均勻沉降與地基承載力不均勻給上部結(jié)構(gòu)帶來的問題，采用明挖擴大基礎(chǔ)時，盡量以非自重濕陷性黃土層作為持力層，并對其進行加固和防排水處理，采用樁基礎(chǔ)時，樁必須穿透濕陷性黃土層，計算摩擦樁承載力時必須考慮濕陷性土層產(chǎn)生的負摩阻力。對于巖溶地區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)計，首先應(yīng)詳細進行工程地質(zhì)勘探，在設(shè)計方案上使結(jié)構(gòu)物盡量避開強巖溶地區(qū)和地質(zhì)構(gòu)造破碎帶，樁位處的溶洞應(yīng)進行逐樁鉆探，準確查明樁位溶洞的詳細資料，并根據(jù)具體情況采用打穿或擠填等處理方法。
4樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算
樁基礎(chǔ)的設(shè)計，最根本的是從分析單樁入手，確定單樁承載力，然后結(jié)合樁基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造型式進行基礎(chǔ)受力分析計算。
根據(jù)《公路橋涵地基及基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》，摩擦樁的單樁軸向受壓容許承載力[P]可按下列方法進行計算：
式中A：樁截面面積(m2)
u：樁截面周長(m)
(成孔直徑按鉆頭直徑增大5cm-10cm)
l：樁在局部沖刷線以下的有效長度(m)
：樁壁土的平均極限摩阻力(KPa)
：土層i的層厚(m)
：樁尖土的極限承載力(KPa)，按下式計算：
式中 ：樁底清底系數(shù)取0.7~0.8
：樁長比效應(yīng)修正系數(shù)0.7~0.72
：樁尖土容許承載力(KPa)
：樁尖土容許承載力深度修正值取2.0~3.0
：樁周土平均容重(KN/m3)取20KN/m3
h：樁埋置深度(m)當(dāng)h的計算值大于40m時，按40m計算。
嵌巖樁的單樁軸向受壓容許承載力[P]可按下式進行計算：
式中 ：巖石單軸抗壓強度(KPa)
A：樁截面面積(m2)
U：樁截面周長(m)
h：樁嵌巖深度(m)
：樁端阻力修正系數(shù)0.4
：樁端阻力修正系數(shù)0.032
結(jié)束語
在山區(qū)橋梁基礎(chǔ)設(shè)計過程中，應(yīng)本著環(huán)境保護的理念，因地制宜的慎重選擇基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型式，準確計算精心施工才可以保證基礎(chǔ)設(shè)計的成功。
參考文獻：
[1]陳奉敏、汪宏.山區(qū)高速公路橋梁的設(shè)計體會[J].公路交通技術(shù)，2008(4)
[關(guān)鍵詞] 橋梁設(shè)計抗震方法應(yīng)用
中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號：
一、橋梁在地震中的破壞點
地震是破壞力最大的自然災(zāi)害之一，給人的生命財產(chǎn)和生活設(shè)施帶來的危害是無法估量的。對于橋梁而言，如何準確地進行抗震設(shè)計，盡可能提高橋梁的抗震性能，顯然是一個無法回避的問題。國內(nèi)外橋梁的震害資料表明，橋梁在地震中出現(xiàn)的損害雖然不盡相同，但也有規(guī)律可尋，常見的破壞點主要表現(xiàn)在三個層面。
結(jié)構(gòu)的震害。橋梁結(jié)構(gòu)在地震中發(fā)生損害最為常見，而且破壞點大多在上部結(jié)構(gòu)，主要是橋梁在地震中由于碰撞、位移的原因，加之自身質(zhì)量性能的優(yōu)劣而發(fā)生嚴重的震害。下部部結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)在地震的發(fā)生逐漸變得脆弱，當(dāng)震力達到足夠強大，以至于下部結(jié)構(gòu)的自身慣性力無法抵抗，就會導(dǎo)致橋梁下部結(jié)構(gòu)發(fā)生形變。如果橋梁結(jié)構(gòu)在設(shè)計之初缺乏科學(xué)與合理，在連接的環(huán)節(jié)上不夠嚴謹，地震力的破壞作用首先就會從縫隙處發(fā)生，直至整個橋梁的坍塌。
支座的震害。支座作為橋梁的根基，在地震中也容易受到損害。其原因是多方面的，傳統(tǒng)橋梁設(shè)計忽視了支座的抗震性能、結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理、材料質(zhì)地的缺陷等因素，都會導(dǎo)致橋梁的支座部分在震力的沖擊下發(fā)生變形或是位移。
地基土液化的震害。地基作為橋梁的支撐部分，在地震中有可能發(fā)生液化而喪失支撐功能，地基所支撐的結(jié)構(gòu)物就會隨之整體傾斜下沉、甚至出現(xiàn)落梁現(xiàn)象。嚴重的形變對橋梁的破壞無疑是致命的。
二、橋梁抗震設(shè)計分析方法介紹
橋梁抗震設(shè)計的新理論，是基于性能的抗震設(shè)計方法，由20世紀90年代初由美國學(xué)者提出。這種理論主要研究方向在于在未來的地震災(zāi)害下橋梁結(jié)構(gòu)能夠保持早先的抗震性能。這在目前美、日、新西蘭等國家成為地震工程學(xué)者熱衷研究的課題。基于性能的抗震設(shè)計的主要原理是彈塑性分析方法，主要包括推倒分析方法、位移實驗法、能力譜法、功率譜法、虛擬激勵法等。
推倒分析方法是一種靜力彈塑性分析方法。它致力于橋梁結(jié)構(gòu)在側(cè)向單調(diào)加載下承載力、內(nèi)力、變形和能量耗散之間的關(guān)系探究塑性鉸出現(xiàn)的順序和位置和可能出現(xiàn)的問題等。這種推倒分析方法在具體評估地震作用下結(jié)構(gòu)的抗震能力設(shè)計具有一定的效用，更多傾向于設(shè)計地震作用下的結(jié)構(gòu)目標位移。
能力譜方法是一種以推倒分析方法和反應(yīng)譜相結(jié)合的簡化分析方法。此種方法通過對結(jié)構(gòu)的推倒分析，得到能力譜，再進行第二次推倒分析，以評估橋梁結(jié)構(gòu)在設(shè)計地震作用下的彈塑性反應(yīng)。
功率譜法是根據(jù)地震動的隨機性模擬地震動的隨機過程的一種概率性分析方法。功率譜方法是在已知統(tǒng)計特征的隨機干擾下，求得橋梁結(jié)構(gòu)的譜密度、平均值、相關(guān)函數(shù)、方差、等。它是目前橋梁抗震設(shè)計分析方法的熱點。
虛擬激勵法。隨虛擬激勵法作為一種新的隨機振動分析方法,已對多點非均勻隨機激勵問題設(shè)計精確高效的計算方法，通過普通微機計算有數(shù)千自由度、幾十個地面支座的大跨度多點地震激勵問題，達到實用要求。
位移實驗法。位移實驗法是確定橋梁結(jié)構(gòu)靜力彈塑性分析的有效方法。其研究方向為如何將多高層建筑結(jié)構(gòu)的多自由轉(zhuǎn)化為等效的單自由度體系。但從實際效果看，其精確度還待檢驗。在主要構(gòu)件的損壞情況及具體樓層的劣勢，是位移實驗法的弱勢。
三、橋梁抗震設(shè)計應(yīng)用的有效途徑
作為橋梁的設(shè)計師，在橋梁的設(shè)計過程中應(yīng)遵循抗震的新理念，通過選擇對抗震有利地段、設(shè)計合理的橋梁結(jié)構(gòu)方案，運用正確橋梁結(jié)構(gòu)動力分析方法，以提高橋梁的抗震性能。實踐經(jīng)驗表明，減小橋梁震害的有效途徑是增加結(jié)構(gòu)的柔性來延長結(jié)構(gòu)的自振周期，以減小地震載荷進而增加結(jié)構(gòu)的阻尼。具體方法有以下三種。
建立隔震支座。建立隔震支座法是在抗震設(shè)計應(yīng)用的較為常見的方法。由于橋梁連接處的結(jié)構(gòu)與地震反應(yīng)是直接關(guān)聯(lián)，可以通過設(shè)計或是應(yīng)用新材料在梁體與墩臺的連接處設(shè)置減震、隔震支座，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)柔性和阻尼的增加。這種方法的實質(zhì)是通過增加結(jié)構(gòu)的柔性和阻尼來減小橋梁的地震反應(yīng)的，有足夠說服力的實驗數(shù)據(jù)為依據(jù)，可以有效的減小墩、臺所受的水平地震力，從根本上減小了地震的影響，提高了橋梁的抗震性能。如果將隔震支座和阻尼器有效組合，抗震效果將成倍增強。
