橋梁結構論文匯總十篇

序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇橋梁結構論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

一、系統論

1945年貝塔郎菲提出了一般系統論的新思維，隨后維納、申農分別提出了控制論和信息論，從而使得人們對事物整體和部分的關系看法由機械整體性發展到系統整體性。60～70年代間，系統科學出現了耗散結構論（普里高津）、協同論（哈肯）、超循環論（艾根）和突變論（托姆），主要討論系統的存在、發展和消亡，強調任何一個凈化系統都能夠自行組織，并且不同要素之間具有協調作用。70年代以來，對系統最核心的問題即系統機制的研究得到廣泛關注，出現了對系統機制解釋的混飩理論、分形理論、孤波理論等，構成了系統動力學理論，主要考察系統的非線性機制。

凡物皆系統，考察任何系統都要對其要素、結構、功能、環境等方面進行分析。系統具有以下主要特性：①加和性和非加和性；②整體不等于部分之和；③整體功能取決于要素、結構和環境；④結構決定了系統的功能。系統處于非平衡態，需要外加的能量（或信息）來維持，因此，能夠產生新的結構的系統一定是開放的。系統遠離平衡態失穩以至形成新的結構要依賴于非線性的反常漲落。漲落在遠離平衡時起驅動作用，不可逆性會導致新的結構，產生新的質。

系統論已被應用于很多領域，本文旨在應用系統研究的思想來系統地理解橋梁結構的一些新領域，進而將系統機制理論引入橋梁系統的研究。

二、橋架結構系統

橋梁是由多種材料、不同結構組合而成的復雜系統。橋梁結構系統的要素、結構、功能及環境的簡要示意圖。橋梁結構系統是橋梁工程大系統的一個子系統，不同的橋梁結構體系又構成各個更低層次的子系統。要素中的各種基本構件也構成一個層面上的系統，有其自身的要素、結構、功能和環境。

橋梁結構系統整體不等于部分之和。單個基本構件，比如單個梁構件，是無法實現跨越峽谷甚至海峽的目的的，而多個構件按照一定的構造規則組成懸索橋或斜拉橋就可以實現。結構系統的整體功能取決于構件單元、結構體系和環境狀況，其中起決定性的是系統的結構，通常只有大跨斜拉橋和懸索橋才能作為跨海大橋的候選橋型，對抗震性能要求較高的地區，應選用抗震性能較好的結構系統，如連續剛構、斜拉橋等，或對連續梁等橋型進行結構的改進，設計支座單元，達到減震目的。

耗散結構理論認為，在遠離平衡狀態的非平衡區內，在非線性的非平衡作用下系統演化方向是不確定的，系統的平衡可能失穩，發生突變或分又，系統呈現出新的結構穩定狀態。這種結構是一種非平衡的結構，接受環境注入系統的負熵流才能穩定。橋梁的非線同樣體現了這一思想，橋梁的失穩為系統突變所致，地震荷載作用下的橋梁系統的延性抗震性能也是結構非線性性能的體現。

三、橋架結構的系統研究思路

1．系統識別與健康監測

結構系統識別是通過試驗和計算機來實現對結構的建模。橋梁結構可以看作一?quot;灰箱"系統，處于一定環境中的橋梁結構，一定的輸入對應一定的輸出，通過對系統輸出和輸入的分析，可以實現對結構系統的判斷和識別。對這樣一個灰箱的識別首先應確立一個由梁整體監測的許多困難，對橋梁在使用年限內工作特性的變化缺乏全面深入的研究，難以建立客觀同一的橋梁狀態評估標準。所以整個技術的成功開發乃至系統目標的最終實現有賴于更好地結合系統自身的要素、結構和系統工作環境。

具體實現橋梁結構系統的健康監測與狀態評估，當前主要有以下幾方面的工作【2】

（1）針對系統輸出：開發和應用以無線通訊技術為手段的數據采集系統；開發能適用于交通荷載風荷載及定點測試荷載的傳感器最優布設技術；

（2）針對系統輸入和輸出的反向分析：采用動態邊界子結構原理，開發以結構模型修正法為基礎的結構損傷識別技術；研究非線性結構模型的時域評估方法及系統識別技術；尋找更適合橋梁監測的新指紋；開發橋梁觀察與監測收據管理系統及決策專家系統；綜合良態建模技術，改善有限元模型修正方法；

（3）系統分析的終端應用：根據觀察與監測的結果分析實橋的剩余承載能力；建立橋梁安全準則及能用于橋梁整個壽命過程經濟評價的估價模型。

2．系統控制

古典控制理論起源于本世紀20年代，主要以單變量線性定常系統為研究對象，以頻率法為主要方法研究控制系統的動態特性。50年代以來，逐漸出現了多變量系統、系統靈敏度分析、動態系統測試狀態空間方法和Bellman動態規劃等現代控制理論方法【5】。

在系統與控制理論中，主要研究動力學系統。橋梁結構在動力荷載作用下，表現為不確定性的隨機系統，其非線受到越來越多的關注和研究。尤其在橋梁的抗震和抗風領域，近年來從傳統的抗震抗風設計思路發展到結構控制思想。目前的結構控制方式主要有被動控制、主動控制和混合控制，被動控制是通過支座、阻尼器等裝置來消耗輸入系統的外部環境能量；主動控制的基本思想是通過主動施加外部能量來抵消和消耗環境輸入能量，使偏高平衡狀態的系統在新的注入能量流作用下找到平衡。

早在1890年，最早的隔震器就產生了，當前已應用的有疊層橡膠、旋轉彈簧等多種支座和彈塑性、粘性、干摩擦等阻尼器用于對系統的被動控制。Constantinou在1991年提出了采用位移控制裝置和滑動支座相結合的滑動隔震體系，最大限度地減少了輸入能量向結構系統的傳遞[4].

有些主動控制技術（如AMD）已經進入實用階段，在日本已經建成了一批主動控制的建筑。通過主動控制，一方面可以用最有效的方法抵抗外部激勵，另一方面可以直接減小輸入到結構上的激勵水平。當前有主動連桿控制技術和主動調質阻尼器系統（AMD）技術實現對系統的主動控制。混合控制系統當前主要有對振動控制系統、混合基礎隔震系統和可變阻尼系統。當前的這些技術還處于發展之中，不但在橋梁抗震抗風領域，而且在房屋等建筑領域甚至是整個土木工程都有廣闊的應用前景。

3．系統非線性機理

傳統自然科學趨向于強調穩定、有序、單一、均勻與平衡，帶有線性的色彩，到本世紀70年代前后，自然科學的鋒芒開始轉向現實世界的失穩、無序、多重性、不均勻和非平衡等方面。非線性系統已成為自然科學的主要研究對象，因為非線性是一切復雜現象的本源[5]。

1973年，費根包姆提出的混飩理論大大推進了非線性理論在系統科學中的應用，混飩理論、分形論、孤波理論共同構成系統動力學理論，探討系統的非線性機制。橋梁結構系統也是一個混飩系統，具有不可預測性、不可分解性和存在規律性，而且這一混飩系統具有分形性質，即自相似性。這里重點討論橋梁系統動力學行為特別是橋梁抗震系統中的分形特征。

（1）分形與分維

1977年，Mandelbrot出版了專著《分形、機遇和維數》（Fractal：Form，ChanceandDimension，Freemen，SanFrancisco,1977），標志著分形理論的誕生。分形是其組成部分以某種方式與整體相似的形，即分形是指一類無規則、混亂而復雜但其局部與整體有相似性的體系。

數學家按一定的規則構造出具有嚴格自相似性的規則分形集合。如康托爾三分集、謝爾賓斯基墊片、柯曲折線等。柯曲折線的結構，具有嚴格的自相似性。自然界中被認為是分形系統的海岸線、云層邊緣、地球表面、斷口表面以及液體湍流等，沒有一個嚴格意義上的分形，其自相似性是近似的或統計意義上的相似，分形自然體在局部和整體的某種相似性通常只是在某些特定的尺度范圍內才成立，這些尺度范圍被稱為"無標度區"，這種只在無標度區內具有自相似性的分形也稱隨機分形。形態（結構）、信息、功能或時間上具有自相似性的客體稱為廣義分形[6]。

在實際問題中，為了考察一個事物是否存在局部和整體的相似性，只要檢驗該事物是否存在"無標度區"即可。以尺度r把事物分成N個相似的部分，對變化的r畫出igr－lgN曲線，然后檢驗曲線上是否存在明顯的直線段，直線段對應的r的區域即是無標度區。此方法的理論依據是自相似集的相似維數（一lgN／lgr）是不依賴于尺度r的一個常數。分維是描述分形特征的定量參數，因為所描述的具體對象不同，分維計算的具體形式也有多種，如相似維數、容量維數、信息維數、關聯維數、集團分維和質量分維等。

地震學界已開始對地震的時、空、強度分維及其多分維進行了大量研究。普遍認為地震是多重分形的。分維值在地震前后的變化為探討地震前兆場的復雜性提供了有效的分析工具。在橋梁抗震中，結構破壞與地震輸入和結構反應特征有關。從彈性反應譜的三聯譜中，很容易發現無論是巖石場地彈性反應譜還是結構的彈性反應譜均具有明顯的分形特征。P．S．Symonds對一個具有兩個自由度的梁構件模型在瞬時沖擊荷載作用下的彈塑性反應進行了分維研究，計算得自相似維數為0.78，表明位移反應圖對沖擊荷載標度具有獨立性［7]。

