桥梁下部结构对方案比选影响的探讨
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浅析桥梁设计方案比选摘要:在进行桥梁设计过程中,方案比选是一项十分重要的工作,一般应该准备三个设计方案进行比较,供甲方选择。
结构安全、功能舒适、成本经济、外型美观等等这些就是进行桥粱方案比选的主要技术标准。
另外,随着科技文化的不断进步,人们的意识水平也不断提升,人们对桥梁建筑的需求也不再仅仅停留在满足通行的层面,对桥梁的景观设计也有了的较高的审美要求。
这就要求人们在进行桥梁方案设计、比选的过程中,要充分考虑人们的精神需求,注意桥梁实用性和美观性的评选。
本文通过分析影响桥梁建设的各种因素,介绍了运用层次分析法,选择科学合理的桥梁建设方案的主要过程。
关键词:城市道路桥梁方案设计层次分析法正文:桥梁结构设计和交通功能是进行桥梁方案比选时首先需要考虑的问题。
桥梁平面线形、纵断面结构、桥梁上、下部结构形式、施工技术、建造方案、养护运营情况等都是在桥梁方案比选需要考虑的。
通过设计方案提供的各个的技术经济指标,编制比选方案,同时注重桥梁所要求体现的文化内涵,考虑实用功能观赏功能的相互结合、相互促进,对桥梁的发展做出更深层次的探讨、研究和实践,最终选择科学合理的桥梁设计方案。
1、桥梁方案设计理念桥梁建设方案设计要以当地地质情况、气候条件、通航要求等为基础,桥型方案应该从石拱桥、斜拉桥、梁式桥、钢筋混凝土拱桥、钢管混凝土拱桥等各种桥型的建设进行考虑。
桥梁作为沟通两岸的交通构造物,在设计理念上要具有独特的自然和人文条件,将二者融合为一体,突出桥梁所特有的魅力。
桥梁结构形式需要满足人们日常交通通行,景色观赏的功能,在桥梁的投资造价适中还需要体现地方特色文化。
我们在进行桥型方案的比选和设计时,要结合桥址地质、桥梁工程施工的特点和桥梁所在地自然条件、区域水文条件和标志性建筑的搭配要求等条件进行综合性考虑,让桥梁与自然环境相和谐、统一。
在桥型方案的选择上,要满足桥梁本身的使用功能,同时具有一定的桥型景观设计思想,使桥梁与城市道路交通体系、城市景观体系融合成为一体,让桥梁融于它所处周边的自然环境,满足人们的通行需求和审美需求。
公路桥粱下部结构设计方法探讨摘要:下部结构是公路桥梁的主体。
不仅工程量大,涉及的知识和技术种类也较多。
科学合理的子结构设计不仅是保证工程质量的重要手段,也是降低施工成本、提高工程效益的关键。
因此,加强公路桥梁下部结构的设计研究是十分必要的。
关键词:公路桥粱;下部;结构设计;方法导言:桥梁下部结构是桥梁承载能力的体现,是桥梁整体结构的关键部分。
因此,设计师更需要优化最先进的桥梁设计理念,遵循安全、耐用、满意的原则。
根据通行要求、造价低、养护成本低、施工方便、工期短的原则,对桥梁周围土体结构、水文资料、水流速度、河床特性等进行采集分析,并进行相关试验。
完成设计与上层结构一致的设计,形成完整统一的下层承重结构。
笔者根据多年的工作经验,分析了公路桥梁下部结构的设计要点和施工注意事项。
1公路桥台结构选型1.1轻型桥台轻型桥台的主要特点是重量轻、体积小,利用钢筋混凝土的抗弯能力减小桥台体积石工。
从而达到减小基台体积和质量的目的。
此类桥台多为直立薄壁结构,有箱型、扶壁型、支撑墙型等。
前墙间距控制在2.5-3.5m。
此外,还包括支撑梁灯台,多用于独跨或小跨度桥梁,通过在桥台之间或桥台与桥墩之间设置支撑梁进行固定,以保证支座的设计。
线下采用地脚螺栓连接桥台与上部结构,形成四铰框架结构,在端台后被动土压力作用下,承受共同受力,保持整体稳定。
1.2重力式桥台根据桥梁跨度、桥台高度和场地地形选择桥台类型。
重力式桥台包括U型结构、预埋式桥台和直式桥台等。
如果下部结构是为铁路桥梁设计的,也可以采用其他类型,如T形桥台。