巧用橋墩延性。利用橋墩具有延性的特點，在抗震設(shè)計中應(yīng)加以巧妙利用。在強級別的地震發(fā)生時，橋墩部位形成的穩(wěn)定延性塑性鉸可以產(chǎn)生彈塑性變形，在延長結(jié)構(gòu)周期的同時會耗散地震產(chǎn)生的較多能量因此，利用橋墩自身加強的延性，將震力通過限度內(nèi)的塑性變形而外展緩沖，是橋梁設(shè)計中不難實現(xiàn)的抗震方法。利用延性的抗震設(shè)計，需要根據(jù)彈性反應(yīng)來計算塑性變形的程度，再根據(jù)抗震等級進行修正，以提高橋梁的抗震載荷。
設(shè)計新型橋梁。傳統(tǒng)的橋梁抗震設(shè)計，主要是通過提升強度和延性來抗衡地震力，其安全性來自于橋梁的抗震力小于地震力。但地震力的破壞作用在很多情況下是無法準確預(yù)知的。當(dāng)?shù)卣鹆Τ隽嗽O(shè)計值，橋梁很難在地震中全身而退。因此，針對這種問題，橋梁的研究者設(shè)計了一種新型的橋梁結(jié)構(gòu)―型鋼混凝土結(jié)構(gòu)，較之傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)具有較高的性價比和較強的技術(shù)優(yōu)勢。因為型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力是同等條件下鋼筋混凝土的兩倍，抗剪能力、延性也更強。而且，新型的型鋼混凝土結(jié)構(gòu)在吸收、隔離和耗散地震能量方面具有更多的優(yōu)勢，能最大程度的減小橋梁在地震中的反應(yīng)，從而有效地避免變形帶來的危害，既提高了橋梁結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)，又能降低造價，無疑是橋梁抗震設(shè)計的首選方法。
參考文獻：
關(guān)鍵詞：隧道；灌漿法；施工；初探
中圖分類號：TU984 文獻標識碼：A 文章編號：
灌漿法是指以氣壓、液壓以及電化學(xué)原理為出發(fā)點，以較高參數(shù)的灌漿壓力為基本前提，以具備固化性能的漿液為基本對象，將其注入各種介質(zhì)空隙及裂縫中的施工技術(shù)。灌漿法最主要的應(yīng)用目的在于改變工程項目地基基礎(chǔ)的物理及化學(xué)特性。從灌漿法的加固特性角度上來說，水泥原料在于其他漿液相互充填以及相互滲透的過程當(dāng)中能夠在壓密擴展的作用之下形成漿柱體。而漿柱體又能夠在于壓密地基土體相合成的過程當(dāng)中形成復(fù)合地基，從而達到控制建筑物沉降趨勢，提升地基基礎(chǔ)承載作用力的關(guān)鍵目的。從這一角度上來說，灌漿法在橋梁隧道施工中有著極為關(guān)鍵的應(yīng)用價值。那么，在灌漿法應(yīng)用于橋梁隧道施工實際的過程當(dāng)中，其灌漿設(shè)計及施工環(huán)節(jié)有哪些問題需要引起現(xiàn)場作業(yè)人員的特別關(guān)注與重視呢？本文現(xiàn)對其作出詳細分析與說明。
1 橋梁隧道施工中的灌漿設(shè)計分析
1.1 灌漿標準
1.1.1 強度控制標準
對墩臺基礎(chǔ)進行灌漿之后,雜填土的承載力標準值(fk)要求達到130 KPa,淤泥或淤質(zhì)土的承載力標準值(fk)要求達到80～100 KPa,粉細砂的承載力標準值(fk)值要求大于110 KPa,復(fù)合地基承載力標準值(fk)要求不得小于130KPa。
1.1.2 施工控制標準
制定相應(yīng)的施工控制標準是獲得最佳灌漿效果的必要保證。本次對墩臺基礎(chǔ)進行灌漿，由于墩臺基礎(chǔ)具有均一性差、孔隙變化比較大和理論耗漿量不定等特點，因此我們不能單純用理論耗漿量來進行控制，與此同時，我們還要按耗漿量降低率來進行相應(yīng)的控制。
1.2 灌漿段選擇
本次灌漿段的選擇區(qū)域主要為墩臺基礎(chǔ)的四周。
1.3 漿材及配方設(shè)計
本文的灌漿材料我們選用水泥粉煤灰漿液，相應(yīng)的漿液配比為∶水泥∶粉煤灰的比例為4∶1，水灰比為0.5～0.55，水泥我們選用強度為32.5的普通硅酸鹽水泥。
1.4 漿液擴散半徑(r)的確定
由于墩臺基礎(chǔ)的地質(zhì)具有均一性差，孔隙率和滲透系數(shù)變化比較大等特點，因此在進行具體的灌漿過程中，用理論公式來計算出來的漿液擴散半徑不合適，現(xiàn)據(jù)大量的經(jīng)驗數(shù)據(jù)我們暫且把漿液擴散半徑的值定為1.5m，具體的數(shù)值在現(xiàn)場進行灌漿試驗后進行進一步的確定。
1.5 灌漿孔孔深
根據(jù)工程勘探的相關(guān)資料，我們暫且把灌漿孔的孔深定為3.5~6.Om，平均值約為4.5m，平均值的選取是以孔底到粘性土層為準。
1.6 灌漿壓力
灌漿壓力我們可以通過現(xiàn)場實驗來進行相應(yīng)的確定，通常的取值范圍為0.3~0.5 MPa。在灌漿過程中，遇到特殊情況時，要根據(jù)具體的情況進行具體的分析然后再做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。
1.7 灌漿量
灌漿量的選取通常是按照灌漿對象土量的20%來進行相應(yīng)的計算，我們也可以根據(jù)現(xiàn)場的實際情況來進行相應(yīng)的計量，無論怎樣來計算，但最終的目的是灌漿必須飽滿，填滿地基。
1.8 灌漿結(jié)束標準
灌漿結(jié)束標準如下：在規(guī)定的灌漿壓力標準下，要求孔段吸漿量小于0.6L/min，延續(xù)30min即可以結(jié)束灌漿，或者當(dāng)孔段單位吸漿量大于理論估算值時，那么此時也可以結(jié)束灌漿工作。
2 橋梁隧道施工中的灌漿施工分析
2.1 橋梁隧道施工中的灌漿施工準備工作分析。在橋梁隧道灌漿施工進行正式施工階段之前，現(xiàn)場作業(yè)人員應(yīng)當(dāng)確保相關(guān)設(shè)備裝置及材料能夠按時且準確的進場。在這一過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)重點關(guān)注灌漿試驗工作：灌漿壓力應(yīng)當(dāng)合理調(diào)整，優(yōu)化漿液擴散半徑參數(shù)與孔距參數(shù)，確保孔位放樣操作的穩(wěn)定性與精確性。
2.2 橋梁隧道施工中的灌漿施工工藝分析。對于橋梁隧道工程灌漿法施工作業(yè)而言，具體操作流程如下所示：在成孔施工完成之后，應(yīng)當(dāng)安裝灌漿管并針對成孔空口進行封堵處理，在充分攪漿并灌漿基礎(chǔ)之上留有部分的待凝實踐，進而進行封孔處理。在灌漿施工過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)重點關(guān)注以下幾個方面的問題：①.成孔作業(yè)分析。選取合適直徑參數(shù)鉆頭參照成孔方式對橋梁隧道基礎(chǔ)進行鉆進處理。若鉆進過程涉及到的孔壁不穩(wěn)定問題，則應(yīng)當(dāng)采取下導(dǎo)管護壁的方式對其進行問題處理；②.灌漿管安放及成孔孔口密封作業(yè)分析：一般情況下，灌漿管下部位置統(tǒng)稱設(shè)置有孔徑參數(shù)為8mm且長度參數(shù)為0.7m～1.0m的花管，花管下端位置做封口處理，其孔隙率參數(shù)多在15%左右。考慮到防止流砂在作業(yè)過程中涌進花管，現(xiàn)階段大部分施工人員均采取對花管外壁進行軟橡皮包扎的處理方式，但此種方式會在一定程度上導(dǎo)致灌漿施工無法持續(xù)進行，從而不應(yīng)予以采納；③.灌漿攪漿處理作業(yè)分析：現(xiàn)場作業(yè)人員應(yīng)當(dāng)向攪拌槳筒內(nèi)注入一定量的水，采用攪拌機裝置進行灌漿攪拌處理，確保攪拌的持續(xù)性與均勻性，進而加入一定硬度的硅酸鹽水泥試劑進行中和反應(yīng)（攪拌時間保持在3min～5min范圍之內(nèi)），進而在濾網(wǎng)過濾之下進入儲漿筒儲存系統(tǒng)當(dāng)中；④.灌漿處理作業(yè)分析：灌漿作業(yè)過程當(dāng)中應(yīng)當(dāng)依照由上至下的方式采取空口封閉純壓方式進行灌漿處理，確保灌漿深度的合理性；⑤.封口處理作業(yè)分析：灌漿施工結(jié)束之后應(yīng)當(dāng)對成孔進行及時的封口處理。特別值得注意的一點在于：若砂液在封口作業(yè)24h之后出現(xiàn)下沉現(xiàn)象，現(xiàn)場作業(yè)人員還應(yīng)當(dāng)以0.5：1水灰比比例制備漿液并進行二次處理。
