桥梁设计论文精选(九篇)

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第1篇：桥梁设计论文范文

要想做好盖梁计算工作，促使盖梁适用性得到提升，就需要从这些方面来努力：一是简化单元：因为盖梁的受力主要集中在弯矩、剪力和轴力，同时考虑了盖梁的几何长度，我们用平面杆单元来进行模拟，就可以顺利开展计算工作。二是简化荷载：通过梁体和支座，就会将物体的荷载传过来，那么就需要对最不利内力状况下，汽车引起的各个支座反力给准确计算出来。通过支座和梁体，将汽车荷载传递下来，如果需要十分准确的计算盖梁在不利情况下汽车产生的每个制作的内力，需要按照这些步骤来进行；求出T型梁支座的反力影响线，在布置车队的过程中，需要充分考虑T型的支座反力，来决定线纵的桥向布置；为了让桥梁拥有某种最不利的内力，布置于顺盖梁的方向汽车的车轮，盖梁中不同位置其最不利内力对应的是不同的车轮布置。结合车轮的位置，求出横向上T梁荷载的分布系数。在计算各片T梁荷载的横向分布系数时，也有一些问题需要注意；T梁上的不同剪力及其横向分布系数对应着不同的车轮的横向分布，T梁是相同的，剪力的横向分布系数是不同的，并且支点和跨中处也需要采取不同的计算方法。三是简化边界条件：对盖梁和墩柱的联结进行模拟，结合具体受力情况，科学分析。总之，在对盖梁计算的过程中，需要结合具体的桥梁情况，将科学的计算方法给应用过来，这样盖梁适用性方可以得到提升。我们举了简化边界条件这个例子。众所周知，相较于双悬臂简支梁模型来讲，连续梁模型计算的支点处控制弯矩比较的小，那么如果将双悬臂的简支梁模型给应用过来，就可以适当的削峰处理支点负弯矩。因为模拟的支点间距离会直接影响到连续梁模型的弯矩图量值，但是我们还没有足够的依据来确定这个距离。对于钢构模型来讲，支点处外侧截面有着较大的计算弯矩，其余处和连续梁模型有着基本相同的计算结果。如果在计算过程中，将钢构模型给应用过来，在设计过程中，对支点处外侧截面的控制标准稍微放松，就可以保证盖梁的计算结果，同时，桥墩横桥向的控制内力也可以同时获得，在桥墩设计中，需要对这些方面的内容进行验算，我们通常将这种方法应用到实际设计中。实践研究表明，不仅可以将盖梁的受力承载情况给反映出来，对于施工者的施工操作也可以发挥指导性作用。因为外侧面的内力被悬臂部分的荷载所完全控制，那么相较于实际情况，模型中计算的悬臂长度就比较小，模型的实际弯矩比实际弯矩的规格远远要小，那么将控制标准适当的放松，就可以减少资源浪费。

2结合盖梁预应力，对施工材料优化组合

在盖梁设计过程中，通过设计预应力盖梁，需要促使施工过程中结构安全不受影响，在营运状态下，盖梁的安全性也需要得到保证。因此，在设计的过程中，就需要将较大吨位钢束给应用过来，促使有效预应力得到提升；要分成两批来张拉钢束，如果有着较多的张拉次数，就会影响到正常的施工；如果有着较少的张拉次数，施工和营运要求无法得到满足。对钢筋合理布置，如果我们用骨和肉来分别比喻预应力筋和混凝土，那么筋就是普通钢筋，预应力结构只有具备了普通钢筋，方可以正常的运行。因为盖梁有着较大的尺寸，那么就需要对普通钢筋的直径严格控制，箍筋保证在11以上，纵筋要控制在15以上。同时，要科学加密箍筋间距，这样承受力方可以得到提升。在桥梁施工过程中，还需要充分重视空心预制板的使用；笔者认为，结合盖梁预应力，在设计过程中，选择的空心预制板需要具备较高的强度，并且整片梁顶板厚度在8厘米以上；如果空心板顶板度在7厘米以内，就需要将开仓处理措施应用过来，凿除掉那些厚度不够的部分，对芯模重新装上，并且将补强筋增加过来，浇筑的混凝土相较于原来的混凝土，有更高一级的标号，这样顶板厚度方可以与设计要求所符合。采取一系列的防水处理措施，如果是空心板底板密实程度不够，或者是没有足够的钢筋混凝土保护层，有渗水漏水问题出现，混凝土有着符合要求的强度，能够顺利通过静载试验，就可以将防水措施应用过来，在不密实的混凝土底板顶面上喷涂赛柏斯防水材料，经过渗透化学作用，混凝土密实度和强度就可以得到显著提升。如果预制空心板建筑高度比设计要求要高，那么就会对桥面铺装层的厚度产生直接影响，如果桥面铺装厚度与设计要求无法符合，那么就可以对墩台帽或者垫石高度进行调整，或者是将较厚的顶板部分给凿除掉，如果已经安装了上构，无法调整墩台帽和垫石，可以对纵坡科学调整；将这样的设计方法给应用过来，工程施工质量可以得到保证，桥梁的承载力也可以得到提升。

3结语

第2篇：桥梁设计论文范文

关键词：桥梁基础抗震设计日本规范

一、引言

近十年来，世界相继发生了多次重大地震，1989年美国LomaPrieta地震（M7.0）、1994年美国Northridge地震（M6.7)、1995年日本阪神地震（M7.2）、1999年土耳其伊比米特地震（M7.4）、1999年台湾集集地震（M7.6）等等。因此，专家们预测全球已进入一个新的地震活跃期。随着现代化城市人口的大量聚集和经济的高速发展，地震造成的损失越来越大。地震灾害不仅是大量地面构筑物和各种设施的破坏和倒塌，而且次生灾害中因交通及其他设施的毁坏造成的间接经济损失也十分巨大。以1995年日本版神地震为例，地震造成大量高速公路及高速铁路桥隧的毁坏，经济总损失高达1000亿美元。

近几次大地震造成的大量桥梁的破坏给了全世界桥梁抗震工作者惨痛的经验教训。各国研究机构纷纷重新对本国桥梁抗震规范进行反思，并进行了一系列的修订工作。日本1995年阪神地震后，对结构抗震的基本问题重新进行了大量的研究，并十分重视减振、耗能技术在结构抗震设计中的应用。桥梁、道路方面的抗震设计规范已经重新编写，并于1996年颁布实施。美国也相继在联邦公路局（FHWA）和加州交通部（CALTRANS）等的资助下开展了一系列的与桥梁抗震设计规范修订有关的研究工作，已经完成了ATC－18，ATC－32T和ATC-40等研究报告和技术指南。与旧规范相比，新规范或指南无论在设计思想，设计手法、设计程序和构造细节上都有很大的变化和深入。

中国现行《公路工程抗震设计规范》（JTJ004－89）在80年代中期开始修订，于1989年正式发行。随着中国如年代经济起飞，交通事业迅猛发展，特别是高速公路兴建、跨越大江，大河的大跨桥梁、大型立交工程以及城市中大量高架桥的兴建，规范已大大不能适应。但是目前所有国内的桥梁设计，对抗震设计均在设计书上标明的参照规范即是《公路工程抗震设计规范》和《铁道工程抗震设计规范》。与国外如日本、美国的同类规范相比，中国现行《公路工程抗震设计规范》水准远落后于国外同类规范。若不进行改进，则必将给中国不少桥梁工程留下地震隐患。

本文主要介绍了各国桥梁抗震设计规范中基础部分的抗震设计。基础部分对全桥的地震响应以及墩柱力的分布均有非常重要的影响。基础设计不当会导致桥梁墩柱在地震中发生剪断、变形过大不能使用等等，有时甚至是桩在根部直接剪断破坏。基础设计需要考虑的方面除了基础形式的选择以外还包括抗弯强度、抗剪强度桩基础连接部分的细部构造、锚固构造等方面。本文首先对中、美、日、欧洲、新西兰五国或地区抗震设计规范中有关基础的部分进行了一般性的比较。笔者认为，相对而言中国的规范在基础抗震设计方面较为粗糙、可操作性不强。而日本规范在这方面作的最为细致，技术也较为先进。因此，在随后的部分中详细介绍了日本抗震规范的基础设计方法。

