桥梁结构论文范文
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第1篇
桥梁结构应具有足够的强度，以承受作用于其上的重力和附加力；结构各部必须具有足够的刚度，以使其在荷载作用下不产生过大的挠曲和变形；结构各部尺寸必须具有适当大小，以使其承受轴向压力时的构件不发生屈曲，丧失稳定性。同时结构也要具有较高的耐久性。由于作用荷载的随机性、材料强度的离散性、制造与施工质量的分散性、计算假定的近似性，致使在长期使用过程中桥梁结构产生病害，其具体原因如下：
1．原设计荷载偏低，交通发展后车辆荷载增大，桥梁因承载能力不足而产生病害。
2．结构设计中存在缺陷，如采用桥型结构不当、设计假定不尽合理。
3．桥梁施工质量差，未按设计要求和施工规程实施。
4．不重视桥梁后期养护工作，没有及时消除己产生的病害。
5．洪水等自然灾害使桥梁产生损坏。
6．地质条件差，如滑坡、软基等导致桥梁产生病害。
二、桥梁加固的一般流程
在桥梁结构发生病害后，需要采取措施进行加固维修或者更换。桥梁加固工程一般应遵循以下工作程序：
结构可靠性鉴定—加固方案确定—加固设计—施丁组织设计—施工—验收。
结构可靠性鉴定，主要是对病害结构的病情诊断。加固方案好比处方，加固设计是现行规范及有关标准对加固方案的深化过程。加固施工是对被加固结构按加固设计进行加固的施工过程，对于大型结构加固，为确保质量和安全，施工前应编制施工组织设计。
三、桥梁加固增强技术
桥梁的增强改造可以分为裂缝修补和对桥梁结构的加固增强，下面介绍其特点及其适用的场合。
（一）裂缝修补技术
裂缝修补的目的在于恢复结构物的防水性和耐久性，主要技术有：
1．表面处理法，在微裂缝的表面涂抹填料及防水材料，以提高其防水性和耐久性。对于宽度发生变化的裂缝，要设法使用有伸缩性的材料。
2．注浆法，在裂缝中注入树脂或水泥类材料，以提高其防水性及耐久性。主要注浆材料是环氧树脂，多采用低压低速注入法。环氧树脂注入法与钢钉并用，可以增强裂缝部位的整体性，是一种防止裂缝继续发展的好办法。
3．充填法，这是一种适合于修补较宽裂缝的方法，具体做法是沿裂缝凿一条深槽，然后在槽内嵌补各种粘结材料，如水泥砂浆、环氧砂浆、膨胀水泥砂浆、环氧树脂硅、沥青及各种化学补强剂等。4．表面喷涂法，喷浆修补是一种在经凿毛处理的裂缝表面，喷射一层密实而且粘度高的水泥砂浆保护层，来封闭裂缝的修补方法。喷浆前，需要把结构表面的剥离部分除去，再用水冲洗清洁，并在开始喷浆之前把基层湿润，然后再开始喷浆。
5．粘结钢板封闭法,当钢筋硂构件产生主拉应力裂缝时，可对裂缝先进行处理之后，再在裂缝处粘结钢板，并用膨胀螺栓对钢板加压。钢板粘结方向应和裂缝方向垂直。
（二）桥梁加固增强技术
本文以最常见的桥梁结构形式的上部结构及其常见的加固方法进行说明。
梁式桥上部结构加固增强技术主要有加大截面加固法、外部粘贴加固法、外部预应力加固法、改变结构体系加固法、增设纵梁加固法。
加大截面加固法采用增大构件的截面面积，根据荷载大小和净空条件不同，可分为以加大截面面积为主和加配钢筋为主两种加固方案。
外部粘贴加固法系用型钢、玻璃钢等材料通过环氧树脂等粘合剂粘贴在结构外部，以提高结构承载能力的一种方法。适用于构件尺寸受限制但又必须大幅度提高结构承载能力的场合，必须保证粘和剂的质量
外部预应力加固法指运用预应力原理，在增设的构件或原有构件上施加一定初始应力的一种加固方法。采用对受拉区施加预加压力，可以抵消部分自重应力，起到卸载、减小跨中挠度、减小裂缝宽度或闭合裂缝的作用。
改变结构体系加固法通过增设支撑或桥墩，把简支变为连续、在梁下增设如钢架等加劲梁或叠合梁，以减小梁内控制截面峰值弯矩，提高承载能力的一种加固方法。
增设纵梁加固法在桥梁墩、台基础稳定，并具有足够承载能力的情况下，可采用增设承载能力高和刚度大的新纵梁，这些新梁与旧梁连接在一起共同受力。由于应运中的车辆荷载在新增主梁后的桥梁结构中重新分布，使原梁中所受荷载得以减少，加固后的桥梁承载能力和刚度得以提高。当增设的纵梁位于主梁的一侧或两侧时，兼有拓宽的作用。此法适用于梁体结构基础完好，而承载能力不能满足要求的场合。
（三）桥梁结构加固新技术——锚喷
第2篇
关键词：系统桥梁分形
一、系统论
1945年贝塔郎菲提出了一般系统论的新思维，随后维纳、申农分别提出了控制论和信息论，从而使得人们对事物整体和部分的关系看法由机械整体性发展到系统整体性。60～70年代间，系统科学出现了耗散结构论（普里高津）、协同论（哈肯）、超循环论（艾根）和突变论（托姆），主要讨论系统的存在、发展和消亡，强调任何一个净化系统都能够自行组织，并且不同要素之间具有协调作用。70年代以来，对系统最核心的问题即系统机制的研究得到广泛关注，出现了对系统机制解释的混饨理论、分形理论、孤波理论等，构成了系统动力学理论，主要考察系统的非线性机制。
凡物皆系统，考察任何系统都要对其要素、结构、功能、环境等方面进行分析。系统具有以下主要特性：①加和性和非加和性；②整体不等于部分之和；③整体功能取决于要素、结构和环境；④结构决定了系统的功能。系统处于非平衡态，需要外加的能量（或信息）来维持，因此，能够产生新的结构的系统一定是开放的。系统远离平衡态失稳以至形成新的结构要依赖于非线性的反常涨落。涨落在远离平衡时起驱动作用，不可逆性会导致新的结构，产生新的质。
系统论已被应用于很多领域，本文旨在应用系统研究的思想来系统地理解桥梁结构的一些新领域，进而将系统机制理论引入桥梁系统的研究。
二、桥架结构系统
桥梁是由多种材料、不同结构组合而成的复杂系统。桥梁结构系统的要素、结构、功能及环境的简要示意图。桥梁结构系统是桥梁工程大系统的一个子系统，不同的桥梁结构体系又构成各个更低层次的子系统。要素中的各种基本构件也构成一个层面上的系统，有其自身的要素、结构、功能和环境。
桥梁结构系统整体不等于部分之和。单个基本构件，比如单个梁构件，是无法实现跨越峡谷甚至海峡的目的的，而多个构件按照一定的构造规则组成悬索桥或斜拉桥就可以实现。结构系统的整体功能取决于构件单元、结构体系和环境状况，其中起决定性的是系统的结构，通常只有大跨斜拉桥和悬索桥才能作为跨海大桥的候选桥型，对抗震性能要求较高的地区，应选用抗震性能较好的结构系统，如连续刚构、斜拉桥等，或对连续梁等桥型进行结构的改进，设计支座单元，达到减震目的。
耗散结构理论认为，在远离平衡状态的非平衡区内，在非线性的非平衡作用下系统演化方向是不确定的，系统的平衡可能失稳，发生突变或分又，系统呈现出新的结构稳定状态。这种结构是一种非平衡的结构，接受环境注入系统的负熵流才能稳定。桥梁的非线同样体现了这一思想，桥梁的失稳为系统突变所致，地震荷载作用下的桥梁系统的延性抗震性能也是结构非线性性能的体现。
三、桥架结构的系统研究思路
1．系统识别与健康监测
结构系统识别是通过试验和计算机来实现对结构的建模。桥梁结构可以看作一?quot;灰箱"系统，处于一定环境中的桥梁结构，一定的输入对应一定的输出，通过对系统输出和输入的分析，可以实现对结构系统的判断和识别。对这样一个灰箱的识别首先应确立一个由梁整体监测的许多困难，对桥梁在使用年限内工作特性的变化缺乏全面深入的研究，难以建立客观同一的桥梁状态评估标准。所以整个技术的成功开发乃至系统目标的最终实现有赖于更好地结合系统自身的要素、结构和系统工作环境。
具体实现桥梁结构系统的健康监测与状态评估，当前主要有以下几方面的工作【2】
（1）针对系统输出：开发和应用以无线通讯技术为手段的数据采集系统；开发能适用于交通荷载风荷载及定点测试荷载的传感器最优布设技术；
（2）针对系统输入和输出的反向分析：采用动态边界子结构原理，开发以结构模型修正法为基础的结构损伤识别技术；研究非线性结构模型的时域评估方法及系统识别技术；寻找更适合桥梁监测的新指纹；开发桥梁观察与监测收据管理系统及决策专家系统；综合良态建模技术，改善有限元模型修正方法；
（3）系统分析的终端应用：根据观察与监测的结果分析实桥的剩余承载能力；建立桥梁安全准则及能用于桥梁整个寿命过程经济评价的估价模型。
2．系统控制
古典控制理论起源于本世纪20年代，主要以单变量线性定常系统为研究对象，以频率法为主要方法研究控制系统的动态特性。50年代以来，逐渐出现了多变量系统、系统灵敏度分析、动态系统测试状态空间方法和Bellman动态规划等现代控制理论方法【5】。
在系统与控制理论中，主要研究动力学系统。桥梁结构在动力荷载作用下，表现为不确定性的随机系统，其非线受到越来越多的关注和研究。尤其在桥梁的抗震和抗风领域，近年来从传统的抗震抗风设计思路发展到结构控制思想。目前的结构控制方式主要有被动控制、主动控制和混合控制，被动控制是通过支座、阻尼器等装置来消耗输入系统的外部环境能量；主动控制的基本思想是通过主动施加外部能量来抵消和消耗环境输入能量，使偏高平衡状态的系统在新的注入能量流作用下找到平衡。
早在1890年，最早的隔震器就产生了，当前已应用的有叠层橡胶、旋转弹簧等多种支座和弹塑性、粘性、干摩擦等阻尼器用于对系统的被动控制。Constantinou在1991年提出了采用位移控制装置和滑动支座相结合的滑动隔震体系，最大限度地减少了输入能量向结构系统的传递[4].
