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篇1

關(guān)鍵詞：橋梁鋼結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)

引言

中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)橋梁的發(fā)展，近年來(lái)取得了驕人的成績(jī)，南京三橋、蘇通大橋、昂船洲大橋的建造，表明在大跨徑橋梁上鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯。橋梁是為滿(mǎn)通功能的建筑物，現(xiàn)代橋梁鋼結(jié)構(gòu)由結(jié)構(gòu)鋼加上單元經(jīng)焊(栓)連接組成為復(fù)雜的受力系統(tǒng)，有明確的承載安全和服役耐久性要求。

一、鋼結(jié)構(gòu)橋梁整體設(shè)計(jì)理念概述

鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是質(zhì)量輕，強(qiáng)度高，并且具備其抗壓以及抗拉等相關(guān)優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)而言，其外觀更為直觀，強(qiáng)度等級(jí)更高。在我國(guó)，鋼結(jié)構(gòu)橋梁應(yīng)用十分廣泛。因?yàn)樽鳛殇摻Y(jié)構(gòu)的施工而言，其施工周期短。鋼結(jié)構(gòu)橋梁主要應(yīng)用在：①城市立交橋段，尤其是交通要道處，如果采用混凝土橋，必然增加施工周期，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)交通不能較好地維護(hù)。②大跨徑海、江、河橋梁（長(zhǎng)江大橋、杭州灣大橋等），因?yàn)榇罂鐝降囊笙?，只能考慮鋼結(jié)構(gòu)，因?yàn)槿绻捎没炷两Y(jié)構(gòu)，根本滿(mǎn)足不了大跨徑要求。

1.1鋼結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)目標(biāo)我國(guó)橋梁鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限為100年，與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(BS5400，EUROCODE)基本一致。完整性設(shè)計(jì)的目標(biāo)是確保結(jié)構(gòu)在使用年限內(nèi)的可靠與安全。橋梁鋼結(jié)構(gòu)的完整性設(shè)計(jì)由荷載、材料性能、結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)構(gòu)造、制造工藝、安裝方法、使用環(huán)境及維護(hù)方式等多種因素所確定。設(shè)計(jì)除對(duì)結(jié)構(gòu)、構(gòu)件連接及構(gòu)造細(xì)節(jié)按常規(guī)考慮強(qiáng)度、剛度要求外，尚需對(duì)損傷與損傷容限、斷裂與抗斷裂作出評(píng)定。

1.2鋼結(jié)構(gòu)損傷及損傷容限鋼結(jié)構(gòu)從材料加工過(guò)程到服役期不可避免的會(huì)在內(nèi)部和表面形成和發(fā)生微小缺陷，在一定外部因素(荷載、溫度、腐蝕等)作用下，這些缺陷不斷擴(kuò)展與合并形成宏觀裂紋，導(dǎo)致材料和結(jié)構(gòu)力學(xué)性能劣化。對(duì)橋梁鋼結(jié)構(gòu)而言，完整性和損傷是相對(duì)應(yīng)的，損傷程度將會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的完整性帶來(lái)影響，損傷極限則是結(jié)構(gòu)的失效。而損傷容限是指鋼結(jié)構(gòu)在規(guī)定的使用周期內(nèi)抵抗由缺陷、裂紋或其他損傷而導(dǎo)致破壞的能力。損傷容限概念的使用是承認(rèn)鋼結(jié)構(gòu)在使用前存在有初始缺陷，但可通過(guò)結(jié)構(gòu)完整性設(shè)計(jì)方法評(píng)判帶缺陷或損傷的鋼結(jié)構(gòu)在服役期限內(nèi)的安全性。

國(guó)內(nèi)橋梁鋼結(jié)構(gòu)因損傷導(dǎo)致局部破壞的實(shí)例近幾年時(shí)有發(fā)生，結(jié)構(gòu)損傷構(gòu)成了對(duì)橋梁安全與耐久最大的威脅。在引起設(shè)計(jì)者對(duì)焊接結(jié)構(gòu)損傷、損傷擴(kuò)展以及結(jié)構(gòu)系統(tǒng)失效過(guò)程關(guān)注的同時(shí)，也引發(fā)了人們對(duì)如何保證橋梁鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)整體完整性的思考。

二、橋梁鋼結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)策略

2.1橫向抗傾覆穩(wěn)定設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)的橋梁普遍比較輕而且強(qiáng)度非常高，然而，在小半徑以及多車(chē)道設(shè)計(jì)時(shí)，其橫向抗傾覆是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)內(nèi)容。早前的橋梁施工中，由于設(shè)計(jì)原因，導(dǎo)致在施工過(guò)程中或者橋梁使用過(guò)程中發(fā)生橋體傾覆。因?yàn)檫B續(xù)鋼梁的半徑比較小，所以相對(duì)而言，其跨度顯得較大，如果再加上橋面寬于鋼梁，這一必定顯得活載不是最優(yōu)，弄不好橫梁外側(cè)支座受力增大，而內(nèi)側(cè)支座出現(xiàn)不受力，這樣橫梁受力極其不均勻，發(fā)生梁體的傾覆。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)合理的計(jì)算，來(lái)設(shè)計(jì)橫梁的偏心受力情況，這樣即可滿(mǎn)足橋梁的荷載要求，也能似的橋體均勻受力。在橫梁處采取灌砂措施，并在滿(mǎn)足規(guī)范的條件下，增加多車(chē)道時(shí)的橋梁整體穩(wěn)定度。

2.2焊接結(jié)構(gòu)完整性設(shè)計(jì)要點(diǎn)橋焊接結(jié)構(gòu)的完整性設(shè)計(jì)是保障橋梁整體穩(wěn)定性的重要因素，其焊接的接頭形式因受力的不同而各有差異，其接頭部位的應(yīng)力作用導(dǎo)致了母材結(jié)構(gòu)以及受力性能的不同，同時(shí)，在焊接過(guò)程中不能100%消除應(yīng)力，焊接應(yīng)力通常導(dǎo)致焊接接頭的變形，造成焊接接頭形成大量缺陷，不能滿(mǎn)足橋梁整體性設(shè)計(jì)要求。所以在橋梁整體設(shè)計(jì)中，必須考慮焊接接頭的設(shè)計(jì)，在滿(mǎn)足相干規(guī)范的前提下，必須做到：①因地制宜地選擇形式，并通過(guò)焊接性檢測(cè)要求來(lái)獲取靜力和疲勞等級(jí)，來(lái)決定焊縫相關(guān)形式。②在焊接設(shè)計(jì)中，必須詳細(xì)設(shè)計(jì)其關(guān)鍵細(xì)節(jié)，達(dá)到焊接中受力均勻，盡可能降低應(yīng)力。③在設(shè)計(jì)中必須考慮焊接檢測(cè)相關(guān)要求，必須以無(wú)損檢測(cè)等相關(guān)控制指標(biāo)來(lái)檢測(cè)焊縫質(zhì)量。2.3加勁肋設(shè)置加勁肋是在支座或有集中荷載處，為保證構(gòu)件局部穩(wěn)定并傳遞集中力所設(shè)置的條狀加強(qiáng)件。加勁肋的設(shè)計(jì)，通常很多人都認(rèn)為這方面是可有可無(wú)的，實(shí)際上必須通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算才能決定是否加勁肋。加勁肋與否，是有腹板的h0/δ的值來(lái)決定。如果確定需要加勁肋，則優(yōu)先考慮豎向加勁肋，并且其設(shè)置距離由腹板厚度以及相關(guān)剪應(yīng)力來(lái)決定。當(dāng)豎向加勁肋仍然不能滿(mǎn)足要求時(shí)，可設(shè)置水平加勁肋，水平加勁肋是豎向加勁肋的補(bǔ)充形式。加勁肋的設(shè)置是因?yàn)樵袠?gòu)件截面的不足而用來(lái)增強(qiáng)抵抗彎矩和剪力的，因?yàn)樵O(shè)置加勁肋可以縮小原構(gòu)件截面大小，從而有效的降低用鋼量，壓縮成本，所以在工程中，一般設(shè)置在原有構(gòu)件上起到增強(qiáng)抵抗彎矩和剪力的作用。

2.4鋼箱梁橫梁設(shè)計(jì)當(dāng)橋梁主道設(shè)計(jì)過(guò)寬時(shí)，必須優(yōu)化車(chē)道鋼結(jié)構(gòu)寬箱梁，在設(shè)計(jì)中，重點(diǎn)滿(mǎn)足其豎向計(jì)算要求，對(duì)于橫梁的跨徑，需要從支座間雙懸臂簡(jiǎn)支梁的計(jì)算中得知，在支座處可采取豎向加勁肋相關(guān)措施，當(dāng)豎向加勁肋不能滿(mǎn)足要求時(shí)，考慮橫向加勁肋，其計(jì)算措施與縱向計(jì)算措施相仿。

2.5施工人孔的設(shè)置橋梁的整體設(shè)計(jì)中，其不可忽視的一環(huán)是人孔的設(shè)置，通常情況下，人孔是為了方便施工，在橋梁箱梁頂板和腹板上開(kāi)設(shè)。頂板施工人孔的具置可設(shè)置在1.5跨徑處，而腹板的施工人孔的具置必須設(shè)置在應(yīng)力相對(duì)薄弱的地方，比如簡(jiǎn)支梁，其腹板施工人孔可設(shè)置在跨中，而連續(xù)梁，必須精確計(jì)算剪力，選取剪力最小處。有時(shí)候人孔的設(shè)計(jì)不止一個(gè)，不能將所有人孔分布在相同斷面，采取錯(cuò)開(kāi)設(shè)置。當(dāng)應(yīng)力較大的地方必須加設(shè)施工人孔，必須采取加強(qiáng)措施。

2.6結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算是以邊孔采用單懸臂，中孔采用簡(jiǎn)支掛梁作為結(jié)構(gòu)的計(jì)算模式。將橋梁縱向劃分為多個(gè)單元，并對(duì)每個(gè)單元截面進(jìn)行編號(hào)，然后進(jìn)行項(xiàng)目原始數(shù)據(jù)輸入。輸入的數(shù)據(jù)信息有：項(xiàng)目總體信息、單元特征信息、預(yù)應(yīng)力鋼束信息、施工階段和使用階段信息。按全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件對(duì)全橋結(jié)構(gòu)安全性進(jìn)行驗(yàn)算，計(jì)算的內(nèi)容包括預(yù)應(yīng)力、收縮徐變及活載計(jì)算。橋臺(tái)處滑動(dòng)設(shè)支座，橋墩處設(shè)固定支座，碇梁與掛梁間存在主從約束，掛梁一端設(shè)置固定支座，另一端設(shè)滑動(dòng)支座。牛腿計(jì)算是對(duì)預(yù)先設(shè)計(jì)好的牛腿尺寸和配筋分4個(gè)步驟進(jìn)行驗(yàn)算：①牛腿的截面內(nèi)力。求出截面內(nèi)力后對(duì)各種危險(xiǎn)截面進(jìn)行強(qiáng)度校核；②豎截面驗(yàn)算。按偏心受壓桿件驗(yàn)算抗彎和抗剪強(qiáng)度或按受彎桿件驗(yàn)算強(qiáng)度；③最弱斜截面驗(yàn)算。求得最弱斜截面位置后，按偏心受拉構(gòu)件驗(yàn)算此斜截面的強(qiáng)度；④45°斜截面的抗拉驗(yàn)算。:

三、結(jié)語(yǔ)

我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)的加快，帶動(dòng)了橋梁技術(shù)的長(zhǎng)足發(fā)展，在當(dāng)前形勢(shì)下，橋梁鋼結(jié)構(gòu)的整體應(yīng)用也十分廣泛，主要是在設(shè)計(jì)過(guò)程中的優(yōu)化，才能確保橋梁鋼結(jié)構(gòu)的整體性、穩(wěn)定性。必須從整體性角度出發(fā)，全面分析橋梁受力情況，加強(qiáng)焊接形式的優(yōu)化設(shè)計(jì)，才能保障橋梁鋼結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國(guó)鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(TB10002.2-2005).北京.中國(guó)鐵道出版社.2005.