二、主要国家桥梁抗震规范基础抗震设计的概况

本文将中国桥梁抗震规范与世界上的几种主要抗震规范（美国的AASHTO规范、Cal－tans规范、ATC32美国应用技术协会建议规范，新西兰规范NZ，欧洲规范EC8，日本规范JAPAN）进行基础抗震设计方面的比较。

中国桥梁抗震设计规范有关基础设计的部分十分笼统，只以若干定性的条款，从工程选址方面加以考虑，而对基础本身的抗震设计，特别是对于桩基础等轻型基础抗震设计重视不够。这方面，日本的桥梁抗震设计规范和准则规定得比较详细，是我们应当学乱之处。基于阪神地震的经验，地震后桥梁上部结构的修复和重建都比下部基础经济和省时、省力，因此桥梁基础的抗震能力的要求应比桥墩高。

三、日本桥粱基础抗震设计方法细节

1.按流程，先用震度法设计。震度法基本概念是把设计水平震度

Kh乘以结构Kh的计算方法如下：

其中Cz--地区调节系数；

Kh0--设计水平震度的标准值。

其中，δ是把抗震设计所确定的地基面以上的下部结构质量的80％或100％和该下部结构所支承的上部结构质量的100％之和作为外力施加到结构上在上部结构惯性力作用点位置发生的位移。

2．用震度法设计以后，如果基础结构是桥台基础或者桥墩的扩大基础，不需要用地震时保有水平耐力法设计。这是因为设计桥台基础时，地震时动力压力的影响非常大，此外结构背面存在的主体也使结构不容易发生振劾。而对于扩大基础来说一般地基条件非常好，因此，地震时基础某些部位转动而产生非线变形可以消耗许多地震能量。

3．用地震时保有水平耐力法设计时，首先要判断基础水平耐力有没有超过桥墩的极限水平耐力。这是因为地震时保有水平耐力法的基本概念是尽量使地震时在桥墩而不是在基础出现的塑性铰。如果在基础出现塑性铰，发生损伤后，修复很困难。所以，我们要把基础的行为控制在屈服范围内。

如果基础水平耐力小于桥墩的极限水平耐力，则要判断桥墩在垂直于桥轴方向的抗震能力是不是足够大（按式（3))。因为如果桥墩在垂直于桥轴方向具有足够大的抗震能力（例如壁式桥墩），而且基础的塑性反应在容许范围以内，则基础的非线能吸收大量的振动能量并且基础仍然是安全的。

桥墩的极限水平耐力Pu≥1.5KheW（3）

Khco--设计水平震度的标准值；

Cz--地区调节系数；

μa--容许塑性率；

W－一等价质量（W=Wu十CpWp）；

Wu--振动单位的上部结构质量；

Wp--振动单位的桥墩质量；

Cp--等价质量系数（剪断破坏时1.0，剪断破坏以外是0.5）。

4．桥墩的极限水平耐力满足Pu≥1.5KheW时，对基础塑性率进行对照检查。虽然基础的非线行为能吸收大量振动能量，但是对于有的基础部件来说，可能会遭受过大的损伤。所以要控制基础的反应塑性率，按如下要求：

μFR≤μFL（4）

式中μFR--基础反应塑性率；

μFL--基础反应塑性率的限度。

5．发生液化时，要降低土质系数。随后的计算（对照和检查）同上述方法基本一致。

6．在地震时保有水平耐力法的流程中，最后是对基础水平位移、转角的对照和检查。要求是基础最大水平位移为40cm左右，基础最大容许转角为0.025rad左右。

第3篇：桥梁设计论文范文

1产生道路桥梁设计隐患的主要原因

1.1道路桥梁设计考虑不周详

在进行道路桥梁设计的时候，如果道路桥梁设计人员考虑不全面，则会直接导致道路桥梁设计中出现缺陷和隐患，经常会出现道路桥梁结构失衡，道路桥梁局部受力过大的情况，同时在施工材料方面也会存在着一些问题，这样对道路桥梁的安全和耐久性都会有很大的影响。

1.2道路桥梁设计思想陈旧

在道路桥梁设计观念方面出现落后问题，非常容易导致设计中缺乏创新意识，同时也会给工程的安全以及施工带来很多的问题。在道路桥梁设计方面进行创新是非常必要的，同时在实际设计过程中，也要对施工材料的选择和工艺结构进行必要的研究，这样能够更好的改善道路桥梁的质量。

1.3道路桥梁设计准备不充分

在进行道路桥梁设计的时候，时间非常短，设计人员在工作中要承担非常大的工作量，开发商只重视经济效益，导致了在设计过程中无法更好的进行研究。在设计过程中也存在无法和其他设计进行比较的情况，经常会出现模仿以前设计的情况，在设计方面没有创新意识。

1.4道路桥梁设计管理和监督不力

为了更好的对道路桥梁设计进行审核，国家制定了相应的制度，但是在一些情况下，会出现审核制度被外力介入的情况，这样也使得桥梁设计中缺乏竞争机制，失去了审核的意义，在公平和公正方面没有得到体现。

2道路桥梁隐患的解决措施

2.1提高道路桥梁设计的工程质量

一方面，在道路桥梁设计中要将耐久性和安全性作为首要问题，要在道路桥梁设计中坚持科学的观点，加强对道路桥梁设计的监督与检查，做到对道路桥梁设计过程的全过程管理。另一方面，道路桥梁设计要结合道路桥梁施工，应该对道路桥梁项目的实际环境进行工程学和地质学的全面检验，以此来确保道路桥梁的功能与寿命，使道路桥梁的经济价值得到最大的开发，确保道路桥梁社会效益的持续发挥。在道路桥梁设计中提倡对先进理念和先进技术的应用，要通过对道路桥梁外观和结构的调整确保道路桥梁的安全与功能，当前应该在道路桥梁设计中大量运用计算机仿真和模拟技术，达到对道路桥梁施工和运行各种情况的有效预防，实现对道路桥梁设计隐患的先期控制和解决。

2.2提高道路桥梁设计的水平

一方面，道路桥梁设计工作要做好前期的准备，要对道路桥梁设计中所需的资料和信息做到全面整理与加工，这样不但可以提高道路桥梁设计时对目标工程的熟悉程度，更可以提升道路桥梁设计人员运用自身能力和素质的水平，充足的设计前期准备还可以为整个道路桥梁设计提供充足的时间，让道路桥梁设计人员可以加深对设计和工程的全面认知，在充分准备的基础上，使道路桥梁设计的隐患得到控制，进而做到道路桥梁工程质量的保证。另一方面，道路桥梁设计工作要具有风险意识，要在安全与风险、质量与进度之间做好权衡，尽量减小道路桥梁设计的风险，这是防范道路桥梁设计可能出现隐患的重要措施，同时也是提高道路桥梁设计的基本保障；道路桥梁设计中应该考虑实际施工，要力争道路桥梁质量和施工进度间良性的互动，在确保建设质量的同时做到对道路桥梁施工方经济效益的维护，这是高水平道路桥梁设计工作的重要体现。

3结语

第4篇：桥梁设计论文范文

编译施工阶段

这种结构类似于用预制板建造的组合梁桥，由于纵向预应力的存在，需要进行修改。其中的不同阶段在于钢梁的架设，铺设长2．5m、宽21．5m的板单元，纵向预应力筋的张拉，混凝土板和钢结构的连接（通过浇筑混凝土板上的凹槽），在中间支承处应用千斤顶，最后安装非结构设备。值得注意的是，铺装层的厚度为60mm而不是110mm，这主要是用来防止普通钢筋混凝土板在支撑力作用下发生开裂。

计算分析

根据欧洲规范，截面的应力是通过正常使用状态（SLS）和承载力极限状态（ULS）来进行校核。根据欧洲规范EN1991－2里面的第三种疲劳荷载模型，已经对一个主跨为88m的小桥进行了疲劳荷载检算。结果表明：此规模的桥梁不存在疲劳问题，所以可不必再对于主跨为130m的桥梁进行疲劳检算。进行横向框架的设计主要是用来防止侧向扭转屈曲（LTB）。由于桥梁的下翼缘为不均质截面，并且承受均匀压力，所以需根据规范EN1993－1－1，6．3．4中的一般性方法进行设计。在进行侧向扭转屈曲分析时，假定横向屈曲部分（由下缘和部分腹板组成）是弹性支撑在每片横向框架上。为了防止梁的侧向扭转屈曲（LTB），在中间支承处设置了加固的支撑框架和其他一些加强措施。对于混凝土板的横向弯曲计算采用了杆单元和板单元的组合有限元模型。正是由于这种特殊的桥面板（中间板厚要比主梁上部板厚大，悬臂端较短），其内力和弯矩相比于按传统方法设计的双梁桥都有轻微的减小。用于分析桥面板上的横向弯曲荷载主要有结构自重、非结构设备自重、汽车荷载LM1（UDL和TS）。