3 結(jié)束語
伴隨著交通運輸事業(yè)的蓬勃發(fā)展，橋梁隧道施工在現(xiàn)代經(jīng)濟社會中所扮演的角色日漸關(guān)鍵。如何確保橋梁隧道施工的質(zhì)量性與安全性成為了當(dāng)前相關(guān)工作人員普遍所關(guān)注的問題之一。從橋梁隧道施工基礎(chǔ)加固的角度上來說，灌漿法可以說是當(dāng)前技術(shù)條件支持下應(yīng)用最為普遍的加固方式之一。基于此，本文以灌漿法為研究對象，著眼于橋梁隧道施工，從橋梁隧道施工中的灌漿設(shè)計分析以及橋梁隧道施工中的灌漿施工分析這兩個方面入手，圍繞橋梁隧道施工中的灌漿法應(yīng)用這一中心問題展開了較為詳細的分析與闡述，并據(jù)此論證了灌漿法積極處理恰良隧道裂縫質(zhì)量問題，發(fā)揮橋梁隧道基礎(chǔ)加固職能，提升橋梁隧道施工質(zhì)量與施工效率的過程中所發(fā)揮的至關(guān)重要的作用與意義。對于橋梁隧道工程施工而言，灌漿法在實際應(yīng)用過程當(dāng)中所體現(xiàn)出的可操作性、適應(yīng)性以及經(jīng)濟性優(yōu)勢極為突出。同傳統(tǒng)意義上的基礎(chǔ)加固方式相比，灌漿法的應(yīng)用不需要對在運行橋梁隧道項目進行中斷且大量開挖，從而省卻了繁瑣的二次換填施工作業(yè)，極大的控制了加固成本，并且確保了處理質(zhì)量的高效性，有著極為深遠的研究意義與價值。
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1連續(xù)剛構(gòu)景觀小橋的特點
最大平均載彎曲數(shù)值與簡支梁相比明顯減少了50%，使橋梁彎曲數(shù)值得到了有效控制。平均載彎曲圖具有的總面大小積與簡支梁比較也能減小約67%，減少了縱向受力鋼筋使用量。因控制彎曲變小，造成恒載減小，使橋梁本身重量減輕。加大橋梁根部梁高能起到減小跨中彎曲的作用。橋墩出現(xiàn)不規(guī)則下沉現(xiàn)象會造成內(nèi)力增加，使橋梁地基性能要求變高。由于主梁和橋墩固結(jié)，混凝土徐變、混凝土收縮以及溫度改變都會造成內(nèi)力增加。橋梁的負彎曲區(qū)域出現(xiàn)在橋墩結(jié)構(gòu)的主梁上緣位置，當(dāng)出現(xiàn)裂縫情況時容易受到水侵蝕。因主梁高度變小，導(dǎo)致橋面標高變低，使橋梁縱坡較平緩，對于城市橋梁而言方便非機動車輛以及行人通行。從橋梁形狀看，連續(xù)型剛構(gòu)橋具有的結(jié)構(gòu)輕巧，簡約、線條流暢以及俊秀，橋型比較美觀。
2臺山市某橋梁工程的設(shè)計分析
該景觀橋梁是5．75+15．5+5．75(單位:m)的連續(xù)鋼構(gòu)型變截面箱梁小橋，采用的材料是鋼筋混凝土，全橋長為40m，寬10m，橋梁設(shè)計的縱坡是1．9%。參照鋼筋混凝土連續(xù)型梁橋設(shè)計的邊跨比值通常為0．6～0．8，當(dāng)邊跨比值低于0．5時，邊跨支座結(jié)構(gòu)有可能會發(fā)生拉力作用。受到人工河具有的寬度限制，該橋邊跨比值為0．37，小于相應(yīng)標準數(shù)值。因此在計算橋梁結(jié)構(gòu)受力過程中應(yīng)重視邊跨支座有無拉力情況出現(xiàn)。
2.1橋墩與橋臺結(jié)構(gòu)探析
橋上欄桿設(shè)計與該小區(qū)四周采用的欄桿設(shè)計結(jié)構(gòu)及顏色均一致，在欄桿結(jié)構(gòu)上綜合了欄桿受力需求以及構(gòu)造需求進行重新設(shè)計，主要是從適應(yīng)性橋梁發(fā)生變形以及防撞性能方面考慮。該橋梁設(shè)計為達到橋梁變形需求，同時還要確保欄桿外形美觀，選擇在欄桿柱子中間位置設(shè)計變形縫的方式，能夠較好的解決這個問題。橋臺結(jié)構(gòu)是:承臺材質(zhì)是鋼筋混凝土，基礎(chǔ)是鋼筋混凝土樁，U形橋臺是重力型素混凝土，其中承臺為1．5m厚，1．2m樁徑，樁基設(shè)計依據(jù)的是摩擦樁。橋墩構(gòu)造設(shè)計為:樁基混凝土鋼筋式承臺，混凝土鋼筋矩形實體橋墩，其中橋墩厚為0．7m，寬為6．9m，兩個橋墩高度約為7m，樁徑為1．2m，承臺厚度為1．5m，按照摩擦樁進行設(shè)計。連續(xù)剛橋要求固結(jié)橋墩柔性要高，但考慮到橋梁整體結(jié)構(gòu)造型，為了防止發(fā)生“頭重腳輕”現(xiàn)象，影響橋梁整體外型美觀，將橋墩厚度設(shè)計為0．7m，加大橋墩剛度將會造成附加應(yīng)力變大。
2.2計算連續(xù)剛構(gòu)受力分析
由于受到實際情況限制，橋梁邊跨長度相對標準值比較小，邊跨比值僅為0．37，造成恒載作用情況下懸臂端處對向下支座產(chǎn)生的壓力值為0，懸臂結(jié)構(gòu)向上翹，這種條件下出現(xiàn)中跨加載情況會比較嚴重。邊跨比值過小還會導(dǎo)致橋墩處于受彎情況。因橋墩梁高與中跨值比為1/13，稍大于一般數(shù)值，導(dǎo)致跨中彎曲過度降低，加大了橋墩支點結(jié)構(gòu)負彎曲，造成支點負彎曲明顯大于跨中負彎曲。經(jīng)過對比不考慮橋墩下沉差值和考慮1cm橋墩下沉差值兩種情況，可以得出連續(xù)型剛構(gòu)橋梁對下沉差值相當(dāng)敏感，每發(fā)生1cm下沉差值就會對支點產(chǎn)生約2272kN·m的負彎曲，負彎曲達到約34%的增長幅度，所以在橋墩基礎(chǔ)設(shè)計過程中應(yīng)考慮橋墩下沉情況，加大樁基的承載力。全橋溫度最大附加效應(yīng)值位于橋墩根部結(jié)構(gòu)，其數(shù)值約為416kN·m，數(shù)值相對比較小，這種效應(yīng)在極限條件下已經(jīng)得到考慮。結(jié)果表明該橋感應(yīng)溫度變化不太靈敏，原因可能是橋跨度過小，溫度變化造成的應(yīng)變相對較小。橋梁收縮和徐變最大附加效應(yīng)數(shù)值也是處于橋墩根部，數(shù)值約143．5kN·m，數(shù)值較小，此種效應(yīng)在進行極限條件下也已考慮在內(nèi)。結(jié)果表明該橋?qū)τ谛熳儭⑹湛s改變也不敏感，原因是橋梁墩高和橋梁長度都比較小，因此徐變收縮改變量很小。對比承載能力達到極限狀態(tài)和處于正常使用情況下的彎曲包絡(luò)圖，該橋梁在處于正常使用情況下第點中不科學(xué)情況均得到一定緩解，一方面是將安全系數(shù)考慮在承載能力達到極限情況之內(nèi)，而另一個是由于效應(yīng)數(shù)值發(fā)生變化的非線性導(dǎo)致的。上述結(jié)論說明該橋尺寸不能使橋受力結(jié)構(gòu)得到最優(yōu)化，在各種情況下比較合理的狀態(tài)應(yīng)是:懸臂端處不發(fā)生上翹，橋墩不承受負彎曲，而且跨中和支點彎曲的比值與支點和和跨中梁高的比值比較貼近。由于景觀性橋梁的獨特性，受到使用地點的限制，在大部分情況下對分析結(jié)構(gòu)受力表現(xiàn)出的“不合理”情況，只可以通過提高建材性能，加大配筋來解決。該橋梁針對分析受力數(shù)據(jù)給橋墩和箱梁結(jié)構(gòu)進行配筋，配筋是根據(jù)橋梁承載水平極限情況分析和常態(tài)使用極限情況分析。箱梁內(nèi)每片腹板結(jié)構(gòu)均設(shè)置有5片骨架，骨架采用直徑大小為32的HRB335鋼筋類型構(gòu)成，不足的豎向受力鋼筋設(shè)置是位于底板下層和頂板上層。進行配鏡之后采用相關(guān)驗算軟件幫助驗算，得出的數(shù)據(jù)為:計算跨中下緣結(jié)構(gòu)裂縫寬度值為0．09mm，計算墩頂裂縫寬度是0．122mm，計算橋墩裂縫最大寬度值為0．05mm，跨中撓度最大是向下12mm，跨中撓度最小是向下8mm，懸臂端處向上翹數(shù)值小于1mm。表明按照這種設(shè)計方法，橋梁連續(xù)剛構(gòu)能滿足橋梁承載水平極限情況以及常態(tài)使用極限情況設(shè)計的要求。
作者：徐賢金 單位：黔西南州交通勘察設(shè)計
關(guān)鍵詞：高等學(xué)校；《大跨橋梁結(jié)構(gòu)》；雙語教學(xué)；探索；實踐