（2）橋梁抗震及分形特征

如同分形廣泛存在于自然科學和社會科學的諸多領域中一樣，分形同樣存在于橋梁抗震領域［10］

①作為輸入荷載的地震動，其能量具有分形特征，而且能量分維Dfe有可能成為地震預報的新參數。

②地震動反應譜，作為地震動特性與結構動力反應相互聯系的紐帶，也是統計意義上的分形結構，它也決定了結構反應的分形特征，特別是以周期為標度，結構反應應該與反應譜具有一致的無標度區。

③對墩柱破壞準則的研究發現，變形一能量雙重破壞準則的破壞指數是劃分橋梁域往不同破壞程度的合理指標，以輸入地震動的峰值或以墩柱體積配箍率為標度，破壞指數具有近似分維特征。建立連續梁橋等代分析模型，代替復雜的結構有限元模式來分析結構的地震反應。通過理論分析與橋例計算可見，以剛度比為標度，結構周期、墩底彎矩和墩頂位移反應存在無標度區；以周期為標度．墩底彎矩和墩頂位移反應同樣具有明顯的分形特征．與反應譜所體現的分形特征一致【8】。

結合南京長江二橋南漢橋和楊浦大橋兩個橋例，建立有限元模型，考慮邊跨主跨跨徑比、梁墩剛度、局部構件、支座單元等對結構動力反應的影響。通過分析可以發現，對于不同的標度，無論是跨度比、梁墩剛度比還是支座的剛度等等。動力反應都表現出近似多重分形特征，分維值可以反映動力反應對于不同標度的敏感程度【9】。

研究橋梁結構動力特性是否具有分形特征，是分形和分維概念應用于橋梁結構動力分析領域中的關鍵點。通過對國內外大量已有實橋動力特性資料的統計和橋例分析可見［10］：

①斜拉橋的縱飄基頻對于跨徑尺度，主塔側彎基頻對于塔高，體系堅彎基頻對于跨徑，側彎基頻對于跨寬比以及扭轉基頻對于跨徑都具有統計意義上的分形特征。

②懸索橋豎彎基頻、側彎基頻及扭轉基頻對于跨徑或主纜垂度，具有統計分形特征，利用分數維，可以得到比常用估算公式更為接近實橋值的基頻簡化計算公式。

③對于梁橋動力特性的大量實測結果表明，簡支梁橋基頻對于跨徑標度是分維為0.923～0.933的統計分形結構。以橋長為標度，小跨徑橋梁的基本側向周期分維為1.20。橋梁結構系統涉及參數多，統一的規律多存在于定性階段。分維的概念使得對于性質的認識可以定量描述，正如在許多領域，分維對非線性、無規則現象的描述那樣。顯然，這還需要大量的工作和艱辛的努力。以上分析表明，混飩系統存在規律性，分形就是描述這種規律的一種理論，事實上，分形規律不僅僅在橋梁抗震領域存在，在橋梁大系統中乃至整個土木工程領域中都廣泛存在著。

四、結論

通過以上分析可見：

（1）橋梁結構是一個要素和結構復雜、具有生存環境和結構功能的動力學系統；

篇（2）

某橋梁工程6#墩基礎采用鉆孔灌注樁基礎，基礎之上為承臺，每個承臺上設一個墩柱，雙墩柱之上為蓋梁。6#墩樁基礎、承臺、墩柱和蓋梁結構均處于鐵路30m范圍內，施工均列入臨近營業線施工范圍。所有施工都必須在鐵路運行天窗進行，且必須嚴格按照臨近運營線施工安全管理規定進行，施工環境非常復雜、施工條件差、施工難度大。

2主要施工方法

(1)基礎施工

6#墩基礎是由4根準1.2m長的鉆孔灌注樁基礎組成，，樁的長度為22m，可用C30混凝土灌注，灌注樁時注意讓樁端嵌入巖層。樁基礎持力層為中風化巖層，可用CZ－5型沖擊鉆機鉆進成孔。在成孔前要先確定鉆機的位置，注意使鉆機鉆錘的中心與樁孔的中心保持在同一垂線上，穩定好扒桿和攬風繩。在成孔鉆進過程中，要先用小沖程慢慢的鉆進，使鉆頭全部進入土層后，查看樁位復測是否合格，合格后再進行正常鉆速鉆進。同時要注意，地勘結果不同的地層，要采用不同的沖程和泥漿的比重，做好記錄。在鉆進中遇到數據突變等異常情況時要及時排查原因，排除隱患，再進行鉆進。吊放鋼筋籠時也要據計算確定吊裝點，注意入孔時須對準孔位輕放、慢放，防止碰撞孔壁，混凝土澆筑要保證一次性連續澆筑完成，這樣可保證整根樁混凝土均勻，密實。

(2)承臺施工

根據本承臺基坑支護的特點，可采用支護結構受力簡單，明確的鋼板樁支護方案，它不僅對基坑支護有很可靠的穩定性，其在插打工藝上機械設備也都狠成熟，工程造價低，可在鋼板樁插打后拔除重復使用，施工速度也挺快。對于6#墩的承臺，它的平面尺寸是4.8m×4.8m，厚度是2.4m的鋼筋混凝土做的矩形承臺。承臺的開挖主要以機械為主，人工為鋪的分層開挖，按基坑邊坡1∶1的比例開挖。當基坑開挖超過基坑底標高的20cm時，改用人工開挖，破壞基底的原狀土結構，便于之后的施工。在整平基底后，進行基底驗槽，合格后才能開始用混凝土澆筑墊層，在樁基檢測合格后，才能進行承臺的施工。承臺模板由于都是采用大塊拼裝的鋼模板，在用吊機分塊吊裝時注意用法蘭螺栓連接，并用混凝土一次連貫建筑成型，澆筑砂石泵采用6BS，并采用初凝時間大于6小時的C30標號混凝土，其塌落度在15－18cm間，注意澆筑中應充分振搗，使混凝土密實。

(3)墩柱施工

本工程6#墩墩柱為雙柱墩，墩平面為1.7×1.85m(橫橋向×縱橋向)的矩形，高6.641m，平面四角設半徑15cm的倒圓，采用C40混凝土澆筑。為了能夠保證墩柱的外觀質量，墩柱模板可采用表面平整光滑，拼接嚴密的定型鋼模板，連接時可采用連接螺栓來栓接，為保證接縫的平整，還可設定準確的定位孔并用銷釘過渡配合使用。墩柱混凝土澆筑是分層澆筑的，但每層的澆筑都必須保證一次澆筑完成，每層的厚度也都要控制在30cm左右。可以用串筒下料，要注意串筒口與澆筑面間的距離盡量控制在2m內，邊澆筑邊用振動棒振搗，這樣可保證澆筑的混凝土的密實性。

(4)蓋梁施工

蓋梁支架采用滿堂式和碗扣式鋼管腳手架，支架底落在承臺頂高程處，承臺間及兩頭需開挖并進行地基硬化處理，其中承臺基坑范圍用山皮石回填，基坑范圍外用30cm厚山皮石回填，用10cm厚碎石墊層和20cm厚C20混凝土進行硬化，來達到滿足支架地基的承載力。安裝蓋梁模板，先要沿著橫橋方向在碗扣支架頂托上安放10槽鋼，并在沿橋縱向槽鋼上每隔20cm布置10×10方木，在方木上鋪設15mm厚竹膠板，蓋梁側模板用15mm厚竹膠板，模板外側在豎直方向每隔15cm安放5×10方木，方木外側安放2道水平鋼管圍棱，另外還需沿水平方向和豎向每間距0.61m設置準20對拉螺桿，保證模板穩定。蓋梁骨架鋼筋采用閃光對焊或雙面焊接成型，鋼筋骨架在平地上制作焊接成型，吊裝至蓋梁上搭架子進行安裝，局部需焊接時底部需墊木板，焊接時不能燒壞底模，雙面焊縫長度不小于5d，焊縫要滿足要求。本工程蓋梁為變高蓋梁，結構體積將近200m3，為大體積混凝土結構。蓋梁混凝土澆筑擬分3次進行，第1次澆筑3.2m+0.55m高+擋塊部分，第2次澆筑1.84m高+擋塊部分，第3次澆筑支承墊石。蓋梁混凝土用C40商品混凝土，混凝土分層澆筑，每層澆筑厚度控制在30cm左右，邊澆筑邊用插入式振搗器振搗充分使混凝土密實。為防止混凝土內部因水泥水化熱反應導致溫度過高產生不良溫度裂紋，影響蓋梁施工質量，在蓋梁內每隔2m設置準=32mm的循環冷卻水管，在高度和寬度方向各布置一道。在澆筑承臺混凝土前應進行閉水試驗，保證管道嚴密性，管道還應與鋼筋綁扎牢固，確保管道在澆筑混凝土時不發生位移。