有些主动控制技术（如AMD）已经进入实用阶段，在日本已经建成了一批主动控制的建筑。通过主动控制，一方面可以用最有效的方法抵抗外部激励，另一方面可以直接减小输入到结构上的激励水平。当前有主动连杆控制技术和主动调质阻尼器系统（AMD）技术实现对系统的主动控制。混合控制系统当前主要有对振动控制系统、混合基础隔震系统和可变阻尼系统。当前的这些技术还处于发展之中，不但在桥梁抗震抗风领域，而且在房屋等建筑领域甚至是整个土木工程都有广阔的应用前景。
3．系统非线性机理
传统自然科学趋向于强调稳定、有序、单一、均匀与平衡，带有线性的色彩，到本世纪70年代前后，自然科学的锋芒开始转向现实世界的失稳、无序、多重性、不均匀和非平衡等方面。非线性系统已成为自然科学的主要研究对象，因为非线性是一切复杂现象的本源[5]。
1973年，费根包姆提出的混饨理论大大推进了非线性理论在系统科学中的应用，混饨理论、分形论、孤波理论共同构成系统动力学理论，探讨系统的非线性机制。桥梁结构系统也是一个混饨系统，具有不可预测性、不可分解性和存在规律性，而且这一混饨系统具有分形性质，即自相似性。这里重点讨论桥梁系统动力学行为特别是桥梁抗震系统中的分形特征。
（1）分形与分维
1977年，Mandelbrot出版了专著《分形、机遇和维数》（Fractal：Form，ChanceandDimension，Freemen，SanFrancisco,1977），标志着分形理论的诞生。分形是其组成部分以某种方式与整体相似的形，即分形是指一类无规则、混乱而复杂但其局部与整体有相似性的体系。
数学家按一定的规则构造出具有严格自相似性的规则分形集合。如康托尔三分集、谢尔宾斯基垫片、柯曲折线等。柯曲折线的结构，具有严格的自相似性。自然界中被认为是分形系统的海岸线、云层边缘、地球表面、断口表面以及液体湍流等，没有一个严格意义上的分形，其自相似性是近似的或统计意义上的相似，分形自然体在局部和整体的某种相似性通常只是在某些特定的尺度范围内才成立，这些尺度范围被称为"无标度区"，这种只在无标度区内具有自相似性的分形也称随机分形。形态（结构）、信息、功能或时间上具有自相似性的客体称为广义分形[6]。
在实际问题中，为了考察一个事物是否存在局部和整体的相似性，只要检验该事物是否存在"无标度区"即可。以尺度r把事物分成N个相似的部分，对变化的r画出igr－lgN曲线，然后检验曲线上是否存在明显的直线段，直线段对应的r的区域即是无标度区。此方法的理论依据是自相似集的相似维数（一lgN／lgr）是不依赖于尺度r的一个常数。分维是描述分形特征的定量参数，因为所描述的具体对象不同，分维计算的具体形式也有多种，如相似维数、容量维数、信息维数、关联维数、集团分维和质量分维等。
地震学界已开始对地震的时、空、强度分维及其多分维进行了大量研究。普遍认为地震是多重分形的。分维值在地震前后的变化为探讨地震前兆场的复杂性提供了有效的分析工具。在桥梁抗震中，结构破坏与地震输入和结构反应特征有关。从弹性反应谱的三联谱中，很容易发现无论是岩石场地弹性反应谱还是结构的弹性反应谱均具有明显的分形特征。P．S．Symonds对一个具有两个自由度的梁构件模型在瞬时冲击荷载作用下的弹塑性反应进行了分维研究，计算得自相似维数为0.78，表明位移反应图对冲击荷载标度具有独立性［7]。
（2）桥梁抗震及分形特征
如同分形广泛存在于自然科学和社会科学的诸多领域中一样，分形同样存在于桥梁抗震领域［10］
①作为输入荷载的地震动，其能量具有分形特征，而且能量分维Dfe有可能成为地震预报的新参数。
②地震动反应谱，作为地震动特性与结构动力反应相互联系的纽带，也是统计意义上的分形结构，它也决定了结构反应的分形特征，特别是以周期为标度，结构反应应该与反应谱具有一致的无标度区。
③对墩柱破坏准则的研究发现，变形一能量双重破坏准则的破坏指数是划分桥梁域往不同破坏程度的合理指标，以输入地震动的峰值或以墩柱体积配箍率为标度，破坏指数具有近似分维特征。建立连续梁桥等代分析模型，代替复杂的结构有限元模式来分析结构的地震反应。通过理论分析与桥例计算可见，以刚度比为标度，结构周期、墩底弯矩和墩顶位移反应存在无标度区；以周期为标度．墩底弯矩和墩顶位移反应同样具有明显的分形特征．与反应谱所体现的分形特征一致【8】。
结合南京长江二桥南汉桥和杨浦大桥两个桥例，建立有限元模型，考虑边跨主跨跨径比、梁墩刚度、局部构件、支座单元等对结构动力反应的影响。通过分析可以发现，对于不同的标度，无论是跨度比、梁墩刚度比还是支座的刚度等等。动力反应都表现出近似多重分形特征，分维值可以反映动力反应对于不同标度的敏感程度【9】。
研究桥梁结构动力特性是否具有分形特征，是分形和分维概念应用于桥梁结构动力分析领域中的关键点。通过对国内外大量已有实桥动力特性资料的统计和桥例分析可见［10］：
①斜拉桥的纵飘基频对于跨径尺度，主塔侧弯基频对于塔高，体系坚弯基频对于跨径，侧弯基频对于跨宽比以及扭转基频对于跨径都具有统计意义上的分形特征。
②悬索桥竖弯基频、侧弯基频及扭转基频对于跨径或主缆垂度，具有统计分形特征，利用分数维，可以得到比常用估算公式更为接近实桥值的基频简化计算公式。
③对于梁桥动力特性的大量实测结果表明，简支梁桥基频对于跨径标度是分维为0.923～0.933的统计分形结构。以桥长为标度，小跨径桥梁的基本侧向周期分维为1.20。桥梁结构系统涉及参数多，统一的规律多存在于定性阶段。分维的概念使得对于性质的认识可以定量描述，正如在许多领域，分维对非线性、无规则现象的描述那样。显然，这还需要大量的工作和艰辛的努力。以上分析表明，混饨系统存在规律性，分形就是描述这种规律的一种理论，事实上，分形规律不仅仅在桥梁抗震领域存在，在桥梁大系统中乃至整个土木工程领域中都广泛存在着。
四、结论
通过以上分析可见：
（1）桥梁结构是一个要素和结构复杂、具有生存环境和结构功能的动力学系统；
（2）系统最关键的部分--结构是桥梁结构系统识别和健康监测的重点，特别是结构的指纹分析；
第3篇
关键词：工程结构可靠度综述
对于结构可靠性这一学科，从其诞生到现在已经有了长足的发展：从基于概率论的随机可靠性到基于模糊理论的模糊可靠性以及近年来提出的非概率可靠性，使得这一理论日臻丰富和完善，并深入渗透到各个学科和领域。
一、结构可靠性理论研究历史
长期以来，人们就广泛采用“可靠性”这一概念来定性评价产品的质量。这种靠人们经验评定其产品可靠、比较可靠、不可靠，没有一个量的标准来衡量。1939年，英国航空委员会出版的《适航性统计学注释》一书中，首次提出飞机故障率不应超过10-5次3h，这可以认为是最早的飞机安全性和可靠性定量指标[1]；二战后期，德国的火箭专家R.Lusser首次对产品的可靠性作出了定量表达。他提出用概率乘积法则，将系统的可靠度看成是各个子系统可靠度的乘积，从而算得V-Ⅱ型火箭诱导装置的可靠度为75%[2]；1942年，美国麻省理工学院一个研究室开始对真空管的可靠性进行深入的调查研究工作。二战期间，军用电子设备的大量失效使美国付出了相当惨重的代价。于是引起了美国军方对可靠性问题的高度重视，同时率先对可靠性问题进行了系统地研究，并于1952年成立了“电子设备可靠性咨询组”，简称AGREE(AdvisoryGrouponReliabilityofElectronicEquipment)。该组织于1957年发表了著名的《电子设备可靠性报告》。报告中提出了一套完整的评估产品可靠性的理论和方法。该报告被公认为是可靠性研究的奠基性文献。1965年，国际电子技术委员会(IEC)设立了可靠性技术委员会TC-56，协调了各国间可靠性术语和定义、可靠性的数据测定方法、数据表示方法等。上世纪60年代以来，可靠性的研究已经从电子、航空、宇航、核能等尖端工业部门扩展到电机与电力系统、机械设备、动力、土木建筑、冶金、化工等部门[3]。
结构可靠性理论的产生，是以20世纪初期把概率论及数理统计学应用于结构安全度分析为标志，在结构可靠度理论发展初期，只有少数学者从事这方面的研究工作，如1911年匈牙利布达佩斯的卡钦奇就是提出用统计数学的方法研究荷载及材料强度问题；1926年德国的迈耶提出了基于随机变量均值和方差的设计方法，这是最早提出应用概率理论进行结构安全度分析的学者之一。1926～1929年，前苏联的哈奇诺夫和马耶罗夫制定了概率设计的方法，但当时方法不够严格，因此，未付诸实施。1935年斯特列律茨基，1947年尔然尼钦和苏拉等人相继发表了这方面的文章，结构安全度的研究逐渐开始进入了应用概率论和数理统计学的阶段。值得指出的是，弗罗伊登彻尔差不多和尔然尼钦等人同时开展了结构可靠性的研究工作。他提出的在随机荷载作用下结构安全度的基本问题首次得到工程界的赞同和接受。1947年他发表了“结构安全度”[4]一文，奠定了结构可靠性的理论基础。
从20世纪40年代初期到60年代末期，是结构可靠性理论发展的主要时期。现在所说的经典结构可靠性理论概念大致就是这一时期出现的。随着结构可靠性理论研究工作的深入，经典的结构可靠性理论得到了全面的发展。基于概率论的结构设计方法逐渐被工程界所接受。但在这一时期，结构可靠性理论还未能马上被工程界广泛应用，其原因如下[5]：
1．传统的确定性结构设计方法当时在人们头脑中根深蒂固，认为没必要改变已用的结构设计方法，而且，结构的失效很少发生，即使发生结构失效，绝大数是由于人为差错造成的，并非结构设计方法问题。
2．基于概率理论的结构设计方法似乎比传统的确定性结构设计方法麻烦，涉及到当时比较难处理的统计数学问题。
3．当时有用的统计数据极少，不足以定义重要的荷载、强度的尾部分布。
除上述妨碍结构可靠性理论应用的原因外，当时结构可靠性理论本身也面临两大难题：
（1）结构可靠性理论所采用的数学模型不足以完全准确地反映应用情况，即模型误差是未知的。
（2）即使是对一个简单的结构，其失效模式可能多到难以计数，更不用说进行可靠度分析。
因此，二十世纪60年代初期，许多学者致力于克服上述困难的研究。例如林德等人把规范化的结构设计问题定义为寻求一套荷载和抗力系数的最优值问题，他们建议采用一种迭代过程确定结构的安全度和造价，康奈尔（C.A.Cornell）等人提出了与尔然尼钦相同的一次二阶矩法，并建立了比较系统实用的一次二阶矩设计方法，利用结构的可靠指标β，而不是失效概率Pf，，作为结构可靠性的一种量度量，使结构的可靠性理论达到实用的目的。
二、国内外工程结构可靠性理论研究现状
二十世纪70年代至80年代，是结构可靠性理论完善并被各国规范、标准相继采用时期，自从康奈尔（C.A.Cornell）提出了一次二阶矩法之后，林德（N.C.Lind）根据康奈尔（C.A.Cornell）的可靠指标，推证出一整套荷载和抗力安全系数，这次研究使可靠度分析与实际可接受的设计方法联系起来。随后，德国的拉克维茨（R.Rackwitz）和菲斯勒（B.Fiessler），对基本变量为非正态分布情况提出了一种等价正态变量求法，这种方法经过系统改进之后，作为结构安全度联合委员会（JCSS）的文件附录推荐给土模工程界。该方法也被许多国家规范所采纳，我国的《建筑结构设计统一标准》（GBJ68-84）[6]也是以该方法作为可靠性校准的基础[7]。
三、桥梁结构可靠性理论研究现状
桥梁可靠性设计要解决的问题是[8]：在结构承受外荷载和结构抗力的统计特征已知的条件下，根据规定的目标可靠指标，选择结构(构件)截面几何参数,使结构在规定的时间内，在规定的条件下，保证其可靠度不低于预先给定的值。可靠性的数量描述一般用可靠度。我国对结构可靠度的研究只限于理论方面，且侧重于可靠度设计方面，对结构耐久性方面的研究，特别是对耐久性评估理论的研究还很落后。实际上对现有桥梁结构做出正确的可靠性评估，准确预测出其剩余寿命，才能保证结构在寿命延续期内的安全性，节省大量的维修加固资金。我国在桥梁设计过程中，存在着考虑强度多而考虑耐久性少;重视强度极限状态不重视使用极限状态;重视桥梁结构的建造而忽视其检测和维护，使结构安全性存在不同程度的隐患和缺陷。近几年来，国内发生的几起大桥坍塌或局部破坏事故在很大程度上是由于构件疲劳损坏(如结构开裂、变形过大等)所导致，从而严重影响桥梁结构的承载能力和使用性能。为了保证桥梁安全运营、延长其使用寿命以及提高桥梁的安全性和耐久性，减少早期桥梁病害，从而节约后期桥梁的维修费用，因而对桥梁结构可靠性研究非常必要和迫切[9]。
四、工程结构可靠性理论研究发展趋势
进入二十世纪80年代后，结构系统的可靠性理论研究工作已经成为结构工程中的研究热点，并已出版了许多专著，对于复杂的结构系统可靠度分析和先进的计算方法蓬勃发展。概括而言，如下几方面是结构可靠度理论研究的热点：
1．结构系统的可靠度分析。对于结构系统可靠度分析的非常复杂的研究课题，许多学者对此从不同角度进行了研究，提出了一些概念和方法。如结构可靠度分析的一阶矩概念及荷载为FerryBorgesCastanheta组合情况下的计算方法问题；利用系统系数，针对结构各种破坏水平所对应的极限状态不同，计算系统可靠度并进行结构设计的方法；利用蒙特卡洛（Monte-Carlo）法采用重要抽样技术计算结构系统的可靠度等，同时，一些学者还研究了系统可靠度界限的问题。总之，系统可靠度分析研究内容丰富，难度较大。
2．对结构极限状态分析的改进，除考虑强度极限状态外，还应考虑结构的正常使用极状态、破坏安全极限状态，以及地震和其他特殊情况下考虑能量耗损极限状态等。
3．目标可靠度的量化问题。虽然校准法已经部分解决了这个问题，但与实际情况相比，这方面的问题还远远没有解决。
4．人为差错的分析。许多结构的失效并非由荷载、强度的不确定性造成，而往往是设计、施工、使用等环节中人为差错造成的，这方面事例很多，已成为目前研究热点之一。
5．在役结构的可靠性评估与维修决策问题。对在役建筑结构的可靠性评估与维修决策正成为建筑结构学的边缘学科，它不仅涉及结构力学、断裂力学、建筑材料科学、工程地质学等基础理论，而且，与施工技术、检验手段、建筑物的维修使用状况等有密切的关系。同时，经典的结构可靠性理论，在在役结构的可靠性评估中也必将得到相应的发展。
6．模糊随机可靠度的研究[10]。模糊随机可靠度理论研究是工程结构广义可靠度理论研究的重要内容，随着模糊数学理论与方法的完善，模糊随机可靠度理论也必将进一步完善和发展。
五、结语
桥梁工程问题的解决总是理论与工程经验的结合，掌握的知识越多，主观经验越少，桥梁结构的设计越合理，这也正是桥梁工程技术研究追求的目标。桥梁结构可靠度理论研究是内容极其丰富且复杂的重大研究课题，不仅仅在理论上有许多重大问题需要解决，而且，将其应用到桥梁结构设计、评估及维修决策之中尚有许多细致的工作要做。
