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第1篇

关键词：桥梁钢结构整体设计

引言

中国钢结构桥梁的发展，近年来取得了骄人的成绩，南京三桥、苏通大桥、昂船洲大桥的建造，表明在大跨径桥梁上钢结构的优势越来越明显。桥梁是为满通功能的建筑物，现代桥梁钢结构由结构钢加上单元经焊(栓)连接组成为复杂的受力系统，有明确的承载安全和服役耐久性要求。

一、钢结构桥梁整体设计理念概述

钢结构的特点是质量轻，强度高，并且具备其抗压以及抗拉等相关优点，对于混凝土结构而言，其外观更为直观，强度等级更高。在我国，钢结构桥梁应用十分广泛。因为作为钢结构的施工而言，其施工周期短。钢结构桥梁主要应用在：①城市立交桥段，尤其是交通要道处，如果采用混凝土桥，必然增加施工周期，对于现场交通不能较好地维护。②大跨径海、江、河桥梁（长江大桥、杭州湾大桥等），因为大跨径的要求下，只能考虑钢结构，因为如果采用混凝土结构，根本满足不了大跨径要求。

1.1钢结构整体设计目标我国桥梁钢结构的设计使用年限为100年，与国际标准(BS5400，EUROCODE)基本一致。完整性设计的目标是确保结构在使用年限内的可靠与安全。桥梁钢结构的完整性设计由荷载、材料性能、结构细节构造、制造工艺、安装方法、使用环境及维护方式等多种因素所确定。设计除对结构、构件连接及构造细节按常规考虑强度、刚度要求外，尚需对损伤与损伤容限、断裂与抗断裂作出评定。

1.2钢结构损伤及损伤容限钢结构从材料加工过程到服役期不可避免的会在内部和表面形成和发生微小缺陷，在一定外部因素(荷载、温度、腐蚀等)作用下，这些缺陷不断扩展与合并形成宏观裂纹，导致材料和结构力学性能劣化。对桥梁钢结构而言，完整性和损伤是相对应的，损伤程度将会对结构的完整性带来影响，损伤极限则是结构的失效。而损伤容限是指钢结构在规定的使用周期内抵抗由缺陷、裂纹或其他损伤而导致破坏的能力。损伤容限概念的使用是承认钢结构在使用前存在有初始缺陷，但可通过结构完整性设计方法评判带缺陷或损伤的钢结构在服役期限内的安全性。

国内桥梁钢结构因损伤导致局部破坏的实例近几年时有发生，结构损伤构成了对桥梁安全与耐久最大的威胁。在引起设计者对焊接结构损伤、损伤扩展以及结构系统失效过程关注的同时，也引发了人们对如何保证桥梁钢结构系统整体完整性的思考。

二、桥梁钢结构整体设计策略

2.1横向抗倾覆稳定设计钢结构的桥梁普遍比较轻而且强度非常高，然而，在小半径以及多车道设计时，其横向抗倾覆是当前研究的热点内容。早前的桥梁施工中，由于设计原因，导致在施工过程中或者桥梁使用过程中发生桥体倾覆。因为连续钢梁的半径比较小，所以相对而言，其跨度显得较大，如果再加上桥面宽于钢梁，这一必定显得活载不是最优，弄不好横梁外侧支座受力增大，而内侧支座出现不受力，这样横梁受力极其不均匀，发生梁体的倾覆。在设计过程中，通过合理的计算，来设计横梁的偏心受力情况，这样即可满足桥梁的荷载要求，也能似的桥体均匀受力。在横梁处采取灌砂措施，并在满足规范的条件下，增加多车道时的桥梁整体稳定度。

2.2焊接结构完整性设计要点桥焊接结构的完整性设计是保障桥梁整体稳定性的重要因素，其焊接的接头形式因受力的不同而各有差异，其接头部位的应力作用导致了母材结构以及受力性能的不同，同时，在焊接过程中不能100%消除应力，焊接应力通常导致焊接接头的变形，造成焊接接头形成大量缺陷，不能满足桥梁整体性设计要求。所以在桥梁整体设计中，必须考虑焊接接头的设计，在满足相干规范的前提下，必须做到：①因地制宜地选择形式，并通过焊接性检测要求来获取静力和疲劳等级，来决定焊缝相关形式。②在焊接设计中，必须详细设计其关键细节，达到焊接中受力均匀，尽可能降低应力。③在设计中必须考虑焊接检测相关要求，必须以无损检测等相关控制指标来检测焊缝质量。2.3加劲肋设置加劲肋是在支座或有集中荷载处，为保证构件局部稳定并传递集中力所设置的条状加强件。加劲肋的设计，通常很多人都认为这方面是可有可无的，实际上必须通过设计计算才能决定是否加劲肋。加劲肋与否，是有腹板的h0/δ的值来决定。如果确定需要加劲肋，则优先考虑竖向加劲肋，并且其设置距离由腹板厚度以及相关剪应力来决定。当竖向加劲肋仍然不能满足要求时，可设置水平加劲肋，水平加劲肋是竖向加劲肋的补充形式。加劲肋的设置是因为原有构件截面的不足而用来增强抵抗弯矩和剪力的，因为设置加劲肋可以缩小原构件截面大小，从而有效的降低用钢量，压缩成本，所以在工程中，一般设置在原有构件上起到增强抵抗弯矩和剪力的作用。

2.4钢箱梁横梁设计当桥梁主道设计过宽时，必须优化车道钢结构宽箱梁，在设计中，重点满足其竖向计算要求，对于横梁的跨径，需要从支座间双悬臂简支梁的计算中得知，在支座处可采取竖向加劲肋相关措施，当竖向加劲肋不能满足要求时，考虑横向加劲肋，其计算措施与纵向计算措施相仿。

2.5施工人孔的设置桥梁的整体设计中，其不可忽视的一环是人孔的设置，通常情况下，人孔是为了方便施工，在桥梁箱梁顶板和腹板上开设。顶板施工人孔的具置可设置在1.5跨径处，而腹板的施工人孔的具置必须设置在应力相对薄弱的地方，比如简支梁，其腹板施工人孔可设置在跨中，而连续梁，必须精确计算剪力，选取剪力最小处。有时候人孔的设计不止一个，不能将所有人孔分布在相同断面，采取错开设置。当应力较大的地方必须加设施工人孔，必须采取加强措施。

2.6结构内力计算结构内力计算是以边孔采用单悬臂，中孔采用简支挂梁作为结构的计算模式。将桥梁纵向划分为多个单元，并对每个单元截面进行编号，然后进行项目原始数据输入。输入的数据信息有：项目总体信息、单元特征信息、预应力钢束信息、施工阶段和使用阶段信息。按全预应力构件对全桥结构安全性进行验算，计算的内容包括预应力、收缩徐变及活载计算。桥台处滑动设支座，桥墩处设固定支座，碇梁与挂梁间存在主从约束，挂梁一端设置固定支座，另一端设滑动支座。牛腿计算是对预先设计好的牛腿尺寸和配筋分4个步骤进行验算：①牛腿的截面内力。求出截面内力后对各种危险截面进行强度校核；②竖截面验算。按偏心受压杆件验算抗弯和抗剪强度或按受弯杆件验算强度；③最弱斜截面验算。求得最弱斜截面位置后，按偏心受拉构件验算此斜截面的强度；④45°斜截面的抗拉验算。:

三、结语

我国基础建设的加快，带动了桥梁技术的长足发展，在当前形势下，桥梁钢结构的整体应用也十分广泛，主要是在设计过程中的优化，才能确保桥梁钢结构的整体性、稳定性。必须从整体性角度出发，全面分析桥梁受力情况，加强焊接形式的优化设计，才能保障桥梁钢结构的整体质量。

参考文献：

[1]中华人民共和国铁道行业标准.铁路桥梁钢结构设计规范(TB10002.2-2005).北京.中国铁道出版社.2005.

第2篇

[关键词]服装设计构思技巧设计对象

服装设计的对象是人，它是美化、装饰人体、表现人的个性与气质的一种手段。因此，服装设计的第一目的是：适合功能，美化人体。同样，这也是服装设计构思要遵循的原则。

服装的存在和发展有着绵延数千年的历史，而作为设计正式出现在服装上只有数百年的时间。构思在设计出现以后变得尤为重要，世界服装设计大师们层出不穷的不凡构思使服装真正具有了前所未见的内容与形式，从而引导了服装市场一次又一次的穿着潮流。

构思，“指作者在写文章或创作文艺作品过程中所进行的一系列思维活动。包括确定主题、选择题材、研究布局结构和探索适当的表现形式等。”在艺术领域里，一般说，构思是意象物态化之前的心理活动，是“眼中自然”转化为“心中自然”的过程，是心中意象逐渐明朗化的过程。无论是在生活还是艺术领域里，都需要进行设计。谈到设计，就离不开人的一系列思维活动，就离不开构思。有些人在设计时常感到构思贫乏，不知如何下手，或是最终的作品与原来的构思差距很大，达不到预想的效果。因此，服装设计构思要依据服装设计原理从以下几方面思考：如穿着的对象、场合、时间及穿着的目的，还有加工条件、市场情况、人们消费心理及流行趋势的分析等诸多方面的问题。

一、T(Time)时间

时间(Time)简单地说不同的气候条件对服装的设计提出不同的要求，服装的造型、面料的选择、装饰手法甚至艺术气氛的塑造都要受到时间的影响和限制。同时，一些特别的时刻对服装设计提出了特别的要求，例如毕业典礼、结婚庆典等等。服装行业还是一个不断追求时尚和流行的行业，服装设计应具有超前的意识，把握流行的趋势，引导人们的消费倾向。

二、P(Place)场合、环境

场合、环境(Place)人在生活中要经常处于不同的环境和场合，均需要有相应的服装来适合这不同的环境。服装设计要考虑到不同场所中人们着装的需求与爱好以及一定场合中礼仪和习俗的要求。一件夜礼服与一件运动服的设计是迥然不同的。夜礼服适合于华丽的交际场所，它符合这种环境的礼仪要求，而运动服出现在运动场合，它的设计必然是轻巧合体而适合运动需求的。一项优秀的服装设计必然是服装与环境的完美结合，服装充分利用环境因素，在背景的衬托下更具魅力。

三、O(Object)主体

主体、着装者(Object)人是服装设计的中心，在进行设计前我们要对人的各种因素进行分析、归类，才能使人们的设计具有针对性和定位性。服装设计应对不同地区、不同性别和年龄层的人体形态特征进行数据统计分析，并对人体工程学方面的基础知识加以了解，以便设计出科学、合体的服装。从人的个体来说，不同的文化背景、教育程度、个性与修养、艺术品位以及经济能力等因素都影响到个体对服装的选择，设计中也应针对个体的特征确定设计的方案。

四、加工条件

服装工艺的功能性与装饰性要通过相应的加工条件才能体现出来，与服装款式、服装材料、服装工艺三者进行融会贯通。只有能实现的设计才是好的设计，好的设计要有好的构思。设计师在构思时要考虑加工制作的可实施性。比如：①人体平均尺寸、人体运动功能的放松度、当时的流行尺寸；②面料的质地、性能、辅料、配件的选用；③裁剪方法、工艺车缝还是手工艺制作。这样，才能使最后的成品服装既符合设计者的意图，又能保持服装制作的可行性。

