發布時間：2023-09-26 17:58:22
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們為您精選了8篇的橋梁設計分析樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發，請盡情閱讀。
Abstract: Many viaduct construction due to socio-economic development, the growing scale of the city, are gradually starting to focus on the needs of landscape; vase pier because of aesthetics has been widely used in urban viaduct construction, but the pier at the top bit expanding head force is more complex, and therefore there are great difficulties in the design calculations. Based on this, With examples vase pier of bridge engineering design analysis.
Keywords: Design and analysis of bridge engineering; vase pier;
中圖分類號：TU997文獻標識碼： A 文章編號：
由于社會經濟的日益發展,致使人們對橋梁建設提出了更高的要求，除了注重經濟實用性外,還將重點放在了以環境協調，經濟以及技術合理性為基礎的景觀效果方面。如果想設計出更加美觀的橋梁,和附近環境更加協調的橋梁,則橋梁上部以及墩臺結構是否美觀合理是非常關鍵的。現今得到廣泛使用的箱梁以及T梁等這些梁式橋結構,對橋梁上部結構設計是否平淡以及單調有直接的影響，不易于進行大幅度的改變。不管是在我國還是在國際上處于不斷變化中的橋梁,其實是以橋墩結構為基礎，在這之上結合了多種新型結構形式構建而成的一種結構。因此城市中很多橋梁墩臺設計逐漸拋棄了以往的那種結構，即重力式圬工結構,逐漸朝著纖細以及美觀的趨勢前進,大量造型獨特的橋墩在實踐工程中得到了運用，比如花瓶墩、懸臂墩、T形墩以及門形墩等。因為這些橋墩選擇了梁柱結構，該種結構受力異常復雜,不易于進行計算，所以對該異形橋墩進行設計以及計算時需選擇合理的分析模型, 對構架所有構件的具體變形程度以及內力進行認真驗算以及配筋,確保其穩定性，強度以及剛度等與要求相符。所以，本文主要舉了某一大橋的例子，在文中介紹了引橋橋墩的計算以及設計，并重點講解了異形橋墩的具體設計以及計算過程,分析了其受力特點。
1實例概況
某大橋所處地理位置非常關鍵，其不僅具備了交通功能,而且也屬于城市橋梁的一部分,在設計時結合了景觀以及交通這兩方面的需求,努力使橋型與眾不同。正是因為如此，該大橋主橋選擇了(64+88)m長度的獨塔而且是單索面的斜拉橋（天鵝型預應力混凝土）,而且南北引橋各自選擇4×25m以及2×25m的截面連續箱梁（預應力混凝土）,橋梁長度合計達到了308.4m,圖1 是其具體橋型布置圖。
圖1大橋橋型布置圖
引橋上部結構選擇了25m長的跨等高度連續箱梁（預應力混凝土）,左幅和又幅單獨布置,關于該橋梁的單幅橋面，其寬度達到了10.25m。箱梁梁高，頂板寬度以及地板寬度分別是1.4m,10.25m以及4.45m,其每側懸臂大約是2.5m。關于引橋的單幅橫向，其具體布置是這樣的:即防撞護欄0.5m合并人行道1.75m合并車行道8m , 圖2是引橋斷面圖。
圖2引橋斷面形式
2 引橋橋墩部位的結構選取
關于該大橋，其引橋單幅橋面以及箱底寬度分別是10.25m以及4.45m,整座橋都位于直線段。通常來說,只有邊支點處安置了雙支撐,而中支點處都設計成了獨柱支撐。因為橋面在橫方向上的布置不具有對稱性 運營過程中汽車荷載較為偏載, 箱梁要承受較大扭矩,如果全部支點都選擇雙支撐, 那么扭矩就會降低很多。表1是單支撐以及雙支撐各自對汽車荷載帶來的扭矩。
表1 汽車荷載產生的扭矩
墩臺號4#5#6#7# 8#
雙支撐 支座間距(m)3.52.5 2.52.5 3.5
最大扭矩(kN.m)1947 1959195919591947
單支撐 支座間距(m)3.5-- -3.5
最大扭矩(kN.m)4139 26271373 26274139
由上表數據我們可以看出, 如果只于4#以及8#墩安置雙支座,別的橋墩安置單支座,則汽車荷載帶來扭矩的最大值是4139kN·m。若4#～8#墩都安置成雙支座,則汽車荷載帶來的箱梁扭矩最大值只有1959kN·m。
此外通過表1還能得出,在中支點處選擇雙支座有利于上部結構。由于引橋箱梁底板部位相對狹窄,橋墩最好不要選擇雙柱式,因此在設計過程中引橋橋墩采取雙支撐, 而橋墩型式選擇為實體墩，也可以是獨柱加擴頭,具體情況見圖3。由于該橋墩具有這樣的外形特點，所以通常也被叫做花瓶墩。在本工程中,該橋墩型式不僅與支座布置要求相符,而且和上部處的斜腹板箱梁相互協調,與美觀需求相符。
圖3 引橋橋墩結構圖
3 對橋墩受力情況進行的分析
結合對上部結構進行的分析以及計算結果,針對橋墩順橋向以及橫橋向的具體受力情況，分別進行計算以及分析。
3.1 順橋向方面
對橋墩順橋向進行的計算根據承載能力最大值法驗算承載力以及實施配筋。計算圖式選擇常規偏心受壓構件這一方式,配筋選擇了對稱配筋,而控制截面選擇了墩身根部處的截面,至于計算長度采取一邊鉸接，一邊固定的方式。對承載力進行驗算的過程中不管是垂直彎矩作用平面還是彎矩作用平面都要與抗力在作用效應組合值之上的這一原則相符。
關鍵詞：城市橋梁；健康監測；集群監測；系統；平臺
隨著城市橋梁病害的增多，橋梁養護與維修工作日趨繁重，管理者亟需一套針對城市橋梁結構的實際安全性能，進行遠程動態監測與實時評估的智能管理系統，以確保城市橋梁以及整個交通運輸體系的安全運營。因此將現代城市橋梁管理理論與“數字城市”技術相結合從而形成城市橋梁集群化、網絡化的監測管理，將是未來城市橋梁信息化管理的新模式。
1 城市橋梁健康監測現狀
我國已有約60座以上的大型橋梁安裝了橋梁健康監測系統，其中包括了一部分城市橋梁，這些健康監測系統由少則50、多則500個以上的傳感器組成，其費用約占到橋梁總造價的0.5-2.0%，但是按照功能要求和效益-成本分析兩大準則來看，系統還存在著以下問題。
1）監測范圍滿足不了需求。開展監測的范圍較小，一般只注重大江大河，而隨著城市橋梁的發展，城市干道橋梁的管養任務日益繁重。
2）只針對具體某一座或某幾座橋梁，還只能作為單個的“信息孤島”，并沒有從城市橋梁管理的角度集成為統一的平臺，信息不共享，缺乏與其它管理系統的有機銜接。
3）缺乏引導與規劃，系統功能還不夠全面，偏重監測內容和技術輕視測試數據處理和評價的設計方案越來越不易被橋梁業主所接受，系統投入使用后，后續升級及再開發困難。
