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桥梁初步设计方案范文第1篇
关健词:桥梁;全寿命设计;
近年来, 国内外大量的桥梁, 出现了2种不同的问题桥梁年限没到就已经存在严重病害, 如适用性差、耐久性低、与城市规划不协调等桥梁已到设计年限, 虽然局部构件损坏、桥面铺装已破损、通行能力已不能满足现行通车要求, 但主体结构完好, 承载能力尚能满足现行标准。前者由于桥梁还在设计适用期内, 会进行加固、修补, 继续使用, 造成桥梁建设成本的增加后者由于桥梁已到设计年限, 加固、修补的费用较高, 通常进行拆除, 由于主体完好, 承载能力尚足, 可以判断在早期建设中投人的成本很高。
2种现状, 虽然有不同的表现, 但从根本出发, 都可以归结为设计初期的考虑不足。前者是对桥梁使用阶段考虑荷载增加时过于保守后者则是过高估计了荷载增加。因此, 本文针对之前的设计进行推敲, 得到了采用桥梁全寿命设计的新方法。
1全寿命设计方法
1.1定义
全寿命设计理念是基于社会基础建设总体效益达到最优为最终目标提出的,最终目的是使桥梁在全寿命期内, 设计建设付出的成本得到最高的经济效益。这里的成本付出, 不仅包括桥梁的最初建设费用,还包括了规划、运营、监测、养护、加固、拆除等。因此, 桥梁的全寿命设计方法定义为综合统筹考虑桥梁寿命周期的5个主要阶段规划、设计、施工、使用、拆除, 通过成本分析, 寻求安全性、耐久性、美观性、有利于生态环境4个方面的经济效益平衡, 最终达到社会效益最好的设计理念(1)。
1.2费用模型
除美国外, 其它国家对于系统的全寿命设计方法研究都不彻底, 费用模型不成熟, 因此使用美国现行的费用模型进行费用分析, 其中各种参量选取均以美国国情作为参考。
费用模型是以经济效益为目标, 以成本比例为因素建立的模型, 定义为在桥梁全寿命周期内发生的与桥梁的建设、维护、适用和管理相关的所有费用总和的计算模型。根据经验假定费用比例是确定的, 维护和维修费用也是确定的。费用模型为(2):
式中 为现值;为初始费用;t为分析时间域;n为桥梁使用期; 为现值因素‘ 为维护费用;为检测费用;后续修复费用;为用户费用;S为残值.
由于各项费用是在不同时刻发生的, 一般利用贴现率将未来成本折算成现值以便于比较。未来成本与现值之间的换算关系为
式中 为净现值; 为未来第N年发生的成本;r为分析时的贴现率。
1.3 优点
采用桥梁的全寿命分析方法时, 不仅考虑桥梁施工和正常使用时的可靠性, 还考虑设计可靠度是否物尽其用。我国及大多国家现行桥梁设计方法是概率极限状态设计方法,其基本原则及对应的具体设计方法、控制对象和目标归纳如表1所示.
概率极限状态设计方法是一种基于结构可靠度的设计方法’〕。可靠度是指结构在规定时间内与规定条件下, 完成预定功能的概率。这种以可靠度为原则的设计方法, 考虑的是结构在设计、施工、荷载都理想的情况下结构能够“ 可靠” 服役的概率要大于结构可靠度。不难看出, 这种设计方法考虑的仅仅是为了达到预期的可靠程度进行的设计, 并没有对投人的成本, 取得的效益的关系进行分析。也就是说, 假设用这种设计方法按照8级地震的条件设计的桥梁可靠度为95%, 完全可以承受7级地震,然而, 此桥梁建成后仅经历了5级地震, 按照8级地震设计可靠度达到60%即可承受, 那么这35%的可靠度成本就没有达到预期的成本效益目标。因此, 有没有必要做到的95%可靠度, 就需要进行成本效益分析
全寿命设计方法是一种以成本效益为设计原则的设计方法, 在这个经济社会里, 一定量成本能够得到多大的效益回报是大家关心的重点。桥梁的设计不仅围绕达到什么样的可靠度, 也要考虑在完成桥梁固有作用同时, 怎样尽量减少桥梁总成本的投入,不光考虑建桥时的成本, 更要综合桥梁从设计建成后一直到报废拆除所有成本的投入。表2为桥梁全寿命设计方法与现行设计方法的比较。由表2可见全寿命设计方法在提高效益成本比例方面有显著的优势。与此同时, 节约成本也刺激了桥梁设计建设技术提高, 为桥梁的发展不断做出贡献。
1.4 应用条件
从现行传统的设计方法过渡到全寿命方法需要具备一定条件。
首先, 要有一套合理的经济学模式对桥梁全寿命成本投入做系统合理的分配。一方面不会因为可靠度过高而浪费前期建设投入, 造成总成本过高另一方面也不会因为可靠度过低而造成后期维护费高, 甚至超过建设费用, 造成总成本过高.