篇2

合理選擇輸電線(xiàn)路路徑

受地形、土質(zhì)、氣候狀況的影響,某些地區(qū)極易成為雷擊的多發(fā)區(qū),所以在輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)時(shí)必須避開(kāi)這些地區(qū),降低雷擊概率。通常情況下,雷擊區(qū)包括以下幾個(gè)類(lèi)型地段:(1)地下富含導(dǎo)電性礦藏的地區(qū),以及地下水位較高的地區(qū);(2)土質(zhì)電阻率低的地區(qū),以及土質(zhì)電阻率發(fā)生驟變的地區(qū),如田地、土壤、巖石等擁有不同類(lèi)型地貌的地區(qū)和山坡斷層帶、交接地帶、山谷地帶等;(3)順風(fēng)的河谷地帶和山區(qū)的風(fēng)口等雷暴走廊區(qū);(4)周?chē)紳M(mǎn)山丘的濕潤(rùn)盆地,如包圍著湖、水塘、沼澤、水庫(kù)、樹(shù)林的地區(qū);5.土質(zhì)條件較好、植被覆蓋良好的山丘頂部區(qū)域以及向陽(yáng)面區(qū)域。

搭設(shè)避雷線(xiàn)

避雷線(xiàn)是當(dāng)前使用最為廣泛的防雷技術(shù),具有防雷效率高、分流、耦合、屏蔽等作用。分流作用是指避雷線(xiàn)能夠減少鐵塔的雷電流,以使塔頂?shù)碾娢唤档?減輕雷擊破壞程度;耦合作用是指通過(guò)耦合導(dǎo)線(xiàn)降低輸電線(xiàn)路中絕緣子的電壓;屏蔽作用是指直接降低雷擊后產(chǎn)生的感應(yīng)過(guò)電壓。應(yīng)當(dāng)根據(jù)輸電線(xiàn)路的電壓級(jí)別選擇避雷線(xiàn),20kV的輸電線(xiàn)路不需要裝設(shè)避雷線(xiàn),200kV以上的輸電線(xiàn)路需要全程搭設(shè)避雷線(xiàn),500kV的高壓線(xiàn)應(yīng)當(dāng)搭設(shè)兩個(gè)避雷線(xiàn),以提高避雷線(xiàn)的屏蔽功能。為了提高避雷線(xiàn)的保護(hù)能力,應(yīng)確保每個(gè)鐵塔區(qū)的避雷線(xiàn)能夠接地,并保證兩個(gè)避雷線(xiàn)之間設(shè)置一個(gè)間隙。當(dāng)前,我國(guó)在設(shè)計(jì)高壓和超高壓輸電線(xiàn)路時(shí)通常搭設(shè)絕緣避雷線(xiàn),以降低功率損耗。

安裝線(xiàn)路避雷器

避雷器是在避雷線(xiàn)基礎(chǔ)上施加的一種防雷措施,以徹底防止絕緣導(dǎo)線(xiàn)上產(chǎn)生過(guò)電壓。當(dāng)雷擊產(chǎn)生的電壓過(guò)大時(shí),避雷器通過(guò)利用低阻抗的通路將雷電流泄于地面,以保證輸電線(xiàn)路電壓在安全的范圍內(nèi)。在安設(shè)避雷器時(shí),可選擇如下類(lèi)型的鐵塔:環(huán)境惡劣的山區(qū)線(xiàn)路中的鐵塔、跨越大的鐵塔、水電站和升壓站等出口線(xiàn)路處接地電阻較大的鐵塔、出現(xiàn)過(guò)閃絡(luò)的鐵塔等。

架設(shè)耦合地線(xiàn)

在無(wú)法實(shí)現(xiàn)降低接地電阻的情況下,可在導(dǎo)線(xiàn)的周?chē)蛳路椒笤O(shè)一條底線(xiàn),以使雷電流可以分流,降低絕緣子串兩端的感應(yīng)程度,減小反擊電壓間的分量。通過(guò)架設(shè)耦合地線(xiàn),能夠降低雷擊時(shí)電力系統(tǒng)的跳閘率。

降低鐵塔接地電阻

當(dāng)合理匹配塔腳電阻和避雷線(xiàn)時(shí),可以實(shí)現(xiàn)降壓的功能。針對(duì)小于65kV大于40kV的輸電線(xiàn)路不需要增設(shè)避雷線(xiàn),但是必須做好鐵塔接地措施。降低鐵塔接地電阻的主要方法包括以下幾種:(1)對(duì)于規(guī)模較小、較為集中的接地網(wǎng),應(yīng)當(dāng)使用接地電阻降阻劑。在接地極四周鋪設(shè)降阻劑,增大接地的面積,以降低鐵塔與地面的電阻。由于此種方法具備較好的導(dǎo)電性能,所以應(yīng)當(dāng)將該方法推廣使用;(2)爆破接地技術(shù)。該技術(shù)的運(yùn)用方式是利用爆破來(lái)制造破裂,而后將電阻率低的材料通過(guò)壓力機(jī)的作用導(dǎo)入到裂縫中,從而增強(qiáng)土壤的導(dǎo)電性能;(3)加大水平接地體的長(zhǎng)度,由于電感效用與水平接地體的長(zhǎng)度成正比關(guān)系,當(dāng)接地體的長(zhǎng)度達(dá)到55m時(shí),其電阻率為500,當(dāng)長(zhǎng)度達(dá)到80m時(shí),其電阻率為2000,所以當(dāng)接地體達(dá)到一定長(zhǎng)度后,沖擊系數(shù)會(huì)逐步穩(wěn)定,不再有所下降。

安裝自動(dòng)重合閘裝置

電力系統(tǒng)在遭遇雷擊時(shí)通過(guò)自動(dòng)跳閘可以發(fā)揮自我保護(hù)作用,在自動(dòng)跳閘后,此前所產(chǎn)生的部分系統(tǒng)故障便會(huì)自動(dòng)消除。根據(jù)資料統(tǒng)計(jì),在安裝自動(dòng)重合閘裝置的輸電線(xiàn)線(xiàn)路中,70kV以上的線(xiàn)路其重合閘的成功率為80%以上,30kV以下的輸電線(xiàn)路重合閘成功率也可以達(dá)到60%,這說(shuō)明自動(dòng)重合閘裝置是當(dāng)前極為有效的防雷措施之一,各等級(jí)電壓線(xiàn)路應(yīng)當(dāng)積極安裝該裝置。

篇3

橋址區(qū)地形較平緩，跨越的溝渠中部局部地段為負(fù)地形，大致呈鍋底狀，雨季排水較為不暢通，并經(jīng)常存有死水灘，隨后幾日，緩慢下滲至地下深處。根據(jù)原始勘察資料，橋址區(qū)0～10.0m范圍內(nèi)黃土（粉土）具Ⅱ級(jí)非自重濕陷性（中等），濕陷系數(shù)δs=0.023～0.080，自重系數(shù)δzs=0.015～0.034，自重濕陷量Δzs=6.19cm，總濕陷量Δs=56.88cm，橋臺(tái)基礎(chǔ)持力層位于該地層上，雖采用0.5m厚灰土墊層進(jìn)行地基處理，但處理范圍僅在基礎(chǔ)之下局部范圍內(nèi)，對(duì)基礎(chǔ)周?chē)乇硭南聺B未起防水作用，從而使地表水?dāng)U散運(yùn)移至基礎(chǔ)以下濕陷性黃土之中，在荷載作用下，產(chǎn)生濕陷下沉。其下沉速度較為緩慢，且隨季節(jié)具有一定的規(guī)律，在雨季期間，下沉較迅速，雨季后地下水下滲至地表深處時(shí)，下沉較為緩慢或停止。根據(jù)地勘報(bào)告,基底附加應(yīng)力為203kPa，第一層土的平均附加應(yīng)力+自重應(yīng)力約為124.5kPa，大于9.4m以上土層的濕陷起始?jí)毫?，故第一層土在上部荷載作用和浸水狀態(tài)下，0～9.4m范圍內(nèi)將會(huì)產(chǎn)生附加濕陷變形，變形量為56.88-2.46=54.42cm。據(jù)以上綜合分析，橋臺(tái)地基沉降量主要由濕陷變形量和土層壓縮變形量組成，其總的變形量為54.42+8.223=62.64cm，目前已沉降約33cm，完成總沉降的52.7%，以后還會(huì)繼續(xù)下沉，因此對(duì)其進(jìn)行加固是非常必要的。

2橋梁的加固設(shè)計(jì)

本文針對(duì)其出現(xiàn)的橋臺(tái)整體沉降的病害提出了兩個(gè)具體加固方案。

2.1方案一

a）在原兩側(cè)橋臺(tái)前1.35m加設(shè)雙柱式橋墩，形成（1.7+12.6+1.7）m跨徑的雙懸臂板結(jié)構(gòu),橋臺(tái)的支撐作用慢慢消失，新的柱式墩主要起支撐主梁作用，b）鏟除后期養(yǎng)護(hù)逐年增加的瀝青混凝土，以減輕上部恒載，利用液壓頂升設(shè)備將空心板抬升，恢復(fù)原橋面的設(shè)計(jì)標(biāo)高。c）在墩頂原鋪裝層增設(shè)一層直徑25mm的鋼筋網(wǎng)用以承擔(dān)墩頂負(fù)彎矩。d）墩蓋梁達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，頂升主梁，落梁于墩頂支座上，形成雙懸臂結(jié)構(gòu)，完成體系轉(zhuǎn)換。e）將原橋的背墻和側(cè)墻均相應(yīng)進(jìn)行加高，原橋臺(tái)基礎(chǔ)周?chē)枳龇浪忾]處理，以防止其繼續(xù)滲水下沉。

2.2方案二

a）先采用直徑為127mm的鉆頭鉆孔，鉆孔按梅花型布置，孔間距為1m，鉆孔深度為7m，要求鉆孔必須穿透原橋的擴(kuò)基底部，用直徑為127mm的PVC管做護(hù)壁。b）通過(guò)PVC管將直徑為110mm，長(zhǎng)度為8m鋼管樁垂直擊打到原橋擴(kuò)大基礎(chǔ)底以下8m處，利用鋼管樁加固原有橋位處的地基，通過(guò)樁土復(fù)合作用共同承擔(dān)橋梁的上部荷載。c）為了減輕上部的自重，鏟除原橋面瀝青混凝土鋪裝25cm，利用液壓頂升設(shè)備將主梁進(jìn)行頂升，梁下墊增高度為25cm焊接好的槽鋼，同時(shí)更換原橋支座。d）待主梁放下與支座緊密結(jié)合好后，需對(duì)橋臺(tái)處進(jìn)行橋面連續(xù)的施工，澆筑鋼筋混凝土和瀝青混凝土，重新攤鋪瀝青混凝土鋪裝層。e）原橋臺(tái)基礎(chǔ)周?chē)枳龇浪忾]處理，以防止其繼續(xù)滲水下沉。

3設(shè)計(jì)方案比對(duì)

針對(duì)前述橋梁病害以及現(xiàn)行橋梁規(guī)范，為徹底消除隱患，保證現(xiàn)有橋梁的正常使用，本文擬定了兩個(gè)加固設(shè)計(jì)方案。

4結(jié)論

篇4

1三維數(shù)字化設(shè)計(jì)發(fā)展與現(xiàn)狀

1．1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)發(fā)展從1963年美國(guó)MIT機(jī)械工程Coons，首次提出了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)（CAD）概念開(kāi)始，軍工、航空航天以及精密制造業(yè)等領(lǐng)域就開(kāi)始了CAD的研究與開(kāi)發(fā)。到20世紀(jì)80年代，CAD技術(shù)開(kāi)始走向成熟，并廣泛應(yīng)用于商業(yè)領(lǐng)域，開(kāi)始出現(xiàn)在PC終端系統(tǒng)中。1989年，PTC公司推出Pro／Engineer產(chǎn)品，用參數(shù)化的特征設(shè)計(jì)為CAD三維設(shè)計(jì)建立了新的標(biāo)準(zhǔn)。此后，隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，三維CAD設(shè)計(jì)開(kāi)始普遍應(yīng)用于航空航天、船舶、汽車(chē)及精密儀器制造業(yè)等領(lǐng)域［1－3］。

1．2三維設(shè)計(jì)應(yīng)用在國(guó)內(nèi)外的基礎(chǔ)建設(shè)領(lǐng)域，三維設(shè)計(jì)技術(shù)也正在蓬勃發(fā)展，其中在水利水電、公用與民用建筑等行業(yè)已經(jīng)取得較為廣泛的應(yīng)用，初步實(shí)現(xiàn)了二維設(shè)計(jì)向三維協(xié)同設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)換。如圖1所示。圖1水電廠房剖切視圖對(duì)于公路工程，特別是橋梁設(shè)計(jì)領(lǐng)域，CAD設(shè)計(jì)系統(tǒng)的發(fā)展相對(duì)較為緩慢，大多還處于二維階段，或者應(yīng)用其他主流的三維CAD平臺(tái)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維展示，中國(guó)交通部公路科學(xué)研究所研發(fā)的橋梁三維造型系統(tǒng)Bridge3D，嘗試了采用參數(shù)化技術(shù)進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)外觀造型設(shè)計(jì)。但是，相對(duì)于制造行業(yè)的參數(shù)化、變量化的三維CAD設(shè)計(jì)系統(tǒng)差距還很大［4－5］。

2基于BIM技術(shù)的工程設(shè)計(jì)概念

2．1BIM技術(shù)定義建筑信息模型（BuildingInformationModeling，簡(jiǎn)稱(chēng)BIM）技術(shù)和理念由AutoDesk公司于2002年率先提出，它是通過(guò)數(shù)字化技術(shù)，在計(jì)算機(jī)中建立一座虛擬的建筑，一個(gè)建筑信息模型就是提供了一個(gè)單一、完整、邏輯的建筑信息模型［6－7］。BIM是貫穿在工程整個(gè)生命周期中，使設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、建造信息及維護(hù)信息等大量信息保存在BIM中，在建筑整個(gè)生命周期中得以重復(fù)、便捷地使用，如圖2所示。