4）軟硬件開發平臺不統一，由于城市橋梁的類型眾多，監測項目不盡相同，針對每一座具體橋梁開發出一套專用的監測軟件，存在著開發周期長，代碼可移植性差，不能重復等缺點，造成人力資源和開發成本的增加。
5）目前的健康監測系統由于監測時間較短，尚未能充分利用監測數據在各種時間尺度上蘊含的信息，實現從中挖掘數據演變規律的長效機制，也還沒有將橋梁結構的健康狀態監測上升為對結構整個生命過程的跟蹤式監測，從而實現指導養護管理的目的。
2 城市橋梁集群監測系統設計
2.1集群監測系統設計的關鍵因素
城市橋梁集群監測系統是一個“開放”式的系統，它的建立和完善是一個相當龐大的工程，在系統設計和規劃時，應考慮以下關鍵因素：
1）資金規劃
目前我國大規模的橋梁建設其投入是巨大的，進行健康監測系統的開發有充足的資金支持，這也是目前健康監測系統建立的主要資金來源，但對于大范圍的城市在役橋梁，其養護管理的投入嚴重不足。因此，城市橋梁集群監測系統研發資金的一次性籌集存在一定的困難，在現階段，提倡“綜合規劃，分步實施”的集散型方式更具有現實意義。
2）技術規劃
在技術上，由于健康監測所面臨問題的解決不可能一蹴而就，高新技術和自動化設備的研制和應用在我國還剛剛起步，許多關鍵性的技術還有待突破，目前的理論研究與實踐應用還存在著較大差距，需要在實踐中逐步發展完善，以達到最佳的效果。
3）橋梁壽命
對于新建橋梁，其建成初期安全狀況大多良好，此時建立健康監測系統主要是為橋梁積累重要的原始數據以及監測突發性事故(地震、撞擊等)下結構的響應，因此只需在關鍵部位布設測點即可。
4）儀器壽命
橋梁健康監測系統自身也有使用期及壽命的問題，而且由于系統大多使用電子設備，在惡劣環境中損壞的可能性更大。根據橋梁的實際情況采取分階段實施的方案，不僅可以節省費用，還可以延長系統使用周期。
2.2 集群監測系統及其功能分析
在國內外橋梁健康監測系統設計準則研究的基礎上，城市橋梁集群監測系統以基于GIS的城市橋梁管理系統為基礎，增加分布式遠程橋梁監測系統、數據傳輸網絡系統、系統集成管理平臺等三個核心部件，具體由不同的模塊組成，如圖1所示。GIS系統的電子地圖技術將與橋梁屬性相關聯，方便對城市全部范圍的橋梁分布狀況及屬性的把握。
2.2.1 分布式遠程橋梁監測系統
主要包括傳感器模塊、數據動態采集模塊和遠程數據傳輸模塊。其中傳感器模塊由各種類型的傳感器及二次儀表等部分組成，主要監測載荷變化、結構所處環境變化及結構實際工作狀況；數據采集模塊主要由微機控制的數據采集儀器組成，功能是收集由傳感器傳來的原始信號，并進行信號調理、根據系統功能要求對數據進行分解、變換等預處理，以獲取所需要的參數；數據傳輸模塊主要是建立遠程傳輸的通訊鏈路，實現網絡傳輸。分布式遠程橋梁監測系統是集群監測系統最前端和最基礎的系統。
2.2.2 數據傳輸網絡系統
主要由監測系統局域網模塊、與其它局域網或主干網的連接模塊及遠程控制模塊組成，以實現數據遠程通訊、傳輸及遠程控制功能，是聯系分布式遠程橋梁監測系統與系統集群管理平臺的橋梁。
2.2.3 系統集群管理平臺
系統集群管理平臺由中心數據庫管理模塊、數據分析及處理模塊、結構狀態評估模塊、決策支持模塊以及監測系統控制管理與維護模塊組成。
上述三個組成部分分別在不同的硬件和軟件環境下運行，承擔著各自不同的功能，它們之間的協同工作，將實現集群監測系統對城市重要橋梁的在線監測及評估的功能。
3 結論
本文為保障城市橋梁的公共安全，提出了城市橋梁集群監測系統的概念，此系統利用現代信息技術構建了一個覆蓋城市重要橋梁的結構安全遠程在線監測系統，對保障城市交通安全暢通具有極其重要的意義和價值，并隨著研究的深入，逐步實現橋梁管理的信息化和科學化。
參考文獻：
[ ]馮良平，李娜，張革軍，張新越.中國長大跨橋梁結構安全監測系統研發現狀及趨勢[J].公路，2009，(5):176-181.
關鍵詞：橋梁設計；隔震設計；隔震裝置
在橋梁建設過程中，應重點關注其抗震能力。為了設計出抗震性能較強的橋梁，相關工程師應不斷深化對隔震設計的研究，以降低地震產生的經濟虧損與人員傷亡。在進行橋梁設計與隔震設計時，應在理論聯系實際的基礎上，綜合考慮多方面要素，展開分析與研究，找到合理的抗震理論。
1橋梁工程隔震技術的原理與特征
1.1橋梁的隔震設計
在進行道路建設時，橋梁是重要的連接裝置，需要對其制定科學且合理的設計方案，從而不斷提升橋梁工程的安全與抗震能力，可以從如下幾個方面展開詳細處理。首先，應做好充足的前期準備工作。眾所周知，橋梁的抗震能力受到各個方面要素的影響，比如地質、氣候等，在橋梁隔震設計過程中，應充分考察各個相關要素的實際情況，并獲取精確的考察數據，之后精準計算出橋梁的隔震設計周期。其次，加強橋梁隔震裝置的應用穩固性。隔震裝置對于隔震設計而言十分重要，應給予充分的重視。在設計橋梁隔震裝置時，只要發現橋梁上部結構存在移動情況，就應立即進行處理，保證橋梁的安全，合理規避安全事故的發生；要想全面提升抗震裝置的有效性，應對相關設計規范進行優化，從而制作出高質量的隔震裝置。最后，改善橋梁的抗震能力。在設計橋梁工程的抗震能力時，應嚴格根據相關法律文件展開設計工作，并保障符合具體需要，同時在設計具有抗震能力的橋梁過程中，其強度應高于普通橋梁。
1.2隔震設計基本原理
建設橋梁工程時，應大量采用隔震技術，其設計原理是為了減弱地震對橋梁工程產生的重大危害，進而降低主體結構的損壞程度，提升橋梁抗震能力。同時，應完善隔震設計方式，確保提升橋梁抗變形能力與強度。還可應用防震設計方式與柔性設備來降低地面移動與結構部件間的聯系所引發的橋梁變形現象。如果出現地震或其他自然災害時，橋梁工程顯著低于地面的反應速度，如此有利于降低橋梁工程受損程度。在橋梁工程設計過程中，運用隔震設計手段，能有效消除地震災害引起的負面影響，地震出現時，造成的破壞性能量會不斷向橋梁結構進行傳遞，能夠有效減弱其帶來的負面影響。此外，工程師在進行橋梁工程抗震設計時，應按照如下原則進行設計：首先根據場地的實際情況，合理設立隔震等級；其次，橋梁設計人員還應建立相應模型開展對隔震裝置以及橋梁主體架構的模擬研究，利用合適的相關理論模型，得到最接近施工實際的受力數據，以確保橋梁的安全性。
1.3隔震設計的技術特征
在橋梁工程隔震設計過程中，其主要目的是提供良好的橋梁結構設計理論。在橋梁工程結構的相關隔震設計過程中，應將橋梁的各個部分單獨設立隔震設施，要特別關注在此過程中采用柔性支柱，進而保證結構的完好無損，保證有效降低橋梁構部件的損壞。設置隔震裝置是隔震設計中最簡單且基礎的部分，應強化隔震設備等效阻尼與剛度的計算，并保證選取合適的隔震裝置。在隔震設計過程中，還可以通過輔助附屬結構展開相關工作，同時，在開展設計工作時，務必精細化處理相關細部設計，確保提升橋梁建筑的抗震能力。附屬結構主要包括伸縮縫裝置與防水落梁裝置等[1]。
2橋梁工程中隔震設計的要點探討
2.1隔震裝置的設計策略
