桥梁设计分析大全11篇

永利皇宫棋牌2023最新版本:桥梁设计分析大全11篇

发送询盘
产品详情

  桥梁主要是在道路遇到河流、深沟等障碍时发挥跨越障碍、连接道路的作用,是确保道路通畅的重要基础设施。简支桥梁作为应用时间较早、应用范围较广的一种桥梁类型,具有桥梁结构受力明确以及施工简便等诸多优点,而加强对简支桥梁主要结构、基本要求以及设计要点的分析和研究,对提高简支桥梁设计和建设质量有着重要意义。

  简支桥梁的上部结构(图1所示)主要是指桥跨结构,其作用一方面是跨越河流、山谷等各种障碍,另一方面则是直接承受行车等桥梁荷载的结构,并通过桥梁支座等结构将承受的荷载传递到桥梁下部结构,从而确保简支桥梁在相关标准和规定范围内能够安全、正常运行。

  桥梁下部结构的组成部分主要包括桥墩、桥台和桥梁基础等结构。桥墩和桥台的作用一方面是支撑桥跨结构,另一方面还负责将桥跨结构承受荷载向下传导,其中,桥台结构主要是设置在桥梁的两端,除了需要支撑桥跨结构以外,还起到连接道路与桥梁的作用,而桥墩结构主要是布置在桥台结构的中间以及桥跨结构下方,桥墩结构的数量可以根据现场实际情况进行合理规划,在条件允许的情况下甚至可以不设置桥墩结构。桥梁基础结构主要是桥梁墩台下端连接的结构,是简支桥梁最为关键的结构之一,也是工艺最为复杂、施工难度最大的桥梁结构之一,基础结构的建设质量直接关系到桥梁墩台的稳定性以及桥梁运行的安全性。

  桥梁支座结构是设置在桥梁墩台与桥跨之间的区域,一方面起到连接桥跨与桥梁墩台的作用,另一方面则是满足桥跨的正常位移和转动需要。除了以上这些桥梁结构以外,简支桥梁还包含伸缩缝、桥头搭板以及导流结构等组成部分,而这些桥梁附属设施的作用主要是进一步提升简支桥梁的运行安全性和稳定性。

  桥梁的承载能力是桥梁使用方面的基本及核心要求之一,不仅需要根据行车以及行人流量的预估数值合理规划桥面宽度,并考虑到桥梁通行安全性以及桥面排水能力,还需要对一段时间内桥梁车流量的增长情况进行分析和考量,如果简支桥梁设置在河流上,还需要综合考量到河道通行的需要。

  桥梁设计方面的要求,一方面是在设计过程中尽量使用先进的设计理念和设计方法,从而最大程度的确保简支桥梁的施工安全性以及运行稳定性,另一方面,在施工材料、施工设备以及施工工艺的选择方面,也应尽量使用新材料和先进、成熟的技术工艺,确保桥梁各个结构的生产能够达到相应的标准和要求,并保证简支桥梁建设进度和建设质量能够达到预期标准,实现简支桥梁经济效益和社会效益的提升。

  简支桥梁设计过程中所要考量的经济方面的要求,其一,是指要重视并加强桥梁工程建设的经济性,比如,通过合理利用施工现场地形特点、优化桥梁设计方案以及尽量在施工现场附近获取原材料等措施,最大限度的降低桥梁工程的总造价。其二,还需要考虑到桥梁工程施工过程中可能对周围环境以及交通带来的影响,一方面应降低桥梁工程施工造成的生态环境污染以及噪音污染,从而减少施工完成后的环境恢复支出费用,这不仅需要考量到施工工艺选择以及施工方案设计等多个方面,还需要建立科学、完善的自然生态环境监测体系以及保护方案;另一方面则需要通过规划针对性的应对和处理方案,尽量减小桥梁工程施工对周围交通带来的影响和阻碍。

  随着人们经济水平以及生活质量的提升,对美的事物有了更高的追求,所以,简支桥梁设计过程中也应考量到美观因素,这并不意味着设计人员需要对桥梁外观进行奢华的装饰或夸张的设计,很多时候越是简单、淳朴的事物,越容易让人们体验到美的感受。对于桥梁而言,美观性一方面体现在桥梁与周围环境的融合,从而让人们感受到特殊的韵律感、秩序感以及和谐感;另一方面主要是通过对材料的合理选择以及对色彩的合理搭配,给予人们简洁、清爽以及稳固等视觉感受,但是,无论如何追求桥梁的美观性,都应在满足桥梁功能需要、通行安全性需要以及运行稳定性需要的基础上开展。