2．2BIM技術(shù)在橋梁工程中的延展BIM的發(fā)展是始于建筑行業(yè)，但其內(nèi)涵及外延早已超出了模型的范疇，也延伸出了建筑行業(yè)，甚至覆蓋了整個(gè)工程建設(shè)行業(yè)。對(duì)于橋梁工程而言，可以參考美國(guó)國(guó)家BIM標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)橋梁信息模型（BIM）闡釋如下：（1）一個(gè)橋梁工程物理和功能特性的數(shù)字化表達(dá)。（2）一個(gè)共享有關(guān)橋梁建設(shè)項(xiàng)目所有信息的資源數(shù)據(jù)庫(kù)。（3）一個(gè)分享有關(guān)橋梁工程的信息，為該工程從概念開(kāi)始的全生命周期的所有決策提供可靠依據(jù)的過(guò)程。（4）在項(xiàng)目不同階段、不同利益相關(guān)方，通過(guò)在BIM中寫(xiě)入、提取、更新和修改信息，以支持和反映各自職責(zé)的協(xié)同作業(yè)，如圖3所示。圖3BIM技術(shù)支撐的工程范疇

3三維數(shù)字化設(shè)計(jì)與二維設(shè)計(jì)對(duì)比

對(duì)于橋梁設(shè)計(jì)而言，采用BIM的理念與傳統(tǒng)CAD相比，改變的是整個(gè)設(shè)計(jì)流程與設(shè)計(jì)方法。（1）從線(xiàn)條繪圖轉(zhuǎn)向構(gòu)件布置。（2）從單純幾何表現(xiàn)轉(zhuǎn)向全信息模型集成。（3）從各工種單獨(dú)完成項(xiàng)目轉(zhuǎn)向各工種協(xié)同完成項(xiàng)目。（4）從離散的分步設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向基于同一模型的全過(guò)程整體設(shè)計(jì)。（5）從單一設(shè)計(jì)交付轉(zhuǎn)向工程全生命周期支持。對(duì)于橋梁設(shè)計(jì)行業(yè)，采用BIM技術(shù)不僅僅意味著效率與質(zhì)量的提升，更重要的是設(shè)計(jì)方掌握了工程項(xiàng)目最核心的信息模型資源，不僅向業(yè)主方提供工程設(shè)計(jì)服務(wù)，而是向全壽命周期內(nèi)各個(gè)工程參與方提供高附加值的服務(wù)與咨詢(xún)，使工程項(xiàng)目的潛在價(jià)值向設(shè)計(jì)階段前移［6］。

4基于BIM技術(shù)的橋梁三維設(shè)計(jì)技術(shù)

4．1信息需求的系統(tǒng)分析了解橋梁工程對(duì)三維設(shè)計(jì)技術(shù)的需求是建立三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，雖然其他行業(yè)的三維設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)較為成熟，也有了成功的工程案例，但是橋梁工程建設(shè)對(duì)三維工程信息的要求有自身的特點(diǎn)，并不能將其他行業(yè)的工程需求照搬過(guò)來(lái)。因此，需要重新根據(jù)橋梁設(shè)計(jì)、施工與管理的特點(diǎn)分析其對(duì)工程信息的實(shí)際需求。只有得到各個(gè)工程參與方對(duì)三維信息的需求，才能使三維信息模型發(fā)揮其在工程建設(shè)中的核心數(shù)據(jù)平臺(tái)的作用。

4．2信息模型的參數(shù)化建立方法三維設(shè)計(jì)技術(shù)的核心是信息化的三維模型，通過(guò)前期分析得到各方的信息需求后，如何建立賦含上述信息的三維模型就成為關(guān)鍵。抽象化、變量化、參數(shù)化的設(shè)計(jì)技術(shù)是一種高效、直接和便于修改的信息化模型建立方法，該方法的核心思想是把工程項(xiàng)目中具有特征變化的圖元要素的特征值抽象為某個(gè)函數(shù)的變量，通過(guò)修改變量值，或者改變函數(shù)實(shí)現(xiàn)算法，就能夠獲得賦含各種信息的模型。主要工作在于尋找各類(lèi)要素的特征變量及其與整個(gè)模型的邏輯函數(shù)關(guān)系［8－10］，橋梁三維模型如圖4所示。

4．3CAD－CAE信息共享技術(shù)橋梁設(shè)計(jì)的重要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)計(jì)算分析在設(shè)計(jì)中占有極其重要的位置，計(jì)算分析結(jié)果決定了主要構(gòu)件尺寸與構(gòu)造形式，橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算工作量在整個(gè)設(shè)計(jì)流程中占據(jù)較大的比例，對(duì)于復(fù)雜橋梁甚至是控制性的節(jié)點(diǎn)工作。因此，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)平臺(tái)與計(jì)算平臺(tái)的信息共享乃至無(wú)縫結(jié)合，對(duì)提高設(shè)計(jì)效率有著積極的作用。

4．4數(shù)字化工程的交付方式與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化虛擬工程移交是三維設(shè)計(jì)發(fā)展的必然結(jié)果，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的二維圖紙載體已經(jīng)被全信息模型所取代?；贐IM技術(shù)的橋梁工程設(shè)計(jì)產(chǎn)品是一個(gè)包含了各階段、各參與方所需信息的核心數(shù)據(jù)模型，這就需要針對(duì)不同信息接收方制定不同的產(chǎn)品交付方式與標(biāo)準(zhǔn)，交付方式與標(biāo)準(zhǔn)的確立，標(biāo)志著三維設(shè)計(jì)階段轉(zhuǎn)向了三維信息化的施工與運(yùn)營(yíng)管理階段。

4．5一體化協(xié)同設(shè)計(jì)與管理技術(shù)從單點(diǎn)、離散式的分布設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向基于同一模型的一體化協(xié)同設(shè)計(jì)是BIM技術(shù)的重要標(biāo)志，對(duì)于項(xiàng)目管理的效率與質(zhì)量有著質(zhì)的提升。同時(shí)，協(xié)同設(shè)計(jì)不僅僅指設(shè)計(jì)方內(nèi)部的流程與設(shè)計(jì)過(guò)程管理，還包括設(shè)計(jì)產(chǎn)品交付、進(jìn)入施工與運(yùn)營(yíng)階段后的協(xié)同信息交流與管理，甚至可以延展到工程全壽命周期內(nèi)的各個(gè)參與方的協(xié)同工作。只有掌握了一體化協(xié)同設(shè)計(jì)與管理技術(shù)，才能發(fā)揮三維數(shù)字化設(shè)計(jì)對(duì)工程全壽命周期的技術(shù)支撐作用［7］。

5三維數(shù)字化設(shè)計(jì)發(fā)展存在的問(wèn)題

（1）全行業(yè)對(duì)三維數(shù)字化設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)有待統(tǒng)一。目前整個(gè)交通建設(shè)行業(yè)的三維設(shè)計(jì)剛剛起步，政府主管部門(mén)、工程業(yè)主單位、設(shè)計(jì)單位與施工單位等各方對(duì)三維設(shè)計(jì)的理解與需求是不同的，而以上各方都應(yīng)該是三維設(shè)計(jì)的參與方，也是受益方。因此，在交通行業(yè)發(fā)展三維數(shù)字化設(shè)計(jì)需要全行業(yè)對(duì)其有一個(gè)統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。（2）從設(shè)計(jì)單位看，意味著設(shè)計(jì)習(xí)慣、工程流程與管理體系的再造。二維設(shè)計(jì)向三維設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)變，必然是一個(gè)緩慢的過(guò)程，大干、快上不符合技術(shù)發(fā)展規(guī)律。在三維設(shè)計(jì)起步階段，由于設(shè)計(jì)人員的技術(shù)不熟練，設(shè)計(jì)系統(tǒng)不夠完善，管理體系還不健全，可能會(huì)導(dǎo)致工作效率降低。因此，需要在工作中尋找發(fā)展與穩(wěn)定生產(chǎn)的平衡點(diǎn)，這是一個(gè)不斷摸索、發(fā)展與調(diào)整的實(shí)踐工作。（3）從整個(gè)交通建設(shè)流程看，各個(gè)環(huán)節(jié)的發(fā)展節(jié)奏不一致。目前交通行業(yè)三維數(shù)字化的工作與重點(diǎn)集中在設(shè)計(jì)階段，大部分的實(shí)踐工作由設(shè)計(jì)院承擔(dān)。但是，設(shè)計(jì)階段只是工程建設(shè)的中間環(huán)節(jié)之一，其設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的獲得要依靠前期的規(guī)劃與勘測(cè)方，后期產(chǎn)品要交付于審查與施工方，如果各個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)展脫節(jié)，就難以發(fā)揮三維數(shù)字化的優(yōu)勢(shì)。所以，三維數(shù)字化技術(shù)的變革比當(dāng)年“甩圖板”工程涉及的范圍更廣，難度也更大。

6結(jié)束語(yǔ)

篇5

關(guān)鍵詞：山區(qū)；公路；橋梁；設(shè)計(jì)

Abstract: with the rapid development of China's national economy, especially in the implementation of the western development strategy, the mountainous area highway is in rapid development period. The mountainous area highway construction for vehicle provides a good driving conditions, has greatly improved the mountainous area of transportation situation, based on the characteristics of the mountainous area highway, analyzes the often use the bridge structure of the body, from the upper structure of the bridge pier and, on the basis of the abutment, etc were discussed the mountainous area highway bridge design process problems needing attention. In order to actual engineering design is of some reference value.

Keywords: mountain; Highway; Bridge; design

中圖分類(lèi)號(hào)：U442.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

1 山區(qū)高速公路橋梁的主要特點(diǎn)

山區(qū)高速公路的主要特點(diǎn)是地質(zhì)、地形復(fù)雜。地形復(fù)雜主要表現(xiàn)為地面高差大，沖溝發(fā)育、橫坡陡直；地質(zhì)復(fù)雜主要表現(xiàn)為滑坡、巖溶、不穩(wěn)定斜坡、陡崖、崩塌、煤礦采空區(qū)等不良地質(zhì)。受這些方面的影響，路線(xiàn)布設(shè)時(shí)平縱橫三個(gè)方面都受到約束，一般有平曲線(xiàn)多、平面半徑小、縱坡大、橋梁比例高、橫坡陡、半邊橋和高擋墻多等特點(diǎn)。山區(qū)高速公路橋梁也相應(yīng)具有上述特點(diǎn)，高墩大跨多，斜彎坡橋多，墩臺(tái)形式多，施工場(chǎng)地狹窄、個(gè)別路段橋隧交替相連等特點(diǎn)。

2 山區(qū)高速公路橋梁的主要結(jié)構(gòu)體系

為了保證行車(chē)的舒適性和結(jié)構(gòu)的耐久性、適用性，山區(qū)高速公路橋梁體系一般采用先簡(jiǎn)支后連續(xù)或部分橋墩與主梁固結(jié)的連續(xù)剛構(gòu)混合體系。由于山區(qū)橋梁墩高相差較大，如果采用全剛構(gòu)體系，需要通過(guò)調(diào)整橋墩的線(xiàn)剛度來(lái)改善橋墩受力，這樣會(huì)造成橋墩尺寸種類(lèi)多，美觀性降低，施工相對(duì)麻煩一些，所以全剛構(gòu)體系采用較少。連續(xù)結(jié)構(gòu)的一聯(lián)不能設(shè)置太長(zhǎng)，墩臺(tái)水平位移較大，墩柱尺寸需設(shè)計(jì)的相對(duì)大一些，材料較費(fèi)。根據(jù)地形特點(diǎn)，將連續(xù)梁中

間墩高較高，剛度相差不大的相鄰幾個(gè)橋墩與主梁固結(jié)起來(lái)，利用其柔性適應(yīng)橋墩所受的內(nèi)力，在較矮的邊墩上設(shè)置滑板支座或橡膠支座，形成連續(xù)梁。

這樣的連續(xù)一剛構(gòu)體系，高墩、矮墩的受力性能都得到了改善。彎、坡橋在山區(qū)高速公路橋梁中較多，曲線(xiàn)梁橋在彎扭耦合作用下，具有沿某一不動(dòng)點(diǎn)變形的趨勢(shì)。單向行駛的大縱坡長(zhǎng)橋在長(zhǎng)期反復(fù)的汽車(chē)制動(dòng)力作用下，梁體具有沿下坡方向滑移的趨勢(shì)。如果采用全連續(xù)結(jié)構(gòu)，即上、下部結(jié)構(gòu)之間為橡膠支座連接時(shí)，這種滑移趨勢(shì)會(huì)造成梁體受力不平衡，支座脫空甚至破壞的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致梁體開(kāi)裂。因此，山區(qū)高速公路橋梁宜采用先簡(jiǎn)支后連續(xù)結(jié)構(gòu)或部分橋墩與主梁固結(jié)的連續(xù)一剛構(gòu)混合體系，既要適應(yīng)平面線(xiàn)形，又要適應(yīng)橋梁受力特點(diǎn)。