参考文献
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第4篇
就目前的发展来看，我国的桥梁结构设计的倾向如下：比较注重强度而忽视耐久性；重视强度极限而忽视使用极限；重视结构的建设而忽视结构的维护，这样的设计倾向直接导致了桥梁工程事故的不断发生，不利于和谐社会的发展。我国的桥梁设计理论和结构构造体系还有诸多需要完善的地方，在桥梁设计过程中，尤其在桥梁施工和使用期安全性上改进的空间还是比较大的。在结构设计中首先要选择科学合理、经济的方案，其次是结构分析与构件和连接的设计，还要运用规范的安全系数或可靠性指标给结构的安全性以最大的保障。
2我国现代桥梁结构设计的注意事项
2.1对于结构的耐久性问题要重视
在我国的桥梁建设过程中，很多时候都缺少建设前期所需要准备、视察及考证等工作，这是一大问题。周围的环境会在很大程度上影响到桥梁的建设和使用，不仅包括由于车辆超载而出现的疲劳情况，还包括桥梁结构本身的老化和损伤。我国从上世纪九十年代有些研究者就针对桥梁结构的耐久性进行了研究，但多集中在桥梁的材料及统计等方面，而对桥梁结构及设计的研究却是忽视的，还缺少以设计及施工人员为出发点改善桥梁的耐久性。设计人员所关注结构的计算方法比较多，而容易忽视总体构造的设计和一些细节处的把握。结构耐久性的设计应该有别于其他普通的结构设计，就现阶段而言，我国桥梁结构的耐久性研究应转变为定量分析而不是传统的定性分析。诸多研究实践表明一座桥梁是否能够安全使用，结构的耐久性发挥了很大的作用，经济性也包含在其中。
2.2充分重视桥梁的超载问题
超载会造成桥梁疲劳应力幅度加大、损伤加剧，严重的情况下还可能引发结构破坏事故。桥梁的超载不仅会引发疲劳问题，还可能造成桥梁内部损伤难以及时恢复，进而使得桥梁在正常荷载下的工作状态产生一定的变化，将威胁到桥梁的安全性和耐久性。所以设计人员应加强分析超载所带来的严重后果，最大限度的加强桥梁的稳定性。
2.3重视对疲劳损伤的研究
动荷载是桥梁结构所承受的车辆荷载和风荷载的主要方面，其会在结构内产生循环变化的应力，除了会引起结构的振动外，结构的累积疲劳损伤也是不可忽视的方面。在桥梁建设中所使用的材料实际上均匀性和连续性都不是很理想，诸多微小的缺陷夹杂其中，在循环荷载作用下，它们会不断发展、合并进而形成损伤，最终形成宏观裂纹。一旦宏观裂纹没有得到很好地控制，就会产生材料、结构的脆性断裂。疲劳损伤在初始阶段被察觉的可能性比较小，所产生的严重后果却是毁灭性的。所以应该加强疲劳损伤的研究工作。
2.4积极借鉴国外的经验和成果
我国桥梁设计中存在结构使用性能差、耐久性和安全性差等诸多问题，这和现阶段我国的施工质量和管理水平不高是分不开的，但问题已然存在，并且在短时间无法得到有效解决，设计人员对此问题要有一个清醒的认识，在设计时对上述问题充分考虑到，运用恰当的设计方法、恰当的安全系数使桥梁的使用性能达到要求的标准，这才是设计的关键。尤其是桥梁的耐久性和安全性问题与结构体系、使用材料选择不合理、结构细节处理不当有着千丝万缕的联系。针对我国设计中存在的问题应积极借鉴国外的有益经验，PBD就是其中之一。PBD即为性能设计，涵盖了结构设计的众多方面，如变形、裂缝、振动、耐久性等。PBD研究不仅保证了桥梁结构在使用中的安全性，还具有很多优良的使用性能，这其中包括寿命和耐久性、耐疲劳性、美观等。对此，我国应该积极借鉴其优良方面的性能，并结合我国桥梁设计的实际和使用过程中的具体情况来最终寻找适合我国的设计。
3对我国现代桥梁结构设计的建议
总而言之，我们在对桥梁结构的耐久性、疲劳损伤以及桥梁超载问题进行必要研究的同时，还可以把研究面放得更宽一些，诸如结构系统的可靠度、模糊随机可靠度等，这样做的目的都是为了加强桥梁结构设计的使用性、安全性及耐久性。下面就选择几个方面就行分析，希望为研究人士提供参考。
3.1结构系统的可靠度分析
结构系统可靠度分析其实不是一项容易的研究课题，具有一定的复杂性，近年来不少研究者对其从不同方面进行了研究，并且取得了一定的研究成果。例如利用系统系数，主要针对结构各种破坏水平所对应的极限状态不同，计算系统可靠度并进行结构设计的方法；利用蒙特卡洛法应用重要抽样技术最终将结构系统的可靠度计算出来。另外还有研究者对系统可靠度界限进行深入的研究。总而言之，在进行系统可靠度的研究上难度系数比较大，内容也包罗万象。在研究上还是有一定的上升空间的。
3.2在役结构的可靠性评估与维修决策问题
对在役建筑结构的可靠性评估与维修决策正成为建筑结构学的边缘学科，它既包括结构力学、断裂力学、建筑材料科学、工程地质学等比较基础的理论，还离不开施工技术、检验手段、建筑物的维修使用状况等方面的内容。值得注意的一个方面是对于在役结构的可靠性评估的研究，经典的结构可靠性理论也可在此过程中得到更为广泛、更有深度的进步和发展。
3.3模糊随机可靠度的研究
模糊随机可靠度理论研究作为工程结构广义可靠度理论研究的重要内容，在不断健全的模糊数学理论与方法的推动下，会得到不断的完善和发展。
4结束语
第5篇
海沽道规划为城市主干路，规划道路红线宽50m。本次工程范围为外环南路～东文南路，总长度约10．3km。沿线需跨越现状河道4处，新建4座桥梁跨越，分别为外环河中桥、洪泥河中桥、幸福河中桥、卫津河中桥。由于规划地铁1号线线位与海沽道主线重合，受地铁盾构影响的有洪泥河中桥、幸福河中桥、卫津河中桥3座桥梁。因此桥梁下部结构设计中应充分考虑与轨道交通1号线之间的相对关系，满足地铁盾构施工过程中要求的最小安全距离；同时对桥梁桩基采取有效的防护措施，在施工过程中进行必要的施工监测，以保障本工程的安全实施和使用。本文以洪泥河中桥为例，介绍海沽道工程受地铁盾构影响下桥梁下部结构设计及防护措施。
2水文地质情况
洪泥河全长25．8km，设计流量50m3／s，为区管二级河道，六级航道，性质为排水，规划上河口宽度为50m、下河口宽度为25m。现状洪泥河上河口宽度为45m、下河口宽度为25m、两侧放坡各10m；堤岸为土质边坡，边坡系数为1∶2．5。河底高程为－2．7m，堤顶标高为3．2～3．6m，洪泥河常水位为1．4m，洪水位为2．5m。根据区域地质资料和勘察，本工程所在场地为第四系全新统（Q4）海相、陆相及海陆交互沉积地层。从上而下地层呈层状分布，按成因分为8层，按力学性质可进一步分成15个亚层。该区域主要由杂填土、素填土、粘土、淤泥质土、粉质粘土、粉土组成，各层土水平方向上总体分布稳定，从上而下土质渐好。本工程特殊性岩土主要为人工填土及淤泥质土，填土土质松散，淤泥质土土质软对桥梁桩基施工有一定影响。
3地铁与海沽道线位相对位置关系及安全要求
3．1位置关系
海沽道道路红线宽50m，线位与洪泥河河道斜交，角度为17°。1号线地铁线位分为左右双线，在洪泥河处线位间距为14．8m，每条线位地铁盾构区间宽为6．2m，地铁盾构区间净距为8．6m，地铁盾构顶埋深标高为－9～－15m之间。洪泥河中桥处地铁与海沽道平面位置关系详见图1。
3．2地铁盾构安全距离要求
地铁1号线盾构隧道与跨河桥梁桩基相距较近，二者之间安全间距要求以及附近土层是否需要加固与施工工序有很大关系。为了尽量减小本工程拟建桥梁与地铁1号线之间的相互影响确保工程实施的可行性，经与地铁1号线设计单位多次沟通，由地铁1号线设计单位对地铁盾构施工与桥梁桩基施工之间的安全距离提出具体要求。
（1）桩基先于盾构隧道施工（方案Ⅰ）：①在此工况下，桥梁桩基础外边缘距离盾构结构外边缘的距离不得小于1．5m，隧道穿越时，周边土体不需要加固；但桩基设计应考虑桩侧摩阻局部损失。②为了保证桥梁桩基达到其设计强度，桥梁承台及桩基施工完成至盾构侧穿桩基的时间间隔应至少保证1个月。
（2）盾构隧道先于桩基施工（方案Ⅱ）。当盾构区间先行推进，桩基后施工，此种工况对区间隧道影响较大，桥梁桩基外边缘至盾构结构外边缘的最小距离不得小于4m，且周边土体需要加固。方案Ⅰ对本工程桩基影响最小；方案Ⅱ对本工程桩基影响非常大，由于安全距离要求大，周边土体需要加固，直接导致桥梁工程桩基不能实施。由于地铁规划1号线线位与海沽道线位已定，不能调整。最终经各方面沟通协调确定桥梁工程按先于地铁盾构施工进行设计和施工，即满足方案Ⅰ中的要求即可。
4桥梁下部结构设计
4．1桥梁下部结构设计方案的确定
洪泥河中桥桥梁中心桩号为K2＋946．274，位于直线上，斜交角度为17°，采用分离式双幅桥，左幅桥宽为25．5m，右幅桥宽为23．5m，跨径为3×25m，梁高1．40m，结构形式采用预应力混凝土简支变连续小箱梁结构。桥梁下部结构的设计为了尽量减少对河道的影响，减少阻水效果，通常采用排架墩。由于地铁盾构的影响，与桩位有冲突，此桥不能采用排架墩，需特殊设计。经设计计算，采用较大跨径盖梁，盖梁下设双柱墩，墩底设承台及桩基，桩基之间预留地铁盾构空间，可以确保与地铁盾构之间安全距离大于1．5m的要求，以此保证后期地铁施工的安全性。地铁盾构间距内桩基1．5m，地铁盾构外侧桩基1．2m，立柱采用1．8m的圆柱墩，以减少河流阻力。由于桥位与河道斜交角度较大为17°，立柱间距较大为19．425m／cos17°＝20．313m，导致盖梁截面较大，盖梁梁高2．5m，顺桥向宽度为2．0m，普通的钢筋混凝土结构已经不能满足计算要求，需要采用预应力混凝土结构进行设计。
4．2桥梁下部结构设计的特殊性及处理方法
由于地铁盾构的影响，通过下部结构特殊设计，可满足桩基边缘距盾构边缘距离大于1．5m安全距离的要求；但地铁盾构施工过程中对周围土体产生扰动，引起土体水平位移和竖向位移以及桩基受力及变形发生变化，仍有可能对桥梁桩基造成影响，因此设计及施工中采取以下措施：
（1）设计中不考虑盾构施工影响区域内土的桩侧正摩阻力，对桩长进行加长设计。
（2）设计中在位于地铁上下行之间的桥梁桩基盾构施工影响区域以上采用钢护筒进行防护，该钢护筒不拔出，作为永久性结构使用。
（3）根据地质报告本场地埋深约10．00m以上主要为欠固结软土，软土在自重及其它外荷载作用下将产生固结沉降，对桩侧产生负摩阻力。设计中在验算桩基承载力时，要充分考虑桩侧负摩阻力的影响。
（4）场地分布人工填土及淤泥质软土，填土土质松散，淤泥质土土质软，钻孔灌注桩桩身穿越填土及淤泥质软土时，须注意孔壁坍塌及缩颈现象，可采取埋设护筒、合理调配泥浆比重等措施。
（5）钻孔灌注桩桩身穿越厚层粉土、粉砂时，因钻进速度慢，钻孔施工时间长，易产生塌孔、桩身夹泥等不良现象，施工时应采取调节泥浆比重、成孔后加强清孔等措施防止塌孔、桩身夹泥等不良现象发生，确保成桩质量。
（6）在施工过程中，尚应进行必要的施工监测。检查施工引起的地表沉降是否超过允许范围，决定是否需要采取保护措施，并为确定经济、合理的保护措施提供依据，对桥梁的沉降及倾斜变形应进行相应的实时的监测。一旦发现实测位移超过警戒值应立即对桩周土体进行注浆加固。
（7）盾构施工至少应在桩基施工完成一个月后进行，桩基施工结束后，应对桩身完整性进行检测，在盾构顶进结束后，应重新对地铁上下行之间的桩基完整性进行检测，在检测结果满足规范要求后，方可施工承台。
5盾构施工注意事项
（1）合理安排盾构推进顺序。盾构施工至少应在桩基施工完成一个月后进行，先掘进左线，后掘进右线，为了减少对土的扰动，左右线盾构始发时间间隔为一个月。
（2）桥区段穿越前做好准备工作。在盾构到达桥区段30m界限前，检查刀具磨损量，有磨损立即更换滚刀；确保管片防水和拼装质量；选用质量优良的盾尾油脂。
（3）合理安排施工工序，安排专人负责掘进出土与管片拼装等主要工序，尽量缩短测量、管片、渣土车等待时间，提高运输效率，维持作业面连续施工，加快管片拼装作业，减少对周边土体的影响。
（4）控制施工进度，严格控制盾构纠偏量，稳步前进。增加刀盘转速，降低盾构推进速度，控制油缸推进力，减小盾构推进过程中对周边土体的剪切挤压作用，及时有效的纠正推进偏差。
（5）同步注浆。严格控制同步注浆量和浆液质量，通过同步注浆及时填充建筑空隙，减少施工过程中的土体变形，同步注浆量增加到建筑空隙的200％～250％左右。
（6）二次注浆。为减少同步注浆液早期强度低、隧道受侧向分力影响大、效果不佳等问题，在管片出盾尾5环后，需要进行二次注浆。浆液为瞬凝性好、具有较高的早期强度的双液浆。注浆量根据变形监测情况确定。
（7）根据施工进程和监测结果，及时调整同步注浆和二次注浆的配合比。
6结束语
第6篇
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7篇
关键词：高铁连续梁桥施工；控制问题；探讨
Abstract: high-speed rail bridge construction is a relationship between the beneficial to the people's livelihood projects, during the construction process, safety must be full control of construction, to put one's heart and soul into serving the people, people's satisfaction with the project construction. At present, the high-speed railway in our country most of the use of continuous bridge hyperstatic structure, the bridge structure stiffness, little deformation, driving comfort, less expansion joint, stress the key section of high-speed rail continuous beam construction control including control, linear control, temperature control, work structural stability control and safety control work, this paper mainly discusses the high-speed rail construction control of continuous beam bridge and control method.