  计算环节是简支桥梁设计的关键环节,对桥梁设计的科学性以及可行性有着重要影响。首先,需要根据桥梁使用需求以及现场实际情况,了解简支梁的受力情况(图4所示)对桥梁各结构的尺寸等数据进行假设。其次,相关技术人员需要根据假设的桥梁各结构尺寸,对桥梁行车道板、主梁、桥梁支座以及桥梁基础等结构的刚度以及稳定性进行分析和计算,从而通过计算结果反向分析假设的桥梁结构尺寸是否科学、合理,如果未通过验证,则需要对桥梁结构假设数据进行调整或重新拟定,然后再次进行计算和分析,直至桥梁各结构假设数据通过验证。

  简支桥梁表层缺陷包括蜂窝、空洞、表层脱落等几种,其一,桥梁表层蜂窝缺陷,可能是由于桥梁设计存在钢筋布置过密或者混凝土原材料中的粗骨料粒径过大而导致的;其二,桥梁空洞缺陷,其产生原因可能是由于桥梁设计中选用的钢筋不合理,或者在桥梁施工过程中存在混凝土振捣工作不充分以及存在漏浆等情况时,也会导致桥梁表层存在空洞缺陷。其次,裂缝也是简支桥梁较为常见的结构缺陷,包括桥梁部位经常出现的网状裂缝、下缘受拉区裂缝、腹板竖向裂缝以及斜向裂缝等,大致可分为温度引发的裂缝以及荷载引发的裂缝。其产生原因:其一,可能是由于混凝土配合比设计存在不足,其二,可能是在桥梁设计过程中对桥梁结构受力分析结果与实际受力存在较大差异,从而导致桥梁结构的安全系数较低。第三,伸缩缝也是因简支桥梁设计错误而出现的常见缺陷之一,主要包括钢板伸缩缝、橡胶伸缩缝以及弹性体伸缩缝等几种,而引发伸缩缝缺陷的设计错误因素,一方面可能是由于桥梁设计方案中桥面板端的刚度不足,以及伸缩缝装置刚度或锚固构件的强度不足而导致的,另一方面可能是由于桥梁设计过程中相关技术人员对伸缩量的计算存在较大误差,或者对于后浇筑填料的选择方面存在不合理之处,这些桥梁设计错误都有可能导致简支桥梁出现伸缩缝缺陷,并对桥梁的整体安全性和稳定性带来极大影响。图2为简支梁伸缩缝施工。

  抗震设计水平对简支桥梁通行安全性以及运行稳定性有着重要影响,而地震设计烈度的变化以及地质类型的不同不仅会使工程造价出现较大的波动,也会对桥梁抗震设计难度带来一定的影响,所以,简支桥梁建设地点应尽量避免选在易液化土层区域,而且,连续梁桥就抗震性能而言是要优于简支梁桥的,但具体选用那种类型的梁桥,还需要从工程整体层面和实际需要进行考量,本文主要对简支桥梁的抗震设计进行简单阐述。简支桥梁震害表现可以大致分为三个部分,其一,桥梁上部结构震害表现,主要包括梁结构的错位和滑落,但梁结构本身出现损害的几率较小,也有可能出现桥梁支座上的锚固结构出现剪断等现象,以及桥梁上部结构出现混凝土开裂或剥落等情况。其二,桥梁下部结构震害表现,主要体现在桥墩柱体出现弯曲、残缺等破损现象,或者桥梁的下部各连结结构出现断裂等损坏。其三,桥梁墩台基础结构震害表现,主要包括墩台基础结构出现位移、下沉等情况,而这些情况都会对桥梁墩台以及桥梁上部结构带来极大的影响或破坏,比如,梁结构错位、滑落以及桥墩柱体弯曲等问题都可能因墩台基础的震害表现而发生。在开始桥梁抗震设计之前,不仅需要地质勘探团队对施工现场地质情况进行全面、细致的勘察,还需要对当地历年来的地震发生频率以及震级等资料进行收集和分析,从而为简支桥梁抗震设计工作提供详细、可靠、全面的参考数据。在桥梁抗震设计过程中,相关设计人员不仅需要合理选用计算模式对纵桥向、横向以及竖向地震作用进行计算,设计人员还应通过结构设计优化等途径,提高简支桥梁的抗震性能,比如,对桥梁各处的连接结构进行适当增强,并加强桥梁结构的整体性,同时,对桥梁支座结构设计进行调整和改进,最大限度的避免梁结构滑落情况的发生,而墩台基础结构的优化,是桥梁抗震设计的关键环节之一,因为桥梁结构的破坏程度往往会因墩台基础的震害问题而扩大,这就需要综合考量施工现场地质情况、桥梁总荷载需要以及抗震需要等方面,对墩台基础结构(如图3所示)进行科学设计以及适当加强,从而提高简支桥梁的整体抗震性能。