其次, 在桥梁全寿命设计实施过程中要尽量节约成本。一方面, 桥梁设计、建设技术一定要提高, 尽量节约不必要的投入;另一方面, 桥梁施工质量要绝对保证, 能够高标准实现设计要求, 避免施工质量问题造成不必要的成本投入。
最后, 完善的社会、行业体制对施行全寿命设计方法必不可少。设计方、施工方不再仅负责桥梁设计、建设的一小段时间域, 而要负责桥梁整个使用寿命期间的全部问题。因此, 桥梁全寿命设计方法是一种全新的设计理念, 改变了以可靠度为原则的设计方法, 而将成本收益作为基本原则对桥梁进行设计。
2国外现状
美国是世界上最早在公路领域进行桥梁寿命周期成本分析的国家。早在2003年就颁布全国公路研究协作计划第483号报告《桥梁寿命周期成本分析》和配套软件, 现已进人桥梁全寿命周期成本分析的全面实施阶段。美国以外的发达国家,20 世纪90年代初才开始研究桥梁工程全寿命设计, 目前仍处于起步阶段。
目前, 美国已经强制实施基建工程管理“ 全寿命经济分析法”.LCCA作为法令必须执行, 同时它又是一个可以具体操作的方法, 是重要投资评估和经济分析技术。美国法典(USC)给的LCCA定义是“ 它是一个程序和方法, 用于评价可行计划项目的总经济价值。包括初始成本和经折现的进一步成本—整个寿命期内的维护、修复、,重建和表面翻新处理成本。美国桥梁设计已经从传统桥梁设计理念成功转为全寿命设计理念。以往只考虑桥梁初建成本, 不考虑成桥后的维护费用。实践证明, 以前的做法无论从技术上、经济上, 还是从对社会影响上都是不恰用的。
桥梁初步设计方案范文第2篇
关键词:提高;桥梁;寿命
中图分类号:TU997 文献标识码:A
桥梁不仅是一个国家或地区经济实力、科学技术、生产力发展等综合国力的体现,而且是一个国家或地区经济、历史、人文等社会发展的标志性建筑,可以说桥梁是社会历史发展的一座不朽的丰碑。
1桥梁的总体规划设计及其要求
1.1使用上的要求
桥梁设计要求能保证行车的畅通、舒适和安全;既满足当前的需要,又照顾今后的发展;既满通运输本身的需要,也要考虑到支援农业,满足农田排灌的需要。通航河流上的桥梁应满足航运的要求;靠近城市、村镇、铁路及水利设施的桥梁还应结合有关方面的要求考虑综合利用。
1.2经济上的要求
桥梁设计方案必须进行技术经济比较,一般来说,应使桥梁的造价最低,材料消耗最少。然而,也不能只按建筑造价作为全面衡量桥梁经济性的指标,还要考虑到桥梁的使用年限、养护和维修费用等因素。
1.3设计上的要求
整个结构及各部分构件在制造、运输安装和使用过程中应具有足够强度、刚度、稳定性和耐久性,应积极采用新结构、新技术、新材料、新工艺。
1.4施工上的要求
桥梁结构应便于制造和架设,应尽量采用先进的工艺技术和施工机械,以利于加快施工速度,保证工程质量和施工安全。
1.5美观上的要求
一座桥梁应具有优美的外形,应与周围的景观相协调。城市桥梁和游览地区的桥梁可较多考虑建筑艺术上的要求。合理的结构布局和轮廓是美观的主要因素,决不应片面地把美观理解为豪华的细部装饰。
2 设计师要重视勘测与调查对设计的重要性
(1)调查桥梁的使用任务:既要调查桥上的交通种类和行车、行人的往来密度,藉以确定桥梁的荷载等级和行车道、人行道宽度等,又要调查桥上有无需要通过的各类管线(如电力、电话线、水管、煤气管等),为此需设置专门的构造装置。
(2)测量桥位附近的地形,绘制地形图供设计和施工使用。
(3)探测桥位的地质情况,包括土壤的分层标高、物理力学性能、地下水等,并将钻探所得资料绘成地质剖面图。对于所遇到的地质不良现象,如滑坡、断层、溶洞、裂缝等,应详加注明。
(4)调查和测量河流的水文情况,包括调查河道性质(如河床及两岸的冲刷和淤积、河道的自然变迁等);收集和分析历年的洪水资料,测量河床断面图,调查河槽各部分的形态标志、糙率等;通过计算确定各种特征水位、流速、流量等;与航运部门协商确定通航水位和通航净空;了解河流上有关水利设施对新建桥梁的影响。