以U型基台为例,这类基台主要包括台身、台帽、基础和侧壁从平面上看呈U字形。
桥台结构简单,基础受力面积大,受力小,稳定性和可靠性强,但同时砌体体积过大,易内部积水,积水结冰膨胀,导致基台开裂。
1.3预埋式基台预埋式基台的基台主体嵌入在基台前的斜坡中,无需另建侧墙,基台帽两端的耳墙为直接连接到路堤。
常见的结构有直立式、斜卧式等。
桥梁设计方案比选常用方法评析一、桥梁设计方案比选的重要性。
1.1 桥梁可是交通的关键环节。
桥梁就像交通网络里的关节,连接着各个区域。
一个好的桥梁设计方案,能让交通顺畅得像流水一样,带动区域的经济发展。
要是方案选不好,那就像关节出了毛病,整个交通都可能会变得磕磕绊绊。
1.2 关乎众多人的安全和利益。
这可关系到千千万万人的安全和利益呢。
咱老百姓每天都要从桥上走,要是桥的设计有问题,那可就是个大隐患。
就像在薄冰上走路,随时可能出事儿。
所以在众多设计方案里选个靠谱的,是非常重要的事儿。
二、常用方法。
2.1 技术可行性分析。
首先得看技术上能不能行得通。
这就好比盖房子,你得有足够结实的地基和合理的结构。
比如说,有些地方地质条件复杂,像沼泽地或者软土地基,那在设计方案里就得有针对这种特殊情况的技术措施。
要是没有,那就像无根之木,肯定不行。
有的方案可能采用了先进的施工技术,就像给桥梁装上了高科技的翅膀,这种方案在技术可行性上就比较有优势。
2.2 经济成本考量。
钱的事儿也不能含糊。
设计方案得在预算范围内,不能像个无底洞一样不停地花钱。
要计算建设成本、维护成本等。
有的方案看起来很酷炫,但是造价太高,就像买奢侈品一样,不实用。
而有的方案虽然朴实,但是性价比高,就像经济实惠的家常菜,能满足需求又不浪费钱。
2.3 环境影响评估。
环境因素也得考虑进去。
桥梁不能像个霸道的家伙,对周围环境造成严重破坏。
要考虑对周边生态的影响,比如会不会影响鱼类的洄游,会不会破坏鸟类的栖息地。
如果一个方案对环境影响小,就像一个有礼貌的客人,那这个方案就值得加分。
三、评析这些方法。
3.1 优点。
这些方法各有各的优点。
技术可行性分析保证了桥梁能稳稳地立在那儿,不会出技术上的乱子。
经济成本考量能让钱花在刀刃上,避免资源浪费。
环境影响评估体现了对大自然的尊重,符合可持续发展的理念。
就像三个得力的助手,从不同方面为选出好的桥梁设计方案保驾护航。
3.2 不足。
桥梁下部结构设计的讨论【摘要】近年来,伴随着改革开放的不断深入,我国的经济建设取得了巨大的进步。
与此同时,我国的桥梁工程建设也随之不断的发展着。
在桥梁的整体构造中,桥梁下部结构占据着十分重要的低位。
桥梁下部结构设计的好坏,将会直接影响着桥梁的安全和运行寿命。
进行合理的桥梁下部结构设计,可以使桥梁的上下结构协调一致,从而共同保证桥梁的整体质量。
如果设计的不好,将会使桥梁的上部和下部无法进行有效的协调,从而就增加了桥梁的不安全因素。
为桥梁的安全和质量事故埋下了很多的隐患。
在进行桥梁的下部结构设计时,一定要考虑到各种影响因素,保证桥梁的下部结构设计符合质量要求。
【关键字】桥梁工程,下部结构,设计讨论中图分类号:k928.78 文献标识码:a 文章编号:前言桥梁是道路构成中非常重要的组成部分,在交通运输中的地位和作用十分重要,并且已经日渐成为了现代社会交通的重要枢纽和关键部分,在对社会经济发展、市民生活便利上具有十分重大的意义。
但不容乐观的是,我国现有桥梁的质量还是存在着很多的问题,并且时有桥梁方面的重大安全事故在新闻网络等媒体上报道传播,这其中一个十分重要的原因就是桥梁的下部结构设计存在很大的问题,设计不合理,导致桥梁的上部和下部结构逐渐的协调降低,严重影响了桥梁的整体质量。
因此,要想提高桥梁的质量,就必须要重视桥梁的下部结构设计。