Keywords: high-speed rail continuous beam bridge construction; problem; discussion
中图分类号：TU755 文献标识码：A文章编号：
1、引言
近些年来，我国的高速铁路得到了迅速的发展，给人们的交通出行带来了极大的方便，但是，高速铁路的建设要求很高，在施工中也存在一些困难，尤其是桥梁的设计和施工，给设计人员和施工人员带来了巨大的挑战。由于悬臂结构和T型刚构的桥梁需要设置较多，容易出现“搓板”现象，因此，我国高速铁路大多使用超静定结构的连续式桥梁，这种结构的桥梁刚度大、变形小，行车平顺，伸缩缝设置较少，优势明显。本文主要针对超静定结构的连续式桥梁来探讨桥梁的施工控制方式。
2、高铁连续桥梁现场施工控制内容
高铁连续梁现场施工控制的内容包括线性的控制工作、关键截面应力的控制工作、温度控制工作、结构稳定性控制工作以及施工安全控制工作。
2.1 线性控制
线性控制是高铁连续桥梁现场施工控制工作中最为重要的内容，其具体的内容包括几何外形控制工作以及挠度变形控制工作。在桥梁施工的过程中需要严格的控制好梁体的竖向挠度变形以及桥梁的几何外形。
2.2 关键截面应力控制
为了控制好关键截面的应力，必须要在桥梁关键截面处设置好应力的观测点，对应力变化进行实时的检测，如果发现应力出现偏差，就要做好调整工作，提高桥梁结构受力的稳定性。
2.3 温度的控制
温度的控制是桥梁施工控制工作中的主要内容之一，合理的温度控制能够检测出现场气温的变化以及桥梁内部混凝土的温度变化，能够有效的防止开裂情况的出现。
2.4 稳定性的控制
高铁桥梁中有大量的高桥墩、大块度以及薄壁的箱型结构，这种结构的大量使用会降低桥梁的整体刚度，影响桥梁的稳定性，因此，必须要重视好桥梁结构稳定性的控制工作。
2.5 安全的控制
高铁桥梁施工时一项关系国计民生的大工程，在施工的过程之中，必须要全程控制好施工的安全性，做到全心全意的为人民服务，建设好人民满意的工程。
3、高铁连续桥梁现场施工控制方式
对于高铁连续桥梁的施工控制工作，需要严格的根据施工进度和施工方案来完成，从现场梁体的整个施工开始时期到最后的合拢期，控制人员都必须对整个现场梁体内部的温度和应力进行及时的观测，再根据观测数据的变化来修改理论模型，计算出下一节桥梁的预拱度，并建立好模标高来对整个施工过程进行指导。
3.1 高铁连续桥梁的施工控制方式
待整个桥梁下部结构的施工完成之后，由于实际的现场环境有一定的限制性，因此，施工单位以及设计单位必须对设计方式进行反复模拟分析，对设计方案进行优化。此外，为了更好的控制施工过程的应力，必须要对桥梁结构应力变化进行实时的检查，以便保证整个梁体结构受力的稳定性。同时，在埋设传感器时，需要考察现场钢筋网的实际情况，在测点处沿纵桥方向设置好传感器，以便对连续桥梁结构的应变值和应力进行实时的测量，此外，还要注意到导线沿腹板钢筋处的温度和应力变化情况。
3.2 高铁连续桥梁施工过程中温度与裂缝的控制措施
对于高铁连续桥梁的施工，必须要注意到温度应力的产生，如果混凝土温度应力较大，就可能导致混凝土施工完成后出现开裂的情况。对混凝土温度应力产生影响的因素十分复杂，水泥品种、施工现场环境、混凝土浇筑温度、混凝土收缩等问题均会对温度应力产生影响，因此，在浇筑混凝土的过程中，必须要对其内部温度进行实时的监控，在混凝土浇筑完成后，要做好后续的养护工作，在养护时要注意降温，防止由于温度应力的影响导致浇筑完成的混凝土出现开裂。此外，要注意到，如果浇筑作业在冬季或者晚上气温较低的情况下施工，混凝土很容易出现不均匀的温度变化，进而出现裂缝，因此，在浇筑完成后，要在混凝土表面进行保温处理，在其表面加盖干草、棉絮等，防止由于温差的因素而发生裂缝。
3.3 高铁连续桥梁配筋的设置
据国内外的研究调查结果表明，当混凝土由于内外温差的影响出现收缩时，并不会导致钢筋出现收缩，但是在钢筋与混凝土之间也必然会出现收缩的应力，由于混凝土材料具有非均匀性的特征，在混凝土出现收缩时，内部的各个质点也会出现非均匀性受力情况，也会出现一些集中的应力点，在受力的增加下，就会发生局部变形，如果发生变形，那么就会出现地方裂缝。为了防止该种裂缝的产生，必须在应力集中点的位置合理的配置钢筋，减少混凝土的受力，提高混凝土的抗拉性能。
参考文献：
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第8篇
【关键词】铁路客运专线，先简支，后结构，连续，桥梁，施工技术
中图分类号：TU74 文献标识码：A
一.前言
随着我国经济水平的提高和交通运输的需要，高等级桥梁的建设越来越多，对桥梁的工程质量标准也相应提高，桥梁施工技术成为决定桥梁质量的标尺之一。目前，小跨径的高等级铁路桥梁施工技术多采用装配式钢筋混凝土板梁的形式；中等跨径的桥梁施工技术则采用装配式预应力混凝土桥梁的形式；对于大跨径预应力混凝土连续梁桥施工方法主要采用拼装法或者平衡悬臂浇筑法。但由于现浇连续梁桥的施工流程复杂繁琐、成本较高、费工费时，先简支后结构连续的施工技术应运而生。先简支后连续桥梁结构是通过现浇混凝土使多跨的的预应力混凝土梁形成连续的结构，具有其独特的优势，为我国的铁路事业发展和整个区域文化经济的交流提供了便利。加强对其施工技术的研究，分析具有十分重要的意义。
二.先简支后结构连续桥梁结构施工要点
1. 先简支后结构连续桥梁结构的优点
（一）建成桥梁变形小、刚度大、伸缩缝少和行车舒适等优点。
（二）减少使用施工设备，又能避免张拉预应力钢束造成地面上的障碍，简支梁的预应力钢束在工厂进行张拉，而负弯矩区的预应力钢束布置及张拉均在主梁上进行，仅需吊装设备起吊主梁。
（三）利于技术操作，省工省时，经济效益高，预制梁能采用标准构件，进行工厂化统一生产和管理。
2.先简支后结构连续桥梁的一般施工流程
（一）在进行先简后支连续桥梁施工过程中 ，首先要严格按照工程的实际情况进行主梁的预先定制，待预制主 梁的混凝土强度达到设计强度后，按照1 号束、4 号束、2 号束、3 号束顺序分别张拉预应力钢束。1 号束的两根钢束应同时张拉，防止主梁横向弯曲。在此过程中，当混凝土的强度达到设计施工的需要之后，将正弯矩区的预应力钢束进行张拉，最后，要在压浆施工的基础上，进行主梁底板通气孔的清洁整理。
（二）当主梁底板通气孔的清理完成之后，可以进行临时支座和永久支座的施工，并将主梁进行规范的安装。并做好桥面上的钢筋和横梁钢筋的链接，在此连接施工过程中，要设置好接头的钢束波纹管，并及时进行穿束，并选择在一天中的气温最低时候进行混凝土的浇筑。当混凝土的强度达到施工设计的标准时候，要进行顶板钢束的张拉并做好压浆施工。
（三）在进行接头的工作施工完成之后，要进行剩余混凝土的浇筑，一般而言，要由跨中朝着支点部分进行桥面整体化的混凝土的浇筑，一些临时的施工支座一定要等到混凝土的施工已经完成之后再严格遵守施工规范进行拆除，在此过程中，完成整个体系的合理转化。最后要进行工程的养护，要喷洒防水层，并将相关的伸缩装置和设备严格遵守施工质量控制标准进行安装，在此基础上，可以转向整个桥面的施工。
三.先简支后连续桥梁施工的质量控制
笔者结合以前所施工的预应力混凝土简支转连续T梁和预应力混凝土简支转连续箱梁的施工过程，提出施工中质量控制，以保证施工质量。
1．临时支座的设置的质量控制应该保证，临时支座应有足够的强度和刚度，拆装方便，落梁均匀。预应力张拉完成后，待压浆强度大于35MPa时方可拆除临时支座。拆除临时支座应做到逐孔对称、均匀、同步、平稳。临时支座拆除后，永久支座与墩顶和梁底严密贴合。
结合目前的施工技术，临时支座有多种设置方法，以可卸落砂箱支座的施工方法为例。当采用砂箱支座时，要充分考虑砂箱承受T梁自重和架桥机重量后的沉降量，梁底与盆式支座间应留有空隙。在施工中会出现每个砂箱沉落置不会完全一样的情况，而导致部分T梁吊空，产生质量隐患，解决办法有两点：aj通过预压试验取得砂箱在受力以后的平均沉降量，并以此指导现场安装临时支座，控制主梁的安装标高与设计标高一致：②适当降低支座垫石标高，预留约3cm的混凝土梁靴高度。在浇注湿接头的时候，在盆式支座上垫一块钢板，一次直接浇注到钢板上，形成混凝土梁靴。
2．张拉预制底座的设置要求张拉预制底座应坚固、无沉陷，利于排水，防止由于排水不畅造成地基下沉。底座的反拱度值应参照设计文件所提供的反拱度值、结合实际施工和生产性试制梁的张拉情况确定。反拱度应做成抛物线。另外要保证桥梁安装精度要严格控制，误差不超过2mm。
3.后连续现浇段施工质量控制施工发现，对于新老混凝土的连接结合是现浇连续段混凝土存在的主要问题，为此预制梁板的端头必须严格进行凿毛处理。为了防止现浇连续段混凝土在养生硬化过程中发生收缩性裂缝影响混凝土在二次张拉过程中的承载力和桥
梁的整体受力性能，现浇连续段接头混凝土添加微膨胀剂，掺加剂量一般控制在水泥用量的0．5％～1％之间。先简支后连续每联各现浇连续接头的浇筑气温应基本相同，温差控制在5℃以内，并尽量安排在一天气温最低时施工。
4．主梁现浇接头与湿接缝施工的质量控制接头混凝土浇筑顺序应严格按设计文件要求执行，从主梁预制到浇筑完横向湿接缝的时间不宜超过3个月。湿接缝混凝土浇筑可采用吊模施工，模板应采用钢模板，并应有足够的刚度和强度。模板安装牢固后，冲洗已经凿毛处理的混凝土表面，在浇筑次层混凝土前对施工缝应刷一层水泥净浆。混凝土浇筑和振捣与预制主梁顶板浇筑同样要求，宜采用平板振捣器与插入棒配合的方式，并保证设计厚度。湿接缝浇筑时宣在气温较低条件，并作好养护，防止裂缝。现浇接头段混凝土可采用微膨胀水泥。
四，结束语
伴随着我国经济的快速发展，对铁路客运专线的服务质量也将会越来越高，桥梁施工是整个铁路客运专线建设施工的重要环节，其施工质量将直接关系到整个铁路客运专线的服务质量的提升和整个交通运输网络的安全，因而，加强对先简后支结构连续桥梁施工技术的分析探究，具有十分重要的意义，在此过程中，要结合具体的工程实际情况，做出规范的施工设计，严格施工流程，严格遵守施工标准，并做好质量控制措施，加强对整个施工过程中的监督管理。如此，既可以降低整个施工的难度，也可以满足结构连续施工的施工工艺要求，也有助于提高整个桥梁的承载能力，降低整个桥梁施工过程中的安全隐患，控制桥梁的施工质量，促进我国整个铁路交通运输事业的发展，为我国经济的发展和人们生活水平的提高奠定坚实的基础。