五、市场情况

设计师在构思阶段要进行市场调研，把握当时当地的历史潮流和市场变化。资料信息市场：时装信息、流行趋势、设计师手稿资料；成衣市场：品牌、批发与零售；服饰市场：首饰、配饰、美容护肤等；生产一线市场：制作、洗水、制衣、整染、印花等。了解不同的档次要求和品质要求，对成本价格要核算。这样在设计构思时，才能广开思路，广泛借鉴。作为一种产品设计，服装设计效果的优劣不是靠某位专家来评说的，而是由市场来检验的。因此，设计师如果对自己所服务的目标市场一无所知就构思设计，那将非常危险，因为其设计投产后很可能不被市场认可而造成积压，给企业带来巨大的经济损失，甚至使之倒闭。设计师应保持自己的个性和独特的设计风格构思，但这并不等于无视市场的需求。设计师与画家不同，不能孤芳自赏，一定要时刻注意把握市场的新动向，在保持自己的设计风格的基础上，一定要站在消费者的立场上来构思服装，每个细部都经营到位，这样才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。

六、人们消费心理及流行趋势

设计的主体是人，好的设计构思要吻合人们的消费心理，满足人们的消费需求。服装流行意味着人们服饰审美心理和审美标准的变化，反映了在不同时代和环境条件下，人们的个性表现和社会规范之间的平衡和协调。服装设计师把握服装流行的脉搏，洞悉服装流行的趋势。构思设计时针对所要设计服装的消费层的消费对象的风格、喜好，以市场需求为设计定位。这样，才能使设计构思顺应潮流、趋向成熟、有所创造。

服装设计构思和一般的艺术创作活动，既有共性，又有个性。其共同点是它们来自生活，来自创作者的思想指导。不同之处在于艺术创作相对有更多的独立性和主观性，而服装设计必须通过生产环节与市场销售才能体现其价值，带有较多的依附性和客观性。由于服装设计的创作活动需要依赖人体，依靠纺织材料和加工生产相结合，所以在服装设计的构思中，必须兼顾到这些必要的因素。

参考文献：

第3篇

摘要：随着塑料工业的飞速发展及塑料制品在各个领域的推广应用，产品对模具的要求也越来越高。同时也对专业设计人员的经验提出了更高的要求，在塑料制品模具设计时制品材料的选择是决定产品性能的重要因素。还有制品壁厚等问题是辅助设计软件所不能解决的，要需要专业设计人员长时间经验的积累才能做好的。因此本文就塑料制品模具设计中若干重要问题做以简要的讨论。

在我国塑料工业发展中，计算机的应用起到了重要作用。计算机技术在模具设计领域的应用，大大缩短了模具设计时间，尤其计算机辅助工程（CAE）技术的大规模推广，解决了塑料产品开发、模具设计及产品加工中的薄弱环节。更在提高生产率、保证产品质量、降低成本等方面体现出现代科技的优越性。但是现代技术并不能替代专业设计人员的经验，在塑料模具设计时制品材料的选择是决定模具设计时模具材料选用的重要因素。怎样选用合适的材料，是模具设计中一个重要的问题。

一、塑料制品材料的选用对模具设计的影响

一般来说，并没有不好的材料，只有在特定的领域使用了错误的材料。因此，设计者必须要彻底了解各种可供选择的材料的性能，并仔细测试这些材料，研究其与各种因素对成型加工制品性能的影响。本文只就传统的热塑性材料进行分析以说明问题。在注射成型中最常用的是热塑性塑料。它又可分为无定型塑料和半结晶性塑料。这两类材料在分子结构和受结晶化影响的性能上有明显不同。一般来说，半结晶性热塑性塑料主要用于机械强度高的部件，而无定型热塑性塑料由于不易弯曲，则常被应用于外壳。这是材料选用的大框，其次，还要根据填料和增强材料继续选择。

（一）根据填料和增强材料进行选择的分析

热塑性塑料可分为未增强、玻璃纤维增强、矿物及玻璃体填充等种类产品。玻璃纤维主要用于增加强度、坚固度和提高应用温度；矿物和玻纤则具较低的增强效果，主要用于减少翘曲。玻璃纤维会影响到成型加工，尤其会对部件产生收缩和翘曲性。所以，玻璃纤维增强材料不能被未增强热塑性塑料或低含量增强材料来替代，而不会有尺寸改变。玻璃纤维的取向由流动方向决定，这将引起部件机械强度的变化。试验（从注射成型片的横向和纵向截取了10个测试条，并在同一个拉力测试仪上对它们的机械性能进行了比较）表明，对添加了30％玻璃纤维增强的热塑性聚酯树脂，其横向的拉伸强度比纵向（流动方向）低了32％，挠曲模量和冲击强度分别减少了43％和53％。

在综合考虑安全因素的强度计算中，应注意到这些损失。

在一些热塑性塑料中加入了一系列增强材料、填料和改性剂来改变它们的性质。由这些添加剂产生的性能变化必须认真地从手册或数据库中查阅，更好的是听取原材料制造厂家的专家的技术建议。以选用最为合适的材料。

（二）考虑湿度对材料性能影响

一些热塑性材料，特别是PA6和PA66，吸湿性很强。这可能会对它们的机械性能和尺寸稳定性产生较大的影响。在进行设计时，应特别注意这种性能，考虑其对产品性能的影响。模具材料的选用取决于制品材料，细致分析制品材料后，才能在模具设计时选用最为合适的模具材料。

（三）塑料制品模具材料选用

细致分析塑料制品使用的材料后，选取最为合适的模具材料。目前我国市场常见的、适合热缩性材料的模具材料有：非合金型塑料模具钢（即碳素钢）、渗碳型塑料模具钢、预硬型塑料模具钢、时效硬化型塑料模具钢、整体淬硬型塑料模具钢、耐腐蚀型塑料模具钢几种。在模具材料选取时，根据制品材料是否改性和增加填充剂，添加何种添加剂来选取适合的模具材料。例如：制作形状复杂的大、中型精密塑料制品时，其模具材料可选用预硬型塑料模具钢；制造复杂、精密且生产时间较长，需要高寿命模具时刻采用时效硬化型塑料模具钢。具体选用时主要还是要针对塑料制品的材料和模具预计使用情况选取。适宜的材料加上合理的设计将极大的提高模具使用周期，同时也可以提高产品质量。

二、壁厚及相关注意事项对产品性能的影响

在工程塑料零件的设计中，还有一些设计要点要经常考虑，其中对于壁厚的设计尤为重要，壁厚设计的合理与否对产品影响极大，改变一个零件的壁厚，对以下主要性能将有显着影响：零件重量、在模塑中可得到的流动长度、零件的生产周期、模塑零件的刚性、公差、零件质量，如表面光洁度、翘曲和空隙等。

（一）塑料模具设计工艺中的基础要求

在设计的最初阶段，有必要考虑一下所用材料是否可以得到所要求。流程与壁厚比率对注塑工艺中模腔填充有很大影响。如果在注塑工艺中，要得到流程长、而薄，则聚合物应具有相当的低熔融粘度（易于流动熔解）是非常必要的。为了深入了解聚合物熔化时的流动性能，可以使用一种特殊的模具来测定流程。

增加壁厚不仅决定了机械性能，还将决定成品的质量。在塑料零件的设计中，很重要的一点是尽量使均匀。同一种零件壁厚不同可引起零件的不同收缩性，根据零件刚性不同，这将导致严重的翘曲和尺寸精度问题。为取得均匀的，模制品的厚壁部分应设置模心。此举可防止形成空隙，并减少内部压力，从而使扭曲变形减至最小。零件中形成的空隙和微孔，将使横截面变窄，内应力升高，有时还存在切口效应，从而大大降低其机械性能。不同壁厚塑料制品的模具设计时，模腔的要求也不同，根据制品的要求，设计模具的模腔及脱模斜度，斜度要与塑胶制品在成型的分模或分模面相适应；是否会影响外观和壁厚尺寸的精度。

（二）热塑性塑料设计中的指标分析

热塑性塑料一般具有高的延展性和弹性，不需要像具有高刚性、低延展性和低弹性的金属一样指定严格的范围。设计者在决定热塑性塑料模具制品的成本方面起了关键作用，合理且不影响产品性能的、缩小公差，较少成本是可以实现的。一般商业上可接受的产品与标准尺寸的偏差不高于0.25-0.3%，但这还需要与应用时的具体要求相结合来判断。精确的模具可以有效的缩小制品公差，从而降低制品成本。因此，模具精密度对制品生产厂家具有重要意义。

三、塑料模具设计时对收缩值的考虑

为了不对塑料部件制定过分严格的范围，必须要注意一些影响塑料制品尺寸准确性的因素。模具制造的标准必须严格遵守，同时要特别注意脱模斜度的重要性，因为它决定了脱模容易与否及防翘曲性能。

还有一个与产品设计相关的重要问题是，当成型品是由不同材料或不同壁厚制成时，其模后收缩值与方向和厚度相关如果复杂的成型对加工的要求非常严格，必须要获得模具原型有关收缩值和翘曲行为的准确数据玻璃增强材料的这一性质最为明显。玻璃纤维的取向性可在水平方向和垂直方向产生具有显着性差异的收缩，从而导致尺寸不准确。塑料制品的几何形状对收缩也有影响，进而影响到产品的性能，这也是设计者值得关注的一点。因此在此类制品模具设计时要注意制品脱模收缩后的尺寸是否为产品要求尺寸，否则因制品模后收缩值的影响，极有可能导致产品尺寸不符合标准。

结论：

与产品模后性能相关问题还有许多，设计人员可以参考手册进行设计。总之，在塑料制品模具设计时要充分考虑可能影响制品尺寸、性能、外观等多方面因素，综合利弊，选用适合的材料，合理的设计，才能保证产品的性能。

参考文献

张国栋.模具设计概述[J].中国模具设计，2003,6.

李海龙.注塑模具设计[J].模具前沿，2005,12.

肖海燕.模具设计之材料选用[J].西安机械设计，2006,1.

吴利国.塑料模设计手册[M].机械工业出版社，2005,1.