二橋梁下部結構施工中的質量控制關鍵點

1模板配置

橋墩的施工中，主要的就是模板的配置問題，它可以直接影響到整個橋墩工程施工的質量，所以，配置模板一般要注意以下幾點:首先就是確保模板的材料，數量齊全，保證施工所需;其次，對模板本身來說，它的質量，尺寸要嚴格按照規范要求執行，質量偏差要控制在有效范圍內;然后，用洗刷脫模劑的話，便于拆卸;最后，模板的剛度和強度上要保證，避免在施工中發生變形或者裂縫等現象，影響施工進度。

2鋼筋質量控制鋼筋

在橋梁施工中占據著重要的紐帶作用，是很重要的施工材料，因此在鋼筋入庫時，都要進行嚴格的質量檢測，檢驗等。鋼筋材料一定要有齊全的相關證書，經技術主管審核后可進入開料的程序，把鋼筋按編碼分開堆放，做好防潮防雨等措施，避免在使用前生銹而影響后期使用，要嚴格控制鋼筋的質量。

3混凝土質量控制

在混凝土質量控制上，主要就是控制各個實驗室的配比單操作了，是把各類原料按照一定比例混合攪拌生成混凝土，這個過程要加強監督，管理，控制原料的用量，成分，以及質量上要合格，才能生成合格的混凝土材料。

4施工管理要加強施工中的管理

對施工隊伍而言，要明確各個崗位的負責人，分工明確，落實到位，職責分明。指定完善的規章制度，和建立質量管理小組，健全質量管理體系。

篇（3）

中央數據庫部署在北京數據中心，采用Ora-cle/SqlServer群集，具體隨方案選擇而定。入庫方式:通過人工或網絡傳輸的方式獲取數據庫備份，經過導入程序入庫;中央數據庫存儲項目的歷史數據，其存儲數據量比現場數據庫要高出1～2個數量級。中央數據庫要支持快速的數據查詢、文件導入導出和Web訪問，主要功能如下:將經過處理的實時數據寫入現場數據庫;支持數據的歷史回放和離線分析;支持歷史海量數據庫的實時備份、清除和異地恢復;提供與評估軟件平臺的文件導出和數據接口;支持數據的后期操作和查詢、編輯、更改［3］。各模塊功能見表1，整體結構設計見圖2。

1．2現場數據庫

現場數據庫針對具體項目，部署在現場監控中心，存儲的是處理后的實時數據，要求定期備份、刪除、異地恢復、更新。實時數據的特點是數據量大，數據入庫較快。在設計現場數據庫的時候，主要考慮如下:各個監測類型原始數據互不干擾;數據寫入要求實時，考慮擁堵策略和故障恢復策略;靈活配置監測項、監測點的數據存儲庫表結構［4］;一定時期的歷史數據在線回放和分析;單一監測類型數據存儲(由于處理系統需要在較長時間內持續對采集數據進行處理，即使一種設備，持續累計多天的時候，數據量也會非常大，需要考慮以何種方式對多天數據進行組織)。現場數據庫配置版本為SQLServer數據庫。

1．3結構特征值數據庫

本數據庫主要存儲橋梁結構采集數據的特征值，包括結構應變、加速度、索力等原始數據的最大值、最小值、平均值及方差等，特點是數據量相對較小，但數據計算頻繁，使用頻率較高。此數據庫數據量小但關系較復雜，由于其入庫頻率相對于原始數據來說比較低，故采用較為簡單的單庫表結構。特征數據庫配置版本為SQLServer數據庫。

2海量數據庫詳細設計優化方案

2．1高速大容量數據存儲與管理

通過對系統的總體評估，擬采用以下措施解決系統中大數據量的存儲與管理問題。通過使用OracleRAC(集群)模式加強底層數據庫的處理性能;使用存儲過程的方式來進一步加強數據庫的交互性能;定期進行數據備份與清理，避免存儲過多的低使用率數據(比如，數據庫一般可以保持6個月到1年的數據，其它數據通過磁帶庫等存儲介質將數據備份轉移，減輕數據庫的處理壓力);對海量數據進行分區操作(例如針對按年份存取的數據，我們按年進行分區，不同的數據庫有不同的分區方式，而不同的文件組存于不同的磁盤分區下，這樣將數據分散開，減小磁盤I/O，減小了系統負荷，而且還可以將日志、索引存放于不同的分區下);建立廣泛的索引［5］。對大表建立索引，例如針對大表的分組、排序等字段，都要建立相應索引，一般還可以建立復合索引。當插入表時，首先刪除索引，插入完畢，建立索引，并實施聚合操作，聚合完成后，再次插入前還是刪除索引。要注意索引使用的時機，索引的填充因子和聚集、非聚集索引都要考慮。在對海量數據進行查詢處理過程中，查詢的SQL語句的性能對查詢效率的影響是非常大的［6］。在對SQL語句的編寫過程中，例如減少關聯，少用或不用游標，設計好高效的數據庫表結構等都十分必要。

2．2數據庫優化設計

橋梁結構橋梁索力數據量較大，由于實時數據處理系統平時的主要操作是橋梁索力的插入及數據查詢，對數據的實時性及可恢復性要求不高，并不要求絕對的精度，允許一定的數據損失，對數據庫的一致性、并發性及事物的隔離性要求不高，但對于大數據的吞吐量要求較高，故可將其定位為針對插入操作的OLTP系統及部分的OLAP系統［7］。所以考慮降低數據庫的隔離級別和并發一致性控制以提高數據庫性能，優先滿足海量數據插入的吞吐量要求。Oracle版本的數據庫優化設計如表2所示。

篇（4）

2水文地質情況

洪泥河全長25．8km，設計流量50m3／s，為區管二級河道，六級航道，性質為排水，規劃上河口寬度為50m、下河口寬度為25m。現狀洪泥河上河口寬度為45m、下河口寬度為25m、兩側放坡各10m；堤岸為土質邊坡，邊坡系數為1∶2．5。河底高程為－2．7m，堤頂標高為3．2～3．6m，洪泥河常水位為1．4m，洪水位為2．5m。根據區域地質資料和勘察，本工程所在場地為第四系全新統（Q4）海相、陸相及海陸交互沉積地層。從上而下地層呈層狀分布，按成因分為8層，按力學性質可進一步分成15個亞層。該區域主要由雜填土、素填土、粘土、淤泥質土、粉質粘土、粉土組成，各層土水平方向上總體分布穩定，從上而下土質漸好。本工程特殊性巖土主要為人工填土及淤泥質土，填土土質松散，淤泥質土土質軟對橋梁樁基施工有一定影響。

3地鐵與海沽道線位相對位置關系及安全要求

3．1位置關系

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

3．2地鐵盾構安全距離要求

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

（1）樁基先于盾構隧道施工（方案Ⅰ）：①在此工況下，橋梁樁基礎外邊緣距離盾構結構外邊緣的距離不得小于1．5m，隧道穿越時，周邊土體不需要加固；但樁基設計應考慮樁側摩阻局部損失。②為了保證橋梁樁基達到其設計強度，橋梁承臺及樁基施工完成至盾構側穿樁基的時間間隔應至少保證1個月。

（2）盾構隧道先于樁基施工（方案Ⅱ）。當盾構區間先行推進，樁基后施工，此種工況對區間隧道影響較大，橋梁樁基外邊緣至盾構結構外邊緣的最小距離不得小于4m，且周邊土體需要加固。方案Ⅰ對本工程樁基影響最小；方案Ⅱ對本工程樁基影響非常大，由于安全距離要求大，周邊土體需要加固，直接導致橋梁工程樁基不能實施。由于地鐵規劃1號線線位與海沽道線位已定，不能調整。最終經各方面溝通協調確定橋梁工程按先于地鐵盾構施工進行設計和施工，即滿足方案Ⅰ中的要求即可。

4橋梁下部結構設計

4．1橋梁下部結構設計方案的確定

洪泥河中橋橋梁中心樁號為K2＋946．274，位于直線上，斜交角度為17°，采用分離式雙幅橋，左幅橋寬為25．5m，右幅橋寬為23．5m，跨徑為3×25m，梁高1．40m，結構形式采用預應力混凝土簡支變連續小箱梁結構。橋梁下部結構的設計為了盡量減少對河道的影響，減少阻水效果，通常采用排架墩。由于地鐵盾構的影響，與樁位有沖突，此橋不能采用排架墩，需特殊設計。經設計計算，采用較大跨徑蓋梁，蓋梁下設雙柱墩，墩底設承臺及樁基，樁基之間預留地鐵盾構空間，可以確保與地鐵盾構之間安全距離大于1．5m的要求，以此保證后期地鐵施工的安全性。地鐵盾構間距內樁基1．5m，地鐵盾構外側樁基1．2m，立柱采用1．8m的圓柱墩，以減少河流阻力。由于橋位與河道斜交角度較大為17°，立柱間距較大為19．425m／cos17°＝20．313m，導致蓋梁截面較大，蓋梁梁高2．5m，順橋向寬度為2．0m，普通的鋼筋混凝土結構已經不能滿足計算要求，需要采用預應力混凝土結構進行設計。