在設計橋梁過程中，設立隔震裝置是完成隔震設計的基礎，優化隔震裝置并改善主體結構構件的設計是其重要組成部分，進行隔震設計其主要部分是設立良好的隔震裝置。為提升橋梁抗震能力，應最大程度地運用隔震裝置提升結構周期來減弱地震能量，進而減弱結構響應。如今，我國重點使用彈性反應譜法進行隔震裝置設計，此方法被廣泛使用，并且能達到較好的應用成效。這是由于該方法所應用的相關理論等通俗易懂，而且能夠根據行業規范進行有效約束，進而確保設計精度的準確性。將隔震裝置主體進行優化設置，可以大大減小隔震裝置被地震襲擊后遭受的震蕩變形。隔震裝置自設計到運行的每一個步驟均需要參與其中。為了有效提升橋梁工程抗震性能，應不斷學習先進的隔震技術。橋梁設計工程師應掌握隔震裝置設計的隔震原理及相應周期等重點內容，提升橋梁建筑的抗震能力，進而提高其安全性能。在實際計算過程中，已有的計算方式存在較大偏差，相關設計人員應合理規避這一問題，尋找能夠精確計算橋梁結構反應程度的方法，進而制定有效方案，提升橋梁設計的科學性。在設計橋梁隔震裝置過程中，也應重點關注橋梁的附屬結構，比如限位裝置、防落梁裝置等，應開展對地震災害與動力過程的相關分析，從而得出細部構件對橋梁結構動力響應程度與隔震成效的影響程度。然而實際情況下，由于附屬結構計算公式難以快速計算，大部分工作人員忽視了細部構件的作用。
2.2隔震設計的相關原則
在進行橋梁工程設計時，應設計完善的橋梁隔震裝置，以提高橋梁的抗震能力。要想有效提高橋梁的抗震能力，應按照如下原則進行隔震設計：第一，采取實地調研的方式檢查其隔震設計是否合理，橋梁工程已有的隔震設計是否適當，以及運用這一體系提升震后能量吸收能力的判斷依據等。在設計相關的隔震策略時，應盡量選擇結構簡便并且能有效加強隔震能力的設備。第二，應選擇對稱結構以預防由于地震引發的橋梁倒塌現象。在加入相關隔震策略后，應轉變其結構周期，預防地震引起的共振作用，進而減弱橋梁遭受的地震沖擊力，增強穩定性與防震功效。第三，應重視橋梁的整體性能，如果橋梁整體能力較弱，則不能充分體現結構的空間作用，極易導致結構與非結構的相關構件被震掉。應盡可能選用持續不斷的上部結構，并使用能提高結構整體性能的連接方式，于所有連接點制定減震措施，進而高效地提高橋梁穩固性。第四，在進行具體抗震設計時，應制定構造措施，采取冗余的方式，加強橋梁結構的抗震能力。如此能有效地提升橋梁的安全與穩定，最大化規避橋梁坍塌的情況[2]。
2.3隔震設計的相關方法
首先，可以采用橋梁延性控制方法加強橋梁結構抗震能力，這種方式主要利用結構確定相關部位的塑性變形，從而有效抵御地震作用。通過相應部位的塑性變形，能夠減弱地震能量并增加結構周期，進而降低結構反應。由于地震作用致使彈性結構設計并不符合具體情況，且具有較低的性價比。存在嚴重的地震災害時，容許結構進入塑性，進而產生局部塑性變形，此時可以通過結構延展性展開有效抗震。在地震出現概率較低的地區，設置延性結構能夠有效節約成本。然而這種方法在具體應用時仍存在一定的限制，原因是地震強弱引發的災害等級不一定，并且在不同地震作用下，橋梁的抗震能力不確定，在產生地震時，所造成的嚴重破壞力會影響橋梁結構構件的功能，嚴重會引發橋梁結構構件失效，進而造成橋梁坍塌。其次，在進行抗震設計時，還可采用減隔震技術有效提升橋梁的抗震能力。當出現地震時，隔震支座與阻尼器能快速降低震力，減小橋梁上部結構響應，從而提升橋梁結構的抗震能力。通過選擇摩擦力小的滑動摩擦型減震支座（此類支座是由不銹鋼與聚四氟乙烯材料制成），水平地震作用會引起上部結構的橫向移動，致使支座間存在滑動摩擦力，上部結構到下部結構會出現很大的地震力，致使支座出現最大摩擦力，支座移動使力量減弱的同時，材料間的相互摩擦力又使得部分地震能量被削弱。然而這種支座不能主動恢復原位，并且上下結構造成的位移大，不易掌握支座響應時的相關性質，因此應與阻尼器或其他支座共同使用[3]。最后，在減隔震設計過程中，要想充分展現減隔震裝置的減耗能作用，應在減隔震裝置中加入非彈性變形與耗能環節，如此能有效避開下部結構的屈服作用，并確保下部結構剛度高于減隔震裝置的水平剛度。在設計過程中，應考慮上部與下部結構的相關特性。總之，在開展結構延性抗震設計過程中，提升延性的方法之一是加大相應結構斷面尺寸與配筋比率，能有效降低縱橋向地震作用。在嚴重地震災害作用下，使用減隔震裝置能夠減弱固定墩和主梁間的剛性約束力，極大減弱橋墩的地震響應，然而利用橋墩梁會使相對位移變大，應建立合適的阻尼裝置與構造策略，來掌控橋墩的相對位移。
3結語
總之，橋梁專業設計人員應提升自身隔震設計意識，掌握隔震設計相關理論知識并運用到實際建設中，進而有效改善地震對橋梁的沖擊作用。在我國社會主義市場經濟體制不斷完善的背景下，橋梁工程快速轉型，要最大程度地提升橋梁結構質量，工程師應按照橋梁場所、結構特征等開展隔震設計工作，來提升其抗震能力與穩固能力。工程施工單位與設計單位，也應主動選取有效的設計理論與隔震技術，以提升有關橋梁工程的抗震能力與安全性能，進而確保橋梁工程的快速進步與發展。
參考文獻：
[1]紀丹琳，樂玥.橋梁設計中的隔震設計要點分析[J].交通世界，2020（33）：66-67.
[2]王志勇.橋梁工程設計中的隔震設計要點分析[J].科技創新與應用，2020（12）：95-96.
關鍵詞：耐久性;混凝土;防腐蝕;施工控制
中圖分類號：TV331文獻標識碼： A
一、工程概況
津汕高速公路天津段工程第三合同段青泊洼互通立交橋，位于天津市西青區境內，大寺鎮與青泊洼勞教所之間，津汕與威烏高速公路相交處，交叉樁號為K7+126.813。部分工程位于大沽排污河內，對橋梁具有腐蝕作用。
二、地下水特征及對混凝土腐蝕機理
設計勘察期間其地下水靜止水位埋深為0.8米，標高為1.9米，地下水特征見表1：
表1 地質特征表
侵蝕類型 環境條件特征 判定項目
侵蝕程度
地質條件 水質PH值 弱侵蝕
鹽類結晶侵蝕 濱海平原鹽漬土 10.0~12.0 溶解鹽類（g/L） 10-15
該地下水對鋼筋混凝土存在結晶類腐蝕，結晶類腐蝕的腐蝕等級為弱腐蝕。
三、結構混凝土耐久性要求
耐久性混凝土是指采用耐久性混凝土綜合技術施工的橋梁等工程結構，抵御各種惡劣的環境作用，長期保持原設計性能的混凝土。
混凝土結構及構件的耐久性取決于在外部環境作用下，混凝土材料及混合料的耐久性。
四、混凝土耐久性影響因素分析
混凝土耐久性劣化的主要因素有以下四個方面：
4.1堿-骨料反應
所謂堿-骨料反應是骨料中的活性礦物與混凝土中的堿性細孔溶液之間的化學反應。由于這種反應，混凝土內部局部發生體積膨脹，使混凝土產生裂紋，嚴重時會造成混凝土毀壞。
混凝土中發生堿-骨料反應必須具備以下三個條件：堿性離子（K2O，Na2O）、活性骨料和水。
4.2有害物質侵蝕
工程中為了滿足混凝土施工工作性要求，需加大用水量，提高水灰比，因而導致混凝土的孔隙率增高，其中毛細孔占相當大的部分，毛細孔是水分，各種侵蝕介質、氧氣、二氧化碳及其它有害物質進入混凝土內部的通道，引起混凝土耐久性的不足。
4.3凍融
混凝土建筑物所處環境凡是有正負溫交替，混凝土內部含有較多水的情況，混凝土都會發生凍融循環，導致疲勞破壞。
4.4鋼筋銹蝕
鋼筋銹蝕后生成物是原體積的3倍以上，引起混凝土保護層順筋脹裂，脫落，鋼筋與混凝土之間黏著力下降，銹蝕引起鋼筋截面損失，力學性能降低，剛度、承載力逐步下降，從而影響結構的適用性和安全性。
五、提高混凝土耐久性方法
針對引起混凝土耐久性劣化的主要因素，我們應該采取以下措施：