第4篇

合理选择输电线路路径

受地形、土质、气候状况的影响,某些地区极易成为雷击的多发区,所以在输电线路设计时必须避开这些地区,降低雷击概率。通常情况下,雷击区包括以下几个类型地段:(1)地下富含导电性矿藏的地区,以及地下水位较高的地区;(2)土质电阻率低的地区,以及土质电阻率发生骤变的地区,如田地、土壤、岩石等拥有不同类型地貌的地区和山坡断层带、交接地带、山谷地带等;(3)顺风的河谷地带和山区的风口等雷暴走廊区;(4)周围布满山丘的湿润盆地,如包围着湖、水塘、沼泽、水库、树林的地区;5.土质条件较好、植被覆盖良好的山丘顶部区域以及向阳面区域。

搭设避雷线

避雷线是当前使用最为广泛的防雷技术,具有防雷效率高、分流、耦合、屏蔽等作用。分流作用是指避雷线能够减少铁塔的雷电流,以使塔顶的电位降低,减轻雷击破坏程度;耦合作用是指通过耦合导线降低输电线路中绝缘子的电压;屏蔽作用是指直接降低雷击后产生的感应过电压。应当根据输电线路的电压级别选择避雷线,20kV的输电线路不需要装设避雷线,200kV以上的输电线路需要全程搭设避雷线,500kV的高压线应当搭设两个避雷线,以提高避雷线的屏蔽功能。为了提高避雷线的保护能力,应确保每个铁塔区的避雷线能够接地,并保证两个避雷线之间设置一个间隙。当前,我国在设计高压和超高压输电线路时通常搭设绝缘避雷线,以降低功率损耗。

安装线路避雷器

避雷器是在避雷线基础上施加的一种防雷措施,以彻底防止绝缘导线上产生过电压。当雷击产生的电压过大时,避雷器通过利用低阻抗的通路将雷电流泄于地面,以保证输电线路电压在安全的范围内。在安设避雷器时,可选择如下类型的铁塔:环境恶劣的山区线路中的铁塔、跨越大的铁塔、水电站和升压站等出口线路处接地电阻较大的铁塔、出现过闪络的铁塔等。

架设耦合地线

在无法实现降低接地电阻的情况下,可在导线的周围或下方敷设一条底线,以使雷电流可以分流,降低绝缘子串两端的感应程度,减小反击电压间的分量。通过架设耦合地线,能够降低雷击时电力系统的跳闸率。

降低铁塔接地电阻

当合理匹配塔脚电阻和避雷线时,可以实现降压的功能。针对小于65kV大于40kV的输电线路不需要增设避雷线,但是必须做好铁塔接地措施。降低铁塔接地电阻的主要方法包括以下几种:(1)对于规模较小、较为集中的接地网,应当使用接地电阻降阻剂。在接地极四周铺设降阻剂,增大接地的面积,以降低铁塔与地面的电阻。由于此种方法具备较好的导电性能,所以应当将该方法推广使用;(2)爆破接地技术。该技术的运用方式是利用爆破来制造破裂,而后将电阻率低的材料通过压力机的作用导入到裂缝中,从而增强土壤的导电性能;(3)加大水平接地体的长度,由于电感效用与水平接地体的长度成正比关系,当接地体的长度达到55m时,其电阻率为500,当长度达到80m时,其电阻率为2000,所以当接地体达到一定长度后,冲击系数会逐步稳定,不再有所下降。

安装自动重合闸装置

电力系统在遭遇雷击时通过自动跳闸可以发挥自我保护作用,在自动跳闸后,此前所产生的部分系统故障便会自动消除。根据资料统计,在安装自动重合闸装置的输电线线路中,70kV以上的线路其重合闸的成功率为80%以上,30kV以下的输电线路重合闸成功率也可以达到60%,这说明自动重合闸装置是当前极为有效的防雷措施之一,各等级电压线路应当积极安装该装置。

第5篇

关键词：建筑电气；安全性；节能型

引言

随着经济的增长和人们收入的增加，建筑智能化、自动化使建筑用电量猛增。城镇一体化建设的加速，我国的建筑面积以每年十几亿平方米的速度递增。据建设部和国家建材局的统计，我国建筑能耗约占全社会总能耗的27%。建筑节能在建筑行业势在必行。这些都要求建筑电气工程师发挥才智，既要满足建筑功能要求，给居民提供舒适、方便的生活空间，还要尽可能的做到减少建筑耗能。下面分别从建筑电气设计安全和节能两个方面进行了分析。

一、建筑电气设计的原则

建筑电气设计严格遵守相关的设计规范。设计规范是国家或地方制定的设计准则，它体现了国家的政策和对建筑的质量要求，是建筑电气设计者设计的标准。

建筑电气设计应满足建筑的功能需求，保证建筑的各项功能稳定连续运行，给居民的日常生活带来方便、快捷。

建筑电气设计是建筑的一部分，在设计过程中也要考虑综合经济因素，既要考虑初投资也要兼顾以后的运行费用，以求得建筑生命周期内费用最低的目标。

二、建筑电气设计的安全性

建筑电气设计的安全性从电力供应、供电线路、电气设备的接地、建筑消防控制方面进行了分析。

2.1电力供应

电力在现在建筑中占有重要作用，没有了电，建筑就会处于瘫痪状态。保证建筑电力的稳定供给是保证居民正常生活得基础。因此，为了保证供电可靠性，现代高层建筑至少应有两个独立电源，具体数量应根据负荷大小及当地电网条件而定。两路独立电源原则上是两路同时供电，互为备用。此外，还须装设应急备用柴油或燃汽轮发电机组，要求在15秒钟内自动恢复供电，保证事故照明、电脑设备、消防设备、电梯等事故用电。对于高压开关柜应根建筑标准，选用具有“五防”功能的真空开关手车式高压开关柜。对于电力变压器，根据防火要求，主楼内是不允许装设大容量的油浸电力变压器。对于容量低压配电屏的出线，应做成手车式。

2.2供电线路

居住建筑中各种电路繁多。为保证各种设备电路的稳定、安全运行，供电电路的主线截面不能随意更改。如果要更改也要参照规范作相应的计算验证后再更改。否则线路截面的变小，使电阻变大，功率过载将导致电路发热或引发火灾。

2.3电气设备的接地

现在建筑中存在电脑、电视、冰箱等大量电子设备，电子设备通过保护接地系统的重复接地与共用接地体相连，为保证人员安全，此共用接地体的电阻不应大于1Ω。

2.4建筑消防控制

建筑消防设计指火灾自动报警灭火系统.包括火灾探测器、分区消防报警控制器、消防中心和气体自动喷射灭火及自动洒水灭火系统等四个部分，实现报警灭火自动化。其中，消防线路要求要求穿金属管或者暗敷，目的是火灾发生后可以保持消防线路的正常使用，保证信号、命令得到有效的传输。消防水泵的控制尤为重要，为且确保安全，消防水泵的控制应设置两路：一条由引至消防水泵控制柜；另一路则引至消防控制室。

三、建筑电气设计的节能性

建筑电气设计是建筑设计的一部分。为降低建筑的能耗，建筑电气设计师也应从全盘考虑，既要兼顾初投资还要考虑建筑电气的运行能耗。下面分别从变压器、线路、照明几个方面给与分析。

3.1变压器的选择

变压器应选用节能型变压器，高导磁的优质冷轧晶粒取向硅钢片和先进工艺制造使硅钢片的磁场方向接近一致，可以铁心的涡流损耗；良好的接缝密合，可减少漏磁损耗。与老产品比，节能型变压器空载损失和短路损失降低，10kV系列分别降低41.5%和13.93%。平均每千伏安年节电9kW•h[3]。节能型变压器，因其具有损耗低、质量轻、效率高、抗冲击、节能显著等优点，而在近年得到了广泛的应用。

变压器的容量选择。理论上计算变压器负载率为50%时，变压器的有功耗能能耗最小。但此时变压器的无功能耗增加，因此要考虑综合经济效益后进行选择。工程中变压器的容量选择在考虑初投资和运行费后，一般变压器的负载率取容量的80%。

3.2配电线路损耗

建筑中供电线路长且多，由于电阻的存在，当电流通过时就会产生功率损耗，其计算公式是：式中：ΔΡ—三相输电线路的功率损耗；I—线电流；R—线路相电阻。对于供电线选定的条件下，“R”值不变。可见电流越大，电路损失越大。线路的电阻R=ρL/S，电阻与电阻率ρ、导线长度L成正比，与导线截面S成反比。要减少电阻损耗应从以下几个方面考虑：

选用电阻率ρ较小的导线，如铜芯导线较佳，铝线次之。减少导线长度，在设计中线路应尽量走直线少走弯路，另外在低压配电中尽可能不走或少走回头路。变电所应尽可能地靠近负荷中心，以减少供电半径。增大导线截面积，对于较长的线路，在满足载流量、热稳定、保护配合及电压降要求的前提下，在选定线截面时加大一级线截面。这样增加的线路费用，可以由以后的运行费用抵消。

3.3电动机的节能分析

减少电动机损耗的主要途径是提高电动机的工作效率和功率因数。但是在具体工程中电动机通常都是水暖及建筑等专业设备所配套的，因此电气设计节能措施主要在运行过程中。除了就地电容器补偿减少线路损耗外，还应减少电动机低效率的轻载和空载运行。主要的措施是采用变频调速控制电动机使其适应负载的变化，以提高电动机轻载时的效率从而达到节约电能的目的。如对于空调系统的循环泵采用变频控制后空调系统的运行费可节约30～40%。

3.4照明节能

照明节能设计就是在保证作业面视觉要求、不降低照明质量的前提下，减少照明系统中光能的损失，从而最大限度的利用光能，通常的节能措施有以下几种：(1)充分利用自然光，在设计中电气设计人员应多与建筑专业配合，做到充分合理地利用自然光使之与室内人工照明有机地结合，从而节约人工照明电能。(2)使用高效节能灯具和高效电子镇流器、节能型电感镇流器、电子触发器以及电子变压器等，公共建筑场所内的荧光灯宜选用带有无功补偿的灯具，紧凑型荧光灯优先选用电子镇流器，气体放电灯宜采用电子触发器。(3)对于照明灯具进行控制也是一种行之有效的节电方法。根据照明使用特点可采取分区控制灯光或适当增加照明开关点。卧房、病房、客房等床头灯可采用调光开关，高级客房采用节电钥匙开关，公共场所及室外照明可采用程序控制或光电、声控开关，走道、楼梯等人员短暂停留的公共场所可采用节能自熄开关。

四、结语

建筑电气的安全和节能措施还有很多，设计的节能潜力很大，广大电气设计人员在设计中应精心考虑，反复比较设计方案，拿出一套符合各种技术指标，满足功能需求的前提下，行之有效而又切实可行的节能措施，从而达到真正安全节约的目的。

参考文献：

[1]江亿.中国建筑能耗远低于发达国家(第一部分).

[2]中华人民共和国公安部.《火灾自动报警系统设计规范》.GB50116-98

第6篇

关键词：组合小箱梁桥高架桥预应力盖梁挖孔灌注桩

一、项目概况

灵山高架桥是龙(游)-丽(水)高速公路龙游改建段上的一座高架桥，位于龙游县灵山乡。龙丽高速公路是在龙丽一级公路的基础上改建。由于一级公路改高速后，对一级公路实施时占用的50省道灵山段必须恢复。通过多种方案论证比较后决定采用全线高架桥跨越50省道，桥下的50省道按二级公路标准修建。高架桥上部构造为(45×25)m部分预应力砼组合小箱梁，先简支后连续，全桥分8联。该桥左右幅分离，单幅桥梁宽度为11.75m，全桥长1130m。桥址处地质岩层较浅，岩性单一，属片麻岩。桥位处属亚热带季风气候，极端最高气温41.8℃，极端最低气温-11.4℃，年平均气温在16.3～17.3℃。

二、设计标准

1．公路等级：高速公路；

2．设计荷载：公路-I级；

3．计算行车速度：80km/h；

4．桥梁横断面：整体式路基宽24.5m，桥梁比路基两边窄0.25m，桥梁左右幅分离，单幅桥梁宽度为11.75m，横断面布置为0.5m(钢筋砼防撞护栏)+10.5m(行车道)+0.75m(波形钢护栏)；

5．地震动峰值加速度系数：0.05g，重要性修正系数1.3，抗震构造措施按七度设防。

三、总体设计

桥址处地形平坦，两边为灵山乡村民居住区，人员比较密集。已建成的龙丽一级公路为双向四车道，交通量较大。要求施工过程中不能中断龙丽一级公路、50省道的通行，因而桥梁规模、施工难度都比较大。桥型方案设计，力求做到技术可靠、经济合理、施工方便、施工周期短、维护费用低，并且尽量减少对相关工程正常运营的影响。结合初步设计专家评审意见，上部构造选择预制的预应力砼组合小箱梁，先简支后连续。