4．2橋梁下部結構設計的特殊性及處理方法

由于地鐵盾構的影響，通過下部結構特殊設計，可滿足樁基邊緣距盾構邊緣距離大于1．5m安全距離的要求；但地鐵盾構施工過程中對周圍土體產生擾動，引起土體水平位移和豎向位移以及樁基受力及變形發生變化，仍有可能對橋梁樁基造成影響，因此設計及施工中采取以下措施：

（1）設計中不考慮盾構施工影響區域內土的樁側正摩阻力，對樁長進行加長設計。

（2）設計中在位于地鐵上下行之間的橋梁樁基盾構施工影響區域以上采用鋼護筒進行防護，該鋼護筒不拔出，作為永久性結構使用。

（3）根據地質報告本場地埋深約10．00m以上主要為欠固結軟土，軟土在自重及其它外荷載作用下將產生固結沉降，對樁側產生負摩阻力。設計中在驗算樁基承載力時，要充分考慮樁側負摩阻力的影響。

（4）場地分布人工填土及淤泥質軟土，填土土質松散，淤泥質土土質軟，鉆孔灌注樁樁身穿越填土及淤泥質軟土時，須注意孔壁坍塌及縮頸現象，可采取埋設護筒、合理調配泥漿比重等措施。

（5）鉆孔灌注樁樁身穿越厚層粉土、粉砂時，因鉆進速度慢，鉆孔施工時間長，易產生塌孔、樁身夾泥等不良現象，施工時應采取調節泥漿比重、成孔后加強清孔等措施防止塌孔、樁身夾泥等不良現象發生，確保成樁質量。

（6）在施工過程中，尚應進行必要的施工監測。檢查施工引起的地表沉降是否超過允許范圍，決定是否需要采取保護措施，并為確定經濟、合理的保護措施提供依據，對橋梁的沉降及傾斜變形應進行相應的實時的監測。一旦發現實測位移超過警戒值應立即對樁周土體進行注漿加固。

（7）盾構施工至少應在樁基施工完成一個月后進行，樁基施工結束后，應對樁身完整性進行檢測，在盾構頂進結束后，應重新對地鐵上下行之間的樁基完整性進行檢測，在檢測結果滿足規范要求后，方可施工承臺。

5盾構施工注意事項

（1）合理安排盾構推進順序。盾構施工至少應在樁基施工完成一個月后進行，先掘進左線，后掘進右線，為了減少對土的擾動，左右線盾構始發時間間隔為一個月。

（2）橋區段穿越前做好準備工作。在盾構到達橋區段30m界限前，檢查刀具磨損量，有磨損立即更換滾刀；確保管片防水和拼裝質量；選用質量優良的盾尾油脂。

（3）合理安排施工工序，安排專人負責掘進出土與管片拼裝等主要工序，盡量縮短測量、管片、渣土車等待時間，提高運輸效率，維持作業面連續施工，加快管片拼裝作業，減少對周邊土體的影響。

（4）控制施工進度，嚴格控制盾構糾偏量，穩步前進。增加刀盤轉速，降低盾構推進速度，控制油缸推進力，減小盾構推進過程中對周邊土體的剪切擠壓作用，及時有效的糾正推進偏差。

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

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

（7）根據施工進程和監測結果，及時調整同步注漿和二次注漿的配合比。

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中圖分類號：K928文獻標識碼： A

引言

橋梁結構設計的基本要求是要保證安全性、適用性以及經濟性，不僅要求設計者要具備豐富的理論知識，還要具一定的工程經驗，如果有經驗上的偏差就會嚴重影響設計的準確性。橋梁結構設計要堅持因地制宜的基本原則，要充分結合建設單位公布的橋梁設計方案，積極學習國外的先進技術，引進一些新設備、新材料，嚴格依照施工設計的總則、荷載以及每種材料技術條件要求等施工設計標準，采取適當的設計方法，能最大限度地規避主管因素對橋梁結構設計造成的影響。

一、橋梁工程結構設計的狀況

自改革開放之后，我國的經濟建設一直在緊鑼密鼓地進行著，各項工程建設也是百花齊放、不斷涌現，其中，橋梁工程建設也得到了飛速的發展，作為維系、連接與輸送城鄉交通的主要建筑設施，其工程的安全質量的重要性不言而喻，雖然無論哪個行業的工程建設都在嚴格把控質量、安全大關，然而依然不斷出現嚴重的安全事故，為了保證其正常的使用年限，必須從橋梁結構設計開始就考慮其耐久性因素，而目前在橋梁結構的設計當中，很多設計人員形成了錯誤的設計觀念，比較偏向于對橋梁強度極限的控制，只是保證其達到良好的強度要求，卻忽略了更為重要的耐久性因素，沒有對使用極限狀態記憶控制把握，重建造輕維護，同時缺乏有效的結構耐久性規定和要求來作為設計依據，那么對橋梁使用年限、耐久性的考慮自然無法真正落實。

二、橋梁結構設計存在的問題

當前結構越來越復雜、跨越距離越來越遠、功能越來越多的橋梁正在出現，在提高交通通行能力和確保行車便捷的基礎上，正在發揮著改善生活質量、加速經濟建設的作用，這就需要橋梁設計者不斷提高各方面的能力，以此來滿足社會、生活、交通、公路等各方面的需要。隨著經濟建設的不斷變化與發展，人們生活質量在逐漸提高，橋梁設計的難度也在增大，這會產生橋梁設計問題，應該對橋梁設計工作進行全面分析，以達到對相關問題的防范。目前，橋梁設計存在的主要問題有以下幾個。

（一）橋梁結構設計問題

結構體系是橋梁設計的關鍵，也是橋梁的核心部分，是整個橋梁建設中最為重要的部分。結構設計如果存在問題，則會直接影響橋梁相關參數，橋梁可靠性就會下降，結構材料的應用就會出現問題。特別是一些橋梁設計人員會盲目地進行結構體系設計，導致橋梁結構設計存在極大的不合理、不科學等問題，進而影響橋梁的安全與功能。

（二）橋梁設計的耐久性問題

當前一些橋梁設計片面重視結構強度計算，忽視橋梁構造、材料、施工等重要環節，這會導致橋梁耐久性降低、整體性變差、延展性不足，不能以充分的冗余來提高橋梁的耐久性能。常見的問題有橋梁受力線路不清晰、混凝土強度不足、鋼筋結構堅度不足、保護層厚度偏小，這些都會影響橋梁的安全與壽命，進而導致橋梁病害的形成。

（三）橋梁設計的疲勞損傷問題

橋梁在運行中會受到車輛荷載、地震和風荷載等動荷載的影響，會在結構內產生循環變化的應力，不但會引起結構的振動，還會引起結構的累積疲勞損傷。疲勞和超載對于橋梁結構耐久性的影響非常大，因此設計師在橋梁設計方面要充分重視對疲勞損傷的研究。

（四）橋梁結構的抗震性

有些橋梁會應用在經常發生地震的區域，地震會對橋梁產生嚴重的破壞，因為在橋梁結構設計中已經考慮到了動荷載的作用，所以要在鞏固動荷載的基礎上，加強橋梁結構的抗震性能，將動荷載和抗震性能合二為一的進行綜合考慮。

（五）橋梁的超載

橋梁的結構設計都要達到正常的使用標準，可是在實際的橋梁運行階段，橋梁荷載并不能都達到在設計的允許范圍之內，超載會導致動荷載的應力幅值增加，同時損傷出現的幾率也會增加。因為超載所造成的損傷是巨大的，這些損傷是很難修復的，超載甚至會破壞橋梁的結構，導致事故的發生。設計人員要加強對橋梁超載問題的研究力度，保證橋梁結構的耐久性以及安全性。

三、橋梁結構設計的優化

（一）橋梁結構的可靠性

目前設計人員從很多角度對橋梁結構的可靠性進行了研究，也取得了一定成果，另外還研究了系統可靠性界定的方法，總之，橋梁結構的可靠性是一個比較復雜的研究內容，其中蘊含了很多種知識，研究具有一定的難度，需要設計人員深入的進行探索。

（二）人為差錯

在橋梁結構中出現的問題，大多數都是因為施工人員或技術人員的專業知識或經驗缺乏導致的，很多工程中的事故都是因此而發生，所以人為差錯的優化已經成為橋梁結構設計中的工作重點。

（三）橋梁結構耐久性的設計要求

在橋梁的結構設計中，要想保證其結構耐久性的設計目標，就必須把握好設計過程中的細節，依據一定的設計要求來進行設計工作。首先，橋梁的設計方案要進行仔細地對比分析，在滿足其耐久性設計原則的基礎上，考慮其使用性能、美觀程度、經濟成本等因素，這樣綜合考量之后，篩選出最合適的設計方案，從而確保其質量過關，其次，一定要注意混凝土的結構耐久性的規定要求，在設計時注意控制其混凝土最小保護層厚度，使預應力管道與鋼筋存在一定的距離，為混凝土的振搗做好基礎準備，同時對于所采用的水灰比要仔細分析檢查，保證其適用性，以達到增強混凝土自身密實度和抗損壞能力的要求，最后，在設計過程中一定要選用具有防腐作用的鋼筋，因為在實際施工過程中，經常會發生鋼筋腐蝕的現象，所以對鋼筋的構造、材質的選用上，必須做到認真、細致，也可以在混凝土中摻入鋼筋阻銹劑，通過此種方法來延緩鋼筋腐蝕破壞，不僅在時間上有效控制腐蝕，而且及時有效地延緩了其遭受腐蝕的速度。