参考文献：
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[3]吴玉友 浅谈先简支后结构连续桥梁施工技术 [期刊论文] 《价值工程》 ISTIC -2011年18期
第9篇
关键词：美学，桥梁景观，韵律和谐
1桥梁美学
桥梁美学作为实用艺术，拥有功能价值与审美价值统一的艺术特征。论文写作，韵律和谐。桥梁建筑不仅要具备结构上的稳定连续和跨越能力，而且要有美的形态与内涵，只有内容和形式的高度统一，才能显示出不朽的生命力。本文将在景观设计过程中介绍并概括一些桥梁美学因素及表现手法，如稳定均衡，比例协调，韵律优美，和谐统一等。
2桥梁景观设计的发展
2.1桥梁本体景观
桥梁本体景观设计历来是我国桥梁界、建筑界传统认识的研究重点，桥梁的跨径、桥型比选、截面尺寸等是设计的重点难点。几乎所有的美学家、建筑学家都一致认为比例在建筑艺术上的重要性，合乎比例或优美的比例就是建筑美的根本法则。桥梁工程建筑和谐美，体现在量上就是寻求比例与尺度的协调。
1)比例协调
桥梁建筑比例是指桥梁结构整体或局部本身的三维尺寸的关系、桥梁结构整体与局部或局部与局部之间的三维尺寸关系、桥梁结构实体部分与空间部分的比例关系，一座桥梁，其各部分的比例只有达到匀称和谐时，才能使人从视觉上获得协调满意的感觉。但实际上比例处理不当也是“常见病”，比如，挪威特罗姆斯港桥，其悬臂孔跨径较边孔跨径还小，显得布置缺少章法。另外，净高和跨径之比为2.5左右，显得桥墩过细过高而比例失调，缺乏稳定感。
2)尺度恰当
桥梁的尺度恰当就是要求桥梁的整体与局部和人体等尺度标志之间形成合乎功能要求、合乎常情的空间外观，给人以自然、亲切的感觉。例如，城市桥梁相距较近、关系密切，应当具备令人舒适、便利的尺度；而有时为了满足精神功能要求或赋予建筑以特殊的性格（如纪念性），往往有意识地采用夸大的尺度，使建筑的视觉尺寸印象超过真实尺寸，显得更大、更有力感、更雄伟壮观。大型桥梁建筑环境空间宽广无垠，桥梁凌空架设，因而大多选用长、大、高的尺度以构成壮观、磅礴的气势。论文写作，韵律和谐。而位于风景园林区的小桥典雅、秀丽的风姿也会给人们留下深刻印象。这种建筑空间比它实际尺寸看上去小一些，产生一种自由的、非正规的亲切感。不适宜的、夸大的、虚假的尺度只会使人产生装腔作势的不愉。
2.2桥梁的夜景观
桥梁夜景观的设计虽然与建筑夜景观设计有相通之处，但其巨大的体量及带状的格局使其夜景观有一些自身的规律。如桥梁夜景观更趋向为一个巨大的亮带，而桥型艺术处如桥塔、桥台、桥墩等则可形成亮点。因此笔者认为在夜景照明设计的工作中，寻找结构要素的特点、寻找伴随结构的和谐韵律是主要的工作内容。韵律一词源于生活，即和谐优美的旋律，是美感的共同语言，是创作和感受的关键。论文写作，韵律和谐。人称“建筑是凝固的音乐”就是因为它们都是通过节奏与韵律的体现而造成美的感染力。桥梁建筑学上的韵律是通过体量大小的区分，空间虚实的变换，构件排列的疏密，曲柔刚直的相穿交替等变化来实现的，有连续韵律、渐变韵律、起伏韵律、交错韵律等表现手法。
1)交错韵律
现代的建筑夜景观设计提出了建筑与灯具一体化的概念。桥梁夜景观的灯光、灯色有软质景观特点，而墩台、桥面则是硬质景观构成，可以通过交错韵律来表现刚柔之间所传达的信息，表现出夜景的景深和空间层次。按照突出重点兼顾一般的原则，利用观赏灯具和隐蔽型的泛光灯，用主光突出结构的主拱、桥塔、桥台、桥墩等重点部位，以栏杆、桥下、桥墩外侧等一般部位的装饰照明为辅光，结合阴影突出结构的立体感，通过有规律的纵横交错、相互穿插、光线强弱等手法，构成虚实进退、明暗相间、色彩变化的交错韵律感，主次分明，强化了桥梁的整体形象和观赏的视觉中心。
2)连续韵律
连续韵律多表现在桥梁整体轮廓的勾勒。如在护栏上设计线形投光灯去满通的要求，取消灯杆对景观的影响，用线形荧光灯具均匀照亮结构侧板或悬索，使桥梁结构体连续起来并有立体感。这种以一种或几种建筑要素连续地重复排列而形成，可以获得整齐划一、简洁统一、连续流畅的美感，夜幕中观赏，恰似玉带飞扬。
3)渐变韵律
桥梁夜景照明中也可通过渐变韵律——按建筑上的连续结构要素按一定的规律或秩序进行微差变化以增加建筑物的生动性、情趣性，例如用光线凸显出多孔桥的孔径变化，勾画出变截面连续梁桥的曲线渐变或吊索、吊杆的长短变化等。
4)起伏韵律
城市或枢纽互通立交桥所在的位置均是道路的节点，在进行夜景照明设计时，应该把立交桥和周围建筑物作统一的整体考虑，把各个独立的景观元素，作为整体景观场景中的角色来进行灯光塑造。在一定距离之外观看立交桥，实际上看到的是桥前、桥后一般区间内的多个建筑物。环绕桥区的建筑物，需要按节点的要求进行照明设计，而桥外建筑物的照明，则按街区到路段考虑，这两部分灯光照明在灯光形式上是不同的；同时考虑行车道的曲线变化，灯光布置按照强弱、高低、虚实、曲直等有规则变化，或以一定规律时而增加时而减少，可形成富有激情的起伏韵律，增加了城市夜景的韵味。论文写作，韵律和谐。
2.3桥梁与环境的景观和谐
1)和谐的生态设计观
(1)不仅考虑如何有效利用自然的可再生能源，而且将桥梁设计作为完善大自然能量大循环的一个手段，充分体现地域自然生态的特征和运行机制。
(2)尊重地域自然地理特征，设计中尽量避免对地形构造和地表机理的破坏，尤其注意继承和保护地域传统中因自然地理特征而形成的特色景观，处理好与其他建筑的协调，改善与交叉路口、出口的衔接。
(3)通过设计重新认识和保护人类赖以生存的自然环境，尽量减少和避免对环境的破坏和污染。
2)和谐的人性化设计观
在整体构景过程中注意运用对景与借景、引导与示意、渗透和延伸等多种手段来表现桥与人、自然的和谐，以求得渐入佳境、小中见大、步移景异的理想境界。并根据地域社会文化构成脉络特征，寻找地域传统的景观体现和发展机制；以发展的观点来看待地域文化传统，将其中最具有活力的部分与景观现实及未来发展相结合，使之获得持续的价值和生命力。
3)与人文底蕴的统一
每个城市或地区都有其独特的人文和历史底蕴，这里追求景观尺度与城市布局、城市人文的和谐统一反映了桥梁与特定的空间环境配合的默契。作为记载城市人文历史发展轨迹的地标，成功的标志性桥梁能够让人一提到就想起该桥梁所在的地区，如金门大桥之于旧金山，青马大桥之于香港，赵州桥之于河北赵县等。设计者在进行桥梁方案设计时，可充分研究当地人文特色，利用桥梁的文化承载作用，创造出更多融于地方人文环境、富含人文内涵的桥梁作品。论文写作，韵律和谐。
3结语
桥梁美学求其本质，就是如何实现观赏与实用的统一，艺术与技术的结合，而桥梁景观设计就是按照美学的原则，最大限度发挥桥梁与周边环境的美学创造与景观资源开发。在更注重感性认识的中国文化中，人们往往对起沟通作用的桥梁赋予更多的情感寄托，桥梁所蕴涵的人文内涵更加明显。论文写作，韵律和谐。应该呼吁更多的桥梁设计人员对桥梁进行科学、规范的景观论证和设计，把美学因素充分体现到设计中去，创造出更富有时代气息、更具观赏性的桥梁佳作。
参考文献：
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第10篇
关键词：连续刚构桥；施工监控；有限元；计算模型
中图分类号：TV331文献标识码： A
1引言
预应力混凝土连续刚构桥具有变形小、结构刚度好、行车平顺舒适、伸缩缝少、养护简单以及抗震能力强等优点。其与连续梁的主要区别在于柔性桥墩的作用，使结构在竖向荷载作用下基本上属于一种墩台无推力的结构，而上部结构具有连续梁桥一般特点。
预应力混凝土连续刚构桥在施工过程中，由于桥梁结构的空间位置及形状随施工的进展将不断发生变化，要经过多次的体系转换过程，若同时考虑到施工过程中的结构自重、施工荷载以及混凝土材料的收缩、徐变、施工荷载等因素的影响，将可能导致桥梁合拢困难、成桥线形与设计要求不相符、设计状态难以保证等问题。因此，必须对大跨度桥梁的施工预拱度、主梁梁体内的应力等进行严格的施工控制。施工控制是连续刚构桥修建和发展必不可少的保证措施，主要包括几何（变形控制）、应力控制、稳定控制和安全控制，其中安全控制是桥梁施工控制的重要内容，变形控制、应力控制、稳定控制的综合体现。由于结构形式不同，直接影响施工安全的因素也不一样，在施工控制中需根据实际情况，确定其安全控制重点。
本文以温福铁路客运专线田螺大桥作为工程背景，对该桥悬臂浇筑施工过程进行了应力控制研究，对施工控制理论在工程实践中的具体运用进行了详细的分析，采用大型计算软件MIDAS/CIVIL对全桥进行了仿真模拟分析，并对实测值和计算值进行比较分析。
2. 工程背景及测试方法
温福铁路客运专线田螺大桥位于云淡门海纯潮区，通航净空为120 m×24 m，主跨为(88+160+88)m预应力混凝土连续刚构。全桥立面布置见图1。
图1 田螺大桥总体布置立面图（单位：cm）
梁体采用C60混凝土，墩柱采用C45混凝土，承台和桩基采用C30混凝土。预应力钢绞线均采用《预应力混凝土钢绞线》（GB/T5224-1995），标准强度1860MPa，直径15.2mm,弹性模量Ey=1.95x105MPa的低松弛钢绞线。
3 有限元计算模型的建立
田螺大桥为三跨高墩的大跨径连续刚构梁桥梁，分析计算采用有限元综合分析程序MIDAS/CIVIL， 且桥的单元类型采用MIDAS/CIVIL中的“变截面梁单元”，由2个节点构成的，是属于“等截面或变截面平面梁单元”，具有压、剪、弯的变形刚度。为了更真实的模拟实际工程现场，在MIDAS/Civil中材料的选取时混凝土选用自定义材料，从现场及实验室的资料定义材料参数。全桥计算模型共划分155个单元，164个节点，其中上部结构123个单元，桥墩32个单元，全桥采用“自适应控制法”进行施工监控。全桥计算模型如下图2所示。田螺大桥
图2田螺大桥有限元模型
4 成桥阶段内力及应力计算结果
施工控制仿真分析，就是通过合理的模型，采取有效的结构分析方法，对桥梁的成桥线形、受力状态和施工中的线形、受力状态进行一定精确度的模拟分析的过程。现以田螺大桥的成桥状态为例，在恒载+活载组合下结构的内力及应力见图3和图4.