重量比较

将这种新型桥梁与理论上用等级为S460的同性质钢梁和普通钢筋混凝土板制造的组合桥梁进行比较（表略）结构的用钢量减少了40％，意味着结构的整体重量减少了25％，直接导致工程总量和造价的降低，比如运输、墩台、基础及梁的费用减少。更重要是实现了横梁的节省。在这种新型桥梁当中，横梁间距大约为8m，用来防止桥梁在施工和使用过程中出现侧向弯扭屈曲。相比而言，传统桥面板横梁间距为4m，同时起到支撑板的作用。

造价比较

从钢材制造商处得到的实际材料市场价格，结构用钢量减少40％相当于减少了大约25％的成本。相比之下，用超高性能的纤维增强混凝土（UHPFRC）制造的板要比用普通混凝土制造的板要贵。但从整个结构的角度考虑，如果能有效地控制这种高性能板的造价，这种新型桥梁将会具有很强的竞争力。

第5篇：桥梁设计论文范文

关键词：节段桥梁设计问题施工

0引言

随着经济不断的发展，城市高架、轻轨等桥梁施工逐渐成为我国基础设施建设的主要内容。在这种前提下，引进国外先进的施工技术、加快施工速度、减少对环境和交通的影响、提高文明施工水平，成为桥梁施工中的一个主要课题。节段桥梁已广泛应用于PC连续梁、刚架、斜拉桥及拱桥的建设，我国在设计和施工方面也取得了不少经验。

1节段桥梁预制拼装法

首先，可以大幅度的缩短工期。与现浇箱梁相比，在进行下部结构施工的同时即可进行节段的预制。如果采用工厂化预制与混凝土低温蒸汽养护技术，每一节段的生产周期可缩短到1天。另外，由于采用了新型的特种架桥机设备进行节段的逐跨拼装，一跨箱梁的架设时间约为7天，大大缩短了施工周期。

其次，减小对环境的影响。节段拼装时占用的地面道路较少，施工过程中对地面交通与行人的干扰也较小，特别适合城市范围内的高架桥梁施工，除采取必要的安全措施外，可保持原有的交通运行，提高了文明施工程度。

再次，节段预制拼装工艺可保证桥梁的线型美观。由于预制时采用密贴镶合匹配浇筑法，而且整根梁的每个节段由同一套模板浇筑而成，保证了梁体的线型一致。

节段预制拼装工艺目前还存在一些局限性，减少这些局限因素应是今是改进和提高的目标。

设备一次性投入大。施工中涉及的主要设备包括预制模板、小平车、架桥机等，工厂化的预制模板包括能够自动脱模的内、侧模和自动找平的底模，这些都需要由专业的制造工厂进行设计、制造。

另外，通用性较差。在节段预制拼装施工中，模板系统和架桥机是一笔极大的投资，只有达到一定的工程量，才能达到一次摊销的目的。因为，每套模板是针对本次施工节段的长度和横断面，如果在以后的施工中运用该项工艺，就需对模板和架桥机进行重新改造。

其次，架桥机对纵坡、线性都有一定的限制条件，当桥梁的设计参数不满足要求时，将不能采用此项施工工艺。

2节段桥梁悬拼拼装法

节段桥梁的施工方法很多，但就城市桥梁而言，悬臂拼装法是具竞争力的方案，即主梁在预制场地分段预制，留好预应力孔道，下部结构施工完成后，把梁段运到工地拼装，同时张拉所需的钢束。整个过程的结构体系为先是悬臂结构，合龙后形成连续体系。节段桥梁的分段长度可根据结构的受力要求及施工机具灵活划分。

设计方面，可采用高标号混凝土，预应力体系可多种多样，计算机的使用已使桥梁的结构分析及挠度控制十分简便。与满堂支架法相比，结构由简支到连续，存在结构体系转换问题，预应力及徐变引起的次内力已不容忽视。钢束既可布置在腹板内，也可布置在顶底板内，结构自重大大降低，跨越能力增强。

施工方面，可以节省大量的支架、型钢和模板，混凝土质量可以得到保证。对城市桥梁而言，不必用挂篮进行张拉钢束等作业，只需简单的移动支架即可。节段的预制可与下部构造同时进行，一方面大大加快了施工进度，另一方面可减少徐变带来的负面影响，充分发挥力筋的高强性能。节段的安装可充分利用机械化设备，安排在车流量较小的时段进行，对交通影响较小。

但是，节段式桥梁的技术要求较高，影响结构的因素较多，施工控制也很严格，对小跨度桥梁由于梁高较低，无工作面张拉连续力筋，不适宜采用节段桥梁。

3节段桥梁设计和施工的关键问题

3.1次内力

影响节段桥梁设计和施工的关键因素是次内力、节段间的连接、体系转换及高程控制等。节段桥梁的预应力筋可分悬臂力筋和连续力筋。结构的次内力主要为预应力产生的次内力和徐变次内力。悬臂力筋只是产生徐变次内力，而不产生弹性次内力，连续力筋则产生弹性次内力，当有多次体系转换时，也会产生徐变次内力。次内力(矩)的净效增加了中间支点处的负弯矩和跨中正弯矩，对结构产生不利影响。但次内力并非完全不利，连续结构中，可以把次内力有效地使用，从而增加结构的经济性。事实上，在悬臂拼装阶段，支点处的负弯矩随悬臂长度增加逐渐增大，刚合龙时跨中正弯矩很小。正是徐变次内力引起内力重分配使支点负弯矩减小，而跨中正弯矩增加，随着时间的增长及其它荷载的加入，结构整体受力趋向合理。预应力产生的次内力可用力法或等效荷载法计算。精确计算徐变次内力比较困难，与计算过程中的有关假设与实际出入较大有关，但不管采用什么方法，即使计算结果偏差较大，也不会对结构产生重大影响。

设计中，只要优化跨度及钢束布置，合理安排合龙程序，就可充分利用次内力的有利方面。

3.2预应力钢束布置

节段桥梁的配束由悬臂力筋和连续力筋两部分组成，悬臂力筋布置在顶板、腹板及上梗肋内。顶板内钢束常布置成直线形，直接锚固在节段拼装面上，腹板内钢束一般为曲线形状，使钢束承担部分剪力。但有的大跨度桥梁只在顶板布束而不弯入腹腔板内，这给施工带来极大便利。连续力筋布置在底板内，在箱内底板上留锯齿块张拉锚固钢束。悬臂拼装的节段桥梁，钢束一般布成短束，弯起力筋只有2个弯折点，节段从预制到安装，大部分徐变已发生，因此预应力损失大大减少，可有效地增大永存预应力，使钢束的高强性能充分发挥。

悬臂拼装阶段，梁体需布置大量悬臂束，而体系完成后并不需要那么多钢束，为避免浪费，往往需设临时束。体外预应力体系是一种有效尝试。由于钢束布置在箱内(箱形梁)可以将截面做得更薄，通过控制张拉力，有效地控制及调整施工中的挠度和预拱度。但体外预应力结构极限承载能力稍低，如何合理地使用，尚需进一步研究。

3.3安装定位及挠度控制

第6篇：桥梁设计论文范文

关键词：道路桥梁；工程设计；施工

中图分类号：TU997 文献标识码： A

近年来，我国许多桥梁设计大都达到了设计规范要求的强度指标，但因设计缺陷而在桥梁使用过程中出现的安全隐患却时有发生。因此，在桥梁设计时应该综合考虑构造、材料等因素，并结合以往实际工程经验，采取切实措施来减少桥梁设计中带来的安全隐患。此外，还应须知，环境不同、使用条件不同、设计对象不同，设计要求也就不同，桥梁结构体系的布局和构造等方面也要随之进行调整。桥梁设计规范再详尽也无法也不可能涵盖应由桥梁设计人员解决的所有问题，桥梁设计规范更新再快也不可能完全适应新技术、新思想、新材料快速发展对桥梁设计提出的全新要求。因此，科学合理的道路桥梁结构设计除必须满足桥梁设计规范基本要求之外，还要求桥梁设计人员具有较高的专业素质、丰富的设计经验和正确的实践判断能力以及施工人员的质量责任意识。