  随着城市建设步伐的深入,部分桥梁设计人员为了迎合城市整体设计以及市场的需要,往往过于追求桥梁设计的美观性和景观效果,不仅在一定程度上提升了桥梁工程的建设成本以及建设难度,还会对桥梁结构的安全性产生一定的影响。所以,桥梁设计人员应重视桥梁结构体系的科学与完善,应在确保桥梁结构设计安全性以及耐久性的基础上,对桥梁结构的布局及其细节之处进行合理调整和改动,除此之外,桥梁设计人员还应考量到桥梁正式运行后的检修维护需求,从整体角度对桥梁结构进行规划和设计,尽量避免对桥梁投入运行后的检修和维护工作产生严重影响及阻碍,从而最大限度的减少简支桥梁设计的质量和安全隐患。

  从上述内容可以看出,简支梁目前已经成为了一项较为常见的结构,简支梁设计至关重要。所以在简支梁设计过程中,还需要重视设计管理,具体应做好以下几个方面:首先做好设计准备工作。设计人员应做好设计前的准备工作,建议设计人员应到现场进行实地勘察,了解所在区域环境灯。其次在具体的简支梁设计过程中,设计人员还应综合考虑因素,具体包括公路功能、抗洪防灾要求、通行能力等,对简支梁进行综合设计,保证简支梁选线合理,合理跨径,既要满足通航规划要求,还要满足桥梁的美观性要求。对于大桥桥位,原则上应与河道保持垂直,或者使得大桥能够直接跨越河道,对于简支梁桥,为了避免影响影响简支梁桥的美观性,桥墩数量设置应适宜,避免过密。对于中桥乔位,原则应根据桥梁路线总方向进行设计,遵循经济性原则,尽量不与河流进行斜交,如果出现桥梁斜交,那么应严格控制角度,一般不大于30度。对于小桥涵的桥位,原则上同样要按照总路线走向进行设计,如果在具体的设计过程中,发现会不利于施工的地质水文条件,也不允许随便改变路线,需要采取适宜的措施,加以解决。小桥涵跨径应科学、合理的设置,应满足河道泄洪的要求,因此需要根据实际情况而定。

  总而言之,随着国民经济的飞速发展,对交通系统的需求以及要求在不断提升,桥梁作为交通系统的重要组成部分,其设计水平和建设质量逐渐受到了社会各界越来越多的关注和重视,而加强对简支桥梁设计要点的研究,并促进简支桥梁设计水平的提升,不仅有助于实现桥梁工程建设工作的顺利开展,对我国交通行业的健康发展也有着积极的推动作用。

  桥梁的设计质量是桥梁安全性、稳定性、耐久性、美观性等等各方面性能的基础,做好桥梁设计的主要目的是为了保障桥梁使用的安全性和持久性,同时兼顾美观性,而如果在桥梁设计过程中,由于对施工材料、施工技术、施工环境、使用环境以及承重能力等方面的考虑不周,从而给桥梁留下一定的隐患,则桥梁在使用过程中甚至在施工过程中就很有可能酿成重大事故,给人民群众的生命财产安全造成巨大损害。这种情况是谁都不愿意看到的,因此提虑各种潜在隐患,在桥梁设计时加以有效的避免就显得非常重要。

  桥梁通过的地方一般地理环境较为复杂或者险恶,既然需要建设桥梁就说明下方无法直接穿过,无论是跨河大桥还是跨海大桥,无论是山谷间的高架桥还是城市立交桥,一旦出现坍塌事故损害的不仅仅是通行车辆以及桥面人员的安全问题,同时也会危及到桥梁下方的建筑、车辆、行人的安全。因此,在进行桥梁设计时,多考虑一些意外的问题,将桥梁的设计与周围环境相结合,对桥梁承重要求,抗自然灾害能力进行必要的强化。同时对存在的不安全因素多进行分析和预防,去报桥梁使用的安全性,意义重大。

  我国拥有悠久的桥梁设计建造历史,全国各地有名的古桥不胜枚举,有的古桥寿命已达数千年之久,却依然能够屹立不倒稳定的为人民提供出行便利。然而进入现代,桥梁设计技术、施工技术、先进材料层出不穷的情况下,桥梁的寿命反而下降了。各种“桥脆脆”的出现不禁让人们开始质疑我们的桥梁设计和建造能力。而且桥梁一旦出现质量问题,修修补补甚至重建的过程都将耗费巨大的人力物力资源,而且会给出行带来极大的不便,因此,从设计之初就搞好桥梁质量问题,设计出优质的桥梁,将能够减少桥梁的维护成本,提升社会效益。

  (三)保障桥梁施工安。

发送询盘