（1）主梁弯矩图（kN.m）
图3全桥弯矩图
（2）主梁剪力图（kN）
图4全桥剪力图
（3）主梁应力图（MPa）：
图5全桥上缘应力图
图6全桥下缘应力图
通过图3-图9可以看出，成桥状态下的弯矩、剪力和应力完全符合设计要求以及满足铁路桥涵施工规范中对C60混凝土的抗压极限强度为20MPa，抗拉极限强度为1.17MPa的安全要求。
5 应力监控
在施工过程中，对每一节段的施工循环，在立模、混凝土浇筑之前、混凝土浇筑之后、张拉预应力之前、张拉预应力之后均应进行应力应变测试并与变形测试同时进行。
图7 计算应力与实测应力的比较
图8 计算应力与实测应力的比较
图11 计算应力与实测应力的比较
图4-34计算应力与实测应力的比较
通过以上的比较可以明显的看出，计算应力与实测应力的曲线形状大致相同，这说明本桥的有限元计算模型符合实际，施工也是基本符合规范要求的。对于梁段的上缘应力，实测值明显大于理论计算值，这是由于施工过程中预应力的超张拉及施工过程桥面上的施工荷载等引起的。对于梁段的下缘应力，则基本上表现为在20#块施工前实测应力小于计算值；而在20#块施工之后以及后续的合拢段施工中则表现为实测值大于计算值。这是由于前期受桥梁自重以及施工荷载影响导致箱梁下缘受压，抵消了一部分张拉的预应力，使得实测值偏小；而自20#块的施工开始桥梁即将合拢并完成体系转换，使下缘压力减小，实测值重新高于计算值。
由上述实测值与理论值的比较可以看出主梁应力实测值与理论计算值的误差较小，箱梁混凝土采用C60，在允许应力法施工中其抗压极限强度为20MPa，抗拉极限强度为1.17MPa，计算值及施工过程实测值均在规范限值之内，整个过程混凝土的应力是安全的。这说明混凝土浇注、预应力张拉以及合拢等施工过程是规范的，同时也说明了本文所采用的计算模型是正确的、计算结果是可靠的、测点的埋设是成功的，进而可以判断连续刚构桥在悬臂施工过程中是安全可行的。
6.结论
本论文从工程实际出发，以田螺大桥为工程依托，对大跨度预应力混凝土连续刚构桥施工监控、稳定性分析。监控过程表明，“自适应控制”理论能很好的适用于连续刚构桥的施工监控，只要系统逐渐过渡到自适应状态，桥梁状态即在控制之中。因此，对系统参数以及计算模型的修正是施工控制的核心内容。
结构自重误差在大跨度桥梁中普遍存在，并且对结构的变形和应力影响都很大，施工中应严格控制自重误差。本工程在施工过程中应力与位移均在控制范围内，并且实现了误差极其微小的主跨精准合拢，合龙后线形与预计线形有很好的吻合，可见田螺大桥的控制系统是有效的。
参考文献
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第11篇
关键词：GPS技术，桥梁，变形监测，应用
1.引言
由于GPS技术具有定位精度高、作业速度快、费用节省、相邻点间毋需通视、不受天气条件影响等常规测量技术不可比拟的优点。因而它在测量领域得到了广泛的应用。同样地，在工程测量领域的大桥变形观测中，用这种高新技术来建立其监测系统，已成为一种重要的手段和方法。
2.桥梁变形监测系统的建立
2.1桥梁变形监测的概念及其意义
大型桥梁的建设和维护是一个国家基础设施建设的重要部分，桥梁变形监测就是运用现代传感与通信技术，实时监测桥梁运营阶段在各种环境条件下的结构响应与行为，获取反映结构状况和环境因素的各种信息，由此分析结构健康状态、评估结构的可靠性，为桥梁的管理与维护决策提供科学依据。
其意义在于可以实时掌握桥梁现场的交通状况，有利于桥梁管理部门进行合理的交通管制，及早发现桥梁病害，确定桥梁损伤部位并进行定性和定量分析，在突发事件之后还可以评估桥梁的剩余寿命，为维修养护和管理决策提供依据和指导，在桥梁运营状况严重异常时触发预警信号，有效预防安全事故，保障人民
生命财产的安全。
2.2 GPS变形网的优点
与传统的形变网相比,GPS形变网有如下优点:
(1)GPS形变网的观测精度与网的图形结构关系不明显;
(2)当整周模糊度确定之后,观测量的权与观测时间的增加不成正比;
(3)网中的每一条基线都含有长度和方位信息;
(4)当观测仪器和作业模式确定之后,基线解的精度与观测时刻紧密相连。即与观测时刻的RDO P(相对位置精度因子)有直接关系。
2.3GPS变形监测网的建立与实施
对大型桥梁来说,GPS变形监测网一般由一个或若干个独立观测环构成,以三角形和大地四边形组成的混合网的形式布设.一般来说,实地选点时要注意以下几点:(1)点位的基础应做到坚实稳固,并易于长期保存,不能选在夏季洪水易淹没的地方;(2)点位视场内障碍物的高度角不能超过15°,以减少卫星信号被遮挡;(3)点位应远离大功率无线电发射源,其距离不得小于200 m,并远离高压输电线和微波无线电信号传输通道,其距离不得小于50 m,以避免电磁场对卫星信号的干扰;(4)点位离江(河)应有一定的距离,附近不能有大面积水域,以减弱多路径效应的影响;(5)点位离大桥的距离至少在200 m以上,减少大桥行车时对点位本身和GPS观测时的影响;(6)点位的数量视桥型大小而定,一般来说,在江(河)两岸桥梁的两侧至少各有一个点,大型桥梁应适当增加,还应联测国家已知点或施工控制网的点.
2.4监测数据处理
桥梁结构变形监测系统中，要进行的数据处理与分析主要包括:WGS一84坐标到桥梁局部坐标系变换、风对大桥位移的影响、温度对大桥竖向位移的影响、辆对竖位的影响、频析、监测据压缩储。
2.4.1监测数据预处理
对于任何一个监测系统，其监测数据中或多或少会存在一些奇异值，尤其是GPS接收信号存在噪声，在用作演示前要进行监测数据的平滑处理，在变形分析的开始，有必要将该奇异值进行剔除。该系统是无人值守24小时连续实时监测系统，在传输过程中也难免会出现一些数据丢失的现象，这时应根据丢失点的前后数据通过插补得到该数据，以保证监测数据序列的连续性。
2.4.2坐标变换
由于GPS位移实时监测系统获得的监测点的坐标是WGS一84坐标系下的坐标，为了便于分析桥梁的变形，通常应将所得到的WGS一84坐标按高斯投影变成平面坐标，然后变换成桥梁局部坐标系下的坐标。在监测站，接收来自卫星的信号和来自基准站的信息，采用GPS软件进行实时差分处理，可得到监测站的三维坐标，并以一定的采样率发送到监控中心;监控中心接收各监测点的监测结果，并通过数据处理软件作进一步的处理与分析，可以得到结构在特定方向上的位移、旋转角等参数。
2.4.3.风载温度车辆荷载对桥梁位移的影响
实时记录桥梁所在位置的风速、风向，根据GPS所得测点的对桥身、塔顶、主缆的三轴向位移资料，可对大桥进行风力将就监测及结构的抗风振验算复核。GPS监测系统长时间监测大桥整体结构的位移变化，可引证因环境温度而引发的日夜和季节性的位移变化周期。对一般大跨度桥梁而言，交通挤塞是交通(车辆)荷载的主要设计考虑因素。测量和论证交通荷载设计假设和参数的有效性是大跨桥交通荷载监测的主要项目。论文参考。从GPS监测系统得出的桥身、塔顶、主缆的三轴向位移资料，可与交通荷载分布状况的监测资料互相验证，协助进一步制定桥梁结构的各级应力阶段，并用作大桥主要构件的疲劳估算。论文参考。绘出位移时程曲线图，对照相应时间内的风速、环境温度、车辆荷载等，便可很直观地显示出桥梁位移随风速、温度和车辆荷载变化而变化的趋势，定量地分析出在某一温度、某一风速、某种荷载时桥梁前产生的最大位移，最后由这些成果来分析风速、温度和车辆荷载对桥梁位移的影响程度。
2.4.4.频谱分析
通过分析监测点位移时程曲线，可以得到桥梁的震动频率和振幅。利用快速傅立叶变换的方法，通过频谱分析可以得到监测点功率谱曲线，与设计的理论值或不同时段的功率谱曲线进行比较，以诊断桥梁结构的稳定性。论文参考。
2.4.5.监测数据压缩存储
桥梁动态监测系统是一个长期的动态监测系统，因而从监测系统中采集的监测数据是海量的，以至很难采用传统的文件形式管理监测数据，必须采用一定的措施。此外，对来自监测系统数据处理与分析子系统的统计数据、处理和分析结果也应该进行有效的管理。数据库技术是管理海量数据的有利工具，而且采取一定的数据压缩技术，会对数据的存储更为有利。最为有效的办法是对监测数据建立动态数据库，并能进行监测数据的定期更新、备份和恢复。
3.结束语
GPS技术可以克服传统的桥梁结构监测方法的缺点,测定位移值的精度可以达到厘米级(R T K)甚至毫米级(相对静态)的精度.GPS可以实时地得到监测点的三维坐标,特别是可实现多点同步观测,受外界影响小,数据采集方便,可实现实时性、自动化管理. 因此可较好的应用于大桥运营的安全性管理上, 国内外的多项实例也表明,GPS技术在大型桥梁变形监测中具有广阔的应用前景.