1 道路桥梁工程项目设计现状

近些年，随着经济的快速发展，我国加大了道路桥梁工程建设的密度与广度，虽然部分道路桥梁项目的设计满足了实际的功能需求与设计规范中的强度要求，但在实际投入使用后的几年内，均不同程度的出现了荷载裂缝、路基沉降、跳车等质量安全问题。因此，在道路桥梁工程项目的设计阶段，就应综合考虑、分析道路桥梁实际的结构、材料、环境条件、交通流量等因素，结合国外先进案例，通过各种技术手段优化设计方案，提高项目质量的耐久性、安全性。对于道路桥梁工程的设计，虽然国家颁布了相关标准与规范，但随着新技术、新理念、新工艺、新材料的不断涌现，而道路桥梁的功能需求又趋向多样化发展，有关设计规范与标准的更新很难适应现代化建设的需要。因此，现代道路桥梁的设计，在充分满足相关规范与标准的基础上，还需依靠设计人员的专业素质、业务水平来保障工程项目的质量安全。

2 公路桥梁设计的隐患问题

在公路桥梁设计的过程中，桥梁设计人员不能很好的把握和了解桥梁工程的全面情况，如桥梁规模大小、地理位置、桥梁结构性质、当地的自然气候等。这样就很有可能出现一些考虑不到位的问题，从而造成设计不合理等原因的缺陷。有些设计工作人员对公路桥梁结构强度的设计考虑过多，但从桥梁结构体系、构件材料、结构性质、结构耐久性、美观性等考虑的太少，不能很好地体现设计的全部功能意义。近年来，在我国虽然有不少桥梁工程从表面上看设计达到了规范的结构安全要求，但是有的桥梁使用了不到几年就出现了安全隐患问题，所以桥梁结构耐久性设计已经是安全设计的一个必须考虑的问题之一。

此外，公路桥梁的设计图纸样式和实际工路标符的不够明确，公路桥梁工作者如不是专业桥梁设计者，或者在计算设计过程中的一些失误，都会造成桥梁安全隐患问题的发生。忽视或不重视现阶段存在的公路桥梁设计理论体系法规，如在《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》指出，对于钢筋混凝土桥梁，因其结构重量占总荷重比例很大，活载引起的疲劳影响较小，因此不考虑重复荷载对结构产生的疲劳影响。这种理论体系对于桥梁的墩台和主梁等是有作用的，但对于桥梁的一些特殊构件的布局设计及忽略疲劳状态的设计是为隐患性的设计缺陷。再如桥梁支撑体与桥梁面板设计寿命时间不一致，在设计中没有充分考虑承载能力极限和正常使用极限情况状态。分为两种情况：一方面是指桥梁支撑体结构达到极限承载能力，结构整体或部分丧失稳定性，一方面是指在重复荷载作用下构件由于材料的疲劳而导致破坏的疲劳极限。对于桥梁墩台和主梁过于加强的特殊设计，而对桥面行车道板构件的设计不重视，显疲劳状态下的设计。

通过调查发现，多数公路桥梁主体结构承受力状态良好，而桥梁行车道板损坏严重，分析原因笔者认为是由于对行车道板的设计没有很好的把握。公路桥梁设计方案过于陈旧、缺乏创新。随着我国桥梁建设的快速发展，面对交通新形势下一些原有旧的公路桥梁的设计都跟不上交通建设形势的需要，甚至落后，停步不前。而有些桥梁设计人员思想设计观念落后、仍在模仿或运用过去的公路桥梁设计方案、缺少创新开拓精神、质量责任意识、经济等设计观念落后陈旧，设计方案单一、自然而然的就造成了缺乏论证所造成的设计方面的资源浪费、安全性问题等影响了我国桥梁的设计发展水平。

3 保证道路桥梁质量安全的相关措施

⑴合理选择设计方案对于道路桥梁工程项目的主体结构，应合理选择设计方案，以此保证工程项目的耐久性、安全性。由于道路桥梁工程建设的铺设范围较广，环境条件差异较大，从而在设计时，首先需要分析、考虑桥梁主体的结构形式，根据控制因素的不同，而选择能够充分满足项目需求，经济、合理的结构设计方案。目前，我国桥梁结构的设计形式，其主要分为标准跨径、大跨度两种。在实际的道路桥梁工程设计中，相较于大跨度桥梁设计方案，标准跨径桥梁的造价合理、施工难度小、能够预制装配，从而广为应用。

⑵ 项目设计阶段的质量控制道路桥梁工程设计水平的高低，将直接影响到道路桥梁的使用功能与使用安全，建设单位应给予设计部门充足的设计周期。在设计的过程中，设计人员在保证项目设计强度充分满足相关标准与规范的同时，应进一步创新、研究，以此保证设计方案的先进性。值得注意的是，设计人员在进行创新设计时，应本着成熟技术的原则进行分析、研究、设计，处理、协调好创新技术与传统技术间的关系，严禁采用未经检验的技术与设计，以此避免安全隐患的产生。此外，道路桥梁工程项目的设计人员，还应熟悉、掌握项目的施工技术与工艺，在设计中降低施工风险、提高质量检查的便捷性，从而设计出易于采取质量控制与施工的结构设计方案。对于工程项目中的重要部位，设计人员应进行全面、仔细的计算，保证数据、指标的准确性，以此避免发生事故。

⑶道路桥梁工程的耐久性设计道路桥梁工程项目，在施工的过程中与投入试用期间，均会受到环境因素、人为因素等影响。在地质灾害、风的侵蚀、雨水的腐蚀、交通流量的作用下，将造成桥梁部分结构材料出现老化、裂缝、断面等质量问题，以至于引发安全事故。究其原因，主要是由于道路桥梁工程在设计时缺乏综合考虑，并没有进行合理的耐久性设计而造成的。为此，在进行道路桥梁工程项目的设计时，设计人员应根据项目的自身特点与要求，针对施工场地条件、项目周边环境、最大交通流量等因素进行分析、预测，从而在保证设计强度符合标准的前提下，提高道路桥梁的安全性、耐久性。

第7篇：桥梁设计论文范文

关键词：大跨径刚构一连续组合梁结构设计探讨

一、前言

在大跨径桥型方案比选中，连续梁桥型仍具有很强的竞争力。连续梁桥型在结构体系上通常可分为连续梁桥、连续刚构桥和刚构一连续组合梁桥。后者是前两者的结合，通常是在一联连续梁的中部一孔或数孔采用墩梁固结的刚构，边部数孔解除墩梁团结代之以设置支座的连续结构。在结构上又可分为在主跨跨中设铰、其余各跨梁连续和全联不设铰的组合梁桥两种形式，通常称后者为刚构一连续组合梁。在我国已建成的该桥型的比较典型的例子有东明黄河大侨，跨径比之更大的该类型桥现已初见尝试。

二、刚构一连续组合梁桥的结构受力特点及应用

1结构特征及受力特点

在连续梁桥中，将墩身与主梁团结而成为连续刚构桥。由于墩身与主梁形成刚架承受上部结构的荷载，一方面主梁受力合理，另一方面墩身在结构上充分发挥了潜能，因此该桥型在我国得到迅速的应用和发展[2]。具有一个主孔的单孔跨径已达270m，具有多个主孔的单孔跨径也达250m，最大联长达1060m。随着新材料的开发和应用、设计和施工技术的进步，具有一个主孔的单孔跨径有望突破300m的潜力。而对于多跨一联的连续刚构是不是也能在联长上有更大的发展呢？众所周知，墩身内力与其顺桥向抗推刚度和距主梁顺桥向水平位移变形零点的距离密切相关。抗推刚度小的薄壁式墩身能有效地降低其内力，但随着联长的加大，墩身距主梁顺桥向水平位移变形零点的距离亦将加大，在温度、混凝土收缩徐变等荷载的作用了，墩顶与主梁一道产生很大的顺桥向水平和转角位移，墩身剪力和弯矩将迅速增大，同时产生不可忽视的附加弯矩，致使刚构方案无法成立。在结构上将墩身与主梁的团结约束予以解除而代之以顺桥向水平和转角位移自由的支座，这样就变成刚构一连续组合梁的结构形式。于是边主墩墩身强度问题得以解决，且在一定条件下联长可相对延长。可见，刚构一连续组合梁是连续梁和连续刚构的组合，它兼顾了两者的优点而扬弃各自的缺点，在结构受力、使用功能和适应环境等方面均具有一定的优越性。