(5)调查当地建筑材料(砂、石料等)的来源,水泥、钢材的供应情况以及水陆交通的运输情况。
(6)调查了解施工单位的技术水平、施工机械等装备情况以及施工现场的动力设备和电力供应情况。
(7)调查和收集有关气象资料,包括气温、雨量及风速(或台风影响)等情况。
(8)调查新建桥位上、下游有无老桥,其桥型布置和使用情况等。
很明显,选择桥位就需要一定的地形、地质和水文等资料,而对于所选定的桥位,又需要进一步为桥梁设计提供更为详尽的依据资料,因此,以上各项工作往往是互相渗透,交错进行的。
3传统的桥梁设计
我国桥梁建设的程序一般采用两阶段设计,即初步设计和施工图设计。对于技术复杂、方案明确的小桥,可以采用一阶段设计,即施工图设计,以扩大的初步设计来包含两阶段设计的主要内容;对于技术复杂、又缺乏经验的建筑项目或特大桥、互通式立体交叉、隧道等,必要时采用三阶段设计,即初步设计、技术设计和施工图设计。
两阶段设计时,桥梁设计的第一阶段是编制设计文件.在这一阶段设计中,主要是选择桥位,拟定桥梁结构形式和初步尺寸,进行方案比较,编制最佳方案的材料用量和造价,然后报请上级单位审批。在初步设计的技术文件中,应提供必要的文字说明、图表资料、设计和施工方案、工程数量、主要建筑材料指标以及设计概算。这些资料作为控制建设项目投资和以后编制施工预算的依据。
桥梁设计的第二阶段是编制施工图。在这一阶段设计中,主要是根据已批准的初步设计中所规定的修建原则、技术方案、总投资额等,进一步进行具体的技术设计。在施工图设计中,应提出必要的说明和适应施工需要的图表,并编制施工组织设计文件和施工预算。在施工图设计中,必须对桥梁各部分构件进行强度、刚度和稳定性等方面的验算,并绘出详细的结构构造图纸。
三阶段设计时,技术设计应根据批准的初步设计和补充初测资料(或定测资料)编制:施工图设计应根据批准的技术设计和定测(或补充定测)资料编制。
采用三阶段设计时,初步设计编制设计概算;技术设计编制修正概算;施工图设计编制施工图概算。
4提高桥梁寿命设计理念的研究
在传统设计理论中,设计工作的重点主要集中于施工阶段的施工成本和结构短期性能的设计和优化,对结构耐久性设计和使用寿命的重视不够。并且,设计中没有涉及设计使用寿命内的管理、养护、维修、构件更新、拆除等建成以后的诸多问题。同时,在投资决策上,也只注重建设期的投资成本,而不重视桥梁整个寿命周期内的总成本。因此,在可持续发展的背景下,我们必须在传统的设计理念的基础上,从桥梁结构规划、设计、建设、运营、管理和养护等寿命周期内的各个环节中寻求恰当的方法和措施来实现桥梁的健康、安全工作。
4.1基于桥梁全寿命周期的设计理论研究
在传统的设计理念里,设计工作的重点主要集中于施工阶段的施工成本和结构短期性能的设计和优化。桥梁的寿命周期是一个桥梁的性能、服务水平等在不断恶化的过程,同时又通过人为的管理、养护和维护等手段将其维持或提高到一定程度的过程,不断反复,最终达到桥梁寿命的终结。因此,桥梁的设计理论研究不应局限于短期性能设计、建设期的成本等,而是考虑桥梁寿命周期内所可能发生的一切及其变化进行设计和优化。
4.2基于性能的设计理论研究
桥梁全寿命设计理论要研究结构在使用过程中表现出来的服务性能,分析使性能受到弱化的原因和其发生的机理、规律。其目的主要是为了使结构在运营过程中除了保证最低的安全性要求外,尚应有良好的使用性能。
4.3 基于寿命周期成本优化的设计理论研究
通过优化设计来提高安全储备、减缓退化速度、提高耐久性能,运营期的维护是桥梁使用性能好坏的关键。设计中应平衡设计、维护、性能、成本之间的关系,使桥梁在设计使用年限内能够满足各方面的需要。
结语
提高桥梁寿命设计并不排斥行之有效的传统设计,而且许多传统设计在一定程度上也体现了同类桥梁中共性和个性相结合的特点,因此通过传统设计作为基础,可以逐步向更高的要求迈进。在具有一定的传统设计的实践经验情况下,能为实现更高的桥梁寿命的设计理念打下良好的基础。
参考文献
[1]李自林.桥梁工程[J].华中科技大学出版社 , 2007.