3 山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（1）與平原地區(qū)的高速公路相比，山區(qū)高速公路在地形、地質(zhì)、水文條件等方面有著很大的差別，因此我們?cè)谠O(shè)計(jì)橋梁時(shí)必須高度重視這些差別，尤其是在地形、地質(zhì)方面。有時(shí)同一座橋在縱橋向的地質(zhì)變化很大，在橫橋向的地形變化很大，如不重視，很容易出現(xiàn)差錯(cuò)，因此在設(shè)計(jì)前一定要認(rèn)真收集設(shè)計(jì)資料，做到心中有數(shù)，有條件時(shí)設(shè)計(jì)人員最好到實(shí)地調(diào)查一下。

（2）由于山區(qū)高速公路的地面高差變化較大，運(yùn)輸材料、機(jī)械比較困難，給施工帶來(lái)很大的不便。所以我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)一定要考慮到施工的可行性，因地制宜。

（3）橋梁設(shè)計(jì)要遵循“適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀、環(huán)保”的基本原則?，F(xiàn)在隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)不斷提升“美觀和環(huán)?！币咽艿皆絹?lái)越多關(guān)注。橋梁設(shè)計(jì)在注重安全性、舒適性、和耐久性的同時(shí)，應(yīng)引人“環(huán)保、美化、人文”的理念，把高速公路橋梁的景觀設(shè)計(jì)作為一項(xiàng)重要內(nèi)容加以考慮。在保證橋梁使用功能的前提下，要盡可能地考慮到使建成后的橋梁與周?chē)h(huán)境相協(xié)調(diào)，不對(duì)原有的環(huán)境造成破壞。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)開(kāi)拓藝術(shù)創(chuàng)新思路，全方位、多角度地展示橋梁景觀的美學(xué)效應(yīng)，同時(shí)應(yīng)維護(hù)生態(tài)平衡，保護(hù)珍稀動(dòng)、植物及特有的地質(zhì)風(fēng)貌。對(duì)橋梁進(jìn)行涂裝時(shí)，不但要考慮與周邊環(huán)境色調(diào)、橋梁造型相協(xié)調(diào)，還要考慮橋梁所在地區(qū)的民風(fēng)、民俗。

4 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

橋梁在山區(qū)高速公路中所占的比例較大，但一般情況下，特殊的大跨徑橋梁較少。因此，對(duì)于數(shù)量眾多的常見(jiàn)跨徑橋梁，其設(shè)計(jì)原則就是盡量采用施工方便、造價(jià)經(jīng)濟(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化、預(yù)制裝配化結(jié)構(gòu)。常用的大、中橋標(biāo)準(zhǔn)跨徑有16m、20m、25m、30m、35m、40m、50m，常用的中、小橋標(biāo)準(zhǔn)跨徑有6m、8m、l0m、13m、16m。上部結(jié)構(gòu)形式主要有空心板、預(yù)制T梁、預(yù)制小箱梁等。一般情況，對(duì)于跨徑小于30m的橋梁空心板、預(yù)制T梁、預(yù)制小箱梁等結(jié)構(gòu)形式都可以采用，對(duì)于跨徑為35m、40m、50m的橋梁，根據(jù)梁的受力特點(diǎn)，更宜采用T梁或者小箱梁。從造價(jià)上講，20m跨徑以下，用空心板截面的橋梁造價(jià)相對(duì)經(jīng)濟(jì)些；從橋下凈空方面來(lái)講，對(duì)于較小跨徑且橋下凈空不高時(shí)，空心板截面最適宜；從受力上講，對(duì)于較大跨徑40m、50m的橋梁，用T梁截面則更好，這種結(jié)構(gòu)形式充分利用混凝土的抗壓性能和鋼筋的抗拉性能，減輕梁體的自重。小箱梁從造價(jià)、施工簡(jiǎn)便性還是受力等各方面看，可以說(shuō)是介于空心板和T梁之間的一種截面。因此，對(duì)于跨徑25―35m的截面，常采用的是小箱梁的結(jié)構(gòu)形式。

5 橋墩設(shè)計(jì)

對(duì)于常見(jiàn)高度的橋墩，即墩高小于40m的橋墩多采用柱式墩或Y型薄壁墩，其中又以柱式墩最為常用。柱式墩分圓柱和方柱兩種。圓柱施工時(shí)外觀質(zhì)量易控制，與樁基銜接方便，而且箍筋對(duì)核心混凝土的約束作用較強(qiáng)。但是從美觀角度來(lái)說(shuō)，方柱棱角分明，與上部梁體協(xié)調(diào)，有一定的視線(xiàn)誘導(dǎo)性，較美觀。從受力上看，截面積相等的圓柱和方柱，方柱的抗彎剛度要大于圓柱，受力優(yōu)于圓柱，當(dāng)體系為連續(xù)剛構(gòu)時(shí)，方柱可以方便的調(diào)節(jié)兩個(gè)方向的尺度來(lái)調(diào)整墩柱的剛度，從而達(dá)到調(diào)整墩柱受力的目的。

因此，對(duì)于常見(jiàn)墩高，設(shè)計(jì)中采用何種墩柱形式應(yīng)根據(jù)具體地形、上部結(jié)構(gòu)形式、墩高等因素綜合考慮。一般矮橋墩的設(shè)計(jì)由強(qiáng)度控制，但當(dāng)橋墩較高時(shí)，就必須考慮橋墩的穩(wěn)定問(wèn)題。在做高墩連續(xù)梁橋設(shè)計(jì)時(shí)，高墩的柔性必須考慮，防止結(jié)構(gòu)發(fā)生失穩(wěn)破壞。

6 橋臺(tái)設(shè)計(jì)

山區(qū)高速公路橋臺(tái)一般采用重力式u型臺(tái)、肋式臺(tái)、柱式臺(tái)三種形式。根據(jù)《墩臺(tái)與基礎(chǔ)》規(guī)定，u型臺(tái)控制的填土范圍一般為4～l0mm，因此u臺(tái)高度最好控制在l0mm之內(nèi)。山區(qū)橋梁u型臺(tái)一個(gè)顯著特征就是橫向、縱向橫坡陡，為了適應(yīng)地形，減少開(kāi)挖，節(jié)約圬工結(jié)構(gòu)方量，u型臺(tái)設(shè)計(jì)時(shí)必須合理分臺(tái)階。由于樁柱式橋臺(tái)的抗推剛度較小，當(dāng)聯(lián)長(zhǎng)較長(zhǎng)、臺(tái)后填土較高時(shí)不宜采用，一般樁柱式橋臺(tái)的臺(tái)后填土高度宜控制在5m以下，聯(lián)長(zhǎng)宜控制在150m以?xún)?nèi)。

7 橋墩與路幅的關(guān)系

山區(qū)高速公路有整體式路基和分離式路基兩種。目前路線(xiàn)選線(xiàn)越來(lái)越強(qiáng)調(diào)占地少、環(huán)保與景觀協(xié)調(diào)的理念，除了中長(zhǎng)隧道等設(shè)置分離式路基外，越來(lái)越多的采用整體式路基。整體式路基的雙幅橋，一般情況下下部結(jié)構(gòu)按照分幅單獨(dú)設(shè)計(jì)，即雙幅四柱。對(duì)于高墩長(zhǎng)橋，為了減少開(kāi)挖、增強(qiáng)邊坡穩(wěn)定性、節(jié)約材料，降低造價(jià)，整體式下部結(jié)構(gòu)即雙幅兩柱不失為一種較好的選擇。與雙幅四柱相比，在橋墩截面積及橫向?qū)挾认喈?dāng)?shù)那闆r下，整體式下部結(jié)構(gòu)橫向和縱向剛度是分幅設(shè)置的兩倍以上，除了可以減少開(kāi)挖、節(jié)約材料、施工方便外，還能減小墩頂位移。當(dāng)然整體式下部結(jié)構(gòu)帽梁跨度較大，還須考慮車(chē)輛雙向行駛時(shí)扭矩影響，帽梁需要設(shè)置的大一些。一座橋究竟是采用整體式下部結(jié)構(gòu)還是分幅下部結(jié)構(gòu)，需要結(jié)合橋位處地形、地質(zhì)、水文、墩高等多方面因素綜合考慮。

8 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

山區(qū)高速公路橋梁最常用的基礎(chǔ)形式為擴(kuò)大基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)。山區(qū)一般地質(zhì)情況較好，采用擴(kuò)大基礎(chǔ)的情況相對(duì)較多，且宜采用分離式擴(kuò)大基礎(chǔ)。因?yàn)榉蛛x式擴(kuò)大基礎(chǔ)適應(yīng)地形橫坡，承載力亦能滿(mǎn)足要求。斜坡上的擴(kuò)大基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)必須考慮基礎(chǔ)擴(kuò)散角和覆蓋層厚度以及施工時(shí)的相互影響。樁基礎(chǔ)多為嵌巖樁和柱樁，地質(zhì)情況較差地段可以采用摩擦樁。樁基礎(chǔ)施工方法多為挖孔灌注樁。

當(dāng)遇到軟弱夾層多、卵石、漂石等容易造成坍孔的地質(zhì)情況時(shí)，地下水位較高、地層含有煤氣、瓦斯等有害氣體時(shí)不宜設(shè)計(jì)為挖孔樁。對(duì)于高墩大跨橋梁采用擴(kuò)大基礎(chǔ)時(shí)，當(dāng)基礎(chǔ)底的巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度高、風(fēng)化程度和軟化程度低時(shí)，可采用在巖石內(nèi)設(shè)錨桿的方法，以達(dá)到滿(mǎn)足基礎(chǔ)偏心矩，墩身穩(wěn)定性要求的同時(shí)減少基礎(chǔ)混凝土和鋼筋用量的目的。

篇6

1隔震設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介

1．1隔震設(shè)計(jì)的概念和原理

橋梁隔震設(shè)計(jì)就是利用隔震器，使橋梁獲得一定的水平支承，使得橋梁在水平方向上的固有周期變長(zhǎng)，并且利用阻尼器增強(qiáng)隔震體系的阻尼效應(yīng)，最終降低地震損害的一類(lèi)橋梁工程的減震設(shè)計(jì)，旨在保護(hù)橋梁工程所有結(jié)構(gòu)的整體效果。且隔震設(shè)計(jì)屬于橋梁工程抗震設(shè)計(jì)中比較新穎的減震方式，把隔震設(shè)計(jì)使用于橋梁設(shè)計(jì)中能夠有效降低地震造成的損害，然而并不能完全阻止地震災(zāi)害。過(guò)去，通過(guò)提升橋梁工程的強(qiáng)度抗以及變形能力來(lái)提升橋梁的抗震能力，和以往不一樣，隔震設(shè)計(jì)的特點(diǎn)就是加裝了一個(gè)隔震裝置，達(dá)到降低橋梁結(jié)構(gòu)與水平地面關(guān)聯(lián)性的目的，當(dāng)有地震發(fā)生時(shí)，橋梁結(jié)構(gòu)的反應(yīng)加速度明顯比地面的加速度高，所以橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)件很難被破壞。另外，還在橋梁設(shè)計(jì)中使用了阻尼設(shè)計(jì)，這樣能夠消耗地震產(chǎn)生的能量，最終作用在橋梁構(gòu)件上的力減小了。

1．2隔震設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

在設(shè)計(jì)橋梁抗震的過(guò)程中，要求在符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的條件下，通過(guò)隔震裝置，使橋梁結(jié)構(gòu)周期得到延長(zhǎng)，且消耗地震產(chǎn)生的能量，使橋梁結(jié)構(gòu)的響應(yīng)減小。隔震設(shè)計(jì)通常具有以下特點(diǎn):有足夠的豎向剛度以及強(qiáng)度來(lái)支撐橋梁上部結(jié)構(gòu)的所有重量;提高地震時(shí)橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性;引入隔震設(shè)計(jì)，能夠分散減小后的地震力于橋梁下部結(jié)構(gòu)支座間的大小分布，旨在保護(hù)橋梁的基礎(chǔ)和橋墩。出現(xiàn)強(qiáng)烈地震時(shí)，能在一點(diǎn)程度上延長(zhǎng)橋梁結(jié)構(gòu)的自振周期，降低地震輸入能量的能力;比較于以往的非隔震橋梁，有強(qiáng)地震發(fā)生后，更加容易對(duì)隔震裝置進(jìn)行更換，同時(shí)減少維修的費(fèi)用及時(shí)間。以往在橋梁抗震加固工作上會(huì)花更多的時(shí)間和費(fèi)用。在橋梁的結(jié)構(gòu)橫向地震反應(yīng)中引入隔震技術(shù)，能夠調(diào)節(jié)其橫向剛度，所以能夠改善結(jié)構(gòu)的平衡作用，有效減少地震力。進(jìn)行水準(zhǔn)地震的設(shè)計(jì)時(shí)，橋梁上部結(jié)構(gòu)的隔震能夠消除或者解決橋梁下部結(jié)構(gòu)彈性超過(guò)的問(wèn)題，在不容易修復(fù)的位置，比如一些埋置的橋墩以及橋墩的基礎(chǔ)，可減少這些不明顯部位的非彈性變形問(wèn)題的發(fā)生。在結(jié)構(gòu)橫向地震反應(yīng)中引入隔震技術(shù)，能夠調(diào)整一定的橫向剛度，所以能夠改善結(jié)構(gòu)的平衡，有效較少地震力。引入隔震體系后，在一樣造價(jià)條件下能夠得到比以往抗震設(shè)計(jì)更好的抗震性能，比如降低墩柱延性需求，保護(hù)墩柱等。在功能得到正常使用情況下，使用的隔震支座因?yàn)闇囟?、徐變等變形產(chǎn)生的抗力非常小，這或許能夠?qū)崿F(xiàn)伸縮縫的減小。