本文笔者结合自己多年来在桥梁设计建设方面的工作经验,对于桥梁工程的下部结构的设计进行探讨,希望对于该领域的研究具有一定的作用,推动我国桥梁的整体质量。
二.工程实例介绍某市地处荆山山脉东麓,是鄂西北山区向汉水中游平原过渡的地带。
现有一项目需要在该市境内新建一条道路。
项目区位于该区域内某某盆地凹陷中南部,总体属微丘低山区,局部为冲—洪积地貌。
地势有一定起伏。
项目区内分布河流、沟、渠、水塘等。
项目区内主要露出一套第四系冲洪积全新统(q4)层及第三系泥质粉砂岩、粉砂质泥岩层。
主要地貌单位为构造、剥蚀低山丘陵、陇岗残丘、河谷阶地地貌。
桥梁下部结构的设计探讨摘要:桥梁下部结构设计合理的基础与前提是详细的勘探,设计者应依据现场地形、地质结构结合现实中的工程分析问题并解决问题,并要在工程设计中坚持推陈出新,逐步提高桥梁下部结构的设计质量以及使用效果。
而且为了保证桥梁结构能够满足使用的要求,有必要提升桥梁的耐久性与安全性。
本文对桥梁下部结构的设计进行了探讨。
关键词:桥梁;下部结构;设计;措施桥梁的下部结构是桥梁建筑中的重要组成部分,桥台和桥墩都承担着重要的承重任务,因此在设计和施工阶段必须保证其质量,尤其是在施工过程中,要结合工程要求和环境情况合理进行设计,确保设计方案的正确性,再按照设计方案进行施工,提高桥梁下部结构的质量,进而保证桥梁整体的质量。
1桥梁下部结构选型1.1桥台桥台结构形式分为轻型桥台、埋置式桥台、钢筋混凝土薄壁桥台三种。
轻型桥台台身为直立的薄壁墙,两侧有挡墙,其最大的特点是体积小,比较适合小跨径桥梁,可与轻型桥墩搭配使用,常见的稳定方法是在桥台下部设置钢筋混凝土支撑梁,利用锚栓连接上部结构与桥台,形成一个四铰框架系统。
埋置式桥台主体所承受的土压最小,台身由混凝土和片石组成,适用于路基填土高度大于5m的桥梁,可以将台身埋进锥形护坡内来增强稳定性。
钢筋混凝土薄壁桥台构造最为复杂,施工难度也最大,钢筋用量较多,适用于填土较低或河床较窄的软底地基,一般通过在竖直小墙和扶壁之间设置台顶,并将其作为桥梁支撑结构。
1.2桥墩桥墩结构形式分为轻型桥墩和重力式桥墩两种,轻型桥墩又可分为构架式桥墩、空心桥墩、桩柱式桥墩、薄壁式桥墩四种,这四种轻型桥墩的最大特点是基础工作量小,施工进度较快,但是适用的桥梁类型不同。
构架式桥墩对地基的要求较小,适合的范围也较宽,空心桥墩表面与重力桥墩类似,是一种中空的桥墩种类,主要适用于高桥梁建设,桩柱式桥墩为就地灌注混凝土而成,施工难度较小,薄壁式桥墩借助桥跨结构来连接刚性桥墩与柔性桥墩,并以此形成一种相对静定的结构,此时的刚性桥墩能够承受大部分的水平力,并改善柔性桥墩的受力。
桥梁下部结构选型及设计的探讨摘要:在桥梁设计的过程中,下部结构的考虑是否得当,对工程造价、工程质量及后期使用影响较大,介绍了几种常见的桥梁下部结构形式,分析了不同结构形式的受力的特点,对桥梁墩、台的形式选择及结构设计中的一些问题进行了初步探讨。
关键词:桥梁下部结构;结构选型;设计与计算1 桥台结构型式选用1.1轻型桥台轻型桥台的特点是,台身体积较小,台身为直立的薄壁墙,台身两侧设有翼墙(用于挡土),可以将侧墙做成斜坡。
在两桥台下部设置钢筋混凝土支撑梁,上部结构与桥台通过锚栓连接,构成四铰框架结构系统,并借助两端台后的土压力来保持稳定。
1.2钢筋混凝土薄壁桥台薄壁轻型桥台常用的形式有悬臂式、扶壁式、撑墙式、及箱式等。
这种桥台是由带扶壁的前墙和侧墙以及水平底板构成。
挡土墙由前墙和间距为2.5~3.5m的扶壁组成。
1.3埋置式桥台埋置式桥台常用形式为肋板式桥台、桩柱式桥台和框架式桥台。
是将台身埋在锥形护坡中,这样桥台所受的土压力大为减小,桥台的体积也就得到相应减小。
但是由于台前护坡是用片石(或混凝土)作表面防护的一种永久性设施,存在着被洪水冲毁而使台身裸露的可能,故设计时必须进行强度和稳定性验算。