2.在我国的应用情况

东明黄河大桥开创了刚构一连续组合梁桥在我国应用的先例。

由于放松了多跨连续刚构桥对边主墩高度的要求，因此刚构一连续组合梁桥适用于不同的地形、地质条件、通航要求等。下面将介绍的武汉军山长江公路大桥初步设计刚构一连续组合梁桥方案就是一个典型的设计实例。目前国内在建的典型的大跨径刚构一连续组合梁有杭州饶城公路东段钱江六桥，其技术设计阶段主桥为127＋3X232＋127=950m的五跨预应力混凝土刚构一连续组合梁体系，中、边主墩均为双壁墩，中主墩墩身与主梁固接，边主墩墩身与主梁分离，分别设置4个65000kN的支应与主梁连接，悬臂施工中墩梁通过预应力粗钢筋临时固接。受地形影响解除边主墩墩身与主梁固结的刚构一连续组合梁桥还有黑河大桥，该桥布跨为6016＋6×100＋60＝720m，墩身为单箱墩，最外边墩设支座。

刚构一连续组合梁桥还适合于某些特殊布跨情形。如厦门海沧大桥西航道桥，布跨为70＋140十70十42＋42（m），其中两孔42m跨锚碇，避免了设两孔连续或简支梁，并减少了伸缩缝。像这样将边墩设支座的小边跨与连续刚构主体相连而成为非典型的刚构一连续组合梁桥的桥还有很多。

三、设计实例

武汉军山长江公路大桥初步设计作了斜拉桥和连续刚构两个方案同等深度的经济技术比较。其中连续刚构方案最初的跨径布置为138＋24O＋240＋240＋138（m)，三个主跨的四个主墩均为双薄壁墩，墩身与主梁固结。设计中发现两个边主墩由于高度较矮，受力很不合理，因此，将其与主梁的固结约束予以解除，桥型变为刚构一连续组合梁的结构形式（后出于总体布跨考虑，将跨径布置调整为138＋240＋240＋240＋138＋56（m））。现以布跨138＋240＋240＋240＋138（m)的大跨径刚构一连续组合梁桥的设计为例对其结构设计加以介绍和探讨。其结构设计简介如下：

1.结构体系

桥梁分左右两幅，采用138＋240＋240＋240＋138（m）五跨一联三向预应力混凝土刚构一续梁组合梁桥型方案，双壁墩结构，中主墩墩身与主梁固结，边主墩及边墩墩顶设支座。边主跨比L边：L主＝0.575：1，纵坡3％，纵曲线要素为T＝5l0m，R=17000m，E=7.65m。横坡2％，由箱梁顶板坡度形成。桥面铺装为6cm钢纤维混凝土垫平层加6cm沥青混凝土。

2.下部构造

主墩墩身为普通钢筋混凝土结构，采用50号混凝土，双壁墩结构。P2，P5号墩为边主墩，墩高28m，左右幅每片墩墩顶各设两个吨位为60000kN的球形钢支座，墩身为矩形实心断面，断面尺寸320cmX800cm，顺桥向外缘距12m；P3，P4号为中主墩，墩高39.9m，墩身与主梁固结，墩身为矩形实心断面，断面尺寸280cmX750cm。，顺桥向外缘距12m。承台采用30号混凝土，均为整体式，厚5m。P2～P5两号墩桩基础采用25号水下混凝土，均为18根直径2．5m的钻孔桩，桩长分别为55m，35m，40m，37.5m，均按支承桩设计。下部构造平面布置.P3,P4及P5号墩基础拟采用双壁钢围堰方案施工，P2号墩拟采用钢管桩平台加钢套箱方案施工。为有效抵抗偶发的巨大船撞荷载，各主墩均设计为整体式基础和承台。防撞构造立足于墩身自身防撞，因此墩身按实心断面设计。

3上部构造

主梁为分离式单箱单室直腹板箱梁，采用50号混凝土。根部梁高h根=13.2m，h根：L主=1：18.18；跨中梁高h中=4.0m，h中：L主=l：60；箱梁底线变化曲线y＝4.0+（9.2/114）×X。箱梁拟采用对称悬臂现浇施工工艺，施工梁段长度分为3m，4m，5m三种类型，0号块现浇段17m，合龙段3m。1/2标准跨的分块布置为：（l/2）x17m＋10x3m＋10x4m＋8x5m＋（1/2）x3.0m＝120m。最大悬臂施工长112．5m，共28对施工块件，块件重量在140.8～234.5t之间。箱梁顶宽16.45m，底宽7.5m，翼缘板悬臂长4.475m（含承托），外侧厚15cm，根部厚50cm。0号块顶板厚45cm，其他位置顶板厚28cm。0号块腹板厚100cm。向跨中分70cm，60cm，40cm三个梯段变化。根部底板厚130cm。；跨中底板厚28cm，中间按y＝0.28＋（1.02／114）×x变化。箱梁仅在墩项及梁端设横隔板，墩顶横隔板位置及厚度与每片墩身相对应。为增强箱梁整体性，还在墩顶设置了箱外横隔板。

箱梁纵向预应力体系采用15－22，控制张拉力4296.6kN，横向预应力体系采用15－4，控制张拉力781.2KN。纵、横向预应力均采用φ15.24mm预应力超强、低松弛钢绞线，极限抗拉强度为1860MPa，计算弹性模量E=1.95x10''''MPa。竖向预应力体系采用φ32mm轴轧螺纹粗钢筋，控制张拉力542.8kN.箱梁典型断面纵向预应力钢束布置。

4.结构分析

(1)计算模式

顺桥向总体结构静力分析采用平面杆系综合程序进行。接施工阶段将结构分为328个单元325个节点，共63个施工阶段。由于地质条件相对较好，因此未按等刚度原理将桩基础进行模拟，即不计桩基础的影响，近似按承台底固结考虑。中主墩与主梁固结，边墩为单向交承，计算中计入了边主墩。

(2)计算荷载

汽车：半幅桥横向按布置4个车队数考虑，横向折减系数为0.67，纵向折减系数为0.97，偏载系数1.15。

挂车：按全桥布置一辆考虑，偏载系数1.15。

满布人群:3.5KN/平方米

二部恒载：7t／m。

温度：结构体系温差考虑升温20℃，降温20℃；梁体温差考虑了由于太阳辐射和其他影响引起上部结构顶层温度增加时产生的正温差及由于再辐射和其他影响，热量由桥面顶层散失时产生的负温差，参照BS5400荷载规范取用；箱内外温差为5℃；桥墩墩体考虑日照不均匀温度差：升温时，两片墩身的一侧比另一侧和中间高5℃，降温时，两片墩身的一侧和中间比另一侧高5℃。温度效应考虑两种组合：体系升温十正温差十升温时墩体温差，体系降温十反温差十降温时墩体温差。

静风荷载：施工风速按30年一遇，成桥风速按100年一遇计。横桥向风力按规范公式计算。

船撞力：横桥向18400kN，顺桥向9200kN。作用点位置按规范或专题确定。

(3施工方法及主要工况

拟采用悬臂浇注法施工。为确保施工阶段单T的顺桥向抗弯及根桥向抗扭稳定性，将P2、P5号墩墩顶与主梁临时固结，在次边跨合龙施工完成后予以解除，完成体系转换。主要工况为；①施工基础及墩身，悬臂浇筑至最大悬臂状态，形成单T；②满堂支架浇筑边跨现浇段，配重施工；③边跨合龙，现浇段支架拆除；④次边跨合龙；⑤中跨合龙，形成结构体系对施加二部恒载；⑦运营。