桥梁初步设计方案范文第3篇
【关键词】桥梁;设计
【 Abstract 】 At present, bridge is no longer a simple building across a river, whom people hope become a beautiful landscape, and go with the surrounding environment. The author, in this paper, analyses the design schemes for the scenic bridge.
【 Keywords 】 bridge; design
中图分类号: U442.5+9 文献标识码:A文章编号:
一、工程概况
开封市水系二期工程位于开封市城区中心,北自包公湖起,南止于潘杨湖。本工程是开封市市政府继水系一期工程后的又一重点景观工程,工程修建完成后不仅提升了开封市对外的整体形象,为市旅游业增添了新的旅游亮点,还为广大人民群众提供了休闲娱乐的去处。整个二期水系工程设计为达到“十步一景”的景观效果,工程内包含行车桥梁及人行桥梁均造型各异,做到一桥一景的设计要求。这些桥梁上部造型独特,下部框架结构也都别具一格,其中有参照国内原有桥梁依比例缩建的,也有结合设计景观要求单独设计的。建成后的桥梁将与周围景观溶于一体,展现给世人一副崭新的开封水系画。在众多桥梁中,位于集锦园内的人行桥梁握桥又以其别致的造型,繁杂的上部形式成为其中的亮点。
握桥是以甘肃灞陵握桥为模板,结合工程所在地的实际情况进行修改后确定的结构形式。该桥位于集锦园东侧,修建于水系二期工程主河道上。
右图为水系二期工程集锦园握桥修建完成后效果图。
二、方案设计
集锦园握桥工程因其本身规划、景观及结构上的限制,在设计过程中分为结构设计及装修设计,两部分设计同时进行,在设计过程中进行相互沟通,以达到预期效果。结构设计主要将设计重点放在桥梁结构安全计算上,结合工程所在地的地质情况确定经济适用的下部结构类型,装修设计则将设计重点为外部景观设计上,综合周边景区风格整体进行考虑,选择适合的材料进行外部修饰。
在设计过程中考虑到原桥型灞陵握桥跨越河道较宽,桥梁高跨比大,整体曲线明显,但限于本规划河道宽度仅为20米,如按照比例缩建,设计及施工难度均有所增加,因此在桥梁最初方案确定时就将原桥下部确定为折边桥,取消下部曲线设计。本桥坐落于水系二期主河道上,桥梁两端将沿河小道两侧连通,设置桥头遮挡风雨的仿古建筑将占用人行道宽度,不利于行人出行,故将桥头建筑改为仿古挑檐。而桥梁上部的檐廊是本桥的特点所在,所以设计中保留原有檐廊的同时,根据仿宋木建筑风格进行修饰。至此,经过初步方案设计,桥梁雏形已逐步形成。
三、施工图设计
1、拟定桥梁主体结构尺寸
通过多方面沟通协商及初步计算,确定桥梁全宽为2.5m(人行道)+2X0.5m(木质雕花栏杆)。桥梁净跨径为20m,其中两侧折边斜角为25°,水平长度为7.5m,中间平台长5 m,桥下净空3m,檐廊净高2.8米,檐廊上椽及瓦顶合计高约1m。
考虑到材料的耐久性,桥梁下部受力结构材料选用钢筋混凝土,它经过后期外部装同样可达到预期景观效果。桥梁下部采用整体现浇踏步板,两侧设置用以承托板的纵梁。而楼梯板以上的檐廊因结构复杂,为达到景观要求并减小对下部的压力,故檐廊采用木质结构。同时为增加桥梁整体安全性,在檐廊柱对应楼梯板下设置构造横梁,以抵抗上部结构所施加的荷载。基础形式受桥梁宽度及地质情况的制约,最终确定采用钢筋混凝土实体桥台。
2、计算构件截面配筋
将上部构件传向下部的荷载计算后进行荷载组合,得出各杆件受力的设计荷载及弯矩值。将设计值带入偏心受压计算公式后,得出杆件为大偏心受压构件。将下部构件简化,通过软件的计算得出在各种荷载组合的情况下的构件的受力情况后,按照最不利受力组合进行配筋计算。通过计算可得,抗剪钢筋按照构造配筋即可满足设计要求。
由于上部构件为景观设计,本次结构计算不再涉及该部分的内容。
3、计算桥台基底压应力
根据桥台尺寸及之前计算结果,得出作用在桥台上的永久荷载、人群荷载及土侧压力后,将其基底作用效应汇总,带入基底截面承载能力验算得出桥台地基压应力,同时演算桥台的抗滑和抗倾覆稳定性,根据计算结果调整桥台尺寸以得到最佳设计方案。
4、采取地基处理措施