（四）橋梁結構的抗震設計

由于橋梁的可以起到聯絡交通的作用，所以在許多山區等地都需要搭建橋梁，但像我國的云貴山區等地又是地震的多發處，所以在這里地區的橋梁結構設計就需設計者充分考慮地勢問題，通常采用先簡支后連續或墩梁固結的連續－剛構混合體系，這是為了保證行車舒適，結構耐久適用。除此之外即使在非地震區域的橋梁結構設計也應當將地震損壞因素列為考慮范圍內，因為地震災害具有的不確定性，這時為了應對突如其來的災難，設計人員就需要對于橋梁結構的接縫處，地基墩臺和橋面的整體強度，加固連接件等等關鍵部位進行仔細的核算與周全的考慮，而且需要提前預算到地震后可控狀態下橋梁的完整程度，對于橋梁抗震結構的設計就需要不吝惜原料，全面考慮，精細核算，這樣才能保證橋梁結構的優質性。

（五）強化橋梁結構設計的抗載荷能力

在橋梁抗高負荷承載的情況下，就需要設計者對于橋梁目前和未來所要面臨的載荷能力能高瞻遠矚，應用合理的結構來應對這一情況，而且可以再橋梁設計中的關鍵部位添加相應的減震裝置，如粘滯阻尼器，可以通過氣彈性部件可以有效的減少橋梁震動時產生的能量，以減少對橋梁主體的損害;鉛芯橡膠支座，可以有效減少支座的硬性撞擊，通過有著良好力學性能的鉛芯和橡膠的配合，就可以達到這樣的效果。總之，在抗重載荷情況下，橋梁的結構設計需要提前預估和計算出將要面對的負載情況，并且利用緩沖部件來直接降低重載荷所引起的橋梁壓力過大。

結束語

橋梁設計過程中如果對相關要點和因素不嚴格控制，極容易引發安全與結構問題的積累，進而影響橋梁施工和使用等后續工作，形成各種病害而影響橋梁。作為橋梁設計人員，應該對設計工作進行強化，借鑒國內外先進的經驗與措施，將先進的設計理念、科學的橋梁結構體系更好地應用到橋梁設計之中，在不斷創新的同時，達到推進橋梁設計質量與水平雙提高的目標。

參考文獻：

[1]馬建,孫守增,楊琦,趙文義,王磊,馬勇,劉輝,張偉偉,陳紅燕,陳磊,康軍.中國橋梁工程學術研究綜述?2014[J].中國公路學報,2014,05:1-96.

[2]張鐵軍.山區橋梁結構設計關鍵問題研究[J].交通標準化,2009,13:117-121.

篇（6）

在道路橋梁設計中，往往考慮橋梁本身的強度，卻忽略了耐久性；對耐受強度重視，卻忽視適用極限情況；關注橋梁的結構布局合理性，卻忽視橋梁的檢測和維護，這樣形成的結構就存在不同程度的安全隱患和缺點。在傳統的橋梁設計中，具體的步驟是：第一要根據基本經驗確定初步的設計方案，這里面涉及選取的材料、結構布局、制造工藝及布局大小等問題；第二要對結構進行分析研究；第三就是要采用力學分析方法，研究設計結構的可行性，并根據實際情況改正。對于這種設計流程，只能針對設計方案的可行性及安全系數進行確定，而不能最大化優化設計方案，無法實現橋梁設計對日益復雜的需求的滿足，所以，結構化設計成為關鍵環節。

2道路橋梁結構化設計應該堅持的原則

2.1科學性原則

在道路橋梁結構化設計中，應該合理選擇道路橋梁結構，注意橫截面與道路橋梁結構配置，做到更為科學和有效，在合理調整道路橋梁結構位置，優化道路橋梁結構內力分布的基礎上，使道路橋梁結構的重量降低，實現道路橋梁結構的科學化。

2.2簡約化原則

在道路橋梁結構化設計中確保道路橋梁結構的簡約化，盡量通過簡化的路徑做到道路橋梁結構力的直接、簡單傳遞，達到道路橋梁結構能夠平衡地分散外部負荷，對于確保道路橋梁結構自重，提高道路橋梁結構強度，節約道路橋梁結構施工材料，提升道路橋梁結構施工效率有著重要的價值。

2.3連續性原則

當前，道路橋梁結構出現了自身重量越來越高、負荷越來越大的趨勢，這需要在道路橋梁結構化設計中實現結構的連續性和一體性，以此來確保道路橋梁結構在受力的情況下，擴大有效的受力面積，縮短道路橋梁受力傳遞的路徑，在優化結構、降低材料使用的基礎上，提高道路橋梁結構的穩定性、連續性。

2.4統合性原則

在道路橋梁結構化設計中要統和材料、結構兩個重要的部分，在材料部分中應該考慮不同材料在道路橋梁結構中的不同部位與不同性質，要做到在優化結構的同時科學設計材料應用。同時，應該利用不同結構、不同形狀受力和功能的特點，統和道路橋梁結構達到穩定、重量、受力等結構特性目標。

2.5整體性原則

道路橋梁結構設計中要利用結構化設計的優勢，突出道路橋梁結構的整體性，特別要求做好過載和特殊情況確保道路橋梁結構整體性和安全性的設計，通過提高承重力，整體效果，使道路橋梁結構的總體用料得到節約，在確保道路橋梁施工質量的同時，降低道路橋梁結構的建設成本。

3道路橋梁結構化設計應用的要點

3.1道路橋梁防水結構設計的應用

一方面，在道路橋梁防水結構的設計中，應該確保道路橋梁路面的物理性質，通過材料和工藝的控制設計保障材料的黏結性，做到路面不起皮，混凝土不脫落。另一方面，在道路橋梁防水結構的設計中要注意路面的平整性，通過嚴格設計混凝土施工，將路面和混凝土鋪成一個整體，以確保防水的平整。此外，在道路橋梁防水結構的設計中應該確保結構的整體性，要選用延展性好、抗拉力強的材料作為基礎，通過合理的工藝實現防水結構的整體性。最后，規范排水管線、集水管道的設計，要通過嚴格的規范來確保排水設施安裝過程，避免出現對道路橋梁結構和混凝土部位出現的滲透、腐蝕，以此來確保道路橋梁結構的強度與安全。

3.2道路橋梁混凝土項目設計的應用

一方面，道路橋梁結構設計中要重視混凝土中鋼筋的保護層厚度，應該根據道路橋梁結構的需要和混凝土施工規范，明確確定道路橋梁混凝土鋼筋的保護層厚度，通過保護層來確保鋼筋的結構功能和作用，進而實現道路橋梁結構的安全。另一方面，道路橋梁結構設計中應該重視混凝土的耐久性，要在設計中規劃好混凝土材料的配比，特別是：水灰比例、水泥使用量、強度級別等，以確保道路橋梁結構的穩定與安全。

最后，道路橋梁結構設計要加強增強構造配筋設計，要通過規范配筋的數量、形式和結構增強混凝土結構的抗裂縫能力，確保道路橋梁結構符合實際與使用的需要。

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中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A

一.前言

隨著我國經濟水平的提高和交通運輸的需要，高等級橋梁的建設越來越多，對橋梁的工程質量標準也相應提高，橋梁施工技術成為決定橋梁質量的標尺之一。目前，小跨徑的高等級鐵路橋梁施工技術多采用裝配式鋼筋混凝土板梁的形式；中等跨徑的橋梁施工技術則采用裝配式預應力混凝土橋梁的形式；對于大跨徑預應力混凝土連續梁橋施工方法主要采用拼裝法或者平衡懸臂澆筑法。但由于現澆連續梁橋的施工流程復雜繁瑣、成本較高、費工費時，先簡支后結構連續的施工技術應運而生。先簡支后連續橋梁結構是通過現澆混凝土使多跨的的預應力混凝土梁形成連續的結構，具有其獨特的優勢，為我國的鐵路事業發展和整個區域文化經濟的交流提供了便利。加強對其施工技術的研究，分析具有十分重要的意義。

二.先簡支后結構連續橋梁結構施工要點

1. 先簡支后結構連續橋梁結構的優點

（一）建成橋梁變形小、剛度大、伸縮縫少和行車舒適等優點。

（二）減少使用施工設備，又能避免張拉預應力鋼束造成地面上的障礙，簡支梁的預應力鋼束在工廠進行張拉，而負彎矩區的預應力鋼束布置及張拉均在主梁上進行，僅需吊裝設備起吊主梁。

（三）利于技術操作，省工省時，經濟效益高，預制梁能采用標準構件，進行工廠化統一生產和管理。

2.先簡支后結構連續橋梁的一般施工流程

（一）在進行先簡后支連續橋梁施工過程中 ，首先要嚴格按照工程的實際情況進行主梁的預先定制，待預制主 梁的混凝土強度達到設計強度后，按照1 號束、4 號束、2 號束、3 號束順序分別張拉預應力鋼束。1 號束的兩根鋼束應同時張拉，防止主梁橫向彎曲。在此過程中，當混凝土的強度達到設計施工的需要之后，將正彎矩區的預應力鋼束進行張拉，最后，要在壓漿施工的基礎上，進行主梁底板通氣孔的清潔整理。