桥跨布置为：(6×25+5×25+3×(6×25)+2×(5×25)+6×25)m，墩台均按法向布置。全桥分为8联，左右幅布跨相同。下部构造为：矩形墩、肋式台，矩形挖孔灌注桩基础。

四、上、下部结构设计

1．上部结构

本桥上部结构采用25m部分预应力(A类)混凝土组合小箱梁，5～6孔为一联，采用多箱单独预制，简支安装，现浇连续接头的先简支后连续的结构体系。梁高140cm，顶板厚18cm，底板厚从跨中至根部由18cm变化为25cm，腹板厚从跨中至根部由18cm变化为25cm。半幅桥每孔布置4片箱梁，箱梁梁间距为285cm，悬臂长160cm，箱梁之间设18cm厚横向湿接缝。箱梁连续处设1道厚35cm的中横梁，边跨梁端设1道厚25cm的端横梁。小箱梁采用C50混凝土预制。

2．下部结构

下部结构的特点是桥墩类型多，是本桥设计的难点，也是本文要重点介绍的内容。为了保证桥下50省道的通行净空要求，本桥采用二柱或者三柱式桥墩。二柱式墩有37个，其中柱间距为14m的有35个，柱间距为12.4m的有1个，柱间距为15.2m的有1个；三柱式墩有7个。全桥合计有10种不同类型的桥墩。

桥墩盖梁统一采用矩形截面，高为200cm，宽为180cm。其中预应力盖梁设计又是本桥最复杂的部分。盖梁采用C50混凝土，按全预应力砼构件设计。采用ASTMA416/A416M－98标准的低松驰钢铰线，其标准强度1860MPa，直径15.24mm，公称面积140mm2，弹性模量Ey=1.95×105MPa，所使用的预应力锚具应符合国家标准GB/T14370—2000中规定的I类锚具要求。管道采用预埋金属波纹管成型。

桥墩墩身采用等截面矩形实心墩，墩高为600～700cm。两柱式和三柱式中墩的墩身截面尺寸为：180cm(横)×150cm(纵)；三柱式边墩为：150cm(横)×150cm(纵)。墩柱按普通钢筋砼构件设计，采用C30混凝土。

为了加快施工进度和减少施工过程中对龙丽一级公路、50省道正常运营的影响，建设单位要求设计单位对桥墩下部桩基进行优化设计。桥址处弱风化岩层比较浅，如果按嵌岩桩设计，桩长只有15～25米，完全可以采用人工开挖。采用这种施工方法每个桥墩之间互相独立不受影响，作业面广，可以同时大面积施工。经过综合分析比较，桥墩下部桩基并没有采用以往通常的做法：群桩加承台；而是采用等截面大尺寸矩形挖孔灌注桩。两柱式和三柱式中墩的桩基截面尺寸为：240cm(横)×180cm(纵)，三柱式边墩为：180cm(横)×180cm(纵)；采用C25混凝土。桥墩构造见图1和图2。

图1二柱式桥墩一般构造

图2三柱式桥墩一般构造

五、结构计算

1．组合小箱梁

小箱梁内力计算采用平面杆系有限元程序桥梁博士3.0进行计算，荷载横向分配系数采用刚接板(梁)法计算，并用梁格法进行检算，桥面板计算按单向板和悬臂板计算。本设计为部分预应力(A类)混凝土结构，故跨中底板和支点处顶板根据承载能力极限状态设置受力钢筋。此种结构在高速公路上比较常用，有较成熟的设计、施工方法，本文不再赘述。

2．盖梁桥墩盖梁施工及运营阶段的内力计算采用桥梁博士3.0进行计算。预应力混凝土现浇盖梁施工工艺流程为：下部桩基、立柱施工完成后，搭设支架浇筑盖梁砼；盖梁砼达到设计强度后张拉第一批钢束；然后进行上部小箱梁的架设，再张拉第二批钢束；最后进行桥面系施工。按此流程分4个主要工况计算结构各截面内力、应力和位移。成桥运营计算包括恒载、活载、支点沉降和温度等工况，按规范进行最不利荷载组合。温度荷载按体系升温5°C及降温5°C计算；不均匀沉降按10mm计算。

计算结果：在最不利荷载组合下，盖梁上缘最小应力为压应力1.2MPa，盖梁上缘最大应力为压应力5.5MPa，盖梁下缘最小应力为压应力0.5MPa，盖梁下缘最大应力为压应力6.6MPa，均满足规范要求。

3．盖梁与墩柱连接方式对比计算

一般桥墩盖梁与墩柱都是采取直接固结的连接方式，本桥设计中两柱式桥墩也是采用这种方式，见图1。但是在三柱式桥墩盖梁计算中，发现离中柱距离比较大的边柱如果采用梁柱固结，计算很难满足规范要求，因此采取盖梁与墩柱之间设置单向活动盆式支座，见图2。

为弄清2种连接方式对盖梁的影响，在设计中，针对梁柱设置支座和固结2种情况进行对比计算。取5号墩盖梁靠边墩的部分单元在运营阶段的截面应力进行比较，其结果见表1。

单元号

截面号

下缘应力(MPa)

表1说明梁柱之间设置支座可有效增加截面下缘的压应力，对预防盖梁下缘开裂有明显的作用。因此，在该桥设计中，对三柱式桥墩盖梁均设置有盆式支座。其中3、4、39和40号墩两侧边柱设盆式支座，5、6和38号墩单侧边柱设盆式支座。

六、结语

灵山高架是龙丽高速公路上的控制性工程之一，施工工期短、施工场地受限制、下部桥墩构造复杂是该桥的特点也是设计和施工的难点。通过精心设计，努力创新，大胆采用新技术、新工艺，使该桥上下部结构尺寸合理、比例协调，全桥气势宏大，庄重沉稳又不失轻盈美观，符合安全、经济、适用、美观的原则。本工程对类似高架桥工程日后的设计和施工具有一定的参考价值。

参考文献

[1]JTGD60-2004．公路桥涵设计通用规范[S]．

第7篇

桥址区地形较平缓，跨越的沟渠中部局部地段为负地形，大致呈锅底状，雨季排水较为不畅通，并经常存有死水滩，随后几日，缓慢下渗至地下深处。根据原始勘察资料，桥址区0～10.0m范围内黄土（粉土）具Ⅱ级非自重湿陷性（中等），湿陷系数δs=0.023～0.080，自重系数δzs=0.015～0.034，自重湿陷量Δzs=6.19cm，总湿陷量Δs=56.88cm，桥台基础持力层位于该地层上，虽采用0.5m厚灰土垫层进行地基处理，但处理范围仅在基础之下局部范围内，对基础周围地表水的下渗未起防水作用，从而使地表水扩散运移至基础以下湿陷性黄土之中，在荷载作用下，产生湿陷下沉。其下沉速度较为缓慢，且随季节具有一定的规律，在雨季期间，下沉较迅速，雨季后地下水下渗至地表深处时，下沉较为缓慢或停止。根据地勘报告,基底附加应力为203kPa，第一层土的平均附加应力+自重应力约为124.5kPa，大于9.4m以上土层的湿陷起始压力，故第一层土在上部荷载作用和浸水状态下，0～9.4m范围内将会产生附加湿陷变形，变形量为56.88-2.46=54.42cm。据以上综合分析，桥台地基沉降量主要由湿陷变形量和土层压缩变形量组成，其总的变形量为54.42+8.223=62.64cm，目前已沉降约33cm，完成总沉降的52.7%，以后还会继续下沉，因此对其进行加固是非常必要的。

2桥梁的加固设计

本文针对其出现的桥台整体沉降的病害提出了两个具体加固方案。

2.1方案一

a）在原两侧桥台前1.35m加设双柱式桥墩，形成（1.7+12.6+1.7）m跨径的双悬臂板结构,桥台的支撑作用慢慢消失，新的柱式墩主要起支撑主梁作用，b）铲除后期养护逐年增加的沥青混凝土，以减轻上部恒载，利用液压顶升设备将空心板抬升，恢复原桥面的设计标高。c）在墩顶原铺装层增设一层直径25mm的钢筋网用以承担墩顶负弯矩。d）墩盖梁达到设计强度后，顶升主梁，落梁于墩顶支座上，形成双悬臂结构，完成体系转换。e）将原桥的背墙和侧墙均相应进行加高，原桥台基础周围需做防水封闭处理，以防止其继续渗水下沉。

2.2方案二

a）先采用直径为127mm的钻头钻孔，钻孔按梅花型布置，孔间距为1m，钻孔深度为7m，要求钻孔必须穿透原桥的扩基底部，用直径为127mm的PVC管做护壁。b）通过PVC管将直径为110mm，长度为8m钢管桩垂直击打到原桥扩大基础底以下8m处，利用钢管桩加固原有桥位处的地基，通过桩土复合作用共同承担桥梁的上部荷载。c）为了减轻上部的自重，铲除原桥面沥青混凝土铺装25cm，利用液压顶升设备将主梁进行顶升，梁下垫增高度为25cm焊接好的槽钢，同时更换原桥支座。d）待主梁放下与支座紧密结合好后，需对桥台处进行桥面连续的施工，浇筑钢筋混凝土和沥青混凝土，重新摊铺沥青混凝土铺装层。e）原桥台基础周围需做防水封闭处理，以防止其继续渗水下沉。

3设计方案比对

针对前述桥梁病害以及现行桥梁规范，为彻底消除隐患，保证现有桥梁的正常使用，本文拟定了两个加固设计方案。

4结论

第8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9篇

集灌路分离式立交桥位于厦漳高速公路厦门段，原桥名为官林头互通I-1桥，为左右幅分离的钢筋混凝土矮墩连续刚构箱梁，桥跨组合为（20.5+2×21.5+20.5）m，全长88.30m。单幅上部结构采用单箱三室混凝土箱梁，梁高1m，顶宽12.5m，底宽6.5m，腹板厚0.40m，顶底板厚0.25m。下部结构采用薄壁墩、单排3根Φ1.2m钻孔灌注桩基础，墩梁固结。桥址区基岩埋深大于40m，基础按摩擦桩设计。该桥于1997-07月竣工通车，检测发现该桥混凝土保护层厚度与设计值相比偏薄，梁体出现结构受力的横向裂缝，加固后粘贴的玻纤布老化，局部出现脱落，技术评定为三类桥。改扩建需要将原有桥梁拼宽至8车道。主要技术标准如下：（1）设计荷载，老桥为汽—超20，挂—120；拼宽新梁为公路Ⅰ级；（2）设计车速为120km/h；（3）桥面宽度：老桥总宽26.0m，双向4车道，扩建后的桥梁总宽为42.0m，双向8车道，在老桥两侧各拼宽8.0m。（4）地震基本烈度为Ⅶ度。

2扩建方案

根据老桥现状调查、桥梁检测报告及静、动力荷载试验结果，经过综合分析，认为老桥经加固后可以继续正常运营。桥梁扩建方案为:保留老桥并采取一定的加固措施，新建结构类型相同或相近的新桥，通过翼缘板湿接缝连接新老桥梁，最后形成双向8车道的桥梁结构。