(4)计算参数及荷载组合

混凝土：徐变特征终级值2.3，弹性继效系数0.3，徐变速度系数0.021，收缩特征终级值0.00015，收缩增长速度系数0.021。

预应力：松弛率0.03，管道摩阻系数0.22，管道偏差系数0.001，一端锚具变形及钢束回缩值0.006m。

考虑五种组合：①恒十汽；②恒十汽十温度；③恒十挂;④恒十满人；⑤恒十汽十温度+船撞力。

(5)计算结果

主梁次边跨跨中汽车活载挠度为0.111m，中跨跨中为0.096m。

主梁应力：成桥状态混凝土应力最大约155kg／平方厘米，最小约26kg／平方厘米，组合①混凝土应力最大约17Ikg／平方厘米，最小约10kg／平方厘米，组合②混凝土应力最大约215kg／平方厘米，最小约一6kg／平方厘米。

五、几个问题的探讨

1.结构方案比较

在维持主跨规模不变的前提下，为寻求一个受力合理、结构安全、适用美观的方案，对结构形式及主墩厚度作了计算比较。比较的方案有138＋3X240＋138（m）连续刚构方案，墩厚2.5m；138＋3x240＋138（m）连续刚构方案，墩厚2.1m；138＋3x240＋138（m)刚构一连续组合梁方案，固接墩厚2.5m；138＋3x240＋138（m)刚构一连续组合梁方案，固接墩厚2.lm。经过计算分析得出如下结论：

(1)相同布跨和墩厚的两种方案，主梁的内力和位移相差较小，中主墩由于高度较大，且距顺桥向变形零点较近，内力相差也不大，而边主墩受力则相差悬殊。在连续刚构方案中，由于高度较矮，且距变形零点很远，因此，尽管在设计上采取了措施，在恒载、活载及温降组合工况下，墩身两端仍产生了很大的弯矩，而且靠外侧的墩身轴力难以提高，而在刚构一连续组合梁方案中，墩底弯矩是由支座最大静摩阻力决定的，因此相对较小，另外墩顶轴力通过配重措施可以得到很好的解决。

(2)墩身厚度的降低，迅速降低了墩身刚度，从而迅速减小了温度产生的墩身的荷载效应，对边主墩效果更为明显。但墩身厚度同时受截面应力状态和稳定性的限制，存在一个低限。

2边主墩合理型式的选择

对于规模较小的桥梁，最不利组合下的墩顶竖向力相对较小，支座数量少且容易布置，而且最大悬臂状态下的稳定性问题显得次要的情况，采用单柱式墩是合适的。但对于大跨径刚构一连续组合梁桥，从以下几方面的研究可见，采用双柱式墩是边主墩的合理型式。

(1)结构受力比较

设单柱式墩的截面尺寸为BX2H，双柱式墩为BXH，中心距2r，墩高相同。在其他条件相同的前提下，经计算，边主墩若采用单位式墩，与采用双柱式墩相比较：

主梁内力：中跨跨中的M，Q，N略有减小，边跨跨中和次边跨跨中的M，Q，N均略有增大；边主墩顶和中主墩顶的N，Q均略有增大，变化值不大，但M却增大很多，对边主墩顶：成桥状态增大81％，最不利组合增大45％，对中主墩顶：成桥状态增大1.3％，最不利组合增大6.l％；

中主墩墩身内力：N，Q略有增大，M成桥状态增大9％，最不利组合增大8％；

主梁挠度；次边跨跨中汽车荷载挠度增大36％，中跨跨中汽车荷载增大8％。

可见，边土墩采用双柱式可减小上部结构的计算跨径，降低箱梁截面内力和挠度。

(2)采用双柱式墩有利于施工阶段最大悬臂状态下的安全性

施工阶段，由于墩身与箱梁临时固结，因此，采用双柱式墩的顺桥向抗弯惯性矩为

而采用单柱式墩的顺桥向抗弯惯性矩为

对于本桥，前者为后者的5.92倍。

(3)能保证桥梁横向抗风的要求

施工期间，桥梁处于悬臂状态，其横向抗风稳定性尤为重要。此时墩顶与主梁固接，对于单柱式墩，当其受到横桥向扭矩后，柱身产生扭转角，从而产生抵抗扭矩，对于双柱式墩，桥墩的抗扭能力由两部分组成：一是两片柱身扭转产生的抵抗扭矩，二是由于柱身产生横桥向水平力Q，从而产生抵抗扭矩，其值为Q与2r的乘积，它是双柱式墩的主要抵抗扭矩。从数值上看，后者远大于前者，因此能保证大跨径桥梁横向抗风稳定性的要求。

（4）构造和美观要求

最不利组合下墩顶的竖向力决定了支座的数量，大尺寸的大吨位支座的布置及在施工期间墩身与主梁的临时固结构造决定了墩身的最小平面尺寸。对本桥而言，若采用单柱式墩，其墩身厚度在6m以上，显得过于厚重，与轻巧的中主墩不协调，在材料用量上与双柱式墩相差很少。

3边主墩支座力的平衡措施

由于边主墩距桥梁中心线较远，加上特定的合龙顺序和边中跨比，在不采取措施的前提下，两片边主墩墩身的竖向力会相差较大，这样一会导致支座吨位很大且规格相差悬殊；二来增加基础的工程量。为解决此问题，在边跨合龙前在外侧悬臂端施加配重能较好的解决。

本桥的设计措施是在边跨合龙前在外侧悬臂端施加90t的永久配重，其与不配重计算结果。

可见，配重对平衡边墩墩顶轴力的效果是明显的。

最大悬臂状态下顺桥向施工稳定性取决于该状态下的最大不平衡荷载，其由箱梁已浇筑梁段的自重偏差、挂篮等机具的安装偏差、正浇筑梁段的自重偏差、浇筑时的动力系数偏差、两端挂篮装拆和移位的不平衡和墩身两侧的风压不平衡等其中的几种相组合得出，其值往往达100t以上。因此，配重施工前采取的有效措施并在良好的施工环境下，配重施工时顺桥向的施工稳定性是可以得到保证的。

4计算模式的处理

中主墩墩身与主梁固结，两者相连接的部位可用综合程序系统的带刚臂杆件单元来处理，能比较准确而简单地模拟构件交汇点的刚域效应。对于边墩，其对结构总体受力影响很小，一般不计入总体结构计算中，而从中分离出来，其对结构的效应用该处的约束（单向支承）来代替。而对于边主墩，其对结构总体受力影响较大，宜计人总体结构计算模型中。为此，综合程序增设了两个特殊杆件元，来解决实际结构中非刚性中间节点的约束模拟问题。

在本桥计算中，将P2，P5号墩与主梁间的支座连接约束用两端铰接刚性杆（А∞，I0）来处理，使计算图式归为全部刚结的形式。

5其他方面

由于主梁受力状态同连续刚构相差不大，因此三向预应力设计基本相同。但由于施工过程中的配重措施，必然使得在各合龙阶段施工时，合龙段两端的高程会有所差值，这可以通过设置预拱度或采取加卸载措施进行施工挠度控制于以解决。另外，由于0号块同连续刚构相比，其边界条件有了变化，应作相应的空间有限元分析。

第8篇：桥梁设计论文范文

关键词：公路工程 公路桥梁 高速公路桥梁 质量问题 对策

在公路工程建设中，高速公路桥梁建设占据了十分大的比重。在我国已经建成和投入使用的高速公路中，桥梁占据工程总量的40%。由于高速桥梁在建设的过程中往往比普通的挖山填谷具有更大的施工难度，因此桥梁的质量问题就受到了广泛的关注。在桥梁建设和投入使用的过程中，会产生由于各种因素而导致的质量问题，影响桥梁的正常使用，使桥梁的承载能力受到影响，甚至对人们造成一定的安全隐患。

一、高速公路桥梁建设中的质量问题

（一）裂缝问题

裂缝是混凝土工程中较为常见的一种质量通病（如图1）。在桥梁建设中，如果出现较为轻微的裂缝，往往会影响到桥梁的美观性却不会对其承载能力造成影响，但是如果出现较为严重的裂缝，则会使得混凝土的强度下降，其承载能力和耐久性会受到影响，尤其是桥梁需要持续的受力，在这种情况下，对桥梁的影响更加严重。桥梁裂缝的产生，不仅造成巨大的经济损失，也为通行安全埋下了隐患。