（二）當主梁底板通氣孔的清理完成之后，可以進行臨時支座和永久支座的施工，并將主梁進行規范的安裝。并做好橋面上的鋼筋和橫梁鋼筋的鏈接，在此連接施工過程中，要設置好接頭的鋼束波紋管，并及時進行穿束，并選擇在一天中的氣溫最低時候進行混凝土的澆筑。當混凝土的強度達到施工設計的標準時候，要進行頂板鋼束的張拉并做好壓漿施工。

（三）在進行接頭的工作施工完成之后，要進行剩余混凝土的澆筑，一般而言，要由跨中朝著支點部分進行橋面整體化的混凝土的澆筑，一些臨時的施工支座一定要等到混凝土的施工已經完成之后再嚴格遵守施工規范進行拆除，在此過程中，完成整個體系的合理轉化。最后要進行工程的養護，要噴灑防水層，并將相關的伸縮裝置和設備嚴格遵守施工質量控制標準進行安裝，在此基礎上，可以轉向整個橋面的施工。

三.先簡支后連續橋梁施工的質量控制

筆者結合以前所施工的預應力混凝土簡支轉連續T梁和預應力混凝土簡支轉連續箱梁的施工過程，提出施工中質量控制，以保證施工質量。

1．臨時支座的設置的質量控制應該保證，臨時支座應有足夠的強度和剛度，拆裝方便，落梁均勻。預應力張拉完成后，待壓漿強度大于35MPa時方可拆除臨時支座。拆除臨時支座應做到逐孔對稱、均勻、同步、平穩。臨時支座拆除后，永久支座與墩頂和梁底嚴密貼合。

結合目前的施工技術，臨時支座有多種設置方法，以可卸落砂箱支座的施工方法為例。當采用砂箱支座時，要充分考慮砂箱承受T梁自重和架橋機重量后的沉降量，梁底與盆式支座間應留有空隙。在施工中會出現每個砂箱沉落置不會完全一樣的情況，而導致部分T梁吊空，產生質量隱患，解決辦法有兩點：aj通過預壓試驗取得砂箱在受力以后的平均沉降量，并以此指導現場安裝臨時支座，控制主梁的安裝標高與設計標高一致：②適當降低支座墊石標高，預留約3cm的混凝土梁靴高度。在澆注濕接頭的時候，在盆式支座上墊一塊鋼板，一次直接澆注到鋼板上，形成混凝土梁靴。

2．張拉預制底座的設置要求張拉預制底座應堅固、無沉陷，利于排水，防止由于排水不暢造成地基下沉。底座的反拱度值應參照設計文件所提供的反拱度值、結合實際施工和生產性試制梁的張拉情況確定。反拱度應做成拋物線。另外要保證橋梁安裝精度要嚴格控制，誤差不超過2mm。

3.后連續現澆段施工質量控制施工發現，對于新老混凝土的連接結合是現澆連續段混凝土存在的主要問題，為此預制梁板的端頭必須嚴格進行鑿毛處理。為了防止現澆連續段混凝土在養生硬化過程中發生收縮性裂縫影響混凝土在二次張拉過程中的承載力和橋

梁的整體受力性能，現澆連續段接頭混凝土添加微膨脹劑，摻加劑量一般控制在水泥用量的0．5％～1％之間。先簡支后連續每聯各現澆連續接頭的澆筑氣溫應基本相同，溫差控制在5℃以內，并盡量安排在一天氣溫最低時施工。

4．主梁現澆接頭與濕接縫施工的質量控制接頭混凝土澆筑順序應嚴格按設計文件要求執行，從主梁預制到澆筑完橫向濕接縫的時間不宜超過3個月。濕接縫混凝土澆筑可采用吊模施工，模板應采用鋼模板，并應有足夠的剛度和強度。模板安裝牢固后，沖洗已經鑿毛處理的混凝土表面，在澆筑次層混凝土前對施工縫應刷一層水泥凈漿。混凝土澆筑和振搗與預制主梁頂板澆筑同樣要求，宜采用平板振搗器與插入棒配合的方式，并保證設計厚度。濕接縫澆筑時宣在氣溫較低條件，并作好養護，防止裂縫。現澆接頭段混凝土可采用微膨脹水泥。

四，結束語

伴隨著我國經濟的快速發展，對鐵路客運專線的服務質量也將會越來越高，橋梁施工是整個鐵路客運專線建設施工的重要環節，其施工質量將直接關系到整個鐵路客運專線的服務質量的提升和整個交通運輸網絡的安全，因而，加強對先簡后支結構連續橋梁施工技術的分析探究，具有十分重要的意義，在此過程中，要結合具體的工程實際情況，做出規范的施工設計，嚴格施工流程，嚴格遵守施工標準，并做好質量控制措施，加強對整個施工過程中的監督管理。如此，既可以降低整個施工的難度，也可以滿足結構連續施工的施工工藝要求，也有助于提高整個橋梁的承載能力，降低整個橋梁施工過程中的安全隱患，控制橋梁的施工質量，促進我國整個鐵路交通運輸事業的發展，為我國經濟的發展和人們生活水平的提高奠定堅實的基礎。

參考文獻：

[1]鄺代強 先簡支后連續結構梁橋施工技術探討 [期刊論文] 《城市建設理論研究（電子版）》 -2012年16期

[2]穆挺 劉文斌 先簡支后連續梁橋施工技術探討 [期刊論文] 《中國科技博覽》 -2012年13期

篇（8）

在設計中，運用了橋梁設計軟件Midas建立橋梁模型，并對橋梁恒載、活載及徐變內力進行分析計算，得出預應力鋼束的預估值。最后對主梁的應力、變形等進行驗算。經分析比較及驗算表明該設計計算方法正確，內力分布合理，符合設計任務的要求

關鍵詞 橋梁設計; 預應力混凝土; 箱梁; 變截面連續梁 ;Midas橋梁模型

Abstract: The design is based on the requirements of the design task and "Highway Bridge Regulation". The design of the bridge is carried out in the eight-character principle of "safety, pratically, economically and aeshetic" by comparing and choosing the best one. The first program is continous prestressed concrete grider bridge, the second one the beam combination of arch bridge,and the third one is the suspension bridge.Accdoding to the above principles and construction factors, the prestressed conous bridge is chosen to the ultimate.

The continous prestressed concrete girder bridge is divided into three inters, (30m+50m+30m), with the main span of 50m, and 30m-symmetry one. Prestressed concrete box grider is used as the main beam; the beam depth in the mid-span is 1.5m, while at the support bearing it is 2.8m.The sectional depth is changed in the form of parabolic.The net width of the deck is 7+2x1.5m,and the design load is for the highway-I.

In the design, the bridge design software MIDAS is used to get the calculation model. By analyzing and computing the dead load, live load and internal force, the estimated value of the prestressed strand is got. Finally, checking calculation is carried out to the stress and deformation of the main beam. The results of the analysis and checking calculation show that the design calculation method is correct , and the internal force distribution is reasonable to the design task.

Key words: bridge design; prestressed concrete; box-girder; non-uniform continuous beam; MIDAS bridge model

目 錄設計原始資料…………………………………………………………………………….1

第一章 方案比選 ………………………………………………………………………2

第二章 上部結構形式及尺寸擬定 …………………………………………………5

一．主跨徑的擬定 …………………………………………………………………… 5

二．順橋向梁的尺寸擬定 …………………………………………………………… 5

三．橫橋向的尺寸擬定 ……………………………………………………………… 5

四．橋面鋪裝 ………………………………………………………………………… 6

五．本橋主要材料 …………………………………………………………………… 6

第三章 橋面板的計算 …………………………………………………………………8

一．橋面板的設計彎矩 ……………………………………………………………… 8

二．懸臂板的內力計算……………………………………………………………… 11

三．橋面板的配筋…………………………………………………………………… 12

第四章 主梁內力計算…………………………………………………………………14

一．全橋節段的劃分………………………………………………………………… 14

二．恒載活載內力計算……………………………………………………………… 17

第五章 主梁配筋計算…………………………………………………………………32

一．預應力筋的估算原理…………………………………………………………… 32

二．預應力筋的估算………………………………………………………………… 34

三．預應力筋布置…………………………………………………………………… 38

四．非預應力鋼筋截面積估算及布置……………………………………………… 45

第六章 截面承載能力極限狀態計算………………………………………………47

一．正截面承載力計算……………………………………………………………… 47

二．斜截面承載力計算……………………………………………………………… 47

第七章 鋼束預應力損失計算……………………………………………………… 50

第八章 應力驗算………………………………………………………………………… 56

一．短暫狀況的正應力驗算………………………………………………………… 56

二．持久狀況的正應力驗算………………………………………………………… 57

第九章 抗裂性驗算……………………………………………………………………… 59

一．正截面抗裂性…………………………………………………………………… 59

二．斜截面抗裂性…………………………………………………………………… 61

第十章 主梁變形計算…………………………………………………………………… 62

參考文獻 ………………………………………………………………………………… 63

英文翻譯 ………………………………………………………………………………… 64

致謝 ……………………………………………………………………………………… 90

致 謝 首先感謝何建老師在此次畢業設計中認真輔導了我設計的每一個環節，何建老師對待學生認真負責、和藹耐心的態度和對待工作一絲不茍的作風給我留下了深刻的印象，為我今后的學習工作樹立了榜樣。此外還有學多老師給予了耐心的指導和點拔，令我受益匪淺。在此對各位老師的敬業表示真摯的感謝。