2 桥墩结构型式选用2.1柱式桥墩带盖梁单排桩柱式桥墩是用能承受弯矩的盖梁来代替实体式桥墩上的墩帽,当采用群桩基础时,需在桩顶设置承台,使各桩共同受力,并通过它使柱与桩相连(一般适用于简支梁桥或先简支后连续的连续梁桥)。
2.2重力式实体桥墩靠自身恒载(包括桥垮结构恒载)来平衡外力(偏心力矩)和保证桥墩的稳定(抗倾覆稳定和抗滑稳定)。
因此污工体积较大,阻水面积增大,抗冲击力较差,不宜用在流速大并挟有大量泥沙的河流。
对地基承载力的要求高。
墩身多做成实体式的,不配钢筋,多用块石或片石混凝土砌筑。
2.3钢筋混凝土薄壁墩钢筋混凝土薄壁墩又可分为单肢薄壁墩和双肢薄壁墩两种形式。
前者墩身重量较轻,可节约污工材料,适用于地质条件较差时的简支梁桥上;后者适用于墩梁固结的连续刚构桥上(多用于互通式立交的跨线桥上)。
关于桥梁下部结构设计的讨论桥梁下部结构型式选用、桥梁下部结构设计、施工中下部结构技术问题的处理和桥台内力计算等四个方面问题是影响和制约桥梁下部结构设计的关键性因素,在桥梁施工中需要对这些方面有所关注。
标签:下部结构;结构设计;桥台内力一、前言笔者对桥梁下部结构设计的各种影响因素提出了具有自己特点的看法,在型式的选用、问题的处理和桥台内力计算各个角度上进行着重论述。
二、桥梁下部结构的施工技术1.扩大基础施工第一,测量放样。
首先对施工现场进行场地平整,然后根据设计单位交付的经复测后合格的导线点和水准点,使用全站仪和水准仪进行施工放样。
桥位勘测阶段所建立的控制网,在精度方面能满足桥梁定线放样要求时,应复测后使用。
放样点不满足时要补充。
桥梁的施工控制网,除了精密测定长度外,还要用它来放样各个桥墩(基)的位置,即定出基础轴线、边线位置及地面标高。
并经监理工程师验收合格后,进行下一步的施工作业。
第二,挖基和排水。
挖基施工尽量安排在枯水或少雨季节进行。
施工前按计划投入劳力、材料、机具,根据工程的施工期限、工地环境及地质情况,基坑拟用机械进行开挖,在机械开挖不到的部位由人工突击挖除,及时检验,随时进行基础浇筑。
对埋置深度较大的基础,采取连续作业一气呵成。
2.基坑开挖方法第一,垂直坑壁基坑:对天然湿度接近最佳含水量、构造均匀、不发生塌滑、移动、松散或者不均匀下沉的基土,基础开挖可采用垂直坑壁基坑开挖法。
第二,斜坡和梯形坑壁基坑:基坑深度在5米以内,土的湿度正常、土层结构均匀。
采用斜坡开挖或按相应斜坡高、宽比值挖成梯形坑壁。
第三,变坡度坑壁基坑:基坑开挖穿过不同土层时,坑壁边坡可按不同土质采用不同坡度。
当下层为密实粘质土或岩石时,下层可采用垂直坑壁基。
3.基础浇筑中桥墩柱基础钢筋运到现场绑扎,并预埋墩柱身联接钢筋;桥台基础采用15#片石混凝土。
混泥土由拌合站供應,再由混凝土罐车运送,片石混凝土掺配片石在小于25%,混凝土送入模内后,用振捣棒震动密实,浇筑时注意做好石笋以便上下层连接同时片石摆放位置上下左右均相隔20~30cm。
某项目桥梁上下部结构的方案比选某项目桥梁上下部结构的方案比选某项目桥梁上下部结构的方案比选[摘要]:本文从经济、形式、性能等方面对桥梁上下部结构进行了详细的比选,在满足技术规范的要求下,结合工程的安全性、经济性、美观性等因素,最终确定了桥梁方案。