2橋梁設(shè)計(jì)中隔震設(shè)計(jì)的運(yùn)用

2．1運(yùn)用隔震設(shè)計(jì)的條件

根據(jù)橋梁基礎(chǔ)周邊地基及結(jié)構(gòu)等條件而言很多橋梁都可以引入隔震設(shè)計(jì)。然而部分橋梁并不可以，所以要分析詳細(xì)的地基和結(jié)構(gòu)條件，判斷是否可以在此橋梁中引入隔震措施?？梢砸敫粽鹪O(shè)計(jì)的橋梁需要滿(mǎn)足的條件是:橋梁周邊的地基基礎(chǔ)良好，這樣發(fā)生地震時(shí)才會(huì)穩(wěn)定;橋梁下部結(jié)構(gòu)剛性好且橋的固有周期不長(zhǎng)的條件。這2個(gè)條件確保實(shí)行隔震技術(shù)后，橋梁體系可以達(dá)到長(zhǎng)周期化的目的，最終實(shí)現(xiàn)地震力的降低。如果橋梁下部結(jié)構(gòu)剛度比較強(qiáng)，通過(guò)橋梁系統(tǒng)的固有周期，其固有周期可以長(zhǎng)達(dá)不采用隔震裝置的2倍，如果橋梁的上、下部結(jié)構(gòu)的固有周期區(qū)別很大，那么上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)之間就沒(méi)有大的藕聯(lián)振動(dòng)效應(yīng)產(chǎn)生，通常橋面運(yùn)動(dòng)才可有效反映隔震裝置的減震能力。以下條件下的橋梁不適合引入隔震設(shè)計(jì):橋梁的下部結(jié)構(gòu)剛性不強(qiáng)，且固有周期長(zhǎng)的橋梁;置于較柔的場(chǎng)地，周期長(zhǎng)會(huì)出現(xiàn)共振現(xiàn)象;橋梁基礎(chǔ)的地荃不牢固，發(fā)生地震容易搖晃的橋梁。

2．2橋梁設(shè)計(jì)中的隔震設(shè)計(jì)

(1)隔震裝置的設(shè)計(jì)。橋梁隔震設(shè)計(jì)的第一步是隔震裝置的設(shè)計(jì)，要想達(dá)到預(yù)期的隔震效果，隔震裝置的設(shè)計(jì)就要有一定的剛度和能量吸收能力。進(jìn)行橋梁隔震設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以利用隔震裝置降低橋梁結(jié)構(gòu)的慣性力。所以需要設(shè)計(jì)出隔震效果良好的阻尼器和隔震器。通常情況下通過(guò)彈性反應(yīng)譜法設(shè)計(jì)的隔震要不斷更新和優(yōu)化。在隔震設(shè)計(jì)過(guò)程中，要嚴(yán)格控制其隔震裝置的力學(xué)性能。(2)細(xì)部構(gòu)造的設(shè)計(jì)。在進(jìn)行隔震設(shè)計(jì)時(shí)橋梁附屬結(jié)構(gòu)的功能非常大，橋梁附屬結(jié)構(gòu)通常包括限位裝置、防落梁裝置、伸縮縫。大量的地震調(diào)查和動(dòng)態(tài)時(shí)程研究表明:這些結(jié)構(gòu)屬于支撐橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和振動(dòng)隔離效果的主體。然而大部分設(shè)計(jì)人員不重視甚至忽視橋梁的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)，所以，進(jìn)行細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要求設(shè)計(jì)人員注意加強(qiáng)設(shè)計(jì)，盡力提高橋梁的抗震能力。

2．3隔震設(shè)計(jì)的合理運(yùn)用

在不同水準(zhǔn)地震條件下，一方面要明確結(jié)構(gòu)構(gòu)件在抗震中起到的作用和結(jié)構(gòu)的預(yù)期性能。另一方面，在不同的水準(zhǔn)地震作用的情況下，結(jié)合結(jié)構(gòu)的預(yù)期性能設(shè)計(jì)人員才能知道該如何去做。想要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，就要充分利用設(shè)計(jì)人員的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，充分掌握在地震作用下的結(jié)構(gòu)性能，最后完成科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，詳細(xì)的構(gòu)造細(xì)節(jié)和合理的構(gòu)造舉措，并不是通過(guò)復(fù)雜的分析計(jì)算而得出的。所以，進(jìn)行隔震技術(shù)設(shè)計(jì)時(shí)，要充分掌握整個(gè)橋梁系統(tǒng)的抗震傳力路徑，通過(guò)有效的細(xì)節(jié)構(gòu)造措施的實(shí)行，保證在地震作用下的情況下隔震裝置可以正常發(fā)揮關(guān)鍵作用。

2．4隔震設(shè)計(jì)的運(yùn)用

中出現(xiàn)的問(wèn)題目前我國(guó)的隔震設(shè)計(jì)規(guī)范還不夠全面，同時(shí)經(jīng)驗(yàn)積累不足，特別是在橋梁的構(gòu)造細(xì)節(jié)和措施上，構(gòu)造細(xì)節(jié)和措施的不科學(xué)，會(huì)影響減隔震裝置的正常發(fā)揮。大跨橋梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)用是長(zhǎng)期發(fā)展的結(jié)果，但粘滯阻尼器在世界橋梁中的使用時(shí)間很短，同時(shí)投入使用的過(guò)程中部分廠家粘滯阻尼器經(jīng)常有漏油等事故發(fā)生。迄今為止，我國(guó)還沒(méi)有更加完善的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)規(guī)范及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。這點(diǎn)使得隔震設(shè)計(jì)造我國(guó)的廣泛使用，再者，部分不符合要求的產(chǎn)品被引入橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，存在一定的安全隱患，如果有地震發(fā)生，就會(huì)對(duì)橋梁產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。所以在使用粘滯阻尼器的過(guò)程中，要嚴(yán)格控制產(chǎn)品的質(zhì)量檢測(cè)，保證產(chǎn)品參數(shù)符合設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn);再者，要著重檢測(cè)產(chǎn)品的耐久性能、疲勞性能等特性，而且要及時(shí)檢測(cè)和保養(yǎng)橋梁的阻尼器，如果有問(wèn)題出現(xiàn)要馬上作維修或者更換工作。所以，要求相關(guān)部門(mén)盡快制定科學(xué)合理的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。要想保證在地震作用下隔震支座能夠有效發(fā)揮作用，且可以對(duì)隔震支座作一定的變形，就要保證足夠的位移空間。所以要隨時(shí)關(guān)注防落梁措施、伸縮縫間隙的設(shè)置等構(gòu)造措施的設(shè)置。

3結(jié)束語(yǔ)

篇7

關(guān)鍵詞：道橋設(shè)計(jì)；現(xiàn)狀研究；解決措施

中圖分類(lèi)號(hào)： S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

前言：

目前，在國(guó)家宏觀政策的引導(dǎo)性，國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)得到了前所未有的快速發(fā)展，道路的交通運(yùn)輸非常繁忙，這也對(duì)道路橋梁的工程質(zhì)量提出了更高的要求。目前有道路橋梁，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，相關(guān)的指標(biāo)都滿(mǎn)足了相關(guān)規(guī)范的要求，但是，在實(shí)際使用過(guò)程中，卻出現(xiàn)了很多的問(wèn)題，在不同的環(huán)境下進(jìn)行道路橋梁的施工，要面臨的環(huán)境也是不同的，因此，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員要具備很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)，同時(shí)要具備非常豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)以及判斷能力，這樣在設(shè)計(jì)的時(shí)候才能更好的根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡匦吻闆r以及地貌情況在細(xì)節(jié)方面做到更好的設(shè)計(jì)，同時(shí)也能更好的保證道路橋梁的合理建造。

1、道橋設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

道路橋梁在設(shè)計(jì)時(shí)不規(guī)范或者在施工過(guò)程中不注意施工質(zhì)量的控制，均會(huì)成為道路橋梁的安全隱患。道路橋梁的機(jī)構(gòu)安全性主要體現(xiàn)在橋梁結(jié)構(gòu)整體的牢固性以及構(gòu)件的承載能力兩個(gè)方面。橋梁結(jié)構(gòu)的整體性是指在橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)局部破壞時(shí)，要避免發(fā)生大規(guī)模倒塌，結(jié)構(gòu)安全性好的橋梁，能夠在應(yīng)對(duì)地震、爆炸等災(zāi)害時(shí)發(fā)揮較大的作用，能夠有效減輕災(zāi)害的損失度。橋梁構(gòu)件的承載能力是指橋梁要具有承載一定車(chē)輛、地震、超載以及一些人為因素等外來(lái)作用力的能力，對(duì)橋梁承載能力造成最大威脅的就是負(fù)荷超載，負(fù)荷超載會(huì)造成橋梁承受應(yīng)力變大，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞，還有可能造成橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)的損傷而不能恢復(fù)，使橋梁在正常負(fù)載情況下發(fā)生變化，橋梁的安全性遭到破壞。橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的首要目的是選擇經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)方案，其次是結(jié)構(gòu)分析與構(gòu)建和連接的設(shè)計(jì)，但是在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，關(guān)于橋梁安全性設(shè)計(jì)上存在許多問(wèn)題，如在設(shè)計(jì)上，設(shè)計(jì)師態(tài)度不嚴(yán)謹(jǐn)，計(jì)算失誤等均會(huì)縮短道路橋梁的使用壽命，并出現(xiàn)安全隱患；設(shè)計(jì)人員常常只滿(mǎn)足于規(guī)范對(duì)強(qiáng)度計(jì)算上的安全度需要，對(duì)于橋梁的結(jié)構(gòu)構(gòu)造、結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)之間的連接以及結(jié)構(gòu)的維護(hù)往往被忽視；設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)計(jì)算圖式以及橋梁受力路線(xiàn)不明確，造成局部受力過(guò)大的現(xiàn)象。

2、道橋設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題

在進(jìn)行道路橋梁設(shè)計(jì)的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員考慮不全面是導(dǎo)致設(shè)計(jì)中出現(xiàn)缺陷的重要原因。在設(shè)計(jì)的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員要對(duì)道路橋梁的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行考量，同時(shí)要對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行精心的計(jì)算，這樣才能更好的滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的規(guī)范要求。同時(shí)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，要在材料、構(gòu)造、維護(hù)方面進(jìn)行考量，對(duì)施工中可能出現(xiàn)的自然和人為環(huán)境影響也要進(jìn)行考慮。在道路橋梁設(shè)計(jì)中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)橋梁局部受力過(guò)大的情況，同時(shí)在施工材料方面也會(huì)存在著一些問(wèn)題，這樣對(duì)道路橋梁的安全和耐久性都會(huì)有很大的影響。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候出現(xiàn)的計(jì)算失誤會(huì)導(dǎo)致施工進(jìn)度和質(zhì)量都受到很大的影響。

2.1 陳舊的道路橋梁設(shè)計(jì)方案

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，道路承載的交通量也越來(lái)越大，，這就使得社會(huì)對(duì)道路橋梁的設(shè)計(jì)也逐步提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)對(duì)施工質(zhì)量也提出了更高的要求。但是，在實(shí)際的設(shè)計(jì)中，很多的設(shè)計(jì)人員對(duì)經(jīng)濟(jì)因素、人為因素和自然因素都是不重視的，這樣就使得很多的設(shè)計(jì)都在沿用過(guò)去的設(shè)計(jì)方案，這樣的做法對(duì)道路橋梁設(shè)計(jì)水平的提高和城市的發(fā)展都沒(méi)有任何促進(jìn)意義?，F(xiàn)在，交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展也是非常快速的，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候也出現(xiàn)了不能更好的滿(mǎn)足現(xiàn)在交通運(yùn)輸業(yè)發(fā)展的情況。在道路橋梁工程中，設(shè)計(jì)是非常重要的，同時(shí)也是對(duì)工程的質(zhì)量、造價(jià)以及施工有很大的影響的。在道路橋梁設(shè)計(jì)方面進(jìn)行創(chuàng)新是非常必要的，同時(shí)在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，也要對(duì)施工材料的選擇和工藝結(jié)構(gòu)進(jìn)行必要的研究，這樣能夠更好的改善道路橋梁的質(zhì)量。在設(shè)計(jì)過(guò)程中也存在無(wú)法和其他設(shè)計(jì)進(jìn)行比較的情況，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)模仿以前設(shè)計(jì)的情況，在設(shè)計(jì)方面沒(méi)有創(chuàng)新意識(shí)。為了更好的對(duì)道路橋梁設(shè)計(jì)進(jìn)行審核，國(guó)家制定了相應(yīng)的制度，但是在一些情況下，會(huì)出現(xiàn)審核制度被外力介入的情況，這樣也使得橋梁設(shè)計(jì)中缺乏競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，失去了審核的意義，在公平和公正方面沒(méi)有得到體現(xiàn)。