中圖分類號：U44 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）06-0157-02
我國地貌復(fù)雜，河谷密布，對大跨度橋梁有大量需求。近30年來我國大跨橋梁建設(shè)取得了巨大的進步，在世界排名前10位的懸索橋和斜拉橋中，我國目前分別占據(jù)了5座和6座，因此我國已經(jīng)成為名副其實的橋梁大國[1]。在世界經(jīng)濟深度調(diào)整和中國“一帶一路”戰(zhàn)略構(gòu)想推進實施的大背景下，眾多中國橋梁企業(yè)紛紛“走出去”，開拓國際市場，在世界范圍內(nèi)承接大跨度橋梁的設(shè)計和建造。在“國際化”的大形勢下，作為人才培養(yǎng)基地的高校有必要開展橋梁工程相關(guān)課程的雙語教學(xué)，以滿足學(xué)習(xí)國外橋梁工程先進技術(shù)和理念的需要、向國外宣傳中國橋梁技術(shù)成就的需要和參與國際競爭的需要[2]，從而促進中國從“橋梁大國”向“橋梁強國”邁進[3]。
《大跨橋梁結(jié)構(gòu)》課程是土木工程專業(yè)本科生的專業(yè)方向課，其前置課程有《結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》、《橋梁工程》和《基礎(chǔ)工程》等，一般在大四開展。學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程之前已具備了梁式橋、拱橋和斜拉橋等多種橋型的結(jié)構(gòu)構(gòu)造、設(shè)計計算和施工方法等專業(yè)基礎(chǔ)知識，因此該課程非常適合于開展雙語教學(xué)。該課程是東南大學(xué)開展的雙語教學(xué)課程建設(shè)項目之一。
一、課程建設(shè)的目標
通過雙語教學(xué)這一方式完善《大跨橋梁結(jié)構(gòu)》課程的教學(xué)體系，將該科目的理論教學(xué)、實踐教學(xué)和科學(xué)研究有機結(jié)合起來，從而實現(xiàn)以下目標：（1）為學(xué)生提供一個良好的理論學(xué)習(xí)環(huán)境和實踐鍛煉的機會，提高學(xué)生閱讀專業(yè)英語書籍和文獻的水平，培養(yǎng)學(xué)生用英語學(xué)習(xí)、思考和解決專業(yè)技術(shù)問題的能力，訓(xùn)練他們嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度、創(chuàng)新意識和團隊精神，使他們成為理論知識水平和實踐動手能力都很強的有用人才。（2）構(gòu)建多維教學(xué)資源，制定適合土木工程專業(yè)情況的《大跨橋梁結(jié)構(gòu)》課程雙語教學(xué)大綱、教學(xué)計劃和教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)建教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺以及開放式的教學(xué)環(huán)境。（3）探索出適合《大跨橋梁結(jié)構(gòu)》雙語教學(xué)的模式，提高教師的雙語教學(xué)水平和教學(xué)效果，推進土木工程學(xué)科教學(xué)改革的研究與實踐。
二、教材和課件
《大跨橋梁結(jié)構(gòu)》教學(xué)內(nèi)容主要包括：緒論、大跨度混凝土梁橋的基本構(gòu)造和設(shè)計分析理論、大跨度拱橋的基本構(gòu)造和設(shè)計分析理論、斜拉橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計特點和懸索橋的設(shè)計特點。
在教材建設(shè)方面，在原有校內(nèi)自編中文教材的基礎(chǔ)上，增加國內(nèi)外橋梁案例的介紹，同時為了適應(yīng)英語講課的需要，適當(dāng)減少理論內(nèi)容。利用英文論文和原版教材相關(guān)內(nèi)容講解基本理論和國外案例；利用作者發(fā)表在國際學(xué)術(shù)會議和國際期刊上的英文論文介紹國內(nèi)大型橋梁工程案例。在選取英文論文和原版教材時主要考慮兩個方面的因素：（1）要適合國內(nèi)教學(xué)的需要；（2）難度要適中，不但英語文字的難度適中，專業(yè)知識的難度也要適中。
在此基礎(chǔ)上，合理利用雙語，編寫生動、形象的多媒體教學(xué)課件。教材中圖片較少，以文字為主；而教學(xué)課件中以圖片為主，配上少量的關(guān)鍵文字。教材與教學(xué)課件各有所側(cè)重，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。另外，在PPT中，部分內(nèi)容直接采用國外教授提供的英語PPT。
三、教學(xué)方式
現(xiàn)階段在雙語教學(xué)方式方面，常用的主要有以下三種[4]：（1）教學(xué)中以中文為主、以英語為輔的初級形式，學(xué)生用中文形式學(xué)習(xí)專業(yè)知識。該雙語教學(xué)方式對教師和學(xué)生的要求最低。（2）教學(xué)中以英語為主，僅用漢語作輔助說明。這是雙語教學(xué)的高級形式，學(xué)生以英語形式接受知識，因此對教師和學(xué)生的外文水平要求都很高。（3）教學(xué)中中英文教學(xué)并重。教師中英文相結(jié)合授課，而且盡量使用原版教材中精練又準確的英語，使學(xué)生理解和學(xué)習(xí)正確的英語表達方法。采用多媒體技術(shù)，把關(guān)鍵部分展示在大屏幕上，并由教師進行詳細解釋和分析，便于學(xué)生視聽、學(xué)習(xí)和掌握。
我們選取第二種模式進行《大跨橋梁結(jié)構(gòu)》課程的雙語教學(xué)。在教學(xué)中加強對課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)的要求，對于可能的生詞和稍難的技術(shù)詞語用漢語做注釋，對于技術(shù)難點也輔以漢語說明。
四、教學(xué)方法和手段
采用教師講解和學(xué)生研討相結(jié)合的方法，兩者課時比例約為2∶1。通過課堂研討，使學(xué)生能夠利用PPT講述表達對橋梁結(jié)構(gòu)的理解，這樣可以培養(yǎng)學(xué)生的研討能力。學(xué)生在準備研討內(nèi)容過程中需要廣泛查找并閱讀相關(guān)專業(yè)資料，在這個過程中培養(yǎng)和提高了學(xué)生閱讀參考書籍和文獻、自我擴充知識領(lǐng)域的自W能力。
在研討題目的選擇方面，結(jié)合教師講解內(nèi)容并適當(dāng)延伸和擴展，使得研討題目與教師講解內(nèi)容相關(guān)但不重復(fù)，兩者互補并有機結(jié)合成一個完整的知識體系。作為示例，下面給出“斜拉橋”部分的5個研討題目：（1）Discussion on structural features of cable-stayed bridges.①Cable-stayed bridges with single pylon；②Cable-stayed bridges with double pylons；③Cable-stayed bridges with triple or more pylons.（2）How to optimize and adjust cable tensions.①Optimization objectives；②Adjustment ways in design and construction.（3）How to elongate the span of cable-stayed bridges.①Limiting factors；②Solution and methods.（4）Discussion on cable vibration.①Vibration forms and corresponding reasons；②Measures of vibration mitigation.（5）FEM-based analysis of cable-stayed bridges considering erection process.①Forward process calculation；②Backward process calculation.