图1 高速公路桥梁出现的裂缝

产生裂缝的原因主要有以下几个方面：

1.原材料的质量缺乏有效的控制：如水泥的标号较低或者放置时间过长而导致水泥受潮，影响其使用功能；骨料的质量太差，施工过程中为了降低成本则就近采挖或者不进行检测就直接用于施工。

2.在施工过程中，对混凝土的配制比例没有经过严格的试验，具有较大的随意性，凭经验来进行配比的现象较多。

3.在混凝土施工过程中，浇筑灌浆环节出现振捣过猛或者不足等现象，造成混凝土整体结构的不均匀，导致局部地区发生沉塌现象。

4.在混凝土浇筑完成后，由于混凝土自身在水热自干过程中受到各种应力的影响而产生裂缝。在混凝土浇筑完成后，由于水泥自身的热化作用，会使混凝土结构内部的温度不断的升高，往往能够达到50-80℃的高温，而混凝土的膨胀系数也只有50-80℃，这时混凝土内部的温度与周围的自然环境温度存在着较大的落差，如果在没有太阳照射的情况下，就很容易出现收缩裂缝。

5.保养不及时。在混凝土拆模后，没有给予及时的洒水保湿，使混凝土在凝结的过程中要不断吸收体表的温度而使混凝土表面产生裂缝。

（二）局部蜂窝和麻面的现象

蜂窝和麻面现象的产生，不仅使混凝土结构的严密性受到影响，同时也使得混凝土结构的强度受到影响，在使用的过程中受力过大时则容易发生坍塌（如图2）。另外，产生蜂窝和麻面的部分也十分容易受到腐蚀，影响工程的承载能力和使用寿命。

图2高速公路蜂窝麻面现象

造成蜂窝和麻面的原因主要有以下几方面：

1.混凝土没有按照严格的配比要求进行配比，存在着较大的随意性，施工过程也没有按照严格的施工程序进行，经常存在着各种临时调整的现象。

2.在混凝土浇筑过程中和浇筑完成后，没有进行规范的振捣，结构分布不均，使得振捣不足或者振捣过多的部分产生质量问题。振捣不足的部分容易产生疏松的结构，在撤膜后则容易出现蜂窝和麻面；而振捣过多的部分则容易发生骨料下沉，混凝土浆沁于表面，容易发生干缩裂缝。

3.在制作混凝土模的过程中，缺乏精细的加工，或者周转的次数过多而导致混凝土局部变形，接缝地区由于不够密封发生漏浆，使骨料之间的缝隙缺少泥浆而产生稀疏状得蜂窝。

4.混凝土从搅拌到浇筑之间的时间间隔较长，使得混凝土的水灰发生离析，混凝土结构不够密实，在浇筑过程中没有进行足够的振捣或者振捣不均匀，产生蜂窝现象。

通过上述分析可以看出，在高速公路桥梁施工中，混凝土结构会产生不同程度的裂缝以及蜂窝、麻面等现象，为了解决该问题，需要从结构设计、混凝土原材料到施工工艺、养护等每一步都尽量减少失误或操作的不当，对每一道工艺流程都按照标准来施工，并结合当地的地质状况和气候特点进行合理的调剂。

二、改善高速公路桥梁质量问题的对策

（一）对原材料的选择和使用。

为了在桥梁建设和使用中不会出现各种质量问题，首先就要对原材料进行严格的控制，确保原材料的质量是保证桥梁工程质量的基础。

对水泥以及掺合料的品种进行严格的控制，选择水热化程度较低的水泥，避免早期温度裂缝的产生。同时，根据施工强度要求选择适当的水泥细度，在进行混凝土的配比时，也要经过多次的试验后才可以进行使用。另外，在进行混凝土混合比时，应多选用几种粒级石子进行搭配，级配应以尽量减少空隙率为目的，并通过试验确定。根据实验确定骨料体积含量最佳为大于或等于70％。在满足混凝土用粗骨料级配要求范围的基础上，应采取措施将粗骨料级配控制在接近级配的范围内。

（二）混凝土的配比

对混凝土的配合比必须按照标准进行配比，即根据强度等级，抗渗等级，耐久性和工作性等进行配合比设计。同时，在满足施工要求的条件下，尽量采用较小的混凝土塌落度；对于水灰比，一般应小于或等于60％；即每立方米的混凝土用水量应小于或等于180kg；对于水泥用量，普通强度的混凝土应为270～450kg/m3，高强度混凝土应小于550kg/m3（其中含一定量的矿物粉）；对于砂的比率，在满足施工要求的条件下，应适当采用较小的砂率。在操作中，应搅拌均匀，并随时检验混凝土的塌落度，根据不同构件调整塌落度。同时，在搅拌时间上应控制在90s 之内。

（三）浇筑与养护

在混凝土进行浇筑时，根据不同的构件选择不同的浇筑方法，在浇筑过程中应当配备较为完备的振捣工具，确保在混凝土初凝前进行连续作业。浇筑过程中对振捣的力度以及时间进行严格的控制，避免蜂窝、气泡的形成。同时，混凝土撤膜后，应当给予及时的保湿养护，根据不同的气候条件采用不同的养护措施，防止干缩裂缝的发生。

（四）其他措施

1.在混凝土施工过程中对钢筋的选择也是十分更要的。选择钢筋时要严格按照设计标准进行组织和加工，焊接过程也要严格按照焊接标准进行，防止由于焊接技术不过关而造成的开裂现象。

2.在模板的设计和制作过程中，应当尽量减少错台和漏缝现象的发生，始终确保模板具有较高的刚度和光洁度，同时应当确保模板的单元面积较大，拼缝严密。在进行模板的使用时，应当通过试拼对其表面的精度差进行调整，直至满足施工需求。另外，在模板上涂抹防护油，可以确保在撤膜后混凝土结构表面光洁，不会出现麻面的现象。

三、高速公路桥梁的加固与养护

针对上述高速公路桥梁经常出现的质量问题，在采取相应的防治对策的同时，应当注重桥梁的加固以及养护。

（一）高速公路桥梁的加固措施

不同的桥梁质量问题，采用不同的加固维修方法。针对箱梁顶板的质量问题，使用粘贴碳纤维的方法进行加固和维修；针对箱梁腹板内侧比较严重的病害，则需要使用增加截面积与粘钢的方法同时进行加固补强，使用喷射混凝土将补强钢筋与原来的桥梁结构相互结合形成一个整体的受力结构，并且能够在这个结构上进行拉应力和剪应力的顺利传递，然后使用粘钢的方法对箱梁腹板进行加固。

根据桥梁裂缝产生的数量以及分布和走向，对于主桥箱梁产生的横纵分布的裂缝以及箱梁外侧腹板斜裂缝、翼缘板横向裂缝, 首先使用灌注胶进行灌注，然后根据裂缝的大小，大于0.15mm的裂缝，使用树脂进行灌注；对于小于0.15mm的裂缝，则可以使用封闭式处理，一方面能够使桥梁外观看起来更加美观，同时也能够增强桥梁的整体性以及桥梁的承受强度。

（二）高速公路桥梁的养护

高速公路桥梁要承受巨大的交通量，这不仅加速了桥梁质量问题产生的速度，同时也会对质量问题的发展产生家督的作用，使桥梁的使用寿命受到影响，因此，对于桥梁的养护也是十分必要的。桥梁养护并不是简单的修修补补，而是需要专门的养护技术作为依托，而我国的养护技术还不够成熟，某些方面还要借鉴国外的先进技术。养护技术的加强，首先需要摆脱落后的人为操作，而选择一条自动化和机械化的道路，将先进的计算机技术引入到桥梁养护系统中，通过计算机信息管理系统对桥梁的使用情况进行全天候的监控，同时建立高速公路桥梁使用状况的动态数据库，对桥梁路面的管理信息以及其他方面的管理进行进行有效的整合。另外，应当注重对公路桥梁的预防性养护，这也对我国公路桥梁的检测技术提出了更高的要求，一方面，需要庞大的路基、路面、积水性、桥梁承载能力等数据整合系统,另一方面，更加需要具备专业养护知识的高素质养护人员，只有两方面因素同时具备，才能够适应预警养护工作，提高高速公路桥梁的养护效率。