在将桥台基底压应力与工程所在地的地基承载力进行对比后发现,地基承载力远小于桥台地基压应力,工程所在地的地质情况远远不能满足桥梁的需要。通过多种方案的对比,确定基础下地基采用水泥粉喷桩进行处理。
根据地质报告提供的土厚、土磨擦阻力特征值及桩端土阻力值,试算出桩长,得出单桩承载力。最后根据规范要求确定桩直径及桩间距,带入复合地基承载力计算公式得出复核地基承载力。经过反复的验算、复核桩直径、桩长及桩间距,直到复合地基承载力大于等于桥台地基压应力为止。
四、施工要点
本桥桥型特殊,对施工技术要求较高,特在设计中说明做如下要求:
①本桥承重混凝土结构为梁板式刚架,纵梁、横梁分别设置两道。根据施工条件及难易程度,桥梁承重结构必须整体浇筑,纵、横梁放样前应根据各构造图严格核对,经核对无误后方可放样,特别是纵杆斜向与横向结合部位。
②卸落满堂脚手架时间参照有关规范标准执行,但应在混凝土楼梯板浇筑完成强度到达85%以上后进行,同时在卸载前,桥台全部工程及台背回填必须完成。
③钢筋混凝土构件的承重模板应在混凝土强度达到设计强度标准值的75%后,方可拆除。
④上部檐廊的施工必须在梁板混凝土强度达到设计强度标准值的100%后,方可进行。
桥梁初步设计方案范文第4篇
关键词:桥梁工程;发展历程;发展展望
中图分类号:U44 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2016)04(b)-0000-00
引言:
交通对于世界的意义不言而喻,桥梁在其中起着至关重要的作用。它可以拉近世界的距离,减缓解决城市的拥堵问题,带动经济的发展,同时也是国家经济实力,科技实力的象征。因此,桥梁建设的多元化,经济化以及安全性能成为我们的重要目标。随着时代的发展,桥梁建设也日益现代化,无论是从设计、建设还是验收、维护,科技的运用越发重要。因此,我们必须了解当代桥梁工程的发展。
1.桥梁的重要性
随着全球经济一体化的逐步实现,交通工程和工具的发展受到了来自各方面的压力。建立全面、完善的交通网络,大力发展交通事业成为了我们的当务之急。而桥梁建设作为交通建设中较为关键的一步,发挥了无可替代的作用。尤其是二十世纪中期以来,科学技术的发展以及人们生活水平的提高,敦促了桥梁的高水平建设。连接各城市的适合快速行驶的高速铁路桥和高架桥,解决城市拥堵路况的城市高架桥和立交桥,跨越海峡、河流的跨海、跨河大桥等主要的交通建设除了方便我们的生活外,无一不对我们当代的桥梁技术形成了严峻的考验。提高桥梁设计、建设技术,研究更为安全、方便的桥梁成为了交通建设者夜以继日的工作。因为桥梁建设不仅是交通建设重要的一部分,在经济建设飞速发展的时代,桥梁建设也常常作为一个国家建设技术甚至是科学技术、综合国力的体现。
2.桥梁工程发展历程
18世纪以前,桥梁以木材和石材作为主要材料,最有名的当属中国的赵州桥(跨度37.02米,公元605年)。科学的设计、优秀的施工成就了百年屹立的美名。18世纪末19世纪初,随着西方国家炼铁技术的发展,使得铁元素融入到桥梁建设中,其中以位于英格兰中西部的世界首座铸铁桥(跨度30米,1779年)和法国巴黎塞纳河上的亚历山大三世铸铁拱桥(跨度107.5米,1899年)最为著名,以此为例,欧洲也真正的进入了工业社会。期间,中国也建设了大渡河铁索桥(跨度100米,1803年)。19世纪中叶,随着建筑钢材和钢丝的发明,人工建筑材料实现了飞跃,桥梁建设也实现了历史的跨越。桥梁建设的主跨长度由百米飞跃到五百米左右。二十世纪初期,欧美国家的工业发展盛况空前,国家日趋发达,大跨悬索桥的建设此起彼伏。美国纽约华盛顿桥(跨度1607米,1931年)、旧金山金门大桥(跨度1280米,1937年),都显示出了西方国家在桥梁建设领域的绝对实力。二战后,德国、日本再度崛起。五十年代初期,复苏的德国经济使得德国的桥梁发展更上一层楼,斜拉桥结构展现出“星星之火,可以燎原”的趋势。六十年代,日本、丹麦率先实施了跨海工程计划。日本以关门桥为起点,建设具有东中西三条通道的本州―四国联络线工程;丹麦则以小海带桥为起点,最终建成连接领土两岛的大海带桥(1642米,1997年)。八十年代初期,我国改革开放的政策,使得综合国力显著增强,杨浦大桥、南浦大桥的成功建成重新确立了我国在桥梁界的世界地位。
3.桥梁工程发展现状