研討以“合作小組”的形式進行，小組組建時以優(yōu)勢互補、自愿結(jié)合為原則，明確分工。組長負責(zé)領(lǐng)導(dǎo)、策劃，主持人負責(zé)主持討論等，必要時還可以輪流執(zhí)政。學(xué)生可以各抒己見，集思廣益，豐富知識。學(xué)生們之間可以互相學(xué)習(xí)，明白自己的差距并培養(yǎng)團隊精神。
五、教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺的建設(shè)
通過建設(shè)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，提供教學(xué)視頻和電子教案，使學(xué)生掌握大跨度橋梁的基本理論和方法，把大跨度橋梁的理論和科技英語相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生英語思維能力。在《大跨橋梁結(jié)構(gòu)》雙語網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺建設(shè)過程中，重點建設(shè)以下內(nèi)容：（1）與原版教材配套的講義。在講義中對原版的教材進行注釋，可以保持英文的“原汁原味”。為了兼容中英文教材的優(yōu)點，每章結(jié)尾增加中文概要，這樣有利于學(xué)生對要點的理解和掌握；專業(yè)術(shù)語和詞匯增加中文注釋，書后添加中英文詞匯對照表。為了便于學(xué)生學(xué)，將這些講義放在教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺上。（2）收集音像資料和制作授課視頻。收集大跨橋梁工程案例的音像資料，可以進一步增加學(xué)生英語的聽力能力。將課題組成員上課的過程進行錄像，這樣方便學(xué)生課后的自學(xué)。（3）加強網(wǎng)絡(luò)交流。在雙語教學(xué)過程課時比較緊張的情況下，與學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺在網(wǎng)絡(luò)上形成互動，可以及時掌握學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)效果，對于共性的問題進行分析總結(jié)，如果有必要就在下次課堂上加以引導(dǎo)解決。
六、結(jié)語
高校《大跨橋梁結(jié)構(gòu)》課程有必要并適合開展雙語教學(xué)。通過該課程雙語教學(xué)的探索和實踐，形成以下教學(xué)模式：（1）中英文教材的結(jié)合使用，推行新的《大跨橋梁結(jié)構(gòu)》教學(xué)知識體系，在專業(yè)課程中進行英文工程案例教學(xué)。（2）采用教師講解和學(xué)生研討相結(jié)合的方法，兩者課時比例約為2∶1。研討題目結(jié)合教師講解內(nèi)容并適當(dāng)延伸和擴展，使得研討題目與教師講解內(nèi)容相關(guān)但不重復(fù)，兩者互補并有機結(jié)合成一個完整的知識體系。（3）鼓勵學(xué)生以分組和合作的形式就大跨度橋梁工程中的熱點和前沿問題展開討論、發(fā)表看法，特別是用英文表達出來。（4）在實施雙語教學(xué)過程中課時比較緊張的情況下，進行教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺建設(shè)，與學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)上形成互動，及時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，有利于學(xué)生的自學(xué)。
參考文獻：
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關(guān)鍵詞：橋梁支座；設(shè)計應(yīng)用；解析；抗震減震
中圖分類號：TU997文獻標識碼： A
近幾年，我國的橋梁技術(shù)有了較為快速的發(fā)展，為了滿足我國一些特殊橋梁功能的需要，例如橋梁抗拉力的需要以及橋梁抗震的需要，我國對新型橋梁支座的研究與實踐也進入了一個新的研究方向。例如：研究人員對橋梁抗震設(shè)計的研究更為廣泛，SMA抗震支座、LRB鉛芯橡膠支座和防錯動平板支座等研究已經(jīng)得到了較為廣泛的運用。早在鋼鐵工業(yè)迅速發(fā)展的19世紀中期，多數(shù)的鐵路橋梁多采用鋼支座，但是在其使用的過程中鋼部件容易受到外界的影響而腐蝕，導(dǎo)致橋梁支座凍死，進而影響到了橋梁鋼支座的使用性能。在工業(yè)水平不夠發(fā)達的時期，多數(shù)的橋梁均采用比較簡易的支座。而橡膠支座是隨著工業(yè)化的發(fā)展而進一步的發(fā)展起來，早在20世紀50年代，橡膠支座就已經(jīng)在國外得到了比較廣泛的應(yīng)用。我國的橡膠橋梁支座在上個世紀70年代開始逐漸的發(fā)展，目前我國常見的橋梁支座主要有GPZ型、TPZ型以及QPZ型。本文主要依據(jù)某鐵路橋梁的實例來探討一種新型支座的設(shè)計。
一、橋梁支座的分類
1.橋梁鋼支座
我國早期的橋梁支座多數(shù)采用的是鋼支座。鋼支座的形式主要有搖軸支座、輥軸支座、鉸軸支座和弧型支座。在支座的使用材料上，其支座的上、下擺、座板等多采用鉸軸、輥軸等。橋梁的弧型支座和搖軸支座等主要應(yīng)用于中小跨度的鋼梁。而大跨度的鋼梁或者混凝土梁主要采用的是承載力比較強的輥軸支座。這種鋼支座在實際的應(yīng)用中，構(gòu)件的銹蝕比較容易導(dǎo)致橋梁支座的凍死，進而在一定程度上影響到了橋梁的使用性能。對橋梁鋼支座的改進，設(shè)計人員可以在施工過程中采用聚四氟乙烯滑板代替橋梁的輥軸。
2.橋梁的板式橡膠支座
板式的橡膠支座是一種比較新型的橋梁支座，其具有結(jié)構(gòu)簡單、零件加工制作容易、所使用的鋼材較少、施工制作成本較低以及施工簡單等優(yōu)點。板式橡膠支座主要是有基層薄的橡膠片與薄鋼片進行粘合、鑲嵌及壓制而成。這種支座具有比較強的豎向剛度，可以承受垂直的荷載，可以將橋梁上部結(jié)構(gòu)的反力在第一時間內(nèi)傳到橋梁的墩臺，其良好的彈性能夠適應(yīng)橋端的轉(zhuǎn)動，在較大程度上滿足橋梁結(jié)構(gòu)的水平位移。板式橡膠支座比較適用于中型和小型跨徑的公立、鐵路橋梁和城市橋梁。板式橡膠支座分為圓形和矩形兩種，圓形板式的橡膠支座主要用在圓形橋梁的橋墩施工中。板式橡膠支座的高度、型號等應(yīng)該根據(jù)橋梁的實際位移和支座反力的大小來進一步確定。在安裝板式橡膠支座的時候，施工人員應(yīng)該盡量的保持水平安裝，當(dāng)需要進行傾斜安裝的時候，其最大的坡度應(yīng)該在2%。