5.1預防堿骨料反應的條件
堿骨料反應需要水、活性骨料、堿三個條件，缺一不可。所以只要去掉三個條件中任何一個，即可預防堿骨料反應的發生。
5.2摻入外加劑和礦物摻和料，減少混凝土的孔隙、增加混凝土的密實性
5.2.1摻入高效減水劑：在保證混凝土拌合物所需流動性的同時，盡可能降低用水量，減少水灰比，使混凝土的總孔隙，特別使毛細管孔隙率大幅度降低。許多研究表明，當水灰比降低到0.38以下時，消除毛細管孔隙的目標便可以實現，而摻入高效減水劑后，完全可以將水灰比降低到0.38以下。隨著水灰比的降低，混凝土孔隙降低，混凝土的強度也不斷提高。與此同時，隨著孔隙率降低混凝土的抗滲性提高，因而各種耐久性指標也隨之提高。
5.2.2摻入高效活性礦物摻合料：活性礦物摻合料中含有大量活性SiO2及活性Al2O3,它們能和水泥水化過程中產生的游離石灰及高堿性水化矽酸鈣產生二次反應，生成強度更高，穩定性更優的低堿性水化矽酸鈣，從而達到改善水化膠凝物質的組成，消除游離石灰的目的，使水泥石結構更為致密，并阻斷可能形成的滲透路。
5.3抗凍融混凝土的關鍵技術是引氣劑的加入
引氣劑在混凝土中產生大量的球形微孔（孔徑多小于200um），這些均布的微小封閉氣孔可阻斷混凝土中連通的毛細孔通路降低毛細水的滲透作用，并可吸收，緩沖因凍融或化學腐蝕等原因所造成的混凝土內部膨脹壓力。
5.4鋼筋防銹方法
防止鋼筋銹蝕主要方法有：1.增加鋼筋保護層厚度；2.在混凝土中摻入鋼筋阻銹劑；3.使用環氧涂層鋼筋，鍍鋅鋼筋，耐蝕鋼筋和不銹鋼筋等。
六、耐久性混凝土配合比設計
6.1控制原材料的質量
原材料好壞直接影響著混凝土的耐久性。
6.1.1水泥：天津振興水泥有限公司生產的正通牌P.O42.5低堿水泥。技術性能如表3：
表3正通牌P.O42.5技術性能表
檢測項目 標準值 實測值
氧化鎂（%） ≤5.0 4.44
三氧化硫（%） ≤3.5 0.52
比表面積（m2/kg） ≥300 379
堿含量（%） / 0.52
氯離子（%） ≤0.06 0.004
凝結時
間（h：min） 初凝 ≥0：45 02：54
終凝 ≤10：00 03：57
抗折強度
（Mpa） 3d ≥3.5 5.7
28d ≥6.5 9.4
抗壓強度
（Mpa） 3d ≥17.0 28.6
28d ≥42.5 54.4
6.1.2砂子：閩江河砂，細度模數2.8，含泥量1.2%，泥塊含量0.0%，非活性集料。篩分析如表4：
表4 閩江河砂篩分表
篩孔尺寸（mm） 9.5 4.25 2.36 1.18 0.60 0.30 0.15
累計篩余量（%） 0 2 6 20 59 94 100
6.1.3碎石：薊縣碎石連續級配5mm-25mm，含泥量0.5%，泥塊含量0.1%，非活性集料。篩分析如表5：
表5 薊縣碎石篩分表
篩孔尺寸（mm） 31.5 26.5 19.0 16.0 9.50 4.75 2.36
累計篩余量（%） 0 3 20 64 91 99 100
6.1.4外摻料：大港電廠生產的低鈣粉煤灰。技術性能如表6：
表6 外摻料技術性能表
檢驗項目 結果
細度45um方孔篩篩余（%） 16.2
燒失量（%） 2.07
需水量比（%） 99
SO3含量（%） 0.15
堿含量（%） 0.57
6.1.5、外加劑：
1、天津北辰飛龍綜合化工廠UNF-6緩凝高效減水劑，減水率≥20%。
2、天津豹鳴股份有限公司UEA低堿膨脹劑。
3、廣州西卡建筑材料有限公司引氣劑SikaAER.
4、天津市斯泰迪實業發展有限公司SRA-1防腐劑。
6.2配合比的確定
天津市塘沽區濱海建筑工程質量檢測中心根據耐久性要求，出具配合比如下：
6.2.1、大沽排污河內C25W6F250灌注樁配合比：（坍落度為180mm-220mm）
水泥：砂：碎石：水：UNF-6：SRA-1：UEA：SikaAER：粉煤灰
=350：679：1024：171 ：8.76：8.76：35：0.1315：80
6.2.2、C30W6F250墩柱配合比：（坍落度70-90mm）
水泥：砂：碎石：水：UNF-6：UEA：SikaAER：粉煤灰
=346：605：1178：152：8.44：34：0.422：67
6.2.3、C40W6F250橋面鋪裝配合比（坍落度70-90mm）
水泥：砂：碎石：水：UNF-6：UEA：SikaAER
=399：742：1067：152：8.68：35：0.04774
七、抓好施工控制，改善施工質量
合理良好的混凝土配合比是抗耐久性最基本的條件，更重要的是加強施工控制，保證施工質量。
7.1混凝土拌和控制
混凝土的拌和應采用強制性攪拌機，自動計量裝置。對自動上料系統，水計量系統進行周期性檢定，并在每一次拌和之前，進行驗證。混凝土配合比采用質量比，拌和之前要測定砂石含水率，換算成施工配合比。拌和過程中，要隨時注意含水率的變化，加強對混凝土坍落度的測定，當混凝土坍落度有明顯變異時，應及時分析并調整施工配合比。在保證混凝土攪拌時間的基礎上盡量采用“二次投料法”，這種攪拌工藝，可以達到提高水泥砂漿與砂子界面粘結強度的目的。采用這種工藝生產的混凝土，國外稱SEC混凝土，即用水泥包裹砂子的混凝土?？蓞⒖枷聢D所示的投料順序：
圖1 投料順序
采用這一工藝配制的混凝土，各齡期強度都得到較大提高，早期強度提高約10%，28d強度提高約16%-25%，混凝土的其它性能也得到改善。
7.2混凝土的運輸
采用混凝土運輸罐車，以2-4r/min的慢速進行攪動，保證在運輸過程中不造成離析現象。
7.3混凝土的澆筑
當混凝土傾落高度超過2m時，應采用串筒，溜槽等防止混凝土離析措施，澆筑過程中隨時注意混凝土的變化，及時通知試驗人員進行調整。有振搗的混凝土要注意不漏振，不過振，以及振搗時間（混凝土不再沉落，不出現氣孔，表面出現浮漿為止）。
7.4養護
混凝土的保溫保濕養護是不可忽視的，它是提高混凝土強度、抗滲、抗凍性能以及防止裂縫的重要因素。因此對耐久性混凝土更要加強養護?；炷两K凝后立即開始灑水養護，養護時間不應少于28d，如有條件，應長期使混凝土保持潮濕狀態，養護水要避免采用含有腐蝕介質的水，應與拌和用水相同。
7.5鋼筋施工控制
根據工程進展情況，組織鋼筋進場加工，避免鋼筋積壓。鋼筋場地進行硬化，下墊上蓋，盡可能防止鋼筋銹蝕。制作專用模具進行保護層墊塊加工，保證墊塊形狀和質量。在綁扎過程中嚴格遵循圖紙數量和位置，來保證保護層厚度。
八、結語
本文通過具體的工程實例，分析影響混凝土耐久性的因素，從解決原材料質量入手，確定合理的施工配合比（配合比中摻加了UNF-6緩凝高效減水劑，SikaAER引氣劑、SRA-1防腐劑和粉煤灰等提高了混凝土的耐久性），加強施工控制，保證施工質量，是解決混凝土耐久性的必要措施。
參考文獻
[1]劉崇熙.堿-集料反應的一些理論問題,硅酸鹽學報 1991.
[2]李金玉.凍融環境下混凝土結構的耐久性設計與施工,中國水利水電科學研究院.
[3]肖從真.混凝土中鋼筋銹蝕的機理研究及數論模擬方法,清華大學，1995.
[4]混凝土結構耐久性設計與施工指南CCESO1-2004,中國土木工程學會標準.
[5]天津市預防混凝土堿-集料反應技術規程DB29-176-2007.