2.1结构体系分析

鉴于老桥采用墩梁固结矮墩连续刚构体系，在同跨径桥梁中比较少见，为考察箱梁病害是否结构体系的问题，是否需要利用体系转换来改善当前结构受力状态，拼宽新桥采用何种结构形式比较有利，对如下2种不同结构体系进行分析比较：体系1：维持原有结构体系不变，进行加固、拼宽；体系2：解除2个边墩的墩梁固结，维持中墩固结，进行加固、拼宽。采用midasCivil程序，以老桥为例，建立结构体系对比计算模型，主要考察箱梁边跨跨中截面、中跨跨中截面、边墩墩顶截面、中墩墩顶截面的面内弯矩以及边墩墩底推力的差异。体系1与体系2计算结果的比值为1.012~1.112，结构体系的影响对桥梁上部箱梁结构受力影响并不显著。因此，老桥加固以及新桥设计仍然采用原有的矮墩连续刚构体系，以避免老桥因体系变化导致次生病害产生，并保证活载作用下新老桥横向变形比较一致。

2.2新桥结构

新桥采用与老桥相同的跨径及上下部结构，以保证外观一致且变形协调。桥跨组合为20.5m+2×21.5m+20.5m，全长88.30m。上部结构采用单箱双室混凝土箱梁，梁高1m，顶宽8.0m，底宽5.5m，腹板厚0.40m，顶底板厚0.25m。薄壁墙式墩，墩身宽度3.0m，厚度0.6m，单排2根Φ1.2m钻孔灌注桩基础，墩梁固结；肋式台、双排4根Φ1.2m钻孔灌注桩基础。

2.3老桥加固

为确保桥梁能够安全、正常的运营，在拼宽之前，必须对老桥进行加固，以提高既有结构的承载能力、耐久性。按照“老桥老规范、新桥新规范”的原则进行维修加固，即对原桥的结构验算仍然采用85年颁布的相关规范（简称旧规范），但加固工程中涉及的材料、工艺等部分，执行最新颁布的规范（简称新规范）。除一般病害（如非结构性裂缝，混凝土表层破损、脱落，支座老化、破坏等）采用常规处治措施外，对主要病害箱梁腹板、底板裂缝，需进一步研究合理的维修加固措施。

2.3.1老桥主要病害

主要病害为箱梁腹板、底板裂缝、玻纤布老化，第4跨梁底玻纤布局部脱落，梁体出现超限宽的横向受力裂缝，梁底共13条横向裂缝，缝宽0.18~0.28mm，共计缝长22.1m。核查以往养护、桥检资料，该桥在粘贴玻纤布加固之前的主要病害为：梁侧腹板存在较多裂缝，均为竖向裂缝，右幅第1~3跨梁侧腹板裂缝部分延伸至梁底，左幅第1跨梁侧裂缝部分延伸至梁底，最大缝宽0.20mm；左幅第2跨1/4L~3/4L、第3跨1/4L~3/4L存在梁底横向裂缝，最大缝宽0.10mm。

2.3.2病害成因分析

经过综合分析，产生上述病害的主要原因如下：（1）施工措施不当，施工中混凝土震捣不密实、钢筋位置偏差、保护层过薄、养护欠妥当等，造成混凝土质量不均匀，在受到较大荷载时，沿腹板产生的表面裂缝易与受拉区裂缝相连接［。（2）腹板侧面裂缝部分从梁底向上开裂，梁底面出现横向裂缝，均与主筋垂直，属于梁受拉区出现的弯曲裂缝，说明结构抗力不足。（3）刚构桥属于超静定结构，混凝土收缩、徐变、温度变化等都会对结构产生附加应力，导致混凝土开裂。

2.3.3加固方案

综合考虑加固效果、施工便利性及加固施工过程中的通车要求等因素，在清理混凝土表面，对裂缝灌浆、封闭后，采用高强不锈钢铰线网-渗透性聚合物砂浆技术进行加固，施加预应力高强钢铰线网提高结构的承载能力，抗剪与抗弯加固的不锈钢铰线分别采用Φ3.2mm和Φ4.8mm规格，种类均为6×7+IWS，同时通过在外表面涂刷3cm厚度的配套高强渗透性砂浆增加结构的耐久性。加固前须拆除梁体表面粘贴的所有玻纤布。箱梁外侧面沿腹板全高加固，主要受力钢铰线须垂直于桥梁轴线方向，并兜向底板45cm。箱梁底板上的钢铰线网需须顺桥向布置，每跨内的钢铰线网在纵向不宜拼接，必须搭接时，在钢铰线受力方向的搭接长度应不小于80cm。施工工艺流程为：定位放线混凝土基层处理裁切钢铰线网片钢铰线网片的固定与张紧钢铰线网片节点的固定涂刷界面剂聚合物砂浆压抹湿润养护。其中钢铰线网的固定和张紧是其能够立即和原结构共同受力的关键。根据设计确定的锚具位置，通过植入螺栓和粘贴钢板在构件端部固定锚具。钢铰线下料后，用专门的挤压锚具挤压套筒使其与钢丝绳成为一体，在一侧钢丝绳的一端直接穿入锚具，另一端由专门的张拉器预张紧后进行锚固，参考以往工程经验，预张拉应力取0.25~0.3倍的抗拉强度设计值。用配套专用固定销钉对钢铰线网片的各节点进行逐段钻孔锚固，使其固定在箱梁上。该项加固技术在国内许多建筑工程、桥梁工程上得到应用，实践表明加固效果良好，其主要特点如下：（1）由于高强渗透性砂浆基本为无机材料、不锈钢绞线网耐腐蚀性能好，较好地解决了混凝土结构加固后的耐久性、抗火、耐高温性能等问题，加固性能可靠；（2）钢铰线网为高强不锈钢铰线编织成网，运输及施工方便；（3）高强钢铰线强度高，其标准强度约为普通钢材的5倍，加固后结构自重增加很小，对原结构的自重影响也很小；（4）对混凝土结构进行抗弯及抗剪加固均可取得良好的加固效果，并且可以显著地提高构件刚度；（5）混凝土构件加固后的疲劳性能以及钢网、砂浆的锚固、粘结性能良好；（6）易于大面积施工，在结构加固的过程中不影响建筑物的使用，对被加固的母体表面没有平整要求，节点处理方便，更适合桥梁和楼板等混凝土结构的加固。

2.4新老桥拼接

经过多阶段比选确定箱梁拼宽设计的基本原则为“上连下不连”，其要点如下：（1）新老桥上部结构通过拼接形成整体共同受力，下部结构分离独立受力。（2）老桥箱梁翼缘板下缘钢筋无法承受翼缘板刚接后产生的正弯矩，设计采用现浇铰缝进行拼接。老桥翼缘板切除0.5m，新老箱梁之间预留0.5m的UEA钢纤维混凝土翼缘板后浇段，新老桥之间通过植筋和锯缝形成铰缝，拼接铰缝构造见图5，顶板锯缝填沥青玛蹄脂，底板填塞木条。（3）为减小拼宽部分收缩、徐变对老桥的影响，拼宽部分建成后3~6个月，再实施拼接。（4）为减小拼接后新桥基础沉降对老桥的影响，应严格控制该基础沉降，对新桥进行桩底压浆。同时，为了降低新桥的后期沉降量，尽量使沉降量发生在拼接前，新桥上部结构施工完毕后，对梁体进行加载预压，加载量不小于桥面2期恒载的重量，预压时间控制在2~3个月。

3结构受力分析

3.1分析模型及计算荷载

采用MIDASCivil对老桥加固前后、老桥和拼宽新桥在拼宽前后、拼宽纵桥向相互影响及结构抗震性能进行分析计算，有限元模型见图6。采用ANSYS进行新老桥翼缘板拼宽前后局部分析。考虑的荷载有施工临时荷载、恒载、汽车荷载、整体温差、梯度温度、基础变位、收缩、徐变、地震动等。老桥计算考虑了一定的定量退化处理。

3.2主要分析结果

（1）桥梁拼宽前，老桥在承载能力极限状态下满足规范要求，正常使用极限状态下裂缝超限，需要进行加固。现行公路桥梁加固设计规范未对上述加固方法进行规定，考虑到该方法与粘贴钢板加固法同属于复合截面加固法，钢铰线网与钢板的受力方式均设计成仅承受轴向应力作用［4-5］，其加固原理、材料性能、计算假定等均类似。参照文献中2种加固方法的3种计算规定，对老桥加固进行验算，裂缝通过应变值推算，不考虑主梁侧面围套内钢铰线网片对承载力的提高作用，计算结果满足规范要求。此外，还可采用组合有限元法建立精细模型进行分析计算。（2）桥梁拼宽后，新老桥在承载能力极限状态和正常使用极限状态下的结构承载力、裂缝宽度、跨中挠度满足规范要求。拼宽后老桥的弯矩、剪力值有所增大，新桥的弯矩、剪力峰值下降。（3）新老桥翼缘板拼宽前后局部分析结果表明：拼宽后，新桥的基础变位导致新、老桥翼缘板出现横向附加弯矩，弯矩峰值在墩顶处，向跨中及桥台处逐渐减小。老桥翼缘板（每延米长度）的墩顶横向弯矩在翼缘根部大于新桥翼缘板根部的横向弯矩。基础沉降工况对拼接的影响最大，老桥抗剪略有不足，考虑到老桥翼缘板加固困难，设计除适当增加新桥桩基长度外还对桩基底部进行压浆处理，以减少基础沉降的影响。同时，为了降低新桥的后期沉降量，尽量使沉降量发生在拼接前，新桥上部结构施工完毕后，对梁体进行加载预压。（4）采用反应谱法进行抗震性能分析，桥梁采用连续刚构体系，桥墩为薄壁墩、单排桩基础，刚度适中，各墩台刚度协调，结构体系抗震性能较好，地震工况不控制设计。

4结语

第10篇

1三维数字化设计发展与现状

1．1计算机辅助设计系统发展从1963年美国MIT机械工程Coons，首次提出了计算机辅助设计系统（CAD）概念开始，军工、航空航天以及精密制造业等领域就开始了CAD的研究与开发。到20世纪80年代，CAD技术开始走向成熟，并广泛应用于商业领域，开始出现在PC终端系统中。1989年，PTC公司推出Pro／Engineer产品，用参数化的特征设计为CAD三维设计建立了新的标准。此后，随着全球经济的发展，三维CAD设计开始普遍应用于航空航天、船舶、汽车及精密仪器制造业等领域［1－3］。

1．2三维设计应用在国内外的基础建设领域，三维设计技术也正在蓬勃发展，其中在水利水电、公用与民用建筑等行业已经取得较为广泛的应用，初步实现了二维设计向三维协同设计的转换。如图1所示。图1水电厂房剖切视图对于公路工程，特别是桥梁设计领域，CAD设计系统的发展相对较为缓慢，大多还处于二维阶段，或者应用其他主流的三维CAD平台对桥梁结构进行三维展示，中国交通部公路科学研究所研发的桥梁三维造型系统Bridge3D，尝试了采用参数化技术进行桥梁结构外观造型设计。但是，相对于制造行业的参数化、变量化的三维CAD设计系统差距还很大［4－5］。

2基于BIM技术的工程设计概念

2．1BIM技术定义建筑信息模型（BuildingInformationModeling，简称BIM）技术和理念由AutoDesk公司于2002年率先提出，它是通过数字化技术，在计算机中建立一座虚拟的建筑，一个建筑信息模型就是提供了一个单一、完整、逻辑的建筑信息模型［6－7］。BIM是贯穿在工程整个生命周期中，使设计数据、建造信息及维护信息等大量信息保存在BIM中，在建筑整个生命周期中得以重复、便捷地使用，如图2所示。