3.盆式橡膠支座
盆式橡膠支座其主要是有鋼構(gòu)件與橡膠構(gòu)件進行組合而形成的一種新型的橋梁支座。其具有承載力大、水平位移大且較為靈活等特點。這種支座適用于承載力在1000KN以上的、跨度較大的橋梁，也適用于林區(qū)、城市和礦區(qū)的橋梁。這種橡膠支座主要有固定支座、單向支座和多向支座三種形式。
二、新型橋梁支座的設(shè)計研究
隨著橋梁技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)在又產(chǎn)生了新的橋梁支座，下面以某鐵路橋梁關(guān)鍵技術(shù)試驗作為研究對象，來對新型的滑板鉸軸鋼支座的設(shè)計進行研究。
1、 支座的總體結(jié)構(gòu)
新型滑板鉸軸鋼支座為了能夠適應(yīng)轉(zhuǎn)動位移，故將結(jié)構(gòu)設(shè)計成鉸軸，這和平時將轉(zhuǎn)動部分設(shè)計成弧形明顯的不同。鉸軸的設(shè)計能夠使得接觸應(yīng)力更小，同時使得轉(zhuǎn)動更加的靈活，定位也比較的精確。此外，為了能夠減小摩擦阻力，在鉸軸部位要涂抹上鈣基脂。
為了能夠適應(yīng)順橋向水平位移，將結(jié)構(gòu)設(shè)計成填充聚四氯乙烯復(fù)合夾層滑板以及不銹鋼板的摩擦副。同時，為了能夠防止支座隨意的移動，在兩側(cè)還設(shè)計了具有填充聚四氯乙烯復(fù)合夾層滑板以及不銹鋼板的導(dǎo)向摩擦副。
2、 聚四氯乙烯摩擦副設(shè)計分析
在新型鉸軸滑板鋼支座中，填充聚四氯乙烯復(fù)合夾層滑板和不銹鋼板的摩擦副是非常重要的一部分。根據(jù)相關(guān)的試驗可以得出，復(fù)合夾層板有著非常大的優(yōu)勢，其中最為突出的特點就是承載力很大以及疲勞壽命比較長。另外，填充聚四氯乙烯復(fù)合夾層滑板和不銹鋼組成的摩擦副，使得摩擦的系數(shù)較低。除此之外，和剛性的材料相比較，填充聚四氯乙烯的復(fù)合夾層板有著非常大的適應(yīng)性。所以，在填充這個摩擦副的時候，接觸是平均的，能夠防止剛性材料之間相互碰撞導(dǎo)致的接觸力不均勻的問題。
3、 新型滑板鉸軸鋼支座的強度設(shè)計以及有限元應(yīng)力解析
在設(shè)計滑板鉸軸鋼支座的時候，最為關(guān)鍵的部分就是接觸應(yīng)力以及平面摩擦副的接觸應(yīng)力如何進行設(shè)計控制。依照相關(guān)的規(guī)定，三種支座鉸軸處的接觸應(yīng)力校對完成后，都符合相關(guān)的要求。與此同時，填充聚四氯乙烯復(fù)合夾層滑板和不銹鋼板的接觸應(yīng)力，經(jīng)過相關(guān)的試驗測定，也符合要求。側(cè)滑限位擋板的強度，按照相關(guān)的規(guī)定進行校核之后，也是符合要求的。
為了能夠更加清晰的對支座的應(yīng)力分布進行了解，需要對支座進行有限元的應(yīng)力解析。通過相關(guān)的分析，其結(jié)果顯示：對本工程來說，其支座的最大VON MISES應(yīng)力的大小應(yīng)該小于100MPa，這個壓強對于屈服強度是270MPa的ZG270-500鑄鋼來說是非常安全的；其次，聚四氯乙烯滑板平面上的VON MISES應(yīng)力大小范圍是11到20MPa之間。因為聚四氯乙烯有著非常好的適應(yīng)性，與此同時，有限元分析有一定的局限，因此，我們可以肯定的是滑板上的應(yīng)力比計算的要均勻的多。
在額定荷載下，支座有限元應(yīng)力分析的結(jié)果如下面的圖表所示：
部位 所用材料 有限元應(yīng)力分析結(jié)果（MPa） 材料能夠允許的應(yīng)力（MPa）
上擺鉸軸瓦外伸凸臺上面部分 ZG270-500 41.1 150
上擺縱向肋板下面部分 ZG270-500 77.6 150
下擺伸凸臺下面部分 ZG270-500 59.2 150
下擺縱向肋板上面部分 ZG270-500 74.6 150
滑動底板 Q345A 34.4 200
聚四氯乙烯滑板 LR516 24.8 60
表一 支座有限元應(yīng)力分析數(shù)據(jù)結(jié)果
結(jié)語：
橋梁的支座作為橋梁上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)的中樞地帶，在整個橋梁的建設(shè)中有著極為重要的作用，且橋梁支座直接影響到了橋梁的使用性能、使用結(jié)構(gòu)以及使用的壽命。盡管我國的設(shè)計人員和研究人員對新型的橋梁支座進行了更加深入的研究，但是隨著科學(xué)技術(shù)和施工設(shè)備的快速發(fā)展與完善，人們對橋梁的建設(shè)結(jié)構(gòu)有了新的要求。對于鐵路橋梁來說，使用新型滑板鉸軸鋼支座，能夠使得傳力更加均勻，同時建筑高度也比較低，還能節(jié)省原材料。因此這種鋼支座的設(shè)計成功必將會推動我國橋梁建設(shè)的不斷發(fā)展。
參考文獻：
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[關(guān)鍵詞]公路橋梁 抗震設(shè)計 地震 地基
中圖分類號：U1 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）02-0000-01
一、引言
近幾年來，在我國乃至世界都頻頻發(fā)生地震災(zāi)害，其中公路橋梁等交通工程在地震中遭到嚴重的破壞，所造成的財產(chǎn)損失是不可估量的。所以，需要對公路橋梁抗震設(shè)計進行深入的研究。從當(dāng)前的地震破壞程度來看，我們有必要增強橋梁的抗震能力，做到預(yù)防為主兼顧治理，并對現(xiàn)有的橋梁做好全面深入的調(diào)查，建立檔案，做好抗震設(shè)計工作，這是增強公路橋梁抗震能力的有效措施。
二、地震對公路橋梁的破壞及原因
1、對梁式橋梁地震位移所造成的上部活動節(jié)點處因蓋梁寬度設(shè)置不足導(dǎo)致落梁或梁體相互磁撞引起的破壞，而對拱式結(jié)構(gòu)則主要表現(xiàn)在拱上建筑和腹拱的破壞，拱圈在拱頂、拱腳產(chǎn)生的破損裂縫，甚至?xí)麄€隆起變形。
2、橋臺震害主要表現(xiàn)為橋臺與路基一起滑動并移向河心，致使橋頭、重力式橋臺的胸腔及樁柱式橋臺的樁柱出現(xiàn)不同程度的沉降、開裂、傾斜和折斷等。除此之外，橋頭的沉降還會導(dǎo)致翼墻被損壞并致使其開裂，進而重力式橋臺胸腔開裂會引起整個臺體被移動并下沉。