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第12篇
【关键词】桥面病害 空心板桥病害处理处理措施
中图分类号：S773.4 文献标识码：A 文章编号：
一．引言
空心板结构因自身较轻，稳定性好，施工方便等突出特点，同时其制作成本较小，吊运安全，由于诸多优点，经常出现在小跨径桥梁施工中。但是由于空心板为中空结构，在施工中，如果质量控制不好，会出现各种各样的问题，随之带来的是对桥面的影响。近几年来，随着交通流量的增多，重型车也越来越多，车辆技术日新月异，车速也越来越快，在空心板桥施工后，很多桥梁在建成不久，就出现裂缝、坑槽、桥面沉陷等严重问题。由于空心板桥上层为铺设铺装层，其对车辆承重起分布负荷作用，在其底部的空心板，直接承受全部上层构件。桥面病害的出现，不仅仅对桥梁建筑安全造成隐患，同时也影响了整体交通。本文对空心板桥桥面病害进行浅述，供施工单位参考。
二．空心板桥桥面病害原因及处理措施。
1.空心板桥常见病害。
（1）桥面坑槽、网裂、露骨、露筋、磨光，桥面现浇层破损，内部钢筋外露，破损程度较深。
（2）桥面掺水、部分泄水孔堵塞，排水不畅。在铰接缝处，混凝土松散、脱落，桥面雨水沿此流下，造成空心板边钢筋腐蚀，铰接缝处混凝土填料脱落，交接缝破损、塌陷。
（3）伸缩缝的凸起和凹陷，部分护栏混凝土压碎。
（4）薄壁桥台前墙有纵向的裂缝，桥墩和桥身，桩基破损，钢筋外露。
（5）桥面连续处有横桥向裂缝，桥面局部鼓包，桥身混凝土开裂。
（6）桥面出现坑槽、沉陷、桥面出现纵向裂缝、车辙。
2.空心板病害分析与处理措施。
在空心板桥桥面的病害原因中，其大多数原因是由于空心板质量引起的。在空心板桥桥面有病害的桥梁中，很多空心板出现渗水现象。对于这种情况，要在桥面增设防水层，要将空心板铰缝凿除，重新浇筑铰缝，在上层铺设混凝土时，要增加抗渗性和抗冻性。对于混凝土破坏的部位，要将松散的混凝土剔除，直至坚实的混凝土基层。在修复时，要用清水冲洗损坏部分的混凝土遗留物，在等水分稍微蒸发后，用树脂型修补砂浆对已经剔除损坏的混凝土进行修补，修复时，要保证修复部位表面平整。
对于暴露在外的钢筋，要对生锈的钢筋打磨除锈操作，将生锈层打磨后，在表面涂刷阻锈剂进行保护。涂刷阻锈剂时，厚度要能包裹钢筋。
在需要重新浇筑的部位，要避免有油污、涂料等污染物，有必要时，可用空压机带风管进行吹风除尘，同时在施工时要将基材清理干净。在后期的混凝土浇筑中，要适量加入防水剂，避免上层水份再次渗入空心板内。
3.铺装层病害分析与处理措施。
在空心板桥桥面中，铺装层承载着车轮的重力，同时保护钢筋混凝土桥面避免车辆的直接磨损，在桥梁的运营中，有着极为重要的作用。铺装层的质量和结构，不仅仅影响行车舒适度和行车安全，更对桥梁的功能发挥至关重要的作用。
铺装层中，容易出现沥青的横向和纵向开裂的情况，同时在表层出现沥青层推移严重问题，在重载路段，桥面出现坑槽现象，在雨季和车流量大时，出现沥青面层网裂，等等问题的出现，导致防水层失效，增大了汽车与桥梁的撞击和摩擦，加速了桥面水泥铺装和主体结构的破坏。
桥面出现沥青横向和纵向开裂一般都是在铰接缝处和板梁结构、装配式干接头的T梁桥中。由于在简支梁桥结构的桥面，一般是采取连续形式铺装桥面，以便增加行车的舒适度，但由于铰接缝处荷载产生负弯矩，使得桥面铺装处受到拉力影响，混凝土出现拉应力，当混凝土的抗拉强度低于拉应力时，桥面混凝土出现横向开裂，进而导致表面铺装的沥青层横向开裂。纵向开裂是由于铰接质量差，横传递能力不足，部分负荷要通过桥面铺装来传递，当铺装层的强度无法承担负荷时，沿铰接缝的混凝土遭到破坏，在桥面表面表现为沥青纵向开裂。
在铺装层，大面积积水导致混凝土脱落，防水层失效，空心板，严重影响了行车舒适度和安全性，同时汽车直接对桥梁产生摩擦，损坏了主体结构。出现此类现象的原因有多种，包括材料性能差异、粘结措施不当、沥青混合比不合理、车辆总质量超载、设计时理论欠缺等因素。其中沥青混凝土和水泥混凝土材料性能差异较大，是因为沥青混凝土的弹性模量为1500MPa，而水泥混凝土的弹性模量为3X10-4MPa，二者在吸热温度变化和热变形不一致，导致结合中，混凝土无法完全粘合。由于水泥混凝土和沥青混凝土的粘结中，设置了防水层，导致粘结度的降低，同时由于水泥混凝土表面较光滑，而沥青混凝土表面较粗糙，导致在桥面车辆施压时，水泥混凝土和沥青混凝土受到破损，出现推移情况。沥青混凝土配比时，混合料配比不合理，导致混凝土的抗剪能力降低。车辆超重行驶，增加了桥面的压力，同时破坏了铺装的剪切力，直接导致铺装层的破损。在设计时，依据以往的经验判断，沥青层的厚度大约都为6cm.在设计时就采用该标准，由于所处环境的不同，才厚度不能满足所有需要。在防水层模量相同的情况下，要增加面层厚度来降低层间剪应力，以此来保证避免对桥面造成损坏。
桥面出现坑槽主要是车辆严重超载，水泥铺装强度不足，水凝混凝土铺装层顶面清理不干净和由于排水孔堵塞导致桥面水渗入沥青面层结构引起的问题。在该类情况中，要严格控制车流量大小和通过载重限制，通过合理调配水泥混凝土强度，在施工处理时，清洁粘结部位，合理优化排水结构等方法进行杜绝。
同时，由于桥面使用时间长，沥青进入老化状态，沥青的密实度达不到控制要求，致使桥面钢筋露出。桥面的沥青密实度较小时，容易产生渗水现在，外部水进入内部，破坏结构，进而导致铺装脱落，钢筋露出。
在进行防水层铺设时，要进行防水材料的选择。通过采取不同防水材料的铺装组合渗透实验、铺装层间剪切和粘结实验，还要进行防水材料效益分析，采用合适的防水材料，选择合适的施工方法和施工工艺，确定桥面铺装的防水技术。同时在设计和施工时，要根据环境条件适当提高防水层的等级标准。
三．结束语
为了防止空心板桥桥面病害的出现，不仅仅要加强桥面铺装混凝土的设计，还要注意选择合适的防水层，要优化沥青混凝土配比率，要合理设计排水系统，同时在工程中要加强质量控制，在后期中，尤其要注意做好养护工作。早发现，早解决，在空心板桥桥面病害中，这是为了保证桥梁质量的不二之选。
参考文献：
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第13篇
关键词：斜拉桥，线型，拼装，零初位移法
Linear monitoring of cantilever assembly line of long span cable stayed bridge
zhouyuanyi
（chongqing jiao tong university，congqing，400074 china）
Abstract：Long span composite girder cable-stayed bridge is a trend in the future development of cable-stayed bridge， because it can give full play to the mechanical properties of the material and can maximize the span of the bridge. The linear control method based on geometric principle is widely used in the process of the cantilever assembly of the main girder of the cable-stayed bridge. The zero initial displacement method can be used to realize the control of the assembly process.
Keywords： cable-stayed bridge， linear， assembly， zero initial displacement method
所谓叠合梁梁斜拉桥即边跨采用混凝土主梁，而主跨采用钢混叠合主梁，混凝土梁和钢混叠合梁的链接点设在主塔附近。当边跨采用混凝土主梁而主跨采用钢主梁时，边主跨的刚度比和恒载重度比相差比较大，从而使边跨具有良好的锚固作用和压重作用。钢混叠合梁是大跨度斜拉桥常采用的主梁形式，其特点是较混凝土主梁而言自重大大减轻的同时充分发挥了材料的力学性能，从而增加了桥梁跨越能力。钢混叠合梁在施工过程中一般采用悬臂拼装的施工方式，首先在预制场分段加工制造钢主梁，然后悬臂拼装就位预制的钢主梁节段，最后安装张拉斜拉索及桥面板。本文以贵州某特大斜拉桥为例，对悬臂拼装主梁的线型问题进行讨论，计算过程采用零初位移法计算了主梁的制造线形及安装线形，解决了悬臂拼装过程中线形控制的难题。
乌江特大桥主桥长610m，为（54+71+360+71+54）m双塔双索面混合式叠合梁斜拉桥，无引桥。边跨主梁采用混凝土主梁。中跨采用钢混叠合主梁，全桥钢梁划分为A（钢混结合段）、B、C共3种类型梁段，长度分别为12m、12m、8m三种，共29个梁段，标准梁段长度12m，最大吊装重量约27t。
1成桥线型
成桥线型是指桥梁施工结束时，桥梁主梁所要达到的目标线型，它是在桥梁设计标高的基础上考虑了恒载、收缩徐变以及活载引起的竖向变形，成桥线型=设计高程+预拱度。结构总体静力计算分析采用空间有限元理论，以主梁桥轴线为基准划分结构离散图。主梁、主塔、主墩为梁单元，斜拉索为索单元。边界条件：索塔与主梁成桥后：竖向约束，横向约束；索塔与主梁施工过程中临时固结；边墩与主梁：横向及竖向约束，纵向滑动。全桥共划分689个节点、570个单元，其中梁单元458个，只受拉索单元112个。主桥有限元模型见图 1。
图 1主桥有限元模型图
在施工中成桥线型公式为：
式中：
成桥线型； 设计线型； 预拱度。
通过理论计算，得到中跨钢主梁在恒荷载（包括二恒）、收缩徐变以及公路I-级荷载下切线拼接位移，由此得到：累计位移值=恒载及收缩徐变位移+1/2活载位移。将钢主梁切线拼接位移值反号后，加上主梁设计线形高程差，即为主桥钢梁制造线形。
3安装线形
3.1基本概念
悬臂拼装的斜拉桥结构在设计、制造和施工阶段涉及到几个不同线型概念。
设计线型：桥梁在施工结束后各控制点所要达到的高程，即所谓的目标线型。
制造线形：主梁在无应力制造状态下的线型，该线型由构件的无应力状态构型组成。
成桥线型：施工结束后再设计目标阶段下各控制点所要达到的高程。
安装线型：在主梁拼装过程中自由端的连线组成的线型。
当主梁结构在材料线弹性条件下有以下公式：
式中：
；
；
。
悬臂拼装的桥梁施工控制最关键的任务是选择合适的制造线型和安装线型，使得成桥阶段的结构线型和内力状态达到目标状态。目前在施工中常用来指定新拼装单元自由端高程的方法有零初始位移法和切线初始位移法。本文将介绍零初始位移法在悬臂拼装中的应用。
零初始位移法：新安装单元除公用节点之外，其他节点安装到设计坐标上，即初始位移为零。
3.2安装线型
该桥采用两次张拉，初次张拉仅为了安装需要，二次张拉将直接影响到成桥线型和成桥索力。
1）初次张拉的安装高程
根据零初始位移法原理可得初次张拉后高程=成桥线型+刚纵梁从初张拉至成桥的位移。
2）二次张拉的安装高程
根据零初始位移法原理可得二次张拉后高程=成桥线型+刚纵梁从二次张拉至成桥的位移。
4结语
本文基于几何控制的基本原理，阐述了叠合梁斜拉桥主梁构件无应力状态量的计算方法。零初位移法比较合理的解决了斜拉桥在悬臂拼装施工过程中线型不易控制的难题，使得斜拉桥在施工完成后能够与目标线型比较吻合，成桥阶段的结构线型和内力状态达到目标状态。
参考文献：
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第14篇
关键词：桥梁结构，风振，控制
1引言
随着大跨度桥梁的普遍兴建和高效能建桥材料的广泛应用，现代桥梁的结构形态逐渐向大跨、轻、柔方向发展。虽然这对于美观及经济性方面是有益的，但是却给结构设计、施工甚至运营提出了更高更严格的要求。大跨度桥梁作为生命线工程的重要组成部分，在政治、经济领域占据着重要的地位，对于它们的安全性应给予格外的重视。现代桥梁结构趋于轻、柔的特点给结构本身抗风抗震性能提出了考验。随着大跨度柔性桥梁的出现，风荷载往往成为结构上的支配性荷载。风是空气从气压大的地方向气压小的地方流动而形成的。风在行进中遇到结构，就形成风压力，使结构产生振动和变形。桥梁受风力的作用后，结构物振动与风场间产生的互制现象―空气弹力效应所引起的气动力不稳定现象机率大为增加，强风、弱风都有可能使之整体或局部产生损坏。例如，1940年11月7日，美国华盛顿州建成才4个月的老塔科马(Tacoma)悬索桥(主跨853m)仅在8级大风作用下就发生强烈的风致振动而破坏的严重事故。该事件促使了桥梁工程界对结构风致振动的研究，并由此发展了一门新的学科―桥梁风工程学。近几年来，随着我国大跨度桥梁的建设，桥梁风害也时有发生，江西九江长江公铁两用钢拱桥吊杆的涡激共振；上海杨浦大桥斜拉索的涡振和雨振损坏套索等。由此可见，通过对大跨度桥梁的抗风问题进行理论研究，采取有效的措施把风对桥梁的危害控制在容许范围内，具有十分重要的理论价值和实际意义。