通過這次畢業設計，我比較系統的串連了我大學本科四年所學的知識，深感我們這門專業系統的博大精深，覺得自己存在的差距還很大。但是，在這炎炎夏日工作的幾十天，我的收獲也是很大的。在畢業設計的反復修改，一遍一遍的看書，和同學一次又一次的討論，一次又一次的請教老師的過程中，通過集中的畢業設計和專業系統的培養，我提高了自己綜合運用所學的基礎理論，基本知識和基本技能，分析解決問題的能力。在老師的指導下，通過獨立系統的完成一個工程項目的設計，比較具體的了解了一個工程設計的全過程，鞏固已學課程的基礎上，培養了自己考慮問題，分析問題，解決問題的能力，同時接觸到和掌握一些新的專業知識和技能。這次畢業設計為自己提供了一次很好的實踐機會，為我將來的學習工作做了很好的鋪墊，是我人生中很重要的一次經歷。

最后，感謝學院的領導和老師在百忙之中為我們細心指導設計，我衷心的感謝各位老師！

南華大學船山學院本科生畢業設計（論文）開題報告 設計（論文）題目 寶石路5號橋 設計（論文）題目來源 設計（論文）題目類型　 起止時間 2008.12.1~2008.12.12 一、設計（論文）依據及研究意義：

橋梁的形式可考慮連續梁橋、梁拱組合橋和斜拉橋。對此三種橋型作比較，從安全、適用、經濟、美觀等方面比選，最終確定橋梁形式。

二、設計（論文）主要研究的內容、預期目標：（技術方案、路線）

本橋的設計是根據設計任務書的要求和《公路橋規》的規定，本著“安全、實用、經濟、美觀”的八字原則，提出了三種不同的橋型方案進行比較和選擇。方案一為預應力混凝土連續梁橋，方案二為梁拱組合體系橋，方案三為懸索橋。經由以上原則以及設計施工等諸多方面考慮后，確定預應力混凝土連續梁橋為最終設計方案。

三、設計（論文）的研究重點及難點

計算量大，工程量大，繪制上部結構的一般構造圖、鋼筋構造圖及施工示意圖很復雜

四、進行設計（論文）所需條件：

《結構設計原理》土木工程專業畢業設計指南—橋梁工程分冊

《預應力混凝土連續梁橋設計》 《橋梁工程》 《基礎工程》 《橋涵水文》 《橋梁計算示例集》《橋梁上部結構計算示例（二）》

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隨著我國公路事業的不斷發展，大跨徑橋梁、高架橋、立交橋的大量興建，橋梁結構防水技術的使用越來越廣泛，但橋梁漏水對橋梁結構腐蝕十分嚴重，影響橋梁的使用壽命。由于不少橋梁不做防水或防水不力造成橋面滲水、鋼筋銹蝕、鋪裝層剝落、堿骨料反應、鋼筋銹蝕而引起的混凝土脹裂等嚴重的損壞問題，極大地影響了橋梁結構的耐久性和正常使用壽命，以及行車的舒適性和安全性。

我國現行規定，橋梁鋼筋混凝土橋橋面是否另設防水層，視橋梁結構的型式而定：“橋面系產生負彎矩(懸臂梁、連續梁、剛架，及連續板和大挑臂板等)，橋面頂面產生拉應力，則全橋面(包括車行道和人行道部分)均須設置柔性水層；若上部構造為雙向預應力混凝土結構，在設計荷載下，主梁上緣及橋面板上緣(縱、橫向)不產生拉應力，則可只設鋪裝，不另設防水層。規定具有鋼筋混凝土橋面的鋼梁，全橋面應設置柔性防水層，柔性防水層可用飽浸瀝青料的卷材，以3~4層瀝青料逐層粘貼構成”。

一般來講柔性鋪裝的橋梁防水主要采用柔性鋪裝卷材類和涂料類防水材料；剛性鋪裝采用涂料類和防水砂漿，以及鋼筋防腐防水等工藝。在實際工程應用中尤以柔性鋪裝卷材類和防水涂料類居多。

1.柔性鋪裝(瀝青砼)防水卷材類的選材和工程應用

1.1主要評價指標

對于橋面柔性鋪裝防水材料的使用性能，其主要評價指標是抗剪性能和低溫抗裂性。

（1）抗剪性能。防水層一般鋪設在鋪裝層與橋面板之間，要承受車輛行駛時所產生的垂直壓力和水平方向的剪力，其間必須具有足夠的剪切強度，特別是在夏季高溫狀態下。

（2）低溫抗裂性能。橋面鋪裝層一般主要承受壓應力，但在連續梁橋等具有負彎矩的橋梁結構中，對防水材料及橋面鋪裝層要求應有一定的抗裂性，特別是一般防水材料在低溫狀態下具有脆性，更容易開裂，為此對防水材料的低溫抗裂性提出較高的要求。

1.2防水卷材的技術指標

不少橋梁選用聚合物改性瀝青防水卷材，使用效果良好，其性能與適用環境如下：

（1）適用于溫度為-45~80℃的環境(熱熔法施工應滿足130℃的環境要求)。

（2）符合厚3~4 mm卷材防水層的主要技術性能。

卷材防水層應采用熱熔法施工，其施工速度快，適用于工期緊的橋梁工程。由于有的橋面鋪裝基面的平整度較差，粘結率不能滿足要求，易形成空鼓及搭接部位粘結質量不易保證，應予以充分注意。

1.3卷材防水層的設計、施工要求

（1）卷材防水層應選用抗菌性的橡膠、塑料和瀝青等類卷材。

（2）對使用冷涂作業的卷材，應規定選用的相應粘結劑，確保其粘結強度。

（3）卷材防水層鋪貼在整體澆筑施工的橋梁混凝土結構基面時，應防止防水層產生空鼓。

（4）細部構造要求

①橋梁機動車橋面與檢修(人行)步道應設置防水層。

②在預制安裝主梁的縱向縫、橫向縫頂處設置加強防水層時，其縫寬兩側各在5~10 cm范圍內不粘貼，以確保結構變形時，防水層有足夠的變形量。

③鋼筋砼預制梁安裝后，橋面板間或主梁間出現“錯臺兒”，應在“錯臺兒”處用水泥砂漿抹成緩坡處理。

④應避免橋面泄水管口處雨水溢至橋面板結構層內,卷材應按剪切受力處理。

2.剛性鋪裝(水泥砼)涂料防水材料的選材和應用

2.1橋梁涂料防水材料的技術指標及特點

（1）陽離子乳化瀝青氯丁膠乳防水材料與潮濕基面結合較好，成膜較快，施工簡便、無毒，對周圍環境無污染，分別與砼基面、頂面的瀝青混凝土面粘結好，層間粘結性強，可用于-30~80℃的環境。

（2）聚合物改性瀝青橋梁防水涂料(剛性或柔性鋪裝)是以特殊加工的乳化瀝青為基料，選用優質高分子膠乳及合成樹脂為復合改性劑，經科學配方合成為耐高溫達160℃的瀝青砼橋面專用涂料。

（3）聚氨酯防水材料主要適用于橋面為砼鋪裝的橋梁，可用于-30~80℃環境中的地下建筑、屋面、管道接縫和橋梁防水。

（4）JS復合防水涂料。此復合防水涂料在我國南方的一些橋梁廣泛應用。要求基面應平整、牢固、干凈、無明水,但不能在0℃以下或雨中施工，否則影響成膜。

2.2涂料防水層設計、施工要求

（1）應選用易在潮濕基面作業的濕固型涂料，如乳化瀝青、陽離子氯丁膠乳化瀝青等親水性涂料。論文格式。

（2）選用延伸性好的防水涂料。

（3）選用的涂料層與層間應分別與橋面板和頂層粘結可靠。為增強防水效果,涂料應與玻璃絲布、土工布等纖維材料復合使用。涂料防水層的基面必須平整、清潔、無浮漿,基面應保持干燥。

（4）橋梁防水的細部構造。論文格式。橋梁機動車道橋面防水層應設置在混凝土找平層頂,檢修(人行)步道防水層應設置在混凝土找平層下(也可設在找平層頂)，在防護欄桿(道牙)、地袱側頂用107水泥砂漿聚氨脂膠泥封嚴。

（5）防水涂料間玻璃絲布的技術規定為：玻璃絲布宜用中堿平紋玻璃纖維布；斷裂強度要求經向不小于450 N，緯向不小于250 N；密度，經12根/cm，緯10~11根/cm；厚度,0.12~0.13 mm。