【關鍵詞】現代橋梁；鋼結構；完整性；設計
對于我國橋梁建設來說，要想順利完成建設任務，并且保證橋梁的實際質量，就必須要從建設前的設計入手，在這幾階段就注意細節等個方面因素，才能在整體上保證建設的質量。此外，在實際建設過程中，要重視鋼結構的完整性保護，對于出現鋼結構的損傷要及時進行修補，對于出現的問題進行經驗總結，以此避免同樣問題再次出現，也能夠更好的促進橋梁建設。
一、橋梁鋼結構完整性設計理念
現代橋梁的鋼結構主要受力系統是由結構鋼加工而成的，可以承載安全而且具有很好的耐久性。在實際設計過程中，雖然設計者在設計時都會按照相應規定和標準進行設計，并考慮其滿足強度、剛度、穩定性和承載目標系數等，但卻無法避免橋梁鋼結構在實際使用中的內部損壞。究其主要原因就在于因為局部損傷而擴展到橋梁的整體損壞，影響到橋梁的安全性以及實際使用耐力。這就急需橋梁設計者對橋梁鋼結構的整體性進行細致的設計?，F代橋梁的鋼結構完整性，要求既要滿足傳統透鋼結構的強度和剛度的要求，又要與耐久度和其斷裂度想關聯，因此在進行橋梁鋼結構設計過程中要考慮以下幾點設計理念：
1.橋梁鋼結構的整體性設計目標，是要確保橋梁鋼結構在規定的使用年限內保證安全。在實際設計中，材料性能、安裝方法、制造工藝以及結構細節構造等多種因素，都影響著橋梁鋼結構的整體性設計。設計者不但要考慮到結構以及構造細節的實際強度和剛度的要求，還要對損傷和損傷容限以及斷裂和抗斷裂方面進行準確的評價。
2.在實際建設過程中，鋼結構從材料加工過程一直到使用過程中，其內部以及表面會形成很多微小的變化，容易造成一些缺陷。在荷載、腐蝕以及溫度等因素影響下，這些細小的缺陷很有可能會擴展成宏觀的裂縫，大大降低了材料和材料力學的性能，這是需要設計者注意的地方。對于橋梁鋼結構來說，完整性和損傷是對應來說的，實際損傷程度會影響結構的完整性。所說的損傷容限指的是，鋼結構在規定的使用周期以內，抵抗因為缺陷和裂紋等其它損傷破壞的能力。損傷容限概念的使用，是承認橋梁鋼結構在使用之前存在有初始缺陷，但是通過對結構完整性的有效設計，來對其安全性進行評判。
二、橋梁鋼結構完整性設計的方法
1.焊接結構完整性的設計方法
保證橋梁整體穩定性的重要一點就是焊接結構的完整性設計。一般來說，焊接的接頭形式主要會因為受力的不同而產生不同的變化，母材結構和受力性能的接頭部位的應力作用影響也會有所不同。此外，在實際焊接過程中，不能全部消除應力，焊接應力經常會導致焊接接頭發生變形情況，所以經常會導致焊接結構形成大量缺陷，達不到橋梁整體性設計要求。所以在實際設計過程中，橋梁設計者必須要考慮到焊接接頭的設計，在滿足相關規定的前提下，選擇方式要結合實際情況，還要通過焊監測的方法來獲得疲勞以及靜力的實際等級。
2.加勁肋設計設置的設計方法
在實際設計中，在有集中荷載的地方，為了保證構件的局部穩定性并且能夠傳遞集中力，必須要設置加勁肋。一般來說，大部分設計者都認為加勁肋的設計是多此一舉，沒有實際作用。但實際上，我們必要通過計算才能夠決定是否增設加勁肋。增設加勁肋的主要目的，在于在原有構件截面不足的時候，可以用來增強橋梁的抵抗彎矩以及剪力，可以有效的縮小原構件的截面大小，從而實現降低生產成本，減少用鋼量。
3.橫向抗傾覆穩定性設計方法
鋼結構的優點是質量輕便，強度大。橋梁設計者在鋼結構橋梁的設計中，將鋼結構橫向抗傾覆在小半徑和多車道中的影響和用途納入到設計和考慮范圍之內。發生的多少橋梁損壞事故中，包括在施工過程中以及橋梁的實際使用過程中出現的橋體傾覆，大部分傾覆根源都是在起初的設計上有所失誤。就其傾覆的主要原因是處于正常情況下的鋼結構橋梁，在連續使得鋼梁半徑小于一般情況是，這樣就會導致梁的跨度增加，兩者相對而言會有大的偏差，即這時候橋面寬度大于鋼梁，就會使得橫梁外側支座受力加大，而內側支座卻沒有受力。因此橫梁上受力不平衡，就會出現梁體傾覆的現象。
4.在設計過程中，如果橋梁的設計的太寬，就必須要優化車道鋼結構的寬箱梁。在實際設計過程中，設計者必須要滿足其豎向的計算要求，對于橫梁的跨徑，則需要經過支座間雙懸臂簡支梁的計算來獲得。在實際支座處，可以選擇豎向加勁肋相應辦法，如果豎向加勁肋也不能滿足實際使用需求時，就需要考慮增加橫向加勁肋，橫向加勁肋的計算和縱向加勁肋的計算方法類似。
三、橋梁鋼結構損傷的主要情況
當前在我國橋梁建設過程中，焊接技術以及高強度材料已經廣泛應用到橋梁鋼結構的設計中?，F階段，橋梁研究者對工藝損傷和材料算數的敏感性逐步上升，并逐漸成為大家共同關注的焦點問題。碳素結構和低合金強度鋼結構的算數已經不能改變這些材料本身固有的物理特性，但是卻使得其破壞形態得到了明顯的改變，這些都主要表現在低能量的破壞，雖然應力水平都不算高，但是危險系數卻一直沒有得到降低。實際設計中，橋梁鋼結構的損傷以及發展在工藝上和使用過程中有以下表現：
（1）材料損傷。材料損傷顧名思義就是建筑母材在某些工序中物理特性得到破壞，主要是指母材在冶金過程或者壓制時產生瑕疵。在焊接熱過程進行關聯的時候發生了破壞，進而引發了層狀的撕裂。損傷指的是在焊接過程中，在焊接區域所形成的一些焊接缺陷，損傷一般主要發生在焊接接近度比較差的構造細節地方，經常會引起疲勞裂紋。
（2）焊接的接頭處，母材強度因為金屬再結晶過程而逐漸增加，可塑性和其韌性逐漸降低，這就導致母材的力學性能發生不良轉變，因此在設計的時候，應注意因焊接縫而倒是的接縫尺寸變大對建筑母材所造成的不良影響。
（3）在橋梁實際使用過程中，也會不斷擴展鋼結構的原來損傷，尤其在橋梁處于腐蝕環境條件下，損傷的情況會更加嚴重。幾何應力集中累加因缺口的損傷應力比較集中，在交變荷載的作用下，使得早期的損傷變成嚴重損傷，導致疲勞裂紋的擴散，對于橋梁有著直接威脅。
（4）不良的設計構造細節也會是引發損傷的重要因素。但是這種因素在鋼結構的設計中往往會被人們所忽略，加工工藝中的焊接順序、預熱等過程都是有嚴格要求的，鑲嵌等焊接情況若有裂紋發生，也是造成損傷的因素。因此，細節決定上層建筑，在設計中注意控制細節損傷也是抱著結構完整性的關鍵所在。
四、橋梁鋼結構焊接完整性的設計措施
因為橋梁鋼結構受力不同，所以所需要的焊接接頭型式也會有所不同，因為接頭微觀組織的不均勻，會導致和母材力學性能的不同。此外，由于焊接殘余應力焊接的變形，以及因為構造細節所帶來的幾何應力等因素，使得焊接接頭成為控制部位，這就會對焊接結構的完整性帶來不利影響。在實際設計過程中，要想避免這些因素的不利影響，要考慮到以下幾個方面：首先要針對疲勞和靜力要求，來決定焊縫形式，在實際工藝施工上，作焊接性和可檢測性要求。其次，根據荷載、環境以及細節，按照抗疲勞和抗斷裂要求，作相應損傷分析以及壽命評估。第三，在關鍵構造的細節設計上，要遵循簡單傳力和焊接可行以及方便安裝的原則。第四，按照焊接缺陷進行預防，由實際焊接應力和焊接變形焊接收縮量的控制目標，來確定制造工藝標準和焊接工藝的評定要求。第五，要以損傷監測以及維護方法作為內容的使用和維修要求。以上幾個方面之間都具有直接或者間接的關聯，在進行焊接的完整性設計是，都要將其考慮進去，在工藝市公司，焊接性和可檢測性是主要要求，其荷載等細節要符合抗斷裂要求，根據損傷做出使用上限的評估。而在關鍵的細節設計上，要注意焊接等方面的原則，根據焊接所產生的缺陷因素。
五、總結：
綜上所述，在橋梁設計階段對于現代橋梁鋼結構的完整性設計，是一項復雜而又繁瑣的工作，同時也是一項十分重要的工作。在實際設計過程中，橋梁設計工作者必須要把握好設計目標以及設計理念，在國家規定的制度下進行施工，在整體上進行設計，充分考慮到影響橋梁鋼結構完整性的各個影響因素，保證橋梁的質量。要把理論知識和實際工作有效結合起來，從實際情況出發，制定科學的施工方案，在設計過程中，不斷總結工作經驗和教訓，以促進我國橋梁建筑業更好的發展。
參考文獻：
[1]郭琦，賀拴海.教育全壽命理念的公路橋梁鋼結構抗疲勞設計[J].鄭州大學學報，2007（03）.