第9篇：桥梁设计论文范文

【关键词】公路桥梁 养护管理存在问题对策

中图分类号：F540.3 文献标识码：A 文章编号：

一．引言

随着交通运输事业的发展，交通运输量大幅度增长，行车密度及车辆载重越来越大，尤其是拖挂运输、集装箱运输、个体户载重货物运输等重型车辆日益巨增，这对许多公路桥梁的安全性提出了更高的要求，特别是年代较远的低等级载荷桥，已远远不能满足使用上的要求，危桥数量逐年增多，特别是近年来桥梁坍塌事故频繁发生，所以加强桥梁日常养护检查，维修及病危桥梁的加固，力求充分利用，延长其使用寿命，以满通运输发展的需要。

二．目前桥梁管理中存在的问题。

1. 部分桥梁设计承载力低，不能满足重载交通要求。

2. 注重桥梁构件强度验算，忽视耐久性设计。20世纪60年代～90年代初期建造的公路桥梁，限于当时的技术标准，仅验算构件强度，对耐久性设计重视不够。目前桥梁构件材料老化、退化现象严重，病害频发，沿海桥梁构造物混凝土受氯离子侵蚀，损坏现象严重，直接影响在役公路桥梁的安全通行。公路桥梁使用寿命不仅取决于其构件强度，还取决于构件的耐久性，也就是构件在使用期内保持强度和结构完整的性能，限于当时技术水平和经济发展水平，2004年前我国公路桥梁对耐欠性设计重视不够，未按使用寿命验算，桥梁设计时仅要求满足强度指标。因此，目前在役的大多数公路桥梁耐久性不足，使用寿命难以达到期望设计基准期，造成在役公路桥梁提前“退役”。

3. 对中小桥梁次要构件和附属设施设计重视不够。同时，通航河道桥梁缺少防撞防护设施，通航船舶碰撞桥墩或净空高度不足碰擦梁板造成桥墩和梁板受损，存在严重安全隐患。

4. 施工技术水平低，检测措施不到位。早期建造的公路桥梁限于当时的施工技术条件，机械化程度低，应用新技术、新材料、新工艺、新设备少，监控检测手段不到位，未推行监理制，难以保证桥梁构造物的施工质量。

5. 超限运输车辆对桥梁的损害。受超限车辆频繁通行影响，造成桥梁承重结构损坏。

6. 部分公路桥梁疏于养护管理。一是公路养护管理重养路面质量、轻养桥梁，对桥面、支座、伸缩缝、护栏等养护管理重视不够，橡胶支座、伸缩缝老化变形破损，原钢支座锈蚀失效，原活动支座变为固定支座，主梁由受弯构件变成弯拉构件；二是桥梁检查不够。桥梁服役期内，由于构件材料的劣化、外因作用等原因，会出现各种病害，只有通过检查才能及早发现病害，评定其技术状况，进而提出维修对策；三是早期修建的桥梁资料缺失，不利于后续养护管理。旧桥加固设计需竣工图，不然无法进行加固设计验算，只能采用拆除重建方案；四是河床下游挖砂严重，疏于管理，受汛期洪水冲刷，圬工墩台易被冲空毁坏；五是桥梁加固修复资金短缺，得不到及时修复，潜在严重安全隐患。

7. 桥台桩基出现环向裂缝。受当时施工、资金等因素影响，部分桥梁两侧台背回填、基底软基处理不够，桥头跳车现象严重，受车辆动荷作用、桥头填料压密及基底压缩变形，产生土侧压力，造成桥台桩基出现环向裂缝，影响桥梁运营安全。

8. 桥梁抗灾能力弱。据检测分析，台州市在役公路桥梁易受台风暴雨、河水急流、河床变迁和冲刷等影响，造成桥梁墩台冲空、毁坏。

三.公路桥梁养护管理对策。

1. 明确养护管理职责。根据现行《公路桥涵养护规范》（JTGH11）、《公路桥梁养护工作制度》等规定，明确公路桥梁养护管理单位和监督单位，合理确定工作职责。按照交通运输部和浙江省桥梁养护工程师制度要求，结合辖区公路桥梁数量，配备足额的桥梁养护工程师和技术人员，明确管养职责。

2. 健全检查评定制度。贯彻“预防为主、安全至上”工作方针，提高公路桥梁结构的耐久性和安全性，开展周期性检查，每年安排一定数量的公路桥梁检测，系统掌握桥梁技术状况，进行分类评定，制定相应养护对策。

3. 明确危病桥梁确认权限。

4. 规范桥梁检查程序。

5. 建立桥梁管理体系和数据库。改变传统的桥梁应急抢修养护管理方法，注重监控防范，把安全隐患消灭在萌芽状态。抓好在役公路桥梁的检查、技术状况评定、养护对策、维修加固或改造、交（竣）工验收等有关技术资料的搜集、整理、归档，建立完整的桥梁养护档案和数据库。建立桥梁工程师管理网络、信息快速传输系统，不断提高桥梁工程师的技术业务水平，对桥梁病害勤检查、早发现、善处理，建立健全一桥一档的桥梁管理系统，发挥桥梁经常性检查、定期检查、特殊检查的作用，做到防微杜渐、有备无患。

6. 加大公路治超力度。禁止大于桥梁设计荷载标准的车辆通行，或采取技术措施后通行。根据在役公路桥梁的承载能力，综合分析并确定限载标准，设置限载标志。一般情况下，一条技术标准等级相同的公路应设置相同的荷载等级，避免设置不同等级的荷载标准。对未达到标准的在役公路桥梁，可通过维修加固或改造升级达标；对一时难以达到标准的桥梁，可通过应急加固措施达标。同时，应加强桥梁应急处置管理，制定以桥梁坍塌事故为重点的养护突发事件及灾害性事件应急预案，重视四、五类危病桥梁及超过使用年限的危旧桥梁管理。

7. 加强桥梁修复改造计划及施工管理。根据桥梁检查评定技术状况，确定养护对策，科学制定桥梁小修保养、中修、大修或改造等方案，规范管理工程实施，加强监督检查。注重提高公路桥梁抗灾防灾能力，加大对河床下游挖砂监管，确保使用状况良好。随着公路大桥、特大桥、跨海大桥、结构特殊桥梁的日渐增多，在现有公路养护管理体制下，单纯依靠公路管理部门，无论从人员配备、技术水平、机械设备等方面均难以保证。

8. 提高认识，加强领导。桥梁是公路构造然包括对桥梁的养护。各级政府、交通公路部门要克服重路面养护轻桥梁养护的思想倾向，牢固树立养路必养桥的理念。要认识到桥梁是打通河流沟壑等天堑的十分重要的建筑物，且是投资较大、使用价值较高的交通公路基础设施。如果不加强养护维修，小毛病会发展成大毛病，严重者甚至造成桥梁寿命缩短和坍塌。各级政府、交通公路部门要把公路桥梁养护工作作为提升公路整体养护水平的一项重点工作来抓，每年对桥梁养护工作做出安排部署，定期召开专题会议，研究确定桥梁养护工作的重点和任务，及时处理桥梁养护工作中存在的问题。全面落实专职桥梁工程师为主的桥梁养护管理责任制，配备专职桥梁养护工程师和专职桥梁养护技术员，明确各自工作职责，严格落实桥梁养护管理责任体系。

四．结束语

桥梁养护要按照“预防为主，防治结合”的原则，以桥面养护为中心，以承重部件为重点，加强全面养护。认真落实部颁《公路桥涵养护规范》，每年在桥梁定期检查的基础上，制定详细的维修计划，提出相应的处治和修复措施及时进行养护维修。加强养护维修质量监督，确保处治有效。增强责任意识，明确工作目标，对持之以恒地开展好公路桥梁养管工作，共同推动此项工作朝着更加科学、更加规范的方向发展奠定了坚实基础。

参考文献：

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[2]陈永锋 公路桥梁养护管理中的质量控制措施[期刊论文] 《中小企业管理与科技》 -2011年9期

[3]王中成 周方旭Wang ZhongchengZhou Fangxu 浅析我国高速公路桥梁养护管理 [期刊论文] 《价值工程》 2010年36期

[4] 陈敏 试论公路桥梁养护管理中的问题以及应对措施[期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》 -2013年16期