2．2BIM技术在桥梁工程中的延展BIM的发展是始于建筑行业，但其内涵及外延早已超出了模型的范畴，也延伸出了建筑行业，甚至覆盖了整个工程建设行业。对于桥梁工程而言，可以参考美国国家BIM标准，对桥梁信息模型（BIM）阐释如下：（1）一个桥梁工程物理和功能特性的数字化表达。（2）一个共享有关桥梁建设项目所有信息的资源数据库。（3）一个分享有关桥梁工程的信息，为该工程从概念开始的全生命周期的所有决策提供可靠依据的过程。（4）在项目不同阶段、不同利益相关方，通过在BIM中写入、提取、更新和修改信息，以支持和反映各自职责的协同作业，如图3所示。图3BIM技术支撑的工程范畴

3三维数字化设计与二维设计对比

对于桥梁设计而言，采用BIM的理念与传统CAD相比，改变的是整个设计流程与设计方法。（1）从线条绘图转向构件布置。（2）从单纯几何表现转向全信息模型集成。（3）从各工种单独完成项目转向各工种协同完成项目。（4）从离散的分步设计转向基于同一模型的全过程整体设计。（5）从单一设计交付转向工程全生命周期支持。对于桥梁设计行业，采用BIM技术不仅仅意味着效率与质量的提升，更重要的是设计方掌握了工程项目最核心的信息模型资源，不仅向业主方提供工程设计服务，而是向全寿命周期内各个工程参与方提供高附加值的服务与咨询，使工程项目的潜在价值向设计阶段前移［6］。

4基于BIM技术的桥梁三维设计技术

4．1信息需求的系统分析了解桥梁工程对三维设计技术的需求是建立三维设计系统的基础，虽然其他行业的三维设计技术已经较为成熟，也有了成功的工程案例，但是桥梁工程建设对三维工程信息的要求有自身的特点，并不能将其他行业的工程需求照搬过来。因此，需要重新根据桥梁设计、施工与管理的特点分析其对工程信息的实际需求。只有得到各个工程参与方对三维信息的需求，才能使三维信息模型发挥其在工程建设中的核心数据平台的作用。

4．2信息模型的参数化建立方法三维设计技术的核心是信息化的三维模型，通过前期分析得到各方的信息需求后，如何建立赋含上述信息的三维模型就成为关键。抽象化、变量化、参数化的设计技术是一种高效、直接和便于修改的信息化模型建立方法，该方法的核心思想是把工程项目中具有特征变化的图元要素的特征值抽象为某个函数的变量，通过修改变量值，或者改变函数实现算法，就能够获得赋含各种信息的模型。主要工作在于寻找各类要素的特征变量及其与整个模型的逻辑函数关系［8－10］，桥梁三维模型如图4所示。

4．3CAD－CAE信息共享技术桥梁设计的重要特点是结构计算分析在设计中占有极其重要的位置，计算分析结果决定了主要构件尺寸与构造形式，桥梁结构计算工作量在整个设计流程中占据较大的比例，对于复杂桥梁甚至是控制性的节点工作。因此，实现设计平台与计算平台的信息共享乃至无缝结合，对提高设计效率有着积极的作用。

4．4数字化工程的交付方式与标准数字化虚拟工程移交是三维设计发展的必然结果，因为传统的二维图纸载体已经被全信息模型所取代。基于BIM技术的桥梁工程设计产品是一个包含了各阶段、各参与方所需信息的核心数据模型，这就需要针对不同信息接收方制定不同的产品交付方式与标准，交付方式与标准的确立，标志着三维设计阶段转向了三维信息化的施工与运营管理阶段。

4．5一体化协同设计与管理技术从单点、离散式的分布设计转向基于同一模型的一体化协同设计是BIM技术的重要标志，对于项目管理的效率与质量有着质的提升。同时，协同设计不仅仅指设计方内部的流程与设计过程管理，还包括设计产品交付、进入施工与运营阶段后的协同信息交流与管理，甚至可以延展到工程全寿命周期内的各个参与方的协同工作。只有掌握了一体化协同设计与管理技术，才能发挥三维数字化设计对工程全寿命周期的技术支撑作用［7］。

5三维数字化设计发展存在的问题

（1）全行业对三维数字化设计的认识有待统一。目前整个交通建设行业的三维设计刚刚起步，政府主管部门、工程业主单位、设计单位与施工单位等各方对三维设计的理解与需求是不同的，而以上各方都应该是三维设计的参与方，也是受益方。因此，在交通行业发展三维数字化设计需要全行业对其有一个统一的认识。（2）从设计单位看，意味着设计习惯、工程流程与管理体系的再造。二维设计向三维设计的转变，必然是一个缓慢的过程，大干、快上不符合技术发展规律。在三维设计起步阶段，由于设计人员的技术不熟练，设计系统不够完善，管理体系还不健全，可能会导致工作效率降低。因此，需要在工作中寻找发展与稳定生产的平衡点，这是一个不断摸索、发展与调整的实践工作。（3）从整个交通建设流程看，各个环节的发展节奏不一致。目前交通行业三维数字化的工作与重点集中在设计阶段，大部分的实践工作由设计院承担。但是，设计阶段只是工程建设的中间环节之一，其设计基础数据的获得要依靠前期的规划与勘测方，后期产品要交付于审查与施工方，如果各个环节发展脱节，就难以发挥三维数字化的优势。所以，三维数字化技术的变革比当年“甩图板”工程涉及的范围更广，难度也更大。

6结束语

第11篇

随着经济社会的逐步发展，我国道路交通问题日益突显出来，我国也加大了对于桥梁建设的投入力度，道路桥梁设计是交通部门工作的重点。我国现阶段道路桥梁结构设计常见问题主要有以下几个方面。

1.1设计标准不高

我国道路桥梁设计对规范标准的要求并不高，进行施工就会对道路交通产生诸多不便或产生安全隐患，还会对桥型的美观程度造成一定的负面效应。所以设计时应充分的考虑这个方面，结合现场环境，很多时候都需要在桥梁的主梁或梁侧部分预留一定空间，为日后的施工打下良好的基础。

1.2管道预留空间不足

专用桥梁管道是每一座桥梁设计中必须要考虑到的方面，但在具体的设计和施工中往往是忽略这一点的。产生的原因主要是城市化所带来的人口压力过大或城市改造工程。城市改造工程很有可能产生管道预留空间不足的情况，而在很多时候我们只能采用少量的扩容处理，将桥梁管道在桥体之外，这样做的直接后果就是会对交通线产生不利影响，还可能影响到桥体的美观。遇到桥梁管道预留空间不足的情况时，再次开挖是比较适宜的方法，但一大弊端就是会加大工程的资金投入力度，同时也不利于交通情况。

1.3绿化带专项防水设计缺陷

桥梁工程必须具有一定的使用功能，除此之外还要有一定的美观性。所以桥梁绿化带专项防水设计应运而生。在设计桥梁结构的过程中，绿化美观需要在设计的考虑范畴内。通盘考量了所有的影响因素后，必须要保证桥梁结构使用性和美观性。

1.4结构设计选型问题

桥梁工程结构选型问题在设计中是比较重要的一个方面，满足视距和净空的要求的同时，还要具有美观的外形和科学合理的结构，这也视为桥梁结构设计的基本标准和原则，尽可能的打造出功能和美观于一体的桥梁工程，为城市平添一抹亮色。但在具体的设计时，关注实用功能的比较多，而忽视结构选型，结构选型不合理也就不足为怪了。

1.5装饰结构设计问题

我国的桥梁工程结构设计中安全材料不合标准的情况是比较常见的。一项工程要想成为精品，所使用的材料可以说是最为关键的，其是保障桥梁结构的安全运行根本。所以必须要保证装饰材料的可靠性，可以采用材料取样试验的方式来严把材料的质量关，为桥梁工程的安全运行保驾护航。

2道路桥梁结构设计要点

2.1主梁设计

不同于整体式简支梁结构，装配式简支梁结构最为重要的特点是可将预制独立构件进行运输与吊装，并且通过现场安装、拼接制梁。对于自动化、机械化施工技术的应用在设计中就可以完成，这样就大幅度的节省了施工成本，劳动生产力也有显著的提高，季节变化也无法对施工造成实质上的威胁。桥梁上部结构的主要承重构件就是主梁，一般的设计型式有T型和箱型，箱型结构主梁大多在预应力混凝土结构梁中应用。设计采用箱型结构主梁需要对主梁结构的间距与片数作要求，主梁间距与片数两者相互制约，即间距小则片数多、间距大则片数少。而主梁的高度及细部尺寸是以荷载的计算方法加以确定的，若主梁对称布置，梁身的荷载也是呈对称分布，此时要用杠杆法来计算，如若不然就要以偏心受压来计算。上述两种情况的相同之处是控制设计的标准是内力的最大值，要注意的是此标准不可作为主梁结构各个截面的最不利状况的受力计算，主要是因为很多不安全的因素夹杂在计算结构中。

2.2型式的选择应为桥台设计桥台结构设计的重点

在桥台结构的选择上，装配式简支桥梁主要有轻型桥台、钢筋混凝土薄壁桥台、埋置式桥台三种。轻型桥台结构型式体积较小，比较适合挡土的翼墙结构设计。钢筋混凝土薄壁桥台可设计将台身埋置于桥梁护坡中，这样不仅能够降低桥台结构受上部荷载的作用力，还能够使桥台留有足够的空间。但护坡容易受到洪水的侵袭使台身，所以设计时不可缺少的是对强度和稳定性的计算。

2.3桥墩型式选择

双柱式墩、十字墩或矩形薄壁墩是装配式简支桥梁结构设计的主要型式，单幅双柱式是最为常见的。鉴于以往的经验教训，设计时应谨慎选择桥墩结构型式，在岩溶性地质、桩基础施工难度比较大的地方应以实际情况为前提，减少桩基的设计，单柱单桩的设计是比较适合的。而在施工在河谷或容易受滚石威胁的地方时，设计的重点应该放在如何加强桥墩结构的整体抗撞击能力上，也比较适合单柱单桩设计。对于高位墩柱长桥，设计时应重点考量桥梁上部结构荷载累积变位的问题，这是双幅两柱整体下部构造设计是比较理想的。

2.4定线原则

（1）在1:10000比例尺的地形图上在起、终控制点间研究路线的总体布局，找出中间控制点。根据相邻控制点间的地形、地貌分布情况，尽量选择地势平缓地带，确定各种路线方案。

（2）山岭重丘地形，定线时应以纵坡度为主；而平原微丘地区地面自然坡度较小，纵坡度不受控制的地带，选线以路线平面线形为主，最终合理确定出公路中线的位置。

3结束语

第12篇

（一）组织与管理方面存在的问题

1.组织者因各种原因没有投入充足的时间。由于学生多，指导老师较少，师生比例较小，一般情况下一个指导老师要同时指导10多个学生，加之很多老师同时面临着上课、科研、兼职辅导员或班主任以及评定职称等压力，所以就不可避免地会出现指导时间不足的缺陷。