3.橋梁防水對策

3.1橋梁防水一般規定

（1）鋼筋混凝土橋面板與鋪裝層之間應設置有效的防水和防溶解鹽的不透水層，以避免發生水侵害銹蝕鋼筋。

橋面板防水層頂可采用水泥混凝土或瀝青混凝土橋面鋪裝層。

橋梁為承受振動荷載結構時，橋面防水層應采用柔性的涂料與卷材防水材料，涂料與卷材相比，應選用涂料防水層為最佳。

（2）水泥混凝土作鋪裝層時，厚度為1.5mm，瀝青混凝土作鋪裝層時，厚度為2 mm，當橋梁縱向坡大于1.8%時，防水層厚度應適當減薄。

（3）混凝土橋面鋪裝時,保護層應抹425號以上硅酸鹽水泥砂漿,厚0.8 mm,為使保護層與防水層間粘結,須在防水層頂撤均勻小豆石。

橋面防水層施工中,應對防水材料及施工工藝進行必要的抽檢工作。

3.2橋面排水

橋梁橋面排水系是由橋面邊溝排水和橋面泄水孔設備組成。橋梁行車道橋面排水是按不同類型橋面鋪裝設置1%~2.5%橫向坡，形成邊側排水，如有人行道時，應設置向行車道傾斜1%的橫向坡。橋梁較長時，橋面排水應由設置的縱向坡完成。論文格式。

泄水孔設在橋梁跨河橋上，并直接向橋下排水，跨線橋泄水孔應借助在下部結構墩柱側面設置的落水管排至地面雨水口。

4.橋梁防水技術的發展

（1）橋梁防水技術的標準化工作將提到重要的日程，并逐步與國際接軌，國外的一些成功經驗將被借鑒和采用。

（2）防水材料的研制、開發和生產將有極大的發展。科研、材料、設計、施工和管理等部門將加大合作力度，開發一批橋梁專用防水涂料將指日可待。

（3）將廣泛采用塑料盲溝材代替傳統的碎石盲溝。路基的防水也將提到日程上來。

（4）高性能砼(大于C60級)將在橋梁結構中廣泛應用，這將提高砼的強度、耐久性、體積穩定性和工藝性，提高橋梁結構自身防水能力。

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1.引言

由于GPS技術具有定位精度高、作業速度快、費用節省、相鄰點間毋需通視、不受天氣條件影響等常規測量技術不可比擬的優點。因而它在測量領域得到了廣泛的應用。同樣地，在工程測量領域的大橋變形觀測中，用這種高新技術來建立其監測系統，已成為一種重要的手段和方法。

2.橋梁變形監測系統的建立

2.1橋梁變形監測的概念及其意義

大型橋梁的建設和維護是一個國家基礎設施建設的重要部分，橋梁變形監測就是運用現代傳感與通信技術，實時監測橋梁運營階段在各種環境條件下的結構響應與行為，獲取反映結構狀況和環境因素的各種信息，由此分析結構健康狀態、評估結構的可靠性，為橋梁的管理與維護決策提供科學依據。

其意義在于可以實時掌握橋梁現場的交通狀況，有利于橋梁管理部門進行合理的交通管制，及早發現橋梁病害，確定橋梁損傷部位并進行定性和定量分析，在突發事件之后還可以評估橋梁的剩余壽命，為維修養護和管理決策提供依據和指導，在橋梁運營狀況嚴重異常時觸發預警信號，有效預防安全事故，保障人民

生命財產的安全。

2.2　GPS變形網的優點

與傳統的形變網相比,GPS形變網有如下優點:

(1)GPS形變網的觀測精度與網的圖形結構關系不明顯;

(2)當整周模糊度確定之后,觀測量的權與觀測時間的增加不成正比;

(3)網中的每一條基線都含有長度和方位信息;

(4)當觀測儀器和作業模式確定之后,基線解的精度與觀測時刻緊密相連。即與觀測時刻的RDO P(相對位置精度因子)有直接關系。

2.3GPS變形監測網的建立與實施

對大型橋梁來說,GPS變形監測網一般由一個或若干個獨立觀測環構成,以三角形和大地四邊形組成的混合網的形式布設.一般來說,實地選點時要注意以下幾點:(1)點位的基礎應做到堅實穩固,并易于長期保存,不能選在夏季洪水易淹沒的地方;(2)點位視場內障礙物的高度角不能超過15°,以減少衛星信號被遮擋;(3)點位應遠離大功率無線電發射源,其距離不得小于200 m,并遠離高壓輸電線和微波無線電信號傳輸通道,其距離不得小于50 m,以避免電磁場對衛星信號的干擾;(4)點位離江(河)應有一定的距離,附近不能有大面積水域,以減弱多路徑效應的影響;(5)點位離大橋的距離至少在200 m以上,減少大橋行車時對點位本身和GPS觀測時的影響;(6)點位的數量視橋型大小而定,一般來說,在江(河)兩岸橋梁的兩側至少各有一個點,大型橋梁應適當增加,還應聯測國家已知點或施工控制網的點.

2.4監測數據處理

橋梁結構變形監測系統中，要進行的數據處理與分析主要包括:WGS一84坐標到橋梁局部坐標系變換、風對大橋位移的影響、溫度對大橋豎向位移的影響、輛對豎位的影響、頻析、監測據壓縮儲。

2.4.1監測數據預處理

對于任何一個監測系統，其監測數據中或多或少會存在一些奇異值，尤其是GPS接收信號存在噪聲，在用作演示前要進行監測數據的平滑處理，在變形分析的開始，有必要將該奇異值進行剔除。該系統是無人值守24小時連續實時監測系統，在傳輸過程中也難免會出現一些數據丟失的現象，這時應根據丟失點的前后數據通過插補得到該數據，以保證監測數據序列的連續性。

2.4.2坐標變換

由于GPS位移實時監測系統獲得的監測點的坐標是WGS一84坐標系下的坐標，為了便于分析橋梁的變形，通常應將所得到的WGS一84坐標按高斯投影變成平面坐標，然后變換成橋梁局部坐標系下的坐標。在監測站，接收來自衛星的信號和來自基準站的信息，采用GPS軟件進行實時差分處理，可得到監測站的三維坐標，并以一定的采樣率發送到監控中心;監控中心接收各監測點的監測結果，并通過數據處理軟件作進一步的處理與分析，可以得到結構在特定方向上的位移、旋轉角等參數。

2.4.3.風載溫度車輛荷載對橋梁位移的影響

實時記錄橋梁所在位置的風速、風向，根據GPS所得測點的對橋身、塔頂、主纜的三軸向位移資料，可對大橋進行風力將就監測及結構的抗風振驗算復核。GPS監測系統長時間監測大橋整體結構的位移變化，可引證因環境溫度而引發的日夜和季節性的位移變化周期。對一般大跨度橋梁而言，交通擠塞是交通(車輛)荷載的主要設計考慮因素。測量和論證交通荷載設計假設和參數的有效性是大跨橋交通荷載監測的主要項目。論文參考。從GPS監測系統得出的橋身、塔頂、主纜的三軸向位移資料，可與交通荷載分布狀況的監測資料互相驗證，協助進一步制定橋梁結構的各級應力階段，并用作大橋主要構件的疲勞估算。論文參考。繪出位移時程曲線圖，對照相應時間內的風速、環境溫度、車輛荷載等，便可很直觀地顯示出橋梁位移隨風速、溫度和車輛荷載變化而變化的趨勢，定量地分析出在某一溫度、某一風速、某種荷載時橋梁前產生的最大位移，最后由這些成果來分析風速、溫度和車輛荷載對橋梁位移的影響程度。

2.4.4.頻譜分析

通過分析監測點位移時程曲線，可以得到橋梁的震動頻率和振幅。利用快速傅立葉變換的方法，通過頻譜分析可以得到監測點功率譜曲線，與設計的理論值或不同時段的功率譜曲線進行比較，以診斷橋梁結構的穩定性。論文參考。

2.4.5.監測數據壓縮存儲

橋梁動態監測系統是一個長期的動態監測系統，因而從監測系統中采集的監測數據是海量的，以至很難采用傳統的文件形式管理監測數據，必須采用一定的措施。此外，對來自監測系統數據處理與分析子系統的統計數據、處理和分析結果也應該進行有效的管理。數據庫技術是管理海量數據的有利工具，而且采取一定的數據壓縮技術，會對數據的存儲更為有利。最為有效的辦法是對監測數據建立動態數據庫，并能進行監測數據的定期更新、備份和恢復。

3.結束語

GPS技術可以克服傳統的橋梁結構監測方法的缺點,測定位移值的精度可以達到厘米級(R T K)甚至毫米級(相對靜態)的精度.GPS可以實時地得到監測點的三維坐標,特別是可實現多點同步觀測,受外界影響小,數據采集方便,可實現實時性、自動化管理. 因此可較好的應用于大橋運營的安全性管理上, 國內外的多項實例也表明,GPS技術在大型橋梁變形監測中具有廣闊的應用前景.

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[5] 蘇新洲,蘇欣,楊曉明.GP S在大型橋梁形變監測中的應用[J] 鐵道工程學報, 2004年3月第1期(總81)