2.2 道路橋梁施工中存在的安全隱患

施工是設(shè)計(jì)思想的直觀體現(xiàn)，好的設(shè)計(jì)如果沒(méi)有好的的施工，對(duì)于工程本身同樣存在重大質(zhì)量隱患?，F(xiàn)在，道路橋梁的施工工期是非常短的，同時(shí)施工的速度也是非?？斓模谶@種情況下，施工的質(zhì)量就成為了人們關(guān)注的重點(diǎn)，在施工過(guò)程中也出現(xiàn)了很多的問(wèn)題。如施工方的承包價(jià)格過(guò)低，使得承包方資金不足，只好層層分包，以期降低成本，而由此導(dǎo)致的偷工減料，以次充好等現(xiàn)象更是時(shí)有發(fā)生。最后完成的工程不止達(dá)不到預(yù)定的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，甚至?xí)o道路橋梁的安全性、耐久性造成嚴(yán)重的安全隱患。除此之外，在材料市場(chǎng)上還存在嚴(yán)重的假冒偽劣問(wèn)題，及不同程度的質(zhì)量問(wèn)題。而在施工過(guò)程中，監(jiān)理制度的不完善導(dǎo)致的這些問(wèn)題材料的流入，使得真正做到認(rèn)真負(fù)責(zé)、嚴(yán)格把關(guān)的難度仍然較大。

3、道路橋梁設(shè)計(jì)問(wèn)題的解決策略

3.1優(yōu)化統(tǒng)籌、精心設(shè)計(jì)

首先對(duì)道路橋梁的耐久性、安全性的問(wèn)題，要從科學(xué)的，可持續(xù)發(fā)展的觀點(diǎn)審視，提高道路橋梁的使用，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)力度，及對(duì)橋梁進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修：在橋梁設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中，應(yīng)對(duì)橋梁在使用壽命中所能發(fā)揮的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益進(jìn)行全面的分析評(píng)價(jià)。在設(shè)計(jì)方而，設(shè)計(jì)單位應(yīng)采用先進(jìn)的科學(xué)手段精心設(shè)計(jì)，并保證橋梁的造型美觀有新意的同時(shí)確保橋梁的安全質(zhì)量，盡最大努力消除隱患，利用電腦輔助手段進(jìn)行快速優(yōu)化和仿真分析。要克服各種不利因素，打造精品工程。同時(shí)在道路橋梁建設(shè)的質(zhì)量方面，建設(shè)單位要對(duì)整個(gè)工程進(jìn)行總體規(guī)劃，在投標(biāo)過(guò)程中要考慮到當(dāng)?shù)丨h(huán)境的實(shí)際情況，不能以低價(jià)中標(biāo)的方式進(jìn)行競(jìng)標(biāo)，同時(shí)嚴(yán)格保證設(shè)計(jì)時(shí)間，設(shè)置好各個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，按時(shí)分階段提交設(shè)計(jì)成果。最后，在施工過(guò)程中，建設(shè)單位應(yīng)當(dāng)擺正位置，盡力輔助設(shè)計(jì)、施工單位，讓他們能夠全心投入的完成任務(wù)，確保工程的安全質(zhì)量。

3.2 提高道路橋梁的設(shè)計(jì)水平

道路橋梁工程的質(zhì)量，關(guān)鍵在于橋梁設(shè)計(jì)水平高度。所以在工程進(jìn)行中，建設(shè)單位應(yīng)給予設(shè)計(jì)人員充足的時(shí)間，讓其可以有充足的時(shí)問(wèn)對(duì)整個(gè)工程有充分的認(rèn)識(shí)和準(zhǔn)備，從而進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，杜絕工程質(zhì)量問(wèn)題的出現(xiàn)。此外，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)處理好創(chuàng)新技術(shù)和固有技術(shù)之問(wèn)的關(guān)系，要既其有創(chuàng)新意識(shí)，又能保證工程質(zhì)量的穩(wěn)定，決不能為了嘗試新技術(shù)，新構(gòu)造而用工程冒險(xiǎn)試驗(yàn)。設(shè)計(jì)人應(yīng)該在設(shè)計(jì)橋梁構(gòu)造時(shí)，盡量選擇施工風(fēng)險(xiǎn)較小，同時(shí)易于檢查、控制的結(jié)構(gòu)和施工方案。最后，對(duì)于重大工程，甚至于每個(gè)工程的關(guān)鍵性部分，設(shè)計(jì)者一定要以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，科學(xué)的精神，周密的計(jì)算為出發(fā)點(diǎn)，杜絕設(shè)計(jì)計(jì)算方面的誤差導(dǎo)致的事故，同時(shí)注意類(lèi)似工程之間的對(duì)比，要充滿(mǎn)積極性、競(jìng)爭(zhēng)性，在確保每次萬(wàn)無(wú)一失的同時(shí)，不斷豐富自己的認(rèn)識(shí)水平，增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)。

3.3加強(qiáng)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，體現(xiàn)以人為本的設(shè)計(jì)理念

路橋工程可大可小，大的層面如道路線(xiàn)性、路基路面結(jié)構(gòu)、橋梁型式等等固然很重要，決定工程整體水平與質(zhì)量，但很多微觀層面的細(xì)節(jié)問(wèn)題，由于與道路橋梁的使用者密切相關(guān)而凸顯重要。例如，道路無(wú)障礙，平時(shí)可能使用率根本就不高，但是一旦有使用需求，就必須全線(xiàn)貫通。而設(shè)計(jì)很容易忽略道路與橋梁搭接處的設(shè)置、與人行道上井蓋的避讓等等。再如雨水口設(shè)置，樹(shù)木落葉對(duì)雨水口的堵塞，道路沉降對(duì)雨水口收水能力的降低等等，都需要從設(shè)計(jì)角度優(yōu)化，更好的提高道路服務(wù)水平。

結(jié)束語(yǔ)

城市道路橋梁最主要的問(wèn)題就是工程質(zhì)量方面的承載能力設(shè)計(jì)和滿(mǎn)足人們生產(chǎn)生活基本功能保證城市發(fā)展需求兩大因索。難度很大，不同于公路設(shè)計(jì)，只要滿(mǎn)足國(guó)家相關(guān)的質(zhì)量等級(jí)就是優(yōu)秀的設(shè)計(jì)。城市道路橋梁設(shè)計(jì)以人性化的理念，解決日益膨脹的交通問(wèn)題，才能成優(yōu)秀的設(shè)計(jì)方案。

參考文獻(xiàn)

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眾所周知，新聞攝影是在新聞發(fā)生現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)攝影技術(shù)――抓拍來(lái)獲取瞬間的形象。無(wú)論所拍攝的對(duì)象是人物還是實(shí)物，抑或是景物，要想刊登出來(lái)達(dá)到吸引人眼球的效果，作為一名攝影者，對(duì)新聞攝影過(guò)程中的技巧一定要了然于心，靈活運(yùn)用。通過(guò)下文論述，希望能夠拋磚引玉，讓更多的新聞攝影作品問(wèn)世，讓更多的新聞攝影者實(shí)現(xiàn)自己的攝影夢(mèng)想。

一、新聞攝影追求的五個(gè)方面――求新、求真、求活、求情、求意

求新、求真、求活、求情、求意，即追求新穎性、真實(shí)性、鮮活性、情感性、意蘊(yùn)性。

下文分別從這五個(gè)方面來(lái)具體分析。

求新――即新穎性。新聞攝影追求的新穎性即拍攝的角度或者抓拍的內(nèi)容讓人覺(jué)得十分新穎，有種新鮮的感覺(jué)，卻又合情合理。新聞攝影是配合著新聞發(fā)生的現(xiàn)場(chǎng)而攝制的，這個(gè)“新”一定要能夠體現(xiàn)出攝影者的技巧揣摩，從能夠讓人看懂的角度出發(fā)，能夠渲染出新聞的重要性的角度著眼。新穎性是對(duì)新聞攝影者比較高的要求，畢竟客觀的新聞事實(shí)就是如此。這在一定程度上可以體現(xiàn)出新聞攝影者的創(chuàng)意，因此，新聞攝影者一定不能小覷這一點(diǎn)。

求真――即真實(shí)性。新聞攝影者追求的真實(shí)性是新聞攝影最根本的要求，也是比較高的要求。真實(shí)是新聞的客觀要求，也可以說(shuō)是新聞的生命。真實(shí)性是說(shuō)新聞攝影者一定要尊重事實(shí)，不能為求最佳作品而對(duì)新聞圖片進(jìn)行二次加工，這樣做就嚴(yán)重違背了新聞攝影的基本原則。新聞攝影的作品，是配合著新聞發(fā)生而拍攝下來(lái)的。如果新聞攝影的作品不真實(shí)，也就預(yù)示著對(duì)新聞客觀事實(shí)的一種污蔑，違反了新聞的客觀性和真實(shí)性的特征，這是不允許的。真實(shí)是新聞的基本要義。哪怕它影響面小，哪怕它不新穎，我們必須要保證新聞攝影的真實(shí)性。否則一切都是水中月，鏡中花，可望而不可及。

求活――即鮮活性。新聞攝影者追求的鮮活性是指新聞攝影作品讓人看了有種身臨其境的感觸，能夠切切實(shí)實(shí)地感受到新聞發(fā)生的現(xiàn)場(chǎng)情況[1]。新聞攝影作品就是為了讓受眾能夠看到新聞所發(fā)生的現(xiàn)場(chǎng)，內(nèi)容一定要鮮活。只有那樣才能夠吸引人的眼球。一潭如死水的作品是不能夠引起人們的關(guān)注和興趣的。為了讓新聞攝影作品鮮活地呈現(xiàn)在受眾面前，新聞攝影者就必須抓好角度，從能夠體現(xiàn)人物動(dòng)作和語(yǔ)言的角度著眼，讓新聞攝影作品能夠代替新聞?dòng)浾邅?lái)說(shuō)話(huà)，這樣目的就達(dá)到了。

求情――即情感性。新聞攝影者追求的情感性是指新聞攝影作品中透露出的人性美、心靈美或者人性的骯臟等，讓人看了后，產(chǎn)生一種好惡的情感，對(duì)美好的事物更加喜愛(ài)，對(duì)丑陋的事物更加憎惡。情感性是對(duì)新聞攝影者提出的高標(biāo)準(zhǔn)之一[2]。新聞雖然追求的是客觀地反應(yīng)新近發(fā)生的事情，但是新聞攝影作品卻可以呈現(xiàn)出新聞攝影者的情感，這該如何掌握呢？這就跟新聞發(fā)生的內(nèi)容有關(guān)了。比如看到馬路上兒童攙扶老人的一幕，新聞攝影者拍攝下這一張照片，便具有情感性，即宣揚(yáng)一種尊老愛(ài)幼的價(jià)值觀和情感導(dǎo)向;再如老人躺在地上，奄奄一息，而路人置若罔聞，熟視無(wú)睹，新聞攝影者拍攝下這樣一張照片，便也是具有情感性的，即鞭撻社會(huì)錯(cuò)誤的價(jià)值觀導(dǎo)向，引導(dǎo)人們思考我們到底要不要扶倒地老人的情感導(dǎo)向。

求意――即意蘊(yùn)性。新聞攝影者追求的意蘊(yùn)性是指新聞攝影作品中透露出一種精神，一種讓人積極向上的勵(lì)志的情感訴求。可見(jiàn)意蘊(yùn)性是這五種追求中最高的境界，能夠在新聞攝影作品中達(dá)到意蘊(yùn)深厚，說(shuō)實(shí)話(huà)確實(shí)不易。但是只要新聞攝影者具備一定的攝影素養(yǎng)，懂得新聞攝影的技巧，與此同時(shí)還需要能夠具備非常高遠(yuǎn)的想象和聯(lián)想能力，才能讓這種只可意會(huì)不可言傳的意蘊(yùn)在其作品中淋漓盡致地滲透出來(lái)。比如一張標(biāo)有燈塔的新聞攝影作品，意在引導(dǎo)我們要樹(shù)立高遠(yuǎn)的志向，這便是一幅富有意蘊(yùn)的新聞攝影佳作。