3、地基與基礎(chǔ)震害在地震力作用下地基中的砂土?xí)灰夯灾碌鼗ВA(chǔ)沉降或不均勻沉降，從而導(dǎo)致地面較大變形，地層發(fā)生水平滑移、下層、斷裂等，加大了地面位移從而加劇了結(jié)構(gòu)反應(yīng)。地基與基礎(chǔ)震害使路面、橋梁發(fā)生坍塌，給震后修復(fù)工作帶來困難。
4、發(fā)生地震時會使在松軟地基上的橋梁在發(fā)生河岸滑移導(dǎo)致全橋長度的縮短而造成的比較嚴重的震害。橋墩震害在地震力作用下橋墩會不同程度的傾斜、沉降、滑移、開裂、剪斷和鋼筋扭曲。
三、橋梁的主要震害形式
1、上部結(jié)構(gòu)的破壞
上部結(jié)構(gòu)自身因直接受地震力而破壞的現(xiàn)象極為少見，但因支撐面過小、支承連接件失效或下部結(jié)構(gòu)失效等引起的落梁現(xiàn)象在破壞性地震中常有發(fā)生。橋梁上部結(jié)構(gòu)震害按照產(chǎn)生的原因不同，可以分為結(jié)構(gòu)震害和位移震害。其中較為常見的是位移震害。橋梁位移震害主要表現(xiàn)為上部結(jié)構(gòu)的縱向位移、橫向位移以及扭轉(zhuǎn)。如果上部結(jié)構(gòu)的位移超過了墩、臺等的支撐面，則會發(fā)生更為嚴重的落梁震害。為了能避免上部結(jié)構(gòu)的破壞，應(yīng)該從如何使梁與支撐連接件連接更可靠、使下部結(jié)構(gòu)以及基礎(chǔ)更穩(wěn)定、變形更小來考慮。
2、下部結(jié)構(gòu)的破壞
產(chǎn)生下部結(jié)構(gòu)的震害主要原因為：受較大水平地震力瞬間反復(fù)的震動，引起下部結(jié)構(gòu)損壞，輕微的破壞造成混凝土保護層剝落、墩臺身開裂和縱向鋼筋屈曲等，嚴重的破壞便會造成墩臺的嚴重傾斜、剪斷或折斷、倒塌等。公路橋梁中廣泛采用了鋼筋混凝土柱式墩，在歷次地震中的破壞大多發(fā)生在蓋梁下方或柱身與基礎(chǔ)的連接處。
3、支座的破壞
橋梁支座是橋墩與梁體聯(lián)系、傳力的關(guān)鍵部位，它的破壞直接影響到梁體和橋墩。強大的地震力導(dǎo)致支座連接件的破壞，嚴重的造成橋梁上下部結(jié)構(gòu)失去聯(lián)系，引起落梁。支座的破壞主要表現(xiàn)為以下幾種形式：支座錨固螺栓拔出、剪斷、活動支座脫落及支座本身構(gòu)造上的破壞。其中，最為普遍的就是地震中橋梁支座的破壞。
4、墩柱震害
墩柱的震害主要有塑性鉸破壞和剪切破壞這兩個方面的特征。柔橋墩柱在地震力的作用下，墩柱底部、頂部和墩柱與系梁連接處容易出現(xiàn)塑性鉸，塑性鉸混凝土在反復(fù)地震作用下剝落、破碎，進而便失去了承載能力。剛性墩在地震作用下，變形能力小，主要以強度抵抗地震力，當(dāng)?shù)卣鹆Τ狡涑休d強度時，剪切破壞就會由此產(chǎn)生。
5、基礎(chǔ)震害的破壞
擴大基礎(chǔ)自身的震害是很少發(fā)生的，主要原因就是地質(zhì)條件不良而出現(xiàn)了基礎(chǔ)沉降、滑移和傾斜等；樁基礎(chǔ)的破壞現(xiàn)象則時有發(fā)生，而且不易及早發(fā)現(xiàn)。基礎(chǔ)的破壞與地基的破壞緊密相關(guān)，地基破壞主要是指地震作用下因砂土液化、不均勻沉降及穩(wěn)定性不夠等因素導(dǎo)致的地層水平滑移、下沉、斷裂。
四、公路橋梁抗震設(shè)防的主要措施
1、選擇地段
在設(shè)計之初，路橋項目工程的設(shè)計者就要對建筑地段合理的選擇，對當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)資料和地震活動有準確的掌握，盡量避開基本烈度較高的地區(qū)和震害危險性較大的等不宜建筑的地段，采取適當(dāng)?shù)姆雷o措施。
2、合理的設(shè)計結(jié)構(gòu)方案
國內(nèi)外橋梁抗震研究人員一直都在研究橋梁的合理構(gòu)造措施，合理的構(gòu)造措施可以提高整體的延性及滯回耗能能力。一般情況下，項目設(shè)計者在確定路線和控制點時，利用好當(dāng)?shù)氐牡匦魏偷貏荩扇『侠淼脑O(shè)計方案，協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)物的長度和高度，以減少各部分不同性質(zhì)的振動所造成的危害作用，以確保橋梁的防震水平，從根本上減少自然平衡條件的破壞。
3、對橋梁系統(tǒng)中抗震強弱部分進行分析
根據(jù)多年來查閱資料，我們可以看出橋梁下部結(jié)構(gòu)崩塌現(xiàn)象比較嚴重，相比較而言，橋梁上部結(jié)構(gòu)的抗震能力比較好，震害會導(dǎo)致橋梁上部結(jié)構(gòu)中橋梁端撞損、梁片分離，橋梁的主要功能不受影響，震后修復(fù)也比較容易。盡量減輕結(jié)構(gòu)的自重和降低其重心，以減小結(jié)構(gòu)物的地震作用和內(nèi)力，提高穩(wěn)定性。
4、橋梁延性設(shè)計抗震設(shè)計
延性設(shè)計抗震設(shè)計主要是利用結(jié)構(gòu)及構(gòu)件自身的延性耗能能力來抵抗抗震的破壞作用，在設(shè)計時主要是通過增加結(jié)構(gòu)及構(gòu)件延性來實現(xiàn)的，如梁體與墩、臺的連接處增加隔震支座，可以有效的減少墩、臺所受的水平地震力；利用橋墩延性抗震，采用隔震支座及阻尼器相結(jié)合的系統(tǒng)來達到減震的目的，從而提高橋梁的安全性能。適當(dāng)降低結(jié)構(gòu)剛度，使用延性材料提高其變形能力，從而減少地震作用。
5、防止橋梁落架設(shè)計措施
在公路橋梁設(shè)計上，我們應(yīng)該考慮主梁支承長度和主梁限位裝置，在主梁支承長度上應(yīng)放大取值，在縱向上我們可以設(shè)置縱向防落架構(gòu)造，縱向裝置不可妨礙縱向防落架構(gòu)造功能的發(fā)揮，同時在強震區(qū)橋梁上結(jié)構(gòu)應(yīng)該采用重量輕的鋼結(jié)構(gòu)連續(xù)體系，增加整體性，減小地震慣性作用。
五、結(jié)束語
綜上所述，我國是世界地震多發(fā)國家之一，公路橋梁這種典型的線狀工程地震易損性是很高的。目前，地震對于公路橋梁結(jié)構(gòu)的破壞規(guī)律是不可預(yù)測的。所以，設(shè)計人員要根據(jù)具體的地質(zhì)環(huán)境條件，結(jié)合著公路橋梁的結(jié)構(gòu)特點及合理的設(shè)計理念，控制好施工質(zhì)量，從多方面入手來盡量降低震害對公路橋梁的影響。
參考文獻
[1] 王克海《淺談公路橋梁抗震設(shè)計理念》[J]，《土木工程學(xué)報》2013年08期.
[2] 鄭丹《論橋梁抗震性能的評定》[J]，《公路交通技術(shù)》2011年04期.