[关键词]:桥梁;上下部结构;方案比选[Abstract]: This article from the economic, form, performance and other aspects of the superstructure and substructure of bridge are compared in detail, to meet the requirements of technical specification, combining with safety, economy, beautiful factors such as engineering, and ultimately determine the bridge scheme.[ keyword ] : bridge; substructure; plan selection中图分类号:K928.78 文献标识码:A 文章编码:1 概述某项目位于珠三角地带,总体地势较为平坦,局部地区地势有所起伏;沿线为第四系冲洪积平原区,距海岸线较近,软土层较发育,厚度10~30m不等,埋深3~30m;局部丘陵路段地质较好。
区域内新构造运动十分强烈,地震频繁,A1合同段内地震动峰值加速度为0.15g~0.2g,相应地震基本烈度为Ⅶ~Ⅷ度,在强震情况下可能诱发或加剧软土震陷和砂土液化等地震灾害。
沿线村庄、工业厂房较多,分布密集,城镇化程度较高,文物古迹较多,区域旅游资源较为丰富。
沿线部分河流水质较差,污染严重,对混凝土存在一定腐蚀性。
2 桥梁方案比选桥梁结构形式的选择合理与否对工程的经济性、美观性及施工速度有较大的影响。
桥梁下部结构的设计探讨摘要:随着我国社会经济的不断发展,科学技术的迅速进步,使得我国内部各项基础设施建设得到了大幅度的提高,而交通建设作为我国的基础设施重点建设项目之一,在发展的过程中,存在着许多的问题和不足。
本文作者通过对桥梁下部结构设计进行探讨,希望为桥梁设计事业微尽绵力。
关键词:桥梁;下部结构;设计一、桥梁下部结构设计中型式的选择对于桥梁下部结构设计中型式的选择,要采用空间理论对桥梁的整体进行充分的分析,并要考虑到受力的综合性情况,以概率统计理论为基础的极限状态设计理论,进一步的反映出桥梁设计规划,使桥梁设计的安全度达到最为安全的保证。
1.桥梁下部结构设计中的钢筋混凝土墩台在对桥梁下部结构进行设计过程中选用钢筋混凝土墩台时,是在填土不高、河床不宽的条件下进行的,主要是为了能够在建筑的过程中能够减少时间、节省造价,这种型式通常情况下都会在墩台的下方设置支撑梁,以此来稳定整个桥墩的稳定性,并且保持受重力的平衡。
2.桥梁下部结构设计中的柔性排架式墩台在对桥梁下部结构进行设计过程中选用柔性排架式墩台时,是我国当前在进行桥梁建设中应用较为少见的,已经逐渐的被新型式的建筑取缔,但是,在许多较为老式的多孔小跨径桥还在应用。
3.桥梁下部结构设计中的埋置式桩柱桥台在对桥梁下部结构进行设计过程中选用埋置式桩柱桥台时,一般都是设置在岸上,使得桥台的身体能够埋入锥形的护坡中,通常情况下有两种:一种是单排桩柱式桥台;另一种是双排桩柱式桥台。
4.桥梁下部结构设计中的柱式桥墩在对桥梁下部结构进行设计过程中选用柱式桥墩时,都会考虑到桥梁建设的主体结构型式,在应用的时候要充分的认清软硬基,一般分为带盖梁单排桩柱式桥墩和不带盖梁单排桩柱式桥墩。
二、桥梁下部的结构设计1.桥墩高度小于40m的桥墩多采用柱式墩(最常用)和y型薄壁墩,前者有圆柱与方柱之分。
外观质量在圆柱施工中不难控制,和桩基也方便衔接,大多应用于平原地区。
从美观而言,方柱有视线诱导性和棱角,和上构梁体协调,相对美观。
关于桥梁下部结构设计的讨论作者:余洋来源:《价值工程》2011年第16期摘要:近年来,随着我国交通建设的快速发展,跨越江、河、湖、海的大中桥、特大桥逐渐增多,然而桥梁的下部结构也陪受关注。
本文作者从事桥梁设计工作多年,针对桥梁下部结构设计进行了讨论,仅供参考。