如今,桥梁工程已作为一门独立的学科被认可,成为了各大知名工科院校不可或缺的专业,抛弃了初期紧靠经验和智慧创造的方式。并且不断吸取相关科目的优秀经验,不断开拓新领域,完善桥梁工程建设系统。与此同时,关于桥梁施工质量控制和管理的相关学科也在不断增加,例如桥梁抗风、抗震、桥梁CAD等等。而且,计算机技术的不断更新也使桥梁结构三维线性分析成为可能。
对桥梁技术体现最明显的还是桥梁工程规模和建设速度。我们以悬索桥和斜拉桥为例。仅在20世纪一个时代内,悬索桥的跨度便从威廉斯堡桥(跨度488米,1903年)到明石海峡大桥(跨度1991米,1998年),实现了4倍跨度的增长。在这里我们还应特别提到20世纪50年代就开始计划的意大利墨西拿海峡桥。这个跨海工程前后经历了40多年的准备工作,考虑了当地地震活动频繁等多种地理因素,经多次修改方案,设计方最终确定了主跨3300米的单孔悬索桥方案。这将是世界跨海大桥工程的丰碑式建筑。斜拉桥则从斯特伦松德桥(跨度183米,1955年)发展到至今为止承重量最大的斜拉桥―厄勒松大桥(跨度490米,2000年),再到多多罗大桥(跨度890米,1998年),斜拉桥跨度增加近5倍。由此看见,桥梁工程在20世纪至21世纪初这段时间内发展迅速。
谈到桥梁建设,就不得不提到桥梁设计,由于计算机等高科技的出现和发展,桥梁设计可使用的工具日益增多,至今已取代绝大部分的手工设计。桥梁设计也从最初简单的浮桥、拱桥发展到如今的钢桥、塔桥等,形式繁多,为国家建设、城市建设增添了一道美丽的风景,也为历史发展增添了浓墨重彩的一笔。
4.桥梁工程发展展望
在20世纪,世界桥梁工程的发展取得了巨大的成就,大部分国家完成了本国桥梁建设任务,小部分国家实现了跨国、跨海桥梁建设。实现了全球交通网络连通的初级目标,桥梁建设还有巨大的进步空间。21世纪,桥梁发展应以20世纪的成就作为基础,在完善基础的同时开拓创新。如上所述,桥梁工程已经发展成为一门独立的学科,其主体框架基本构筑,但羽翼远未丰满。可以预见,在桥梁建设未来的发展中,学科分支将逐步完善,且独立发展直至成熟。例如在桥梁抗风领域,大跨度桥风致振动控制技术将成为研究的热点,试验将依托风洞,随着计算机技术的迅猛发展,数值风洞技术将有望突破瓶颈。
说到计算机技术,我们不得不谈论一下其在桥梁建设发展中的未来。随着计算机技术的不断发展,桥梁设计、评估、施工和管理将不断使用计算机软件。一来降低工作量,二来实现了对桥梁工程的立体化管理。从建立模型展示最初的设计到成型展示,再到施工管理控制以及最后的使用管理,计算机技术将近乎完美的展示桥梁建设的魅力。
至于桥梁本身的发展,我们可以看到,在20世纪,桥梁已经从最初的100米左右的跨度发展到现在的2000米左右的跨度。但是这还远远不够,为了建设全球交通网络,我们还需要不断突破现有瓶颈,挑战极限。加大跨度,丰富桥型将是桥梁工作者不变的课题。桥体轻型化、结构简易化等问题也将随着更大跨度桥梁的出现而解决。
总结:我国从古至今桥梁发展呈现良好事态,古人的伟大智慧以及国外的先进经验都对我国桥梁建设起着推动作用,最重要的还是我国科研人员,工程师们的辛勤探索。虽然桥梁本身的发展略有不足,但我相信经过更深入的研究,我国桥梁工程会更上一层楼。
参考文献:
[1]许立英.桥梁工程发展浅述[J].甘肃科技2005(4):146-147
[2]方明山.20世纪桥梁工程发展历程回顾及展望[J].桥梁建设.1999(1):58-60
桥梁初步设计方案范文第5篇
Abstract: Under the four principles of bridge design(security, application, economics, aesthetics), the thesis optimizes the bridge site in the feasibility of the project; and compares and selects bridge program in the preliminary design phase of the Daifang Bridge; then determines the recommended program and related specific design content.