[2]尹紅，周芳龍.鋅加防護在橋梁鋼結構防腐和維修中的應用[J].現代涂料與涂裝，2010（08）.
關鍵詞：城市立交橋梁；結構設計；結構分析
隨著城市化進程的不斷加快，城市人口激增的同時車輛也日益增多，這給城市交通帶來了莫大的壓力，平面交叉的道口經常會發生車輛堵塞和擁擠。因此，為了提升城市的交通能力，很多城市開始興建立交橋梁?，F如今，城市立交橋梁已經廣泛用于城市交通中的交通繁忙地段，城市立交橋梁也成為衡量城市現代化的重要標準。
一、主要參數以及水文地質條件
以位于市區的某立交橋為例，此立交橋為五線三層互通式立交橋梁。底板為地面道路，中層為中環線直行車道。
1.主要技術參數
設計載荷汽車為-20級，掛車為-100驗算；地震烈度按照7級地震烈度設防；設計主橋車速為每小時100千米，匝道車速為每小時50千米；平面線匝道半徑設計為65米；兩條車道匝道橋梁總寬度、交匯段三車道匝道總寬度、立交橋變段橋梁總寬度分別設計為10.5米、14.0米和14.0到30.5米之間；橋梁最大縱坡小于5%，橫坡小于6%；排水標準方面，重現期1a，集水時間10分鐘，徑流系數和延緩系數分別為1.0和2.0。
2.水文地質條件
依據橋址處18個取土孔和22個靜力觸深孔的資料，地質結構分為7層。第1層為人工填土，第5層為細砂至中砂，剩下的5層為粉土或粉質粘土，第5層的細砂之中砂厚度要在15.2到17.9米之間。實測各土層的剪切波速，得到平均值為每秒228米，可判定場地土為Ⅲ類土。地下水一般為SO4-Na型或Cl-Na型水，對砼會有一定程度的侵蝕。
二、城市立交橋梁設計規劃與設計原則
在城市立交橋的設計規劃過程中要把考慮的重點放在交通組成、交通量、設計車速、城市景觀、拆遷可能性和將來的遠景發展。本文所舉立交橋在設計方面重點考慮了以下幾點：立交范圍內地面道路要相互連通，形成網絡，確保能達到緩解沿線地方單位進出交通的狀況，達到組織公共交通的目的；立交橋梁應向空間方向發展，從而節約用地，減少拆遷范圍；要滿叉口所要求的交通功能，使交叉口能與立交性質、等級、任務以及交通量相適應，主要道路和次要道路的交通流向要與次要交通流向相結合；立交橋梁的造型要美觀，能與所處地形和環境相適應，避免“灰色地帶”的產生。
三、橋梁上部結構設計
1.結構選型
本文所舉立交橋具有交通量大、無斷交條件的特點，且曲線橋和異型段橋占全橋總面積比例七成以上，工期方面的要求也是盡量短。在經過多次優化比選之后，在主跨25米以上的曲線橋和異型段橋采取澆預應力砼連續箱梁的方式，而25米以下的則采取現澆普通鋼筋砼連續箱梁的方式，至于直線橋，則采取預制預應力砼大空心簡支板梁并設橋面連接板。
2.結構計算
依照平面桿系有限元程序計算箱梁內力，并運用三維有限元分析程序進行驗算。通過計算結果的數據選擇合理、最優的設計，使配置的預應力束與受力特征更合理，并能減少4成以上的鋼絞線。預應力砼構件的計算，可按全預應力構件來考慮。有些截面要按a類受彎構件來考慮，在恒載條件下不允許出現拉應力，營運階段的最大拉應力值也應該控制在砼的極限拉應力內。預應力束與孔道壁的阻系數采用0.20，束位置偏差系數為0.002。因考慮了支座對箱體的約束效應，內支點負彎矩時，采用0.95的折減系數。
2.1鋼筋混凝土箱型連續梁的設計計算
該類箱梁包括曲線梁和異形梁，梁體分別用單箱單室、單箱雙室及單箱三室的截面?？缍仍?8到30米之間，梁高在1.2米和1.6米之間，取4孔為一聯。最小平面半徑為45米。箱梁頂、底板縱向布置直徑為25和32的鋼筋。異形梁為保證外觀整潔，采用單箱多室處理。對于分離式基礎，為減小橫向剛度，要在頂板上設構造縫。采用PKPM連續梁計算程序來進行箱梁的結構分析，并按照施工、運營階段進行內力和抗裂性能的計算并依照計算結果配置普通鋼筋。由于橋墩臺不均勻下沉可能對梁體產生不利影響，荷載組合要選取偏安全的組合，并按相對位移2厘米來計算。箱梁橫向計算時，要采用框架結構分析計算方法。
2.2預應力混凝土槽梁及空心板梁
槽形梁及板梁跨度在18到30米之間，采用架設速度快且預制質量好的簡支梁結構。主筋則采用冷拉雙控Ⅳ級粗鋼筋，標準強度為750兆帕。在架設時為了形成平面變寬度的匝道線形，采用變化鉸接縫寬度的方法。
3.結構措施
為了使內應力分布更為合理，可以把箍筋間距加密至10厘米；將中墩單支點向外弧側的偏心距預調8到11厘米；每聯端支點采用抗扭雙支座并將其間距加大到3.6米，并將端橫隔梁加長至與橋同寬。
四、橋梁下部結構設計
1.蓋梁
預應力砼大空心板，要采用倒T形蓋梁?？鐝皆?0.0到12.8米范圍內，懸跨比為0.34到0.37之間，部分獨柱懸臂長8.1米，蓋梁高度在2.31到2.61米之間，寬度在2.5到2.6米之間，牛腿最小高度為l.l米。對于相鄰孔的主梁跨徑不等的蓋梁，為抵衡不平衡彎矩可采用支座偏位法。為了適應彎橋空心板的布置需要，蓋梁寬度應采用大小頭的扇形狀。長度大于17.5米的獨柱雙懸臂蓋梁要采用預應力鹼結構，而其余部分均可采用普通鋼筋硅結構。主筋方面，預應力混凝土采用直徑為15.24毫米的高強度、低松弛鋼絞線，普通鋼筋混凝土用Ⅱ級鋼。蓋梁混凝土中預應力采用混凝土C50，普通鋼筋采用混凝土C30。
2.墩柱
設計立交橋最高柱身為14.923米，一般柱高為3到11米之間，柱身采用倒棱矩形截面。柱高大于11米時用140乘以200厘米的截面；柱高小于11米時采用110乘以150厘米的截面，角棱處則采用15乘以15厘米的正方形截面。柱子主筋采用Ⅱ級鋼，配筋率要控制在1%以內，柱身混凝土采用普通混凝土即可。
3.樁基礎
基礎采用40乘以40厘米的鋼筋混凝土打入樁，中心最小橫向和縱向間距分別為1.0米和1.2米。鋼筋混凝土承臺厚度為1.5米，并根據具體需要在底、頂部鋪設受力鋼筋網。簡支梁結構樁長24米，考慮不均勻沉降的影響，樁長可采用30米。為了確保地下管道的安全性，還采用了鉆孔樁，樁長最大40米，并使其進入了暗綠色粉質粘土持力層或草黃色粉質粘土。
五、橋面結構
橋面鋪裝層設8厘米厚的C30混凝土墊層，并設直徑為8鋼筋網，間距為15厘米。在墊層之上的負彎矩處涂防水涂料并鋪設5厘米厚的瀝青混凝土。橋面采用橡膠板式伸縮縫。全橋采用矩形、圓形板式橡膠支座及四氟板式橡膠支座。機動車道兩側設鋼筋混凝土墻，并加連續潤管的復合式防撞墻，同時，在非機動車道橋面兩側設人行欄桿。
結論：
城市立交橋是城市交通的有力保證，城市立交橋梁的設計則是城市立交橋建設的根本。因此在設計階段就要注意總體規劃設計的工作，這樣才能保證城市立交橋梁在城市交通中的積極作用。
參考文獻
[1]CJJ11-1993，城市橋梁設計準則[S].