新聞攝影作品所追求的這五個(gè)方面，各有特點(diǎn)，分別起著不同的作用?？梢哉f(shuō)新聞攝影作品的價(jià)值核心，是求新;新聞攝影作品的價(jià)值生命是求真;新聞攝影作品的價(jià)值特點(diǎn)是求活;新聞攝影作品的價(jià)值窗口是求情;新聞攝影作品的價(jià)值砝碼是求意。

二、新聞攝影應(yīng)掌握的技巧

新聞攝影在拍攝時(shí)一定要講究方式方法，也就是所謂的技巧性。因?yàn)樾侣勈切陆l(fā)生的事情，新聞攝影就是以攝影為技術(shù)，對(duì)新近發(fā)生的事情進(jìn)行抓拍的一種手段。因此要想抓拍好圖片，新聞攝影一定要講究抓拍技巧。

1.攝影角度

同樣是一張攝影圖片，因攝影角度不同，會(huì)造成截然不同的效果[3]。因此，在新聞拍攝過(guò)程中，一定要掌握好攝影角度的抓拍。拍攝角度直接影響到拍攝主體的突出與否。無(wú)論何種情況，一定要緊緊抓住拍攝的主體，在其千變?nèi)f化的轉(zhuǎn)動(dòng)中，握好拍攝機(jī)，充分考慮整個(gè)攝影的畫(huà)面構(gòu)圖和現(xiàn)場(chǎng)完好的光線(xiàn)進(jìn)行最佳曝光，這樣為整個(gè)攝影作品的形成做好基礎(chǔ)工作。

2.攝影高度

攝影高度對(duì)新聞攝影有著重要的影響作用。同樣是一個(gè)拍攝主體，拍攝高度不同，表達(dá)的情感亦不相同。比如，在新聞攝影中，要想表?yè)P(yáng)突出人物主體，顯示出人物主體的高大，偉岸，需要站在比主體人物要略低的地方去拍攝。此外，還有在汶川地震時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)的一些新聞攝影作品也是攝影記者站在不同的攝影高度而拍攝成的，給人的感覺(jué)是截然不同的。

3.抓拍構(gòu)圖

新聞攝影中，抓拍構(gòu)圖至關(guān)重要。要想拍到一張佳作，必須抓拍。而抓拍時(shí)必須注重構(gòu)圖，不能主次顛倒，把新聞事件的主體當(dāng)成了次要的，而把次要的當(dāng)成了新聞事件的主體，那樣就突出不了新聞事件的主題，犯了主次不分的錯(cuò)誤。在構(gòu)圖方面，一定要抓主體，否則主次顛倒，不明主次的構(gòu)圖都是失敗的。在抓拍構(gòu)圖時(shí)，光線(xiàn)的采取是突出主體的一種方法，在新聞事件發(fā)生的現(xiàn)場(chǎng)，要么采取強(qiáng)光，要么采取弱光，來(lái)凸顯主體的與眾不同。

4.拍攝時(shí)機(jī)

所謂的拍攝時(shí)機(jī)是指新聞拍攝記者拍攝新聞圖片的時(shí)機(jī)，即何時(shí)候按下快門(mén)，咔嚓一下將攝影作品定型。這個(gè)快門(mén)的按下，早了不行，晚了也達(dá)不到目的。只有在新聞攝影記者抓怕到了情景交融，寓意深刻的那一瞬間，將快門(mén)有目的地按下，拍攝下讓人有遐想空間，留給人們無(wú)限品味的印象，唯有如此，才是最佳拍攝時(shí)機(jī)。

5.拍攝曝光

一張經(jīng)過(guò)精心拍攝的攝影作品，如果曝光不足，或者曝光過(guò)量，都會(huì)嚴(yán)重影響攝影作品的效果，達(dá)不到拍攝者的要求。這可以說(shuō)是一張完美佳作的最后把關(guān)，如果把關(guān)失敗，這幅新聞攝影作品最終毀于一旦。所以說(shuō)拍攝曝光方面，作為一名新聞攝影記者而言，一定要掌握其技巧?？陀^地說(shuō)，新聞拍攝曝光受多方面因素的影響，比如新聞現(xiàn)場(chǎng)的光線(xiàn)，后期的背景設(shè)計(jì)等等。盡管現(xiàn)在照相機(jī)的水平越來(lái)越高，但是在強(qiáng)光、弱光等條件下的曝光也不能達(dá)到很高的技術(shù)，因此，新聞攝影記者一定要嚴(yán)把拍攝曝光這一關(guān)，綜合衡量各方面因素，將曝光控制恰到好處。

三、新聞攝影應(yīng)注意的事項(xiàng)

1.在抓拍時(shí)善于捕捉信息量大的瞬間

新聞攝影是靠抓拍到現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的事件為手段而實(shí)現(xiàn)新聞信息的傳播的，因此，抓拍到的信息量越大，此則新聞便越有價(jià)值，越有意義。在一瞬間，新聞攝影記者的手將快門(mén)咔嚓按下，進(jìn)入構(gòu)圖的因素越多，說(shuō)明攝影記者拍攝到的信息越大。當(dāng)然這種信息量大也是以主次分明為前提的，不能不分主次，眉毛胡子一把抓，最終達(dá)不到捕捉信息量大的瞬間的目的。比如，同樣是一則新聞事件，兩車(chē)相撞，其中一輛車(chē)以流星的速度穿墻而過(guò)。在這則新聞事件中，有一個(gè)新聞拍攝者拍攝到的是其中一輛車(chē)以流星的速度穿墻而過(guò)，而另外一個(gè)新聞拍攝者拍攝到的則是兩車(chē)相撞的瞬間，那么同樣是這則新聞，大多數(shù)新聞報(bào)社會(huì)采用誰(shuí)的呢，結(jié)果不言而喻，肯定是后者的圖片被采納，原因很明顯，就是他的新聞圖片中含有更多的新聞信息量，讓人能夠明了新聞發(fā)生的整個(gè)過(guò)程，所以他能夠脫穎而出。

2.在抓拍時(shí)善于捕捉具有象征性的瞬間

我們經(jīng)常聽(tīng)到一個(gè)詞，叫“畫(huà)外音”，這就是指新聞攝影抓拍時(shí)捕捉到的具有象征性的瞬間。通過(guò)新聞攝影圖片，人們能夠解讀出畫(huà)面之外的內(nèi)容。也就是說(shuō)，在拍攝這張新聞攝影作品時(shí)，作者是有所寄寓的，若隱若現(xiàn)地呈現(xiàn)在攝影作品中，讓讀者通過(guò)圖片自己去領(lǐng)悟[4]。這樣的作品具有一定的深度和廣度，需要人們通過(guò)其中一點(diǎn)來(lái)參透。比如有這樣一幅新聞攝影作品，構(gòu)圖要素：幾棵樹(shù)樁，旁邊有幾只小狗在排隊(duì)解手。攝影記者通過(guò)這幅具有寓意的新聞作品意在告訴我們：動(dòng)物世界的“排隊(duì)”秩序井然，人類(lèi)為啥很難做到？通過(guò)動(dòng)物反射人類(lèi)自身，具有一定的諷喻性。此則新聞攝影圖片便是具有象征性瞬間的代表。

3.在抓拍時(shí)善于捕捉具有幽默性的瞬間

不同的新聞，需要不同的新聞攝影作品予以配合發(fā)表。在一些生活小品文中，新聞攝影記者可以通過(guò)捕捉具有幽默性的瞬間，來(lái)讓人們一笑而過(guò)，笑后深思，這類(lèi)作品也是具有一定的寓意性[5]。比如，拍攝兒童各種表情的新聞攝影作品，新聞拍攝記者可以通過(guò)抓拍，捕捉到不同背景下，不同時(shí)段的兒童的面目表情，可謂豐富多彩，幽默萬(wàn)千。通過(guò)這樣的圖片告誡人們，兒童的世界是多么單純，美好，和諧。我們大人也可以放下心中的壁壘，學(xué)習(xí)兒童的這種童真，那么我們的生活將會(huì)變得更加美好。

篇9

論文關(guān)鍵詞：也談設(shè)問(wèn)的技巧—從一堂物理示范課說(shuō)起

 

人教版高中物理必修1教材在《運(yùn)動(dòng)的描述》一章中安排的第一節(jié)是《一、質(zhì)點(diǎn) 參考系和坐標(biāo)系》，其具體的教學(xué)內(nèi)容是介紹“參考系”、“質(zhì)點(diǎn)”、“時(shí)刻和時(shí)間”、“位移和路程”等幾個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)基本概念。通常情況下的教學(xué)過(guò)程往往是孤立地抓住這幾個(gè)概念自身的特征來(lái)介紹，而沒(méi)能將這幾個(gè)概念和“運(yùn)動(dòng)”這一更為基本的概念建立起適當(dāng)?shù)穆?lián)系，并在與“運(yùn)動(dòng)”概念間的相互聯(lián)系基礎(chǔ)上幫助學(xué)生來(lái)理解與體會(huì)這幾個(gè)概念的物理含義，從而使教學(xué)效果受到局限。筆者有幸聽(tīng)了一位知名特級(jí)教師上了這堂課，這位老師在這一節(jié)的教學(xué)中做了一些改進(jìn)：通過(guò)一組“貌似平平淡淡，實(shí)質(zhì)設(shè)計(jì)精妙”的設(shè)問(wèn)，把教學(xué)目標(biāo)中所需完成的幾個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)基本概念的教學(xué)物理論文，自然地依附于對(duì)“運(yùn)動(dòng)”這一更為基本的概念的理解之中。讓筆者對(duì)課堂設(shè)問(wèn)藝術(shù)又有了新的理解。以下是筆者對(duì)這堂課一個(gè)教學(xué)片斷的記錄和整理。

師：這節(jié)課我們學(xué)習(xí)第一章的第一節(jié)：《一、質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系》。先給大家?guī)追昼姇r(shí)間，把教材閱讀一遍。

師：閱讀教材后，對(duì)教材所介紹的這幾個(gè)概念如果還有什么不明白的地方可以提出來(lái)作進(jìn)一步的討論。

生：……

師：如果同學(xué)們提不出問(wèn)題，那么老師提個(gè)問(wèn)題問(wèn)大家吧——什么叫運(yùn)動(dòng)？

生A：物體相對(duì)于其他物體的位置變化叫做運(yùn)動(dòng)

師：關(guān)于“運(yùn)動(dòng)”的概念，A 同學(xué)的回答很好！老師接下來(lái)再提第二個(gè)問(wèn)題——什么叫運(yùn)動(dòng)？

生：（笑聲）

生B：位置變化叫運(yùn)動(dòng)。

引出關(guān)于位移與路程的教學(xué)

（繼續(xù)提問(wèn)）

師：接下來(lái)老師還想向同學(xué)們提出第三個(gè)問(wèn)題——什么叫運(yùn)動(dòng)？

生C：相對(duì)位置變化叫運(yùn)動(dòng)。

引出關(guān)于參考系的教學(xué)

（繼續(xù)追問(wèn)）

師：老師還想追問(wèn)——什么叫運(yùn)動(dòng)？

生：……

生D：相對(duì)位置隨時(shí)間的變化叫運(yùn)動(dòng)。

師：“運(yùn)動(dòng)”概念定義中有“時(shí)間”這兩個(gè)字嗎？

生D：沒(méi)有。

師：有“時(shí)間”嗎？

生D：有。

師：在哪里？

生D：在“變化”里。

師：回答得太好了！

師：太好了！因?yàn)橥瓿扇魏巫兓急仨氂幸欢ǖ臅r(shí)間作保證，所以我們可以認(rèn)為：“時(shí)間”就在“變化”里論文開(kāi)題報(bào)告范例。

（此時(shí)課堂氣氛非常熱烈）

師：既然“相對(duì)位置隨時(shí)間的變化叫做運(yùn)動(dòng)”，那么，了解“時(shí)間與時(shí)刻”對(duì)我們了解和研究運(yùn)動(dòng)就應(yīng)該是不可忽缺的了。

自然地引出“時(shí)刻和時(shí)間間隔”的教學(xué)。

通過(guò)對(duì)“運(yùn)動(dòng)”概念的拓展研究，提出“位移與時(shí)間的關(guān)系”問(wèn)題和“速度與時(shí)間的關(guān)系”問(wèn)題。

師：通過(guò)對(duì)“運(yùn)動(dòng)”概念的上述研究我們了解到：物體的相對(duì)位置隨時(shí)間的變化叫做運(yùn)動(dòng)。可見(jiàn)，“運(yùn)動(dòng)”實(shí)際上就是指：運(yùn)動(dòng)物體在不同的“時(shí)刻”到達(dá)不同的“空間位置”。針對(duì)“運(yùn)動(dòng)”概念，我還想向同學(xué)們提一個(gè)問(wèn)題，……