2.考核评定方法不够科学严谨。毕业设计考核评定方法过于程式化，一般来说都会分为开题、中期和答辩三个阶段，这看起来还算比较合理，但实际运用中，往往存在三期脱节的现象，即开题后，学生思想很容易放松、拖沓，转眼中期即至，许多人还没有像样的成果可以报告，而中期后，又有很多学生面临找工作和考研复试等事情，所以到了答辩往往是应付了事。看似有用的三期汇报，其实并没有起到真正的监督作用。而在给予考核成绩时，都是以优、良、中等、及格和不及格来断定，其中老师的主观判断和个人感情有时会影响打分，学生则大多并不清楚成绩划分优良的判别标准。

3.软件等客观因素。对道桥方向的学生来说，设计时经常会用到一些专业设计软件，比如纬地、桥梁博士等。从头开始学习新软件需要一段时间，另外因这些软件版本大都是学生在网上自行下载的破解版，因与系统存在不兼容问题只有少部分学生才能安装上，且输出的设计图表显示不规范，需要大量的修改和后期处理工作。更严重的是，使用盗版软件将会面临被追究侵权的法律责任。

（二）执行者方面存在的问题

1.对指导老师的依赖性太强。这可能也是我国学生从小面临的问题，学习与否，怎样学习，都是老师教出来的，缺乏主观能动性，很少有学生主动提出选题方案或想法，都是在等老师的组织和安排，汇报则像考试一样突击和应付的情况严重。一旦老师不给出图纸或者下一步的思路，则停滞不前或消极对待。

2.资料准备不足，专业课程实践的综合应用能力差。有些学生平时成绩还可以，到毕业设计综合运用的时候却往往缺少思路，无从下手。这说明学生的知识面不够，创新思维受到限制，而对学过的各门专业课程又不能灵活地综合运用，所以造成实际分析和解决问题的能力薄弱，又因为没有施工经验而对计算模型和实际模型之间的转化的施工方法、结构要求及规范等不够熟悉和了解。很多学生查阅资料的能力不足，往往找不到适合自己的文献材料，不能很好地利用学校数字图书馆及文本文献，这些都一定程度地影响了设计图表完成和说明书编制等环节的进度。

3.设计内容多而不精，工作量偏大。本校道桥方向毕业设计时间一般安排为13周，虽然看似设计时间充足，但道桥方向毕业设计任务书要求内容较多，主要包括：确定选题方向、方案选择、方案设计及软件出图、计算书编制、专题设计、专业文献翻译、汇集材料答辩等，应该说，整个过程的工作量较大，不少学生因此感到时间仓促，以至部分学生的毕业设计质量不理想。

4.执行者的个人因素。毕业设计的持续时间段一般为3月份到6月份，而这段时间往往也是未落实就业单位的应届毕业生找工作的繁忙阶段，要参加大小招聘会、面试等，考上研的学生也在该期间准备及参加研究生复试，实际真正用来做毕业设计的时间又被压缩掉几周。再者，因为一学期的设计时间基本全由学生自由支配，学生不能够很好地把握设计进度并按照开题时拟定的进度按时完成，往往前松后紧，指导教师进行阶段性检查前再临时突击进度。

二、解决措施

（一）组织管理方面的措施

1.与施工单位结合，努力克服选题不当或单一。选题对毕业设计来说无疑代表着一个好的开始，选题一定不能仓促，对于组织者来说，应该鼓励学生加强与企业、施工单位的联系，多与工程实践相结合，题目不用太大，可以仅完成工程项目的分支，这样，真题真做，再由施工方管理人员给予实际施工指导。这对于即将毕业的道桥方向学生来说具有很重要的意义，这无疑是书本知识和实际施工的有利结合，为他们走向工作岗位打下了基础。

2.组织者时间上的保证。毕业设计期间，组织者应以指导学生毕业设计为主要任务，一定要统筹安排好自己的时间，不要让过多的其他任务影响了自己在时间上对学生及时辅导的保障。其他任务可提前在毕业设计之前或者之后来集中完成，必要时应增加指导教师的人数。

3.量化考核成绩，减少主观因素的影响。考核成绩应针对设计题目的难易有区别地对待，比如对不同难度的题目分别给出最高分数的限制，或者首先针对不同难度的题目给出一个权衡指数，最后的成绩与权衡指数相乘来确定最终分数。这一点非常重要，既可以提高自主选题的主动性，也使学生对自己的成绩由来有一个清楚的认识，并且还对“都能及格”这一大众化消极观点给予了强有力的回击，真正做到客观、公正。

4.做好软件准备等后勤保障工作。组织者应加强与学院或学校方面的联系，由学院或学校牵头，对经常用到的毕业设计软件应尽量提供正版，或者期限较长的试用版，再由专业人员进行安装指导，对于无法满足提供正版或长期试用版的软件，要由组织者经试用后把最优版本提供给学生使用，必要时应提供安装等方面的指导。

（二）执行者方面采取的措施

1.加强文献检索能力和资料查找能力，对所学内容灵活运用。对于即将踏上工作岗位或新的学习研究阶段的毕业生来说，四年来他们所学的内容也许并不少，但具体运用能力还没有得到锻炼，当然，这也与缺少工程实践有关，而学习实践之余，学生不爱动脑、得过且过的缺点也暴露无疑，且缺少专业知识的延伸，对于相关文献资料的查找能力有限，在遇到困难时往往找不到解决途径。此时，我们可以借鉴研究生阶段的方法，由指导老师加以引导，对所学专业知识进行综合，并由组织者或已经成为师哥师姐的研究生在实践工作和文献查找等方面进行专题指导，以此提高学生的检索技能和知识运用能力。

2.进行时间优化和设计内容优化。对于已具规模的较大的毕业设计，在第七学期末这一阶段，提前交给学生设计任务书或图纸，对于自主命题的学生提前给出选题标准和要求，这样就有效延长了毕业设计的寿命，使大的综合设计题目得以较为细致地完成，并有利于在施工单位做设计的同学提前确定好设计方向，可不必要对大规模工程做整体设计，而是进行切块设计。

3.执行者个人时间的灵活掌握。对于要找工作和考研复试的同学，应及早做好时间上的安排，而不能以任何理由来应付和消极对待毕业设计，这就需要每个执行者对自己的时间做出及早的安排，督促自己把时间限定在计划内，既不影响毕业设计进程，也不影响其他必要的时间安排。

三、结语

第13篇

关键词：山区；公路；桥梁；设计

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

中图分类号：U442.5文献标识码：A 文章编号：

1 山区高速公路桥梁的主要特点

山区高速公路的主要特点是地质、地形复杂。地形复杂主要表现为地面高差大，冲沟发育、横坡陡直；地质复杂主要表现为滑坡、岩溶、不稳定斜坡、陡崖、崩塌、煤矿采空区等不良地质。受这些方面的影响，路线布设时平纵横三个方面都受到约束，一般有平曲线多、平面半径小、纵坡大、桥梁比例高、横坡陡、半边桥和高挡墙多等特点。山区高速公路桥梁也相应具有上述特点，高墩大跨多，斜弯坡桥多，墩台形式多，施工场地狭窄、个别路段桥隧交替相连等特点。

2 山区高速公路桥梁的主要结构体系

为了保证行车的舒适性和结构的耐久性、适用性，山区高速公路桥梁体系一般采用先简支后连续或部分桥墩与主梁固结的连续刚构混合体系。由于山区桥梁墩高相差较大，如果采用全刚构体系，需要通过调整桥墩的线刚度来改善桥墩受力，这样会造成桥墩尺寸种类多，美观性降低，施工相对麻烦一些，所以全刚构体系采用较少。连续结构的一联不能设置太长，墩台水平位移较大，墩柱尺寸需设计的相对大一些，材料较费。根据地形特点，将连续梁中

间墩高较高，刚度相差不大的相邻几个桥墩与主梁固结起来，利用其柔性适应桥墩所受的内力，在较矮的边墩上设置滑板支座或橡胶支座，形成连续梁。

这样的连续一刚构体系，高墩、矮墩的受力性能都得到了改善。弯、坡桥在山区高速公路桥梁中较多，曲线梁桥在弯扭耦合作用下，具有沿某一不动点变形的趋势。单向行驶的大纵坡长桥在长期反复的汽车制动力作用下，梁体具有沿下坡方向滑移的趋势。如果采用全连续结构，即上、下部结构之间为橡胶支座连接时，这种滑移趋势会造成梁体受力不平衡，支座脱空甚至破坏的现象，从而导致梁体开裂。因此，山区高速公路桥梁宜采用先简支后连续结构或部分桥墩与主梁固结的连续一刚构混合体系，既要适应平面线形，又要适应桥梁受力特点。

3 山区高速公路桥梁设计要点

（1）与平原地区的高速公路相比，山区高速公路在地形、地质、水文条件等方面有着很大的差别，因此我们在设计桥梁时必须高度重视这些差别，尤其是在地形、地质方面。有时同一座桥在纵桥向的地质变化很大，在横桥向的地形变化很大，如不重视，很容易出现差错，因此在设计前一定要认真收集设计资料，做到心中有数，有条件时设计人员最好到实地调查一下。

（2）由于山区高速公路的地面高差变化较大，运输材料、机械比较困难，给施工带来很大的不便。所以我们在设计时一定要考虑到施工的可行性，因地制宜。

（3）桥梁设计要遵循“适用、安全、经济、美观、环保”的基本原则。现在随着国民经济不断提升“美观和环保”已受到越来越多关注。桥梁设计在注重安全性、舒适性、和耐久性的同时，应引人“环保、美化、人文”的理念，把高速公路桥梁的景观设计作为一项重要内容加以考虑。在保证桥梁使用功能的前提下，要尽可能地考虑到使建成后的桥梁与周围环境相协调，不对原有的环境造成破坏。设计时应开拓艺术创新思路，全方位、多角度地展示桥梁景观的美学效应，同时应维护生态平衡，保护珍稀动、植物及特有的地质风貌。对桥梁进行涂装时，不但要考虑与周边环境色调、桥梁造型相协调，还要考虑桥梁所在地区的民风、民俗。

4 上部结构设计

桥梁在山区高速公路中所占的比例较大，但一般情况下，特殊的大跨径桥梁较少。因此，对于数量众多的常见跨径桥梁，其设计原则就是尽量采用施工方便、造价经济的标准化、预制装配化结构。常用的大、中桥标准跨径有16m、20m、25m、30m、35m、40m、50m，常用的中、小桥标准跨径有6m、8m、l0m、13m、16m。上部结构形式主要有空心板、预制T梁、预制小箱梁等。一般情况，对于跨径小于30m的桥梁空心板、预制T梁、预制小箱梁等结构形式都可以采用，对于跨径为35m、40m、50m的桥梁，根据梁的受力特点，更宜采用T梁或者小箱梁。从造价上讲，20m跨径以下，用空心板截面的桥梁造价相对经济些；从桥下净空方面来讲，对于较小跨径且桥下净空不高时，空心板截面最适宜；从受力上讲，对于较大跨径40m、50m的桥梁，用T梁截面则更好，这种结构形式充分利用混凝土的抗压性能和钢筋的抗拉性能，减轻梁体的自重。小箱梁从造价、施工简便性还是受力等各方面看，可以说是介于空心板和T梁之间的一种截面。因此，对于跨径25―35m的截面，常采用的是小箱梁的结构形式。

5 桥墩设计

对于常见高度的桥墩，即墩高小于40m的桥墩多采用柱式墩或Y型薄壁墩，其中又以柱式墩最为常用。柱式墩分圆柱和方柱两种。圆柱施工时外观质量易控制，与桩基衔接方便，而且箍筋对核心混凝土的约束作用较强。但是从美观角度来说，方柱棱角分明，与上部梁体协调，有一定的视线诱导性，较美观。从受力上看，截面积相等的圆柱和方柱，方柱的抗弯刚度要大于圆柱，受力优于圆柱，当体系为连续刚构时，方柱可以方便的调节两个方向的尺度来调整墩柱的刚度，从而达到调整墩柱受力的目的。