[2]GB50220-1995，城市道路交通規劃設計規范[S].
[3]曲長清，王建昭.橋面鋪裝早期破損原因及其對結構耐久性影響的分析[J].黑龍江交通科技，2009（7）.
關鍵詞：橋梁；連續剛構；設計
中圖分類號：U448.23文獻標識碼： A 文章編號：
一、連續剛構橋的應用現狀分析
在橋梁工程中，剛構具體就是指用剛接來替代鉸接的一種橋跨結構形式。連續剛構橋梁是連續梁橋與T形鋼構橋梁的完美結合，其兼具這兩類橋梁結構的受力特點，結構整體性超強、外觀造型簡潔大方、行車和抗震性良好，并且整體造價也相對較低，施工方法也比較成熟，結構本身還具有較大的跨越能力，對地質條件的適應能力較強。正因連續剛構的這些優點，使其在實際工程項目建設中獲得了非常廣泛的應用。早在上個世紀60年代開始，前聯邦德國便采用懸臂澆筑法在萊茵河上建成了沃爾姆斯橋和本道夫橋，這兩座橋梁結構的主跨徑分別為114.2m和208.0m，均是采用薄壁橋墩替代T形剛構橋的組大橋墩，中孔為剪力鉸、邊孔為連續結構體系。此類橋型可以是連續剛構橋的雛形，這是因為它的主要受力特性已經非常接近于連續梁橋。自此之后，日本在上世紀70年代相繼修建了浦戶大橋、彥島大橋和濱名大橋，這三座橋梁的主跨徑分別是230m、236m和240m，均為帶鉸的連續剛構橋梁。因為T形剛構橋的鉸接構造相對比較復雜，在溫度以及徐變作用的影響下，會使鉸內產生出一定的剪應力和整體結構次內力，若是預拱度設計的不合理，很有可能造成橋面縱坡呈折線形，這對于行車安全非常不利，所以在當時便產生出了取消鉸接構造的連續剛構體系橋梁的想法，其中較具代表性的有澳大利亞的門道橋，該橋主跨徑為260m，還有挪威的拉夫特通道橋，主跨徑為298m。
就我國而言，由于受諸多方面因素的制約，在早期的公路工程建設中，里程數較少、載重量低，公路項目主要以小規模為主，與之相應的橋梁結構也多以簡支梁和拱橋為主。近些年來，隨著我國經濟的飛速發展，推動了交通運輸業的發展速度，為了滿足不斷增長的交通運輸量，高等級公路工程項目建設日益增多，與普通公路不同，高等級公路對于路線線形指標的要求比較高，這是這一原因推動了我國橋梁建設的發展，各類橋梁結構不斷被引入國內，其中也包括了連續剛構橋。1990年我國正式建成了首座連續剛構橋，即廣州洛溪大橋，該橋的主跨徑為180m，在當時來講，是橋梁跨徑上的一次突破，自此之后，隨著公路工程建設的不斷加快，連續剛構橋的數量也隨之大幅度增多，較具代表性的有重慶石板坡長江大橋復線橋，該橋主跨徑為330m，蘇州長江大橋輔航道橋，其主跨徑為268m等等。
二、連續剛構橋梁的設計要點
橋梁設計屬于一項較為復雜且系統的工作，想要使一座橋梁順利建成并具有良好的使用效果，就必須認真做好設計工作，并在設計過程中充分考慮各個方面的因素，只有這樣才能設建造出真正完美的橋梁。下面本文從連續剛構橋設計的幾個主要方面對設計要點進行論述。
（一）結構設計要點
在連續剛構橋梁結構設計中，承載力設計是比較重要的環節，尤其是大跨徑的連續剛構橋，其承載力設計更為重要。
1.主梁設計要點。在連續剛構橋的主梁設計中，由于結構本身的腹板高度相對較低，所以不需要設置豎向預應力，只需要采用普通的鋼筋便可以達到良好的抗剪效果。需要注意的是，若是橋梁結構懸臂長度相對較短時，不應設計橫橋向預應力。
2.主墩設計要點。在連續剛構橋的主墩結構設計中，通常的做法都是采用薄壁空心橋墩，并使橫橋向橋墩的兩側呈圓弧面，具體設計時，順橋向的寬度應控制在3m以內，承臺厚度應控制在2.8m，建議采用樁柱式設計。
3.護欄設計要點。在對橋梁護欄結構進行設計時，可采用現澆混凝土的方法，同時為了進一步降低因混凝土熱脹冷縮對橋梁結構變形的影響，可在橋面上每間隔一定的距離設置一條伸縮縫，并加設溫度縫。
（二）預應力控制設計要點
在連續剛構橋梁中，應力設計的合理與否直接關系到橋梁結構的整體質量。大量工程實踐表明，引起連續剛構橋橋身變形的主要原因是橋梁自重，而預應力的張拉效果則能夠有效減少橋身對底板的壓應力。為此，在計算預應力作用引起的橋梁結構變形時，不可以只采用直接剛度法對橋身的變形度進行計算，還要考慮橋梁本身自重的影響。在橋身應力控制的設計過程中，影響主梁應力效果的主要因素是彎矩和剪力，所以應當將橋身主梁截面的正應力以及支點附近的主拉應力作為控制重點。在具體工程中，還應充分結合現場測試情況和所用材料的特性，這樣才能使應力控制設計更加合理。
（三）線性控制設計要點
由于連續剛構橋梁的跨徑一般都比較大，所以，線性控制較為重要。在該環節的設計中，主梁結構的立模標高對懸臂的影響較大，其直接關系到主梁線形的平順性。在對立模標高進行確定時，應盡可能貼合實際去考慮各方面因素的影響，這樣才能確保線性設計效果達到最佳。通常情況下，各個參數會隨著懸臂的伸長而加大對擾度的影響，這樣一來，在施工階段會由于節段重量的增大引起掛藍變形，所以，應當充分考慮到掛藍附近變形和擾度變形，并對其參數值進行相應的調整，然后以此為據對立模標高的計算公式進行修正。
（四）施工設計要點
橋梁設計與施工有著非常密切的關系，設計的合理與否直接影響施工質量，所以在連續剛構橋施工設計中，應當充分考慮到原材料的選用和施工操作規范的設計，這是確保橋梁能夠順利建成的重要部分。首先，在混凝土材料的選擇上，橋梁上部結構應當盡量選用標號較高的混凝土，在無特殊要求的前提下，建議采用50#混凝土，承臺則采用30#混凝土即可，樁基最好采用30#的混凝土。由于混凝土的熱脹冷縮性會在一定上影響橋梁結構的整體使用壽命。我國不同的地方日常溫差較大，在計算分析時，必須考慮這一因素，可按照預埋傳感器的實測溫度推導出測試結果，并根據實際需要適當對梁段的立模標高進行調整；其次，鋼筋的選擇。當鋼筋直徑大于10mm時，應選用Ⅱ級鋼筋，當直徑小于10mm時，宜采用Ⅰ級鋼筋。工程施工中使用的全部鋼筋均必須符合國家現行的GB1499-2008中的有關規定要求。
參考文獻
關鍵詞：橋墩設計；要點；分析
【分類號】：U445.57
目前，我國正大力推進各項基礎設施的建設，在此背景下，橋梁建設活動愈加頻繁。值得一提的是，對于鐵路專線而言，橋梁是不可或缺的組成部分，橋梁總長大約為線路總長的三分之一。隨著橋梁建設的持續升溫，橋梁橋墩設計也引起了業內人士的普遍關注。橋梁橋墩設計是橋梁建設活動的關鍵組成部分，下文將針對其要點展開分析和思考。