关键词: 工程造价;桥位;桥型方案;比选
Key words: project cost;bridge sites;bridge program;comparison
中图分类号:U448 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)23-0084-02
1 概述
按照江西省人民政府文件(赣府发[2008]9号),根据省委、省政府《关于推进社会主义新农村建设的实施意见》精神和省政府对全省农村渡口改渡建桥工作安排,为消除全省农村渡口安全隐患,加大农村基础设施建设力度,改善农民群众安全出行交通条件,促进全省农村经济社会的全面协调发展,加快全省农村渡口改渡建桥工作。渡改桥项目一般都是民生工程,受制于资金的限制,此类工程一般在技术可行的情况下尽可能的节约工程造价。
安义县戴坊大桥(渡改桥)位于安义县,连接东阳镇和鼎湖镇,跨南潦河。多年来,当地群众靠摆渡及由简易人行桥过河或较长距离汽车绕行来进行相互间外经济交流,交通较为不便,拟建戴坊大桥就是解决两岸群众生产、生活的重要桥梁(可撤消戴坊渡口),对完善区域公路网络,充分发挥公路交通作用具有十分重要的意义。全长1625米,基本呈南北走向,其中大桥长约396米。
2 技术标准采用情况
主要技术标准如下:①道路等级:三级公路;②行车速度:40km/h;③桥梁宽度:9.5m(0.25米栏杆+1.0米人行道+7.0米行车道+1.0米人行道+0.25米栏杆);引道路基宽度 8.5米;④设计荷载:公路-II级;⑤人群荷载:3.5KN/m2;⑥通行等级:Ⅶ―(2)级;⑦设计洪水频率:大中桥1/100。路基为1/25;⑧地震动峰值加速度等于0.05g。
3 基本资料
①气象。安义县地属中亚热带湿润气候,具有四季分明,气候温和,雨量充沛,光照充足的特点,全年平均气温17℃。②流域概况。戴坊大桥位于安义县东阳镇徐埠新村附近,跨越南潦河,桥轴线与水流基本垂直。桥区位于冲积河流地貌单元,地形总体较平坦开阔,桥梁两端为防洪堤坝,场地黄海高程为23~31米,最大相对高差7~8米,桥体跨宽约270米的河流及河漫滩。桥位所处的南潦河规划航道技术等级为Ⅶ-(2)级,通航尺寸20×4.5(宽×高)m,洪水频率为五年一遇。③场地工程地质条件。根据《中国地震动峰值加速区划图》(江西部分),本工程建设区内的地震峰值加速度为0.05g,即地震基本烈度为Ⅵ度,但考虑该区九江、瑞昌近年地震影响,该桥位应考虑抗震设防。
4 桥位选择
桥位方案的选择主要考虑了以下的因素:①桥位选择河道顺直稳定、河床地质良好、河槽能通过大部分设计流量的河段。②桥梁纵轴线与洪水主流流向尽量正交,对通航河流上的桥梁,其墩台沿水流方向的轴线应与最高通航水位时的主流方向一致。本桥纵轴线与洪水主流流向交角约为90度。③应符合两岸城镇的规划,并应有利于两岸城镇的开发与发展;戴坊大桥的桥位符合安义县政府的规划,分别连接东阳镇和鼎湖镇,建成后,将有利于两乡镇的经济发展。④在满足技术标准的前提下,两端引道工程应尽可能少拆迁房屋、少占耕地和电力电讯线路和水利设施等。⑤平面线形布设,在不增加工程造价的前提下,应尽量采用较高的线形技术标准。
本项目桥梁规模以河道两岸堤坝为控制,桥位Ⅰ方案的桥梁规模较小,符合“专家组评审意见”桥型方案应尽可能经济、合理的要求。故选择桥位Ⅰ方案为推荐桥位。
5 桥梁方案设计