【關(guān)鍵詞】橋梁；支座；設(shè)計；抗震設(shè)計
0 引言
橋梁支座作為橋梁的重要組成部分，在橋梁的整體中起著非常重要的作用，它使橋梁構(gòu)成一個整體，橋梁支座也是橋跨結(jié)構(gòu)的重要支撐部分，它是連接橋梁上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的重要部件。它能夠?qū)蚩缃Y(jié)構(gòu)的支撐反力傳給橋墩，并且它還需要能夠保證橋跨結(jié)構(gòu)在荷載和溫度變化的作用下具有設(shè)計時所要求的一些靜力條件，從而能夠適應(yīng)梁體轉(zhuǎn)動和自由伸縮的需要。并且還應(yīng)該具備便于安裝、維修和養(yǎng)護的作用，支座還必須能夠保證在墩臺上的位置充分的固定，不能滑落。橋梁支座的好壞直接影響著橋梁的整個結(jié)構(gòu)，因此對橋梁支座的研究是非常重要的。
1 橋梁支座的分類
按支座變形的情況分為：固定支座、單項活動支座、多向活動支座。
按支座材料的情況分為：鋼支座、混凝土支座、鉛支座、聚四氟乙烯支座、橡膠支座。
按支座結(jié)構(gòu)形式分為：弧形支座、板式橡膠支座、搖軸支座、盆式橡膠支座、球型支座等。
下面簡單介紹幾種支座：
（1）板式橡膠支座
板式橡膠支座由數(shù)層薄橡膠片與薄鋼板鑲嵌、粘和、壓制而成。它需要具有足夠的豎向剛度，以承受垂直荷載，能將上部結(jié)構(gòu)的反力可靠地傳遞給墩臺，需要有良好的彈性，以適應(yīng)梁端的轉(zhuǎn)動，有較大的剪切變形以滿足上部結(jié)構(gòu)的水平位移。板式橡膠支座適用于中小跨徑的公路、城市和鐵路橋梁。我國公路橋梁規(guī)范規(guī)定，標準跨徑20m以內(nèi)的梁和板橋，一般可采用板式橡膠支座，但在實際應(yīng)用中往往超越上列跨徑界限，只要嚴格按設(shè)計原則考慮，均能取得比較滿意的結(jié)果。板式橡膠支座有矩形和圓形兩種。國產(chǎn)板式橡膠支座的支座承載能力范圍可在150～7000KN間。
（2）盆式橡膠支座
盆式橡膠支座是鋼構(gòu)件與橡膠組合而成的新型橋梁支座。具有承載力大、水平位移量大、轉(zhuǎn)動靈活等特點，適用于支座承載力為1000KN以上的大跨徑橋梁，也適用于城市、林區(qū)、礦區(qū)的橋梁。盆式橡膠支座按使用性能可分為：雙向活動支座（又稱多向活動支座），具有轉(zhuǎn)動和縱向與橫向滑移性能；單向活動支座，具有轉(zhuǎn)動和單一方向（縱向或橫向）滑移性能；固定支座僅有轉(zhuǎn)動性能。
（3）大噸位的球形鋼支座
隨著大跨度橋梁結(jié)構(gòu)的發(fā)展，要求橋梁支座的承載能力大，同時具備適應(yīng)大位移和轉(zhuǎn)角的要求。球形鋼支座傳力可靠，轉(zhuǎn)動靈活，它不但具備盆式橡膠支座承載能力大，允許支座位移大等特點，而且能更好的適應(yīng)支座大轉(zhuǎn)角的需要，與盆式橡膠支座相比具有如下優(yōu)點。
①球形鋼支座通過球面?zhèn)髁Γ怀霈F(xiàn)力的縮頸現(xiàn)象，作用在混凝土的反力比較均勻。
②支座各向轉(zhuǎn)動性能一致，適用于寬橋、曲線橋。
③支座不用橡膠承壓，不存在橡膠老化對支座轉(zhuǎn)動性能的影響，特別適用于低溫地區(qū)。
（4）拉力支座
在連續(xù)橋梁、懸臂橋梁、斜橋、寬懸臂翼緣箱梁橋以及小半徑曲線橋上，因荷載的作用，在某些支點上產(chǎn)生拉力，在這種情況下，必須設(shè)置能抗拉、并且能承受相應(yīng)的轉(zhuǎn)動和水平位移的支座。球形鋼支座、盆式和板式橡膠支座都能變更功能作為拉力支座，這種變更既可用于固定支座，還可用于活動支座。板式橡膠拉壓支座能夠用于拉力較小的橋梁，對反力較大的橋梁則用球形抗拉鋼支座或盆式拉力支座更適合。但是，支座拉力超過1000KN時，上述結(jié)構(gòu)則不經(jīng)濟。
（5）減震隔震支座
地震地區(qū)的橋梁支座不僅應(yīng)滿足支承要求，同時應(yīng)具有減震、防震等各種功能。按抗震要求設(shè)計的支座必須具有抵抗地震力的能力；而減、隔震支座的作用是盡可能地將結(jié)構(gòu)或部件與可能引起破壞的地震地面運動分離開來，以大大減少傳遞到上部結(jié)構(gòu)的地震力和能量。目前國內(nèi)主要的減、隔震支座和抗震支座的類型有新型減震橡膠支座、抗震型球形鋼支座、高阻尼橡膠支座和鉛芯橡膠支座。
2 支座設(shè)計計算（以板式橡膠支座為例）
2.1 確定支座的尺寸
支座尺寸包括支座平面面積與支座高度兩部分數(shù)據(jù)的確定。
支座平面面積可以這樣計算：
支座橡膠層總厚度Σσ1：則Σσ1滿足（la/10）≤σ1≤（la/5），即20 ≤σ1≤40要求。同時不計制動力時σ1≥2ΔL
其中Nmax為最大的支點反力；A為橡膠支座的平面面積；δ為支座的平均許用應(yīng)力。Δla=-Δt×αt×l×β
根據(jù)S=la×lb/2×（la+lb）×δ1
支座高度由橡膠高度與鋼板高度兩部分構(gòu)成，橡膠高度由支座所要提供的剪切變形量（它將決定縱向位移量）來確定，而且要符合規(guī)范中要求總高度小于等于支座沿橋縱向長度的1/5的規(guī)定。鋼板高度即為約束橡膠片各層薄鋼片的厚度之和。
2.2 驗算支座偏轉(zhuǎn)與壓縮變形
橋跨結(jié)構(gòu)在支座處會產(chǎn)生轉(zhuǎn)角，支座通過不均勻壓縮來提供這種轉(zhuǎn)動能力，同時支座與橋跨結(jié)構(gòu)之間不能有“脫空”現(xiàn)象發(fā)生，支座的平均壓縮量越大這種轉(zhuǎn)動能力就越強，這就要求在轉(zhuǎn)角一定的條件下，支座要保證一個最小的平均壓縮量Δs，Δs可以這樣求得：Δs=-Δt×αt×l×β
其中，E為橡膠支座的彈性模量；Σσ1為橡膠層的總高度。
此外，規(guī)范還規(guī)定了支座平均壓縮量的最大值不應(yīng)超過橡膠總厚的5%。
2.3 驗算支座抗滑
支座要想發(fā)揮起作用，必須要保證其處于設(shè)計的位置，在水平力作用下在支座與橋跨結(jié)構(gòu)的接觸面上以及支座與墩臺的接觸面上不能出現(xiàn)相對滑動，這種保證來自于支座與混凝土之間要有足夠的摩擦力，摩擦力的大小可以通過壓力與摩擦因數(shù)再考慮一定的經(jīng)驗系數(shù)來確定。
3 減震隔震支座的設(shè)計分析
3.1 減震隔震支座的設(shè)計
減隔震支座設(shè)計的目的是使地震作用下大部分能量集中于減隔震支座，而降低下部結(jié)構(gòu)所承受的慣性力和延性需求。工程結(jié)構(gòu)抗震減震控制的方法按照是否有外部能源輸入可分為以下五類：①被動控制（無外部能量輸入）；②主動控制（有外部能量輸入）；③半主動控制（有少量能量輸入）；④混合控制（有部分能量輸入）；⑤智能控制（有少量能量輸人）。多質(zhì)點體系地震作用下振動方程為：[M]{X″}+[C]{X′}+[K]{X}=-[M]{I}{Xg″}其中，[M]、[C]、[K]分別為結(jié)構(gòu)的質(zhì)量、阻尼、剛度矩陣；{X}、{X′}、{X″}分別為結(jié)構(gòu)反應(yīng)的位移、速度、加速度矩陣；{Xg″}為地面運動的加速度矩陣。可見，橋梁結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)與地面運動的加速度、結(jié)構(gòu)的質(zhì)量、阻尼和剛度有關(guān)。與傳統(tǒng)的依賴加大結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸，增大配筋率，以提高結(jié)構(gòu)剛度的“硬抗”方法相比，按上述思想與方法進行減震隔震設(shè)計，較大的節(jié)約了工程量，經(jīng)濟效益顯著。
3.2 防震支座與防護設(shè)施的施工為使支座及其防護措施能夠正常使用，發(fā)揮減震隔震的作用，支座的施工質(zhì)量要求較高
依據(jù)抗震支座及其防護措施的施工經(jīng)驗，總結(jié)以下施工注意事項：（1）支座頂面要嚴格保持水平。先對墩臺頂面的墊石用砂輪打磨平整，其平整度誤差控制在1mm以內(nèi)。然后，均勻地鋪厚度相同的環(huán)氧樹脂砂漿，放置支座，擰緊螺栓。（2）安裝支座后，應(yīng)在鋼盆內(nèi)的位移槽中填塞泡沫或棉絮，以避免梁體施工時，混凝土及雜物落入支座內(nèi)，最終影響支座的自由位移。臨時支座拆除后，及時將泡沫或棉絮取出。（3）臨時固結(jié)支座施工與拆除，勿損害永久支座。尤其拆除，若人工拆除，防止混凝土碎碴和切割鋼筋時碎片等落入支座滑移槽。可采用微膨脹炸藥拆除，方便快捷。
4 結(jié)束語
橋梁支座作為橋梁的重要組成部分，在橋梁的整體中起著重要的作用，它將直接影響橋梁結(jié)構(gòu)的使用性能和壽命。作為橋梁重要構(gòu)件的支座在應(yīng)用中存在的質(zhì)量隱患令人擔(dān)憂，對結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性產(chǎn)生不容忽視的影響。
【參考文獻】
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