1.工程概況
某城際軌道，其正線采用雙線設計（間距4.5m），最高允許時速200km/h，其橋梁部分的信息如下：一，應用了大量的、32m跨徑的雙箱單室簡支梁；二，橋墩被設計成花瓶式，另外，在橋墩外側留置了一道10cm深的裝飾槽[1]。
在實際施工中，考慮到橋墩結構尺寸相對較小，所以，應該對該橋墩的整體受力情況展開深入的分析和思考，從而確保橋梁的使用性和安全性，最終保證整條軌道的正常運營。
2.設計原則
2.1荷載設計
對荷載進行設計的過程中，不僅要考慮荷載類型，還應考慮車輛制式。具體設計環節，雙線列車荷載按照百分之百進行計算，不采取相關的折減處理；至于制動力部分，則按照列車豎向靜活載的百分之十五進行計算，另外，如果考慮離心力的影響時，則需要按照列車豎向靜活載的百分之十進行計算。
2.2位移控制
對橋墩進行設計時，其剛度設計一直以來都是研究的重點。當橋墩的剛度設計超過標準時，則會導致造價偏高的問題；當橋墩的剛度設計低于標準時，則會帶來不夠舒適，甚至不夠安全的問題。在剛度設計過程中，尋求一個平衡點便顯得尤為重要了。在設計過程中，做好墩頂彈性水平位移的有效控制能夠很好地解決橋墩剛度設計的問題[2]。
3.橋墩設計要點
3.1景觀設計
隨著社會經濟水平的不斷提高，人們對橋梁建設提出了更高的要求，要求橋墩設計，一方面滿足經濟實用的原則，另一方面能和所處環境保持高度的協調一致。所以，在確定橋墩造型的過程中，應結合保護自然環境的考量，盡量做到少些破壞，多些和諧，具體應考慮以下幾點：一，和梁部保持高度協調；二，造型具有一定的藝術性；三，便于施工；四，實用性較強；五，養護簡單、維修方便。
對橋墩造型展開相關的優化計算，設計出最佳的橋墩斷面形式，與此同時，對橋梁結構的大小進行嚴格控制，使其在允許的范圍內盡量小，如此一來，便實現了對周邊自然環境的有效保護。實例中，橋墩被設計成花瓶式，且呈流線型，在截面拐點相較部位應用了圓弧狀的連接，凸顯了橋墩外形所具有的曲線美感。 橋墩的這種設計，實現了中西文化的有機交融，散發出了濃郁的時代氣息，給人一種良好的視覺感受[3]。
3.2動力分析
動力分析主要包括三大內容：第一，對花瓶式橋墩展開仿真分析；第二，對雙線簡支梁橋的動力特性展開方針分析；第三，對列車走行性展開仿真分析。
按照相關鑒定方法以及評定標準的要求，決定采用兩大指標（一是脫軌系數，二是輪重減載率）以實現對列車運行安全性進行有效判斷，與此同時，運用Sperling指標以實現對列車舒適性的客觀評價。
由表2可知，在乘坐舒適度方面，以上四種情況全部符合良好的標準，由此可見，本文所設計的花瓶式橋墩以及整個橋梁，既符合動力特性的相關標準，又符合列車走行性的相關標準，還符合安全性以及舒適性的相關標準。
3.3結構設計
3.3.1墩頂水平線剛度
為了達到實際受力的相關要求，應做好墩頂縱向水平線剛度的有效控制。如果保證其擁有足夠的橫向剛度，那么橫向振動問題便得到了有效解決，橋梁的穩定性便得到了有效保證，如此一來，列車的安全性以及舒適性便得到了大幅提升，另外，還有助于養護維修工作強度的降低以及相關費用的減少。根據相關標準，對簡支梁連續梁墩頂最小縱向水平線剛度進行設計的過程中，應保證其最小值符合表1的要求[5]。
表1 墩頂最小水平線剛度限值
3.3.2三種不同類型橋墩的縱向水平力分配問題
固定墩墩頂縱向水平力——所有縱向力；非固定墩墩頂縱向水平力——支座摩阻力；聯間墩墩頂縱向水平力——墩頂縱向兩排支座摩阻力之差。
3.3.3橋墩各部的構造
為有效解決頂梁維修問題以及支座更換問題，通常采用以下三種方法：一，對支承墊石帽以及托盤的截面進行加高處理；二，對矩形截面四周進行抹圓角處理；三，在頂帽上進行排水坡的合理設置。
梁底、墩頂之間的距離通常設計為60cm。對墩身截面進行設計時，應堅持三大原則，一是和梁部相協調，二是施工簡單，三是養護方便，除此之外，還應該結合具體情況進行截面形狀的有效選取（矩形或者圓端形）。
為橋墩結構增加某些附屬設施，其目的在于方便梁部與支座這兩大部位的相關檢查以及維修工作，如在墩頂吊籃設計，又或者在墩頂凹槽設計。吊籃一般由角鋼支架制作而成，拆卸或者更換都極為方便，至于吊籃的人行布板通常由鋼板充當。值得一提的是，可在墩頂凹槽部位設計一個爬梯以實現與梁端部底板的有效相連，其能夠為檢修工作提供極大的便利，大多數情況下，將其設置在活動支座的一方，如此一來，充分體現了以人為本的原則。
4.耐久性設計
對橋梁進行設計的過程中，應充分關注橋墩的耐久性設計。相關橋梁設計規范給橋梁結構的使用年限提出了具體的要求，即以一百年為目標。值得一提的是，在客運專線的橋梁及橋墩設計中，普遍存在鋼筋的設置，所以，在設計過程中，更要充分體現其耐久性。對于鋼筋混凝土結構而言，影響其耐久性的因素通常包括以下幾個方面：一，材料的性能；二，結構的構造；三，施工質量；四，維修養護等。對橋墩進行設計的過程中，為保證其具有足夠的耐久性，應對以下幾個問題予以重點考慮：一，所采用的混凝土應具有較高性能，不管是均勻性，還是密實性，又或者抗裂性均應符合設計標準；二，應該根據實際情況，采取針對性的構造措施；三，在設計環節，應做好骨料質量的有效控制，對其展開成分分析以及堿活性試驗，避免堿骨料反應的出現；四，在進行預埋件的施工時，應做好防腐工作；五，應為橋墩設置必要的附屬構件，如吊籃或者檢查梯，以便于運營期間保養、維修工作的開展[6]。
5.結語
就我國目前情況而言，由于橋墩設計規范標準剛剛推行不久，所以，相關設計存在很大的難度。作為橋墩設計人員，應該將相關技術標準落到實處，不僅要保證工程的質量，而且要控制工程造價，還要加快施工進度。在實際設計環節，應充分考慮實際需求，如提高或保證列車運行的安全性、平穩性以及舒適性等。只有對橋墩設計經驗進行不斷總結，才能促使橋墩設計水平的進一步提高。
參考文獻：
[1] 石瑞喜. 橋墩差異沉降規律及其對軌道高低平順性的影響[J]. 四川建筑. 2013（01）.
[2] 張建軍. 橋墩沉降及加固方法分析[J]. 低溫建筑技術. 2012（01）.
[3] 張天明. 奴格沙大橋橋墩水毀加固處治[J]. 公路交通技術. 2011（04）.
[4] 陳密，高巖，曾凡勤. 武廣客運專線某特大橋橋墩裂縫成因分析[J]. 鐵道建筑. 2009（03）.