5.1 桥梁方案设计原则 ①资金筹措由拆渡建桥补助费、安义县地方自筹资金相结合的办法解决,桥梁设计必须符合安全可靠、经济合理、适用耐久的要求。建成的桥梁既要满足行车安全,又要满足航道、水利和防洪等方面的要求。②桥梁及两端引道工程应按照美观和有利于环保的原则进行设计,并考虑因地制宜、就地取材、便于施工和养护等因素。③采用标准化跨径的装配式结构,便于施工。④为尽量减少桥梁规模并避免对两岸河堤的扰动,工可阶段已进行25米跨径和30米跨径桥梁方案的比选,综合考虑工程造价、通航要求、桥梁建设对泄洪影响以及桥梁建设工期等因素,本桥推荐采用30米跨径结构。⑤桥梁规模以贯通两岸河堤为原则,桥面与河堤顶面采用平交,桥头两边接线与被交水泥路均平交控制。⑥根据提供的地质资料报告,桥位处地质条件简单,考虑河流冲刷对基础的不利影响,本桥基础采用桩基础型式,下部结构采用阻水面积较小的柱式墩。
5.2 桥梁方案介绍 根据设计原则,考虑远景地方规划发展的需求,兼顾考虑人行要求,拟定30米跨径先简支后桥面连续的预应力砼小箱梁和T梁方案进行比较。
5.2.1 桥型方案一 桥梁上部构造采用三联(4×30+5×30+4×30)先简支后桥面连续预应力砼小箱梁,横断面采用三片预制箱梁,梁高为1.6米,箱梁湿接缝宽45厘米,预制中箱梁顶宽2.4米,底宽为1.0米;预制边箱梁顶宽2.85米,底宽为1.0米。箱梁最大吊装重量约91吨。下部构造桥墩采用直径Φ1.3米的双柱式墩配两根直径Φ1.5米桩基础,两桥台采用台帽配2根直径Φ1.5米桩基础的柱式桥台。
5.2.2 桥型方案二 桥梁上部构造采用三联(4×30+5×30+4×30)先简支后桥面连续预应力砼T梁,横断面采用四片预制T梁,梁高为2.0米,T梁湿接缝宽82厘米,预制中梁顶宽1.5米,预制边梁顶宽1.775米;跨中梁肋宽0.2米,梁端支承端肋宽0.5米,翼板端部0.16米;T梁最大吊装重量约76吨。桥梁下部除桩长与桥型方案二略有不同外,其余基本同桥梁方案一。
5.3 桥梁方案比选 根据桥位的地形、地质、通航等条件,综合考虑安全、适用、经济、美观的设计原则,对桥型方案进行比选。桥型方案经济技术指标表见表1。
桥型方案优缺点比较如下:方案一:优点:①桥型简洁、美观;②箱梁抗扭刚度大,结构整体稳定性能好;③工程造价低。缺点:主梁施工吊装重量较T梁大,架梁稍困难。方案二:优点:①T梁施工,施工单位经验丰富;②施工吊装重量轻,上部施工较小箱梁方便。缺点:①桥型美观稍差;②主梁片数多,预制工期长;③工程造价高。
根据上述经济技术指标表和桥梁方案优缺点的比较,综合考虑桥梁工程造价、使用安全性和施工便利性等因素,推荐桥型为第一方案:13跨30m预应力砼桥面连续小箱梁。
6 结语
戴坊大桥在工可阶段根据项目所在地的地形地貌、气象水文确定了桥位,控制了桥梁规模;在桥梁初步设计阶段,在充分考虑了项目的使用功能、地方的经济发展以及施工便利性,通过两个桥梁方案的对比,从工程造价、桥型美观度等方面论证了推荐方案的合理性,确定安全、适用、经济、美观的桥型方案。本文在桥位选择及方案比选过程中所考虑的一些问题,可对相关地方渡改桥工程设计提供一些参考。
参考文献:
[1]范立础.桥梁工程(上册)[M].北京:人民交通出版社,2001.
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