生（齊） ：什么是運(yùn)動(dòng)？（笑聲）

師：是的。再次重復(fù)提出老問(wèn)題，是想請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合“時(shí)間”和“空間”去思考“運(yùn)動(dòng)”這一概念，進(jìn)而去體會(huì)“運(yùn)動(dòng)”的復(fù)雜性及研究復(fù)雜的“運(yùn)動(dòng)”的方法與技巧。

師：我們已經(jīng)對(duì)“運(yùn)動(dòng)”這一概念有了一個(gè)逐步深入的認(rèn)識(shí)過(guò)程，回顧一下這個(gè)過(guò)程，然后再沿著這一思路進(jìn)一步深入地思考……

生F：“運(yùn)動(dòng)”是“變化”、是位置的“變化”、是相對(duì)位置的“變化”、是相對(duì)位置隨時(shí)間的“變化”。

師：很好！繼續(xù)……

就這節(jié)課這個(gè)片段的教學(xué)特色而言物理論文，筆者大致概括為如下幾點(diǎn)：

1、教材處理的特色：教學(xué)中是把“參考系”、“質(zhì)點(diǎn)”、“時(shí)刻和時(shí)間”、“位移和路程”等幾個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)基本概念融入什么是“運(yùn)動(dòng)”這一更為基本的概念中，進(jìn)而自然地提出和合理地建構(gòu)起來(lái)的。教學(xué)的過(guò)程實(shí)際上就是對(duì)什么是“運(yùn)動(dòng)”這一核心概念的準(zhǔn)確、細(xì)膩、層次分明的認(rèn)識(shí)過(guò)程。

2、教學(xué)處理的特色：把學(xué)生的閱讀、思考、研討與教師的設(shè)疑、設(shè)問(wèn)、啟發(fā)相結(jié)合，較多地運(yùn)用師生間的交流來(lái)逐步把認(rèn)識(shí)過(guò)程推向深處、推向。教學(xué)設(shè)計(jì)的合理、教師設(shè)問(wèn)的精巧、認(rèn)知層次的分明、課堂氛圍的營(yíng)造等，對(duì)學(xué)生興趣的培養(yǎng)、方法的啟迪、能力的提高、素質(zhì)的影響等，均取得一定的成效。

3、思維活動(dòng)的特色：整節(jié)課的思維活動(dòng)緊緊圍繞對(duì)什么是“運(yùn)動(dòng)”這一核心概念的認(rèn)識(shí)而逐步深入、逐步細(xì)致、逐步具體的展開(kāi)。思維活動(dòng)的起點(diǎn)不高；思維活動(dòng)的方式平凡；思維活動(dòng)的目標(biāo)指向明確；思維活動(dòng)過(guò)程的邏輯推理嚴(yán)密；思維活動(dòng)得到的判斷可信。

所以說(shuō)智慧的設(shè)問(wèn)，可以悄然營(yíng)造認(rèn)知環(huán)境，可以悄然激勵(lì)認(rèn)知主體，可以悄然掌控認(rèn)知流程，可以悄然深化認(rèn)知內(nèi)容。

篇10

關(guān)鍵詞：V型連續(xù)剛構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)

一、概述

北運(yùn)河大橋位于京沈高速公路（北京段）K26＋430處，跨越北運(yùn)河。北運(yùn)河發(fā)源于北京東北部軍都山南麓，由東沙河、北沙河、南沙河子昌平縣沙河鎮(zhèn)匯合后始稱(chēng)溫榆河，直至通州區(qū)北關(guān)閉，北關(guān)問(wèn)以下稱(chēng)北運(yùn)河，北運(yùn)河流域面積2478平方千米。北關(guān)間下又有通惠河、涼水河、風(fēng)港城河等匯合南下，于河北省屈家店匯入永定河，再經(jīng)海河流入渤海。北運(yùn)河屬于海河水系，是公元605年隋朝時(shí)期開(kāi)鑿的京杭大運(yùn)河的源頭，它為當(dāng)時(shí)的南北交通及經(jīng)濟(jì)繁榮做出過(guò)巨大的貢獻(xiàn)，今天仍是北京東南方向的主要排灌河道。1962年、1973年水利部門(mén)對(duì)北運(yùn)河進(jìn)行過(guò)整治，1993年又按規(guī)劃河道重筑左堤，兩堤間距擴(kuò)至1345m澳標(biāo)準(zhǔn)為10年一遍開(kāi)槽，20年一遇筑堤，50年一通校校。根據(jù)規(guī)劃及水利部門(mén)的要求，綜合各方面因素，主橋采用三孔V型連續(xù)剛構(gòu)，其跨徑為420＋780＋420m，兩端引橋分別為8mx25m和33mx25m預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁。橋梁斜交角度為75度，橋梁全長(zhǎng)1189.08m，其中主橋長(zhǎng)162m，引橋長(zhǎng)1027.08m。

北運(yùn)河大橋主橋是京沈高速公路上的控制工程，工期限制性較大，施工工藝及方法復(fù)雜，其直接影響施工進(jìn)度及施工質(zhì)量。為了加快進(jìn)度、提高功率，V型墩及主箱梁施工采用滿(mǎn)堂紅支架方法，分3個(gè)階段現(xiàn)場(chǎng)澆筑形成，預(yù)應(yīng)力鋼束按規(guī)定階段分批進(jìn)行張拉。另一方面，北運(yùn)河主河道在常水位時(shí)水面寬120m，水深5m，經(jīng)與有關(guān)單位反復(fù)商定，最后以填土壓縮河道和臨時(shí)墩相結(jié)合的方法，解決了主河道搭設(shè)模板支架問(wèn)題，實(shí)踐證明，該施工方法不但保證了河水暢通，同時(shí)又保證了工期和質(zhì)量。臨時(shí)墩為樁基橫向焊接工宇梁，縱向鋪設(shè)貝雷梁構(gòu)成。北運(yùn)河大橋是京沈高速公路上唯一的一座特大橋，主橋橋型選擇及整體布局是成功的，設(shè)計(jì)上采用的雙向預(yù)應(yīng)力技術(shù)、大直徑群樁基礎(chǔ)、合理的施工階段劃分及施工工藝。局部的一些構(gòu)造處理，保證了工期和質(zhì)量，具有可取和獨(dú)到之處。

二．橋型選擇

根據(jù)規(guī)劃及水利部門(mén)的意見(jiàn)，在滿(mǎn)足水文計(jì)算的情況下，橋孔不小于1100m，主橋不小于200m，在眾多方案的基礎(chǔ)上，對(duì)主橋提出了三個(gè)橋型方案：

方案1：三孔V型連續(xù)剛構(gòu)，跨徑布置為60＋100＋60m。

方案2：三孔變截面連續(xù)梁，跨徑布置為60＋90＋60m。

方案3：中承式鋼管混凝土拱橋，跨徑布置為40＋120＋40m。

各方案技術(shù)指標(biāo)如表1所示。

方案1：V型連續(xù)劇構(gòu)是近年來(lái)新發(fā)展起來(lái)的結(jié)構(gòu)型式，橋型新穎美觀，V撐減小主跨跨徑，斷面尺寸減小，顯得更加輕巧，結(jié)構(gòu)整體性好，施工方便，造價(jià)較低。

方案2：連續(xù)橋梁結(jié)構(gòu)輕巧，受力合理，需大噸位支座，造價(jià)居中。

方案3：中承式鋼管混凝土拱橋，橋型美觀，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，對(duì)基礎(chǔ)要求較高，施工難度較大，造價(jià)較高。

經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)綜合比較并報(bào)主管部門(mén)批準(zhǔn)，最終采用V型連續(xù)劇構(gòu)方案，經(jīng)進(jìn)一部與有關(guān)部門(mén)協(xié)商和優(yōu)化，主孔跨徑減為78m，相應(yīng)邊孔跨徑減為42m。

三、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

北運(yùn)河大橋主橋經(jīng)規(guī)劃、水利、橋梁等方面專(zhuān)家論證，最后選用了結(jié)構(gòu)布局合理、造型優(yōu)美、經(jīng)濟(jì)可行的V型連續(xù)剛構(gòu)型式。

l設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：設(shè)計(jì)荷載汽車(chē)一起20級(jí)，掛車(chē)-120；

地震裂度8度；

洪水頻率1／100；

設(shè)計(jì)流量Q1%＝2262立方米/秒

設(shè)計(jì)流速V槽＝2．03m／s；V灘＝034th／s；

設(shè)計(jì)水位Hs=20.23m。

2上部結(jié)構(gòu)

主橋上部結(jié)構(gòu)為42十78＋42m預(yù)應(yīng)力混凝土V型連續(xù)劇構(gòu)，全長(zhǎng)162rn，全寬30m，為上下行雙橋式經(jīng)構(gòu)；主梁采用變截面單箱雙室結(jié)構(gòu)，截面高度變化曲線(xiàn)方程為旋轉(zhuǎn)的二次拋物線(xiàn)，V撐與主梁銜接處用國(guó)曲線(xiàn)順接。主梁梁高160～260m，翼板寬14Zm，箱寬8．sin，頂板厚25ctn，底板厚20。，梁端及靠近V撐處底板厚由20。漸變至50cm，腹板寬均為0.6m，靠聯(lián)接器處邊腹板寬由0.60m漸變至0.75m，中腹板定由0.60m漸變至0.80m；主梁共設(shè)17道模隔梁；V撐力實(shí)體截面。

3下部結(jié)構(gòu)

主墩：采用45號(hào)鋼筋混凝土矩形墩身，上接V撐，V撐中加豎向預(yù)應(yīng)力，下接承臺(tái)，長(zhǎng)9.11米，寬4.70m，承臺(tái)下為4排鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁徑15m，樁長(zhǎng)40m。

聯(lián)接墩：采用雙住橋墩，蓋梁為T(mén)形截面，由于主、引橋主梁高度不同，蓋梁項(xiàng)面縱橋向做成臺(tái)階狀，長(zhǎng)12.60m，寬1.80m，高1.708m。柱徑13m，柱下接承臺(tái)，承臺(tái)為工字形，承臺(tái)厚2.0m，其下為雙排鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁徑為1.5米，樁長(zhǎng)為35.0m。

4其他

橋面鋪裝：橋面鋪裝力等厚度，共15厘米。上層為8cm厚瀝青混凝土，其中4厘米（玄武巖）中粒式瀝青混凝土，4厘米（石灰?guī)r）中粒式瀝青混凝土，下層為7rm厚抗折混凝土。橋面混凝土與瀝青混凝土之間設(shè)防水層，防水層采用FWI71型橋面專(zhuān)用防水涂料。

支座及伸縮縫：伸縮縫采用XF160一Ⅱ型毛勒縫。主橋聯(lián)接墩支座為四氛板式橡膠支座，其規(guī)格為60mX40mX9.2厘米

四、結(jié)構(gòu)分析

1上部結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算

本結(jié)構(gòu)為V型連續(xù)劇構(gòu)，在施工階段受力體系經(jīng)三次交換，由低次超靜定向高次超靜定過(guò)渡，計(jì)算中縱、橫向均采用平面杯系假定，利用橋梁綜合程度分別對(duì)各施工階段及運(yùn)營(yíng)階段的受力情況進(jìn)行了應(yīng)力、應(yīng)變分析。根據(jù)受力結(jié)果，合理調(diào)整支架的安裝與拆除、混凝土澆筑及鋼束分批張拉順序，將各階段的截面受力嚴(yán)格控制在安全范圍之內(nèi)。計(jì)算中考慮的荷載有：恒載、預(yù)應(yīng)力、汽車(chē)荷載、掛車(chē)荷就溫度變化影響力、基礎(chǔ)變位影響力、混凝土收縮與徐變影響力等。由于篇幅限制，表2僅列出運(yùn)營(yíng)階段控制設(shè)計(jì)的主要組合內(nèi)力。

2預(yù)應(yīng)力鋼束布置

根據(jù)受力狀況，主橋在箱梁及V撐內(nèi)均布置了預(yù)應(yīng)力鋼束，鋼束全部采用ASTMA416-90a型高強(qiáng)度低松弛鋼絞線(xiàn)，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度R=1860MPa。每束力12X7Φ5，每束張拉控制應(yīng)力σK=0.72R=1339.2MPa，張拉力為2317.4kN。預(yù)應(yīng)力錨具張拉端為OVM15－12型，非張拉端為OVM15-12P型，聯(lián)接器為OVM15-12L型。預(yù)應(yīng)力鋼束除兩聯(lián)接器之間的通長(zhǎng)鋼束采用兩端張拉外，余均為一端張拉，考慮到減少預(yù)應(yīng)力損失，主梁上設(shè)兩道連接器裝置。

3下部結(jié)構(gòu)計(jì)算

下部結(jié)構(gòu)分別接施工階段和運(yùn)營(yíng)階段進(jìn)行了計(jì)算。計(jì)算荷載有溫度力、汽車(chē)荷載、掛車(chē)荷載、風(fēng)力、汽車(chē)制動(dòng)力及地震荷載。本橋位處地基屬于m類(lèi)場(chǎng)地上。

溫度力按墩身剛度及基礎(chǔ)剛度計(jì)算。