Abstract: In recent years, with the rapid development of transportation construction in China, large and medium bridges, great bridge across the river, lake and sea are gradually increased, but the lower part of the bridge structure is accompanied by the attention. The author has engaged bridge design for many years. This paper discussed the substructure design for the bridge, for reference only.关键词:桥梁;下部结构;设计Key words: bridge;substructure;design中图分类号:U44 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)16-0104-02作者简介:余洋(1972-),男,湖北黄陂人,注册检测工程师,现在从事桥梁设计工作,研究方向为T型刚构桥、普通梁板桥。
0 引言随着我国交通建设的快速发展,跨越江、河、湖、海的大中桥、特大桥逐渐增多,然而桥梁的下部结构也倍受关注。
桥梁下部结构考虑是否得当,对工程造价、质量、工期及后期使用影响非常大。
近年来,分离式下部结构的桥梁由于不均匀沉降引起的桥面开裂现象时有发生。
桥梁下部结构对方案比选影响的探讨摘要:在电算高速发展的今天,桥梁设计与计算方面相差并不太大,而施工方面的难度相当悬殊,而施工过程中,下部结构尤其是基础工程尤为重要。
因此桥梁比选时,要从桥梁下部结构的各方面进行分析,从而选出最优方案。
abstract: today, with the high-speed development of computing, the difference between bridge design and calculation is not too large, but the difficulty in construction aspects is considerable disparity. in the construction process, the lower part of the structure,especially the basic project, is particularly important. so in bridge comparison, it should be analyzed from the bridge substructure to select the optimal solution.
关键词:方案比选;桥梁;下部结构;影响
key words: programs comparison;bridges;substructure;impact
中图分类号:u44 文献标识码:a 文章编号:1006-4311(2013)07-0076-02
0 引言
桥梁方案比选中,在桥型方面往往首先考虑上部结构的问题,而将下部结构放在从属的地位。
但下部结构的重要性绝对不容忽视,因为桥梁的关键首先是下部结构。
在施工中,如果所选方案不
能满足技术可行性与经济合理性两项要求,则须另找方案,甚至是新桥位。
而在施工方案中,首先要在下部结构内尤其是在基础工程中寻找合理的设计与施工方案,而这又涉及工程地质问题,有时会因地质不佳而需另选桥位。
因此,桥梁下部结构的各项工作,对方案比选的结果有着极大影响。
1 地质钻探
以往设计者对中小桥往往是在两岸各钻一孔,对大桥则沿桥中心线多钻几个孔,便进行桥墩(台)的布置。
当遇到不良地质时,再移动墩位或修改方案。
若从新的钻孔中再发现不良地质情况,只好再作修改,这样做费时费事。
若用新的仪器设备雷达电测各深层一次探明沿桥长与宽约50m范围内的所有地下情况,可一目了然的看出何处有断层、溶洞、破碎带和其他不良地质情况,而后就可进行墩台位置的选择。