2桥梁结构的风致振动
桥梁结构风致振动可分为两大类：一类为限幅振动，主要包括抖振和涡激振；另一类为发散性振动，主要包括驰振和颤振。
桥梁的抖振是指桥梁结构在紊流场作用下的随机性强迫振动。根据现有研究成果，抖振虽然并不像颤振那样引起灾难性的失稳破坏，但是过大的抖振响应在桥梁施工期间可能危及施工人员和机械的安全，在成桥运营阶段则会带来结构刚度问题而影响行人和车辆的舒适性以及引起交变应力缩短构件的疲劳寿命。
气流绕过物体时，在物体两侧会形成不对称脱落的漩涡，从而形成交替作用在物体上的横风向的涡激力或力矩，结构在这种类似简谐力的作用下，就会发生横风向或扭转的涡激振动，并且在漩涡脱落频率与结构的自振频率一致时将发生涡激共振。对桥梁结构而言，除透风率大于50%的桁架主梁可以不考虑涡激振动外，一般均需对主梁整体的涡激振动。此外，大跨度系杆拱桥的吊杆、斜拉桥的斜拉索、悬索桥和斜拉桥在施工阶段的独塔等也易于发生涡激振动。论文参考网。
浸没在气流中的弹性体本身会发生变形或振动，这种变形或振动相当于气体边界条件的改变，从而引起气流力的变化，气流力的变化又会使弹性体产生新的变形或振动，这种气流力与结构相互作用的现象称为气动弹性现象。气动力不稳定是一种典型的气动弹性现象。气流中的结构在某种力的作用下挠曲振动，这种初始挠曲又相继引起一系列具有振荡或发散特点的挠曲，这就是气动弹性不稳定。一切气动弹性不稳定现象都必含有因物体运动而作用在物体上的气动力，这种气动力就是自激力。桥梁结构的驰振与颤振是两种最主要的气动弹性不稳定现象，并可能造成严重的灾难性后果。
3桥梁风振的控制方法
对于大跨径桥梁，风致振动的形式多种多样，各种风致振动的机理也不同。单纯采用空气动力学措施并不能兼顾各个方面。理想的做法是选择适当的空气动力学措施，同时采用适当的振动控制措施(如增加阻尼器)来进一步抑制和减小桥梁结构风致振动。1972年Yao提出了结构控制的概念，将控制论引入了土木工程结构之中，从而开辟了崭新的研究领域。论文参考网。上世纪80年代以来，桥梁风振控制理论研究发展迅速，并且得到了实际应用。就目前技术水平而言，结构振动控制技术主要包括基础隔震、被动耗能减振、主动控制、半主动控制、混合控制及智能控制等。
基础隔震是在上部结构和基础之间设置水平柔性层，延长结构侧向振动的基本周期，使基础隔震结构的基本周期远离地震动的卓越周期，使上部结构的地震作用、横向剪力大幅度减小。同时，结构在地震反应过程中大变形主要集中在基础隔震层处，而结构本身的相对变形很少，此时可近似认为上部结构是一个刚体，从而为建筑物的提供良好的安全保障。
结构耗能减振就是把结构的某些非承重构件(如支撑、剪力墙、连接件等)设计成耗能元件，或在结构的某些部位(层间空间、节点、连接缝等)装设耗能装置。在小幅振动时，这些耗能元件或耗能装置具有足够的初始刚度，处于弹性状态，结构仍具有足够的侧向刚度以满足使用要求。当出现大幅振动时，随着结构侧向变形的增大，耗能元件或耗能装置率先进入非弹性状态，产生较大阻尼，大量消耗输入结构的地震或风振能量。
结构主动控制是在结构受到外部激励而发生振动的过程中，利用外部能源瞬时施加控制力或瞬时改变结构的动力特性，以迅速衰减和控制结构振动反应的一种减振控制技术。结构主动控制需要实时测量结构反应或环境干扰，采用现代控制理论的主动控制算法在精确的结构模型上运算和决策最优控制力，最后作动器在很大的外部能量输入下实现最优控制力。在结构反应观测基础上实现的主动控制成为反馈控制，而结构环境干扰观测基础上实现的主动控制则称为前馈控制。
结构半主动控制是在主动控制的基础上提出的，是一种以参数控制为主的结构控制技术。它是根据控制系统的输入输出要求，利用控制机构来实时调节结构内部的参数，使结构参数处于最优状态。结构半主动控制的原理与结构主动控制的基本相同，只是实施控制力的作动器需要少量的能量调节以便使其主动地甚至可以说是巧妙地利用结构振动的往复相对变形或相对速度，尽可能地实现主动最优控制力。因此，半主动控制作动器通常是被动的刚度或阻尼装置与机械式主动调节器复合的控制系统。
混合控制是主动控制和被动控制的联合应用，使其协调起来共同工作。这种控制系统充分利用了被动控制与主动控制各自的优点，它既可以通过被动控制系统大量耗散振动能量，又可以利用主动控制系统来保证控制效果，比单纯的主动控制能节省大量的能量，因此有着良好的工程应用价值。
把经验和直觉推理、综合判断等人类生物技能应用于一般控制之中，使结构具有感知、辨识、优化和自我控制等功能的控制称为智能控制。论文参考网。结构振动的智能控制是国际振动控制研究的前沿领域，主要涉及智能材料、人工智能、自动控制、力学、电学、机械和计算机等多门学科。结构智能控制主要包括两类：一类是利用智能材料研制的智能减振控制装置对结构实施的局部振动控制；另一类是将模糊逻辑控制、神经网络控制和遗传算法等智能控制算法应用于结构的振动控制。由智能材料制成的智能可调阻尼器和智能材料驱动器等智能减振控制装置构造简单、调节驱动容易、能耗小、反应迅速、时滞小，在结构主动控制、半主动控制、被动控制中有广阔的应用前景。
对于桥梁结构的风振控制，应依据不同的部位，采取响应的振动控制措施。例如，对于桥梁主体的风振控制目前主要采用减振技术。比较成熟的控制装置有调谐质量阻尼器（TMD）、调谐液体阻尼器（TLD）等，其中以TMD应用最为广泛。对于斜拉桥、悬索桥的索塔风振控制装置多采用主动质量驱动器（AMD）及悬挂式TMD。对于拉索振动控制，由于其振动机理比较复杂，因而拉索控制方式的探索也较活跃。大致有三种：其一，耗能减振方式，即采用高阻尼橡胶做成胶圈，安装在拉索的钢导管中。其二，采用专门的阻尼减振器，即在拉索与桥面相交处设置一对阻尼器，用以减小拉索自由长度，反馈拉索振动时的相对位移和相对速度。其三，采用减振副索，即用不锈钢丝绳将斜拉索连起来，借以增强拉索间的互相约束，增大附加阻尼。
4重点研究方向
鉴于桥梁风致振动控制当前存在的不足，应对其成桥后和施工状态下的风振理论及控制进行进一步的研究，主要有：空气振动的控制理论、控制措施、装置及相应的试验研究；数值模拟风洞及空气的动力稳定性计算的计算机仿真技术研究；大跨度桥梁结构体系的空气动力稳定性研究及相应的全桥模型实验；施工阶段空气动力稳定性研究及相应试验；空气动力参数的识别方法、评价及相应的风洞试验。以上问题的研究和解决势必为桥梁的建造产生直接的指导作用，使桥梁的振动控制研究更加科学、经济、可靠。
5结语
经过国内外学者、工程界人士的不断探索和实践，桥梁结构风振控制取得了丰富的研究成果和巨大的进展。虽然目前桥梁风振控制技术在工程中的应用还刚刚起步，还有许多问题尚未解决。但是相信随着科学技术的进步，有关各种技术难题会逐步得到完善，桥梁结构风振控制技术必将会被更广泛的应用到实际工程当中。
第15篇
关键词：桥梁，病害，检查
1桥梁定期检查的定义定期检查是对桥梁结构的质量状况进行定期跟踪的全面检查。通常是依靠富有经验的专职桥梁检查工程师 ,以目视观察为主 ,辅以必要的工具、 常规测量仪器、 照相机和其他器材等手段实地判断病害原因 ,作出质量状况评分 ,并估计需要维修的范围及方法 ,或提出限制交通的建议。对需要进一步查明原因或继续观察的缺损部件 ,提出特殊检查或下次检查的时间要求。
2 桥面系的外观检查
1)桥面铺装的检查。本次桥梁定期检查中桥面铺装类型主要为沥青混凝土面层,常见主要病害有:轻微裂缝(发状或条状) 、严重裂缝(龟裂 ,纵、横裂缝) 、 坑槽、 车辙、 壅包、 磨光和起皮等此外 ,沥青桥面铺装应保证足够的平整度表面构造深度 ,过分光滑雨天易使车辆打滑。关于桥面铺装缺陷与损伤的外观检查方法、 项目、 记录格式及初步评定可参照J TJ 073296公路养护技术规范中有关条文进行。
2)伸缩缝装置的检查。本次桥梁检查伸缩缝类型有梳形、 型钢伸缩缝 ,伸缩缝装置本身的破坏形式有以下几种：钢板松动破坏；角钢间被石块等卡住；伸缩缝混凝土出现裂缝，甚至脱落露筋。
3）桥面排水设施的检查。桥面排水设施不良 ,除设计上可能考虑不周外 ,主要是排水设施本身被破坏以及尘土、 树叶、 淤泥等堵塞排水设施 ,以致不能正常排水。论文大全。桥面积水往往会通过沥青面层下渗在桥面铺装形成积水,造成沥青面层的早期破坏以及因桥面铺装裂缝等缺陷,进一步影响桥梁主要承重结构构件的耐久性能。
4)防撞护栏的检查。主要检查防撞护栏本身有无撞坏、 断裂、 错位、 缺件、 剥落等 ,钢扶手有无变形、 锈蚀现象。论文大全。高速公路桥梁的桥面系状况直接与行车、 行人的安全和适用性能有关 ,同时桥面系中存在的缺陷也会促使桥梁主要结构构件工作性能恶化 ,因而对它的外观检查还得与桥下的检查紧密结合起来 ,才能取得较好的效果。
3 桥梁上部承重构件的检查 具体检查工作内容如下:
1)梁端头、 底面是否损坏 ,箱形梁内是否有积水 ,通风是否良好;2)混凝土有无裂缝、 渗水、 表面风化、 剥落、 露筋和钢筋锈蚀;有无碱集料反应引起的整体龟裂现象;混凝土表面有无严重碳化;3)预应力钢束锚固区段混凝土有无开裂 ,沿预应力筋的混凝土表面有无纵向裂缝;4)梁式结构的跨中、 支点及变截面处混凝土是否开裂、 缺损和出现钢筋锈蚀;5)铰缝(通过检查梁底勾缝来间接检查) 、 横隔板、 两片 T梁间的湿接头是否存在脱落、 开裂。桥梁横向连接构件是否开裂 ,连接钢板的锚栓有无锈蚀、断裂 ,边梁有无横向位移或向外倾斜。
4 支座的检查
本次检查的支座类型主要有:板式橡胶支座、 盆式支座。对两种类型桥梁支座的检查应进行以下几个方面的内容:1)支座组件是否完好、 清洁 ,有无断裂、 错位、 脱空;2)支座垫石是否有裂缝;3)橡胶支座是否老化、 开裂 ,有无过大的剪切变形或压缩变形 ,位置是否正确 ,各夹层钢板之间的橡胶层外凸是否均匀;4)四氟滑板支座是否脏污、 老化 ,四氟乙烯板是否完好 ,橡胶块是否滑出钢板;5)盆式橡胶支座的固定螺栓是否剪断、 螺母有无松动 ,钢盆外露部分是否锈蚀 ,防尘罩是否完好;6)活动支座是否灵活,实际位移量是否正常 ,固定支座的锚销是否完好;7)是否有防水装置和排水装置等的缺陷而产生的漏水、溢水等。
5 桥梁墩台的检查 桥梁墩台的检查主要是墩台身缺陷及裂缝检查 ,墩台变位(沉降、 位移、 倾斜)的检查。桥梁墩台身缺陷及裂缝检查 ,可以采用目测或借助于一些工具(例如用小锤轻敲以检查表面风化程度、 剥落情况及内部空洞 ,用读数显微镜检查裂缝最大宽度、 深度等)来完成。对于墩台的沉降、 位移和倾斜情况的检查 ,一般可以先目测并结合桥梁上部结构检查进行初步判断。对桥梁墩台的沉降量详细检验用精密水准仪测量 ,严格按国家一、 二等水准测量规定进行 ,并应闭合在两岸的永久水准点上。观测点一般选在墩台顶面的两端 ,其观测标志可以将墩台上埋置的铆钉头作为水准观测点。论文大全。桥梁墩台的倾斜情况详细检查可以在墩台上设置固定的铅垂线测点 ,用全站仪或吊垂球测定墩台倾斜度。中小跨度桥梁墩台水平位移的观测可用特制的钢线尺固定拉力作悬空丈量 ,直接将丈量结果与竣工资料比较。钢线尺最好是铟钢制成 ,以免受气温变化的影响。
6 桥梁基础的检查 对于墩台基础的检查 ,主要指墩台基础的冲刷情况和缺陷情况的检查。在水中的桥墩 ,因为直接阻水 ,除了一般的冲刷以外,还有局部冲刷 ,在桥墩处形成局部漏斗形河床。当河床为厚砂砾卵石层时 ,因水流带动砂砾卵石运动 ,会对钻孔灌注桩造成严重的磨损 ,甚至使桩中钢筋外露。特别是在地面或低水位以下、 冻结线以上或冲刷线附近 ,基础或墩身常有环带状腐蚀 ,基础周围表面松散 ,严重者使混凝土形成孔洞。
当桥梁墩台有倾斜、 位移或在活载作用下墩顶位移较大时 ,往往可能是基础有病害 ,应进行挖探检查:1)在河床无水或浅水墩台 ,可设围堰防水直接挖至基础检查;2)对于流速不大的深水墩台 ,可用围堰、 封底进行抽水检查。另外还有激光探测和振动检查方法 ,可以用来检查墩台基础中裂缝、断裂、 冲空等病害。总之 ,桥梁现场病害的发生不是一朝一夕可以完成的 ,而是由多种因素综合影响的结果。一种病害的发生往往引起连锁反应 ,其他病害也会随之而来。因此 ,在对桥梁进行养护管理时 ,应时常检查 ,对出现的细微异常现象引起注意 ,细致观察 ,详细记录 ,不失为一种防微杜渐的好方法。
参考文献:
[1 ]《高速公路养护管理手册》，人民交通出版社。
[2 ] 《公路工程质量通病防治指南》，人民交通出版社。
[3 ] 《道路桥梁养护手册》，中国建筑工业出版社。
[4 ] 《铁路桥梁局部损伤检测技术综述》，山西建筑。
[5 ] 《公路工程质量检验评定标准》，人民交通出版社。
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