因此，对于常见墩高，设计中采用何种墩柱形式应根据具体地形、上部结构形式、墩高等因素综合考虑。一般矮桥墩的设计由强度控制，但当桥墩较高时，就必须考虑桥墩的稳定问题。在做高墩连续梁桥设计时，高墩的柔性必须考虑，防止结构发生失稳破坏。

6 桥台设计

山区高速公路桥台一般采用重力式u型台、肋式台、柱式台三种形式。根据《墩台与基础》规定，u型台控制的填土范围一般为4～l0mm，因此u台高度最好控制在l0mm之内。山区桥梁u型台一个显著特征就是横向、纵向横坡陡，为了适应地形，减少开挖，节约圬工结构方量，u型台设计时必须合理分台阶。由于桩柱式桥台的抗推刚度较小，当联长较长、台后填土较高时不宜采用，一般桩柱式桥台的台后填土高度宜控制在5m以下，联长宜控制在150m以内。

7 桥墩与路幅的关系

山区高速公路有整体式路基和分离式路基两种。目前路线选线越来越强调占地少、环保与景观协调的理念，除了中长隧道等设置分离式路基外，越来越多的采用整体式路基。整体式路基的双幅桥，一般情况下下部结构按照分幅单独设计，即双幅四柱。对于高墩长桥，为了减少开挖、增强边坡稳定性、节约材料，降低造价，整体式下部结构即双幅两柱不失为一种较好的选择。与双幅四柱相比，在桥墩截面积及横向宽度相当的情况下，整体式下部结构横向和纵向刚度是分幅设置的两倍以上，除了可以减少开挖、节约材料、施工方便外，还能减小墩顶位移。当然整体式下部结构帽梁跨度较大，还须考虑车辆双向行驶时扭矩影响，帽梁需要设置的大一些。一座桥究竟是采用整体式下部结构还是分幅下部结构，需要结合桥位处地形、地质、水文、墩高等多方面因素综合考虑。

8 基础设计

山区高速公路桥梁最常用的基础形式为扩大基础与桩基础。山区一般地质情况较好，采用扩大基础的情况相对较多，且宜采用分离式扩大基础。因为分离式扩大基础适应地形横坡，承载力亦能满足要求。斜坡上的扩大基础与桩基础必须考虑基础扩散角和覆盖层厚度以及施工时的相互影响。桩基础多为嵌岩桩和柱桩，地质情况较差地段可以采用摩擦桩。桩基础施工方法多为挖孔灌注桩。

当遇到软弱夹层多、卵石、漂石等容易造成坍孔的地质情况时，地下水位较高、地层含有煤气、瓦斯等有害气体时不宜设计为挖孔桩。对于高墩大跨桥梁采用扩大基础时，当基础底的岩石饱和单轴抗压强度高、风化程度和软化程度低时，可采用在岩石内设锚杆的方法，以达到满足基础偏心矩，墩身稳定性要求的同时减少基础混凝土和钢筋用量的目的。

第14篇

上个世纪末我国公路建设高速发展，而在全国进行大范围公路建设中因为桥梁桩承载力好，节省用料和人力的优点得到广泛运用。桥梁的桥体的承载力主要就是靠桥梁桩来承担，因此桥梁桩的基础加固是公路工程建设的基本保障。尤其是在我国这种地形地质条件相对复杂的山区，公路桥梁路段多且承载量要求较高。但是，我国大范围的桥梁桩基本上是钢筋混泥土进行建设的，很容易出现一些问题。1）水分的自然侵蚀。首先是钢筋混凝土中的钢筋极容易被渗透的水分侵蚀，破换钢筋的支撑力。当水分的侵入混凝土中的时候还会因为同碱性的水泥融合产生膨胀力，甚至导致混凝土裂开从而破坏掉整个桥梁桩，这个时候就会影响到整个桥梁的稳固，因此仅仅是自然的长时间的侵蚀就会造成整个桥梁桩的不稳定。2）极端气候的破坏作用。除了水分的渗入会导致桥梁桩被破坏，低温作用到水上会导致混凝土结构桥梁桩小孔中的水分结冰膨胀。而长时间的气温变化作用的不断循环，就会导致混泥土结构的逐渐剥离甚至瓦解，事实上这个过程并不长，尤其是在地质和气候比较复杂的地区，因此要特别注意防范和处理这种情况的发生。

2加固桥梁桩方法

桥梁桩对整个桥梁乃至整个公路的运行的重要作用不言而喻。因此在防范桥梁桩的损害问题上，必须迅速采取积极的应对处理方法，而这些方法必须是科学地针对桥梁桩的特点和问题，能够切实地保障桥梁桩的稳固，主要从以下三个方面坚持：1）做好防范工作。为了保障桥梁的稳固性，除了针对进行桥梁设计之外，桥梁桩的本身质量要进行较为严格的鉴定并且明确后期追加的加固的方案。加固设计方案无外乎三个方面：硬度方面，强度方面和持久度方面。首先在硬度方面就是桥梁桩建造的稳固性；强度方面就是确定保证桥梁桩的整体性的稳固；持久度方面就是在建造的时候采用耐性良好的同时还要方便之后进行损伤部分的修复。从这三个方面着手，可以比较全面的做好桥梁桩的稳固性的防范工作。2）坚持效益最大化。在工程设计和建造中最基本的原则除了安全稳固之外就是经济，以最小的原料和人工投入获得最优的经济效益，这就要求工程建造人员在桥梁和建设的时候做到效益最大化。3）务求实事求是。在公路建设前桥梁桩做好各项加固工作之外还必须实事求是，不能盲目加固浪费工程建设。合理的加固技术必须在原有的公路建设基础上不仅起到实际加固的效果还可以有效控制工程再建的风险，降低工程建设的成本。

3桥梁桩加固设计的基本方案

3.1增加桩基进行加固

为了保证公路桥梁的整体的安全性，增加桥梁桩和扩大整个承台的承载范围和作用力，可以在桥梁桩基的载重能力不足采用。准确来讲就是将原来的桥梁桩的承重进行扩大并且可以增加新的桥梁桩，这样就可以提高桥梁桩的承载能力并且增加整个桥梁工程的稳定性。这项方法不仅能够节省工程工作量，并且有着较为明显的加固效果，但是它的局限性就在于为了达到加固效果会对原有的交通运行情况有所影响，因此也要考虑到它的实际操作性。

3.2桥梁桩基自体加固法

这个方法是在原有的混凝土桩基础上进行加固，尤其是直径偏小的钢筋混凝土桥梁桩。因此这种方法不仅施工工程相对较小还提升了桥体的承载力。很多县城上的小桥都是采用这种结构，工程实例上来说，某县的公路桥桥宽近六米，桥梁桩为钢筋混凝土结构，随着经济的发展还有桥梁的自然消耗，桥梁本身需要进行拓宽处理，而相应的桥梁的稳固性要求增加。

3.3桥梁桩的本身修补加固法

顾名思义，这个方法主要是针对已经出现受损状况的桩基进行修补处理，从而增加桥梁桩的本身的强度，硬度和持久性。从工程实例上面来说，有一驾桥梁在建设初期河流比较充沛，受侵蚀情况相对比较严重。而最近几年河流河床下降，桩基状况比较明显，尤其是桥梁桩的本身混凝土的表面受到较为严重的侵蚀，甚至钢筋也因为桥梁转的而发生锈蚀，桥梁桩的承载力受到非常严重的损害，整个桥身的安全性也得不到有效地保证。经过多重的分析和方案选择，还有实地的调研考察，最终决定采用桥梁桩修补加固法对整个桥身进行修补加固。首先要调查和考评所有桥梁桩的受损情况和修补范围，然后再通过钢筋水凝土的修补和浇筑封装桥梁桩和桩基。这个办法不仅可以修补损害严重的桥梁桩，而且对桥梁桩的本身强度的增加有着较为明显的作用。这个方法对于承载能力要求不高的桥梁有着较为明显的作用，在大范围的同类工程问题中值得借鉴和推广，有助于为我国桥梁工程建设节约资源。

3.4扩大桥梁基加固法

这个方法是从整体的结构方面来进行加固的，桥梁桩的加固和桥梁基紧密联系在一起。这样一来整体上的稳固性能够更加全面的增加桥体的稳固和安全。举例来说，某个交通桥梁在进行年度检测的时候发现桥梁桩桩体破坏比较严重，有比较严重的被侵蚀的损害现象，并且钢筋也因此暴露出来，混凝土的上还出现了空洞现象，这样一来明显降低了桥梁桩的整体承载能力，并且整个桥梁的桩基承受力也随着降低，因此进行加固处理是十分必要的。

4结束语

第15篇

就从简单的拍照说来讲，不同技术的拍同样的东西，效果确然迥然不同，效果差异很大。给人拍照，一般选择本人的前、后、左、右的45度角较好，这样更能突出人物的特征和个性。当然不仅如此，一些背景的选择也非常重要。如身后有一些线条的建筑物或其他的一些东西，这样在拍摄过程中就有好多技术啦！一般要使这些线条拍成直线，这样的话照片中的人物看起来更加沉着，稳定；不懂的人很有可能会把它拍为线条倾斜，这样的照片看起来里面的人则会显得不稳定，焦急，效果不好，如是在高楼上就会感觉到像是有一种掉下的感觉，照片中的人看起来比较消极。还有很多许多需要注意问题，其中重要的就是在照相时要适当的留一些空隙，比如适当的露出天空，一般不要使背景特别闷，这更有助于提高看照片人对照片人做出好的心理判断。

以上所提到的是拍摄静态的照片。其实最困难的是拍摄动态的东西，对于摄影者也是极大的考验。我们就来谈一下动态拍照的技巧吧？拍摄动态的东西则需要提前做好准备，选择好适当的位置蹲在那儿，注意把握物体或人运动的速度，速度的把握对照片来说至关重要。与此同时调节照相机，当物体从摄影范围通过时，进行及时的拍摄。所以说动态物体的拍摄是需要一些技术的，对于没有一定经验的摄影师来说：“很成功的做到这一点是很困难的"。因为运动的物体的速度很难把握，时间控制不好，过早过晚的拍摄就会使照片造成空白或是表现出的效果不好。因此动态景物的拍摄也是最能体现出一个摄影师的真实水平的一个可靠的方法。

另外在摄影中往往存在一些虚化的运用，使自己要表现的主题更加突出，清晰。例如，在拍摄迎面跑过来的一群孩子时，他们身后的高大的树木

就应该虚化，因为你要拍的是一群孩子，而不是树木，这样会使图片中的人物显得更加清晰，人物的特征则会显得非常明显，个性也会显示出来；当然啦,把人物虚化的情景也很多。如在拍摄一些景物，名胜古迹的话，这就需要把附近的一些人物作虚化处理，这就应该是自己所拍摄的照片中风景显得更加清晰，为了达到这一目的，拍摄者往往是附近的人物作虚化处理，这样就能表现出景物的美。虚化则是摄影中一总要的技巧，在一些电影和电视剧的拍摄之中也往往采用这种方法，是主题更加突出、鲜明，起升华的作用。