2 桥位
桥位的选择是一项十分重要的事情。
我们不但要从三维空间的概念出发,还应考虑到时间这个十分重要的因素。
在一般情况下“小桥服从路线,路线服从大桥”,但在某些特殊情况下就不一定非要服从这两条原则不可。
在折角转弯的公路跨河桥中,当车速较大时,往往都要做成斜交桥,一边加大转弯角度。
在高速公路和准高速公路上此斜交角往往更大,从而导致桥梁长度变长,为此可用斜拉桥来做。
因为它不仅跨度长达几百米而毫无困难,而且可在桥头两端将部分斜索面转
向圆心一侧,以便曲线转弯,只需在端横梁下略加悬臂就能满足要求。
如有几个桥位可供比较,可对所有桥位的地质情况进行深度普查,并选择其中较好者进行方案设计。
设计者常会考虑地质较可靠与基础施工较方便的桥位。
3 施工安全与经济
在比选方案阶段尽管还未深入到基础的详细设计与计算,但必须估计到基础施工的安全与经济。
例如深水基础所用的施工方法能否保证在洪水到来之前赶出设计洪水水位。
甚至也要考虑如果洪水提前来临时,有无补救的施工方法可以保证安全渡洪。
如果不能保证,则要考虑其他方案。
另外,在有水平力的桥梁中,还要考虑到日后有无土的流变影响和地震力作用下的位移,及早预计补救的方法及其安全与经济性;若无法解决,就要另选其他方案。
4 墩台基础
在桥梁工程中常用的墩台基础有:明挖浅基础、桩基础、地下连续墙、沉井、气压沉箱、大型管柱、组合式基础和特种基础。
用地下连续墙或沉井作锚碇,如不能深达岩层而停留在中层的砂土中,因摩擦系数较小而不能很经济的抵抗水平力的作用,会留下滑动和唯一隐患;尤其在地震力作用下会产生不良后果,这是要避免的。
而采用增加桩基的办法形成混合基础亦是可取的。
5 桥墩
下部结构在方案比选中的重要性,还必须从桥型选择、桥孔布
置与施工方法三方面来思考。
桥墩是将上部结构的竖向力与水平力传给基础的承重结构。
在铁路桥中,因活载重,水平力也大,所以桥墩做得粗壮厚实,以增大承受能力,故大桥中常用重力式桥墩。
为了不让水平力与竖向力的合力越出桥墩基础的核心距,足够的重力式必要的。
不过在加大重力与加大核心距这两种方法进行选择时,要慎重考虑桥墩本身的造价和由于重力引起的基础负担。
公路桥活载不重,水平力也小。
如仍用重力式桥墩,则往往会增加不必要的投资,故在公路桥的高桥墩中常用箱形截面,用预制块拼装而成。
桥墩的形式不仅影响本身造价,还能直接影响到方案比选。
如设计者不对高桥墩的设计构造与施工方法作充分的研究与论证,则此方案是不易被提出和最终在比选中取胜的。
总之,在深而宽的山谷中考虑方案时,除按旧习惯提出方案外,还可以根据混凝土强度的提高和施工方法的发展,在无水或浅水处采用混凝土梁和钢梁,在深水处采用结合梁。
这是因为混凝土梁和钢梁都需全截面顶推,水平顶推力较大,对高墩不利,而结合梁中的下部钢梁则轻得多。
全用钢梁虽较混凝土轻,但造价较昂贵,且不利于养护。
在宽达几十公里的海峡大桥中,下部结构对方案选择的重要性更为明显,由于水深和海轮通航要求,每孔跨度至少为500米。
跨度愈大,桥墩愈少,上部结构的难度就愈大。
反之跨度愈小,桥墩就愈多,此时,上、下部结构的设计与施工都会方便一些。
所以在跨度的选择方面就有不少比较的方案,尤其在深水中,下部结构的
技术可行性与经济合理性必须首先予以慎重考虑。
6 深水基础
在现实的设计来看,深水基础的主要困难是恶劣的地质条件,如水深有较厚而且软的淤积层或冲刷层、不规则的底面岩层等。
这些问题再加上深水,对机械设备、仪表和材料等方面都提出了很苛刻的要求。
除此之外,船舶可能引起的撞击力对深水基础能产生很大的弯矩,特别是对于一些通航净空要求较高的大桥,有可能受到更大吨位船只的撞击;如是大型油轮或载有危险化学物品的船只,因碰撞而引起的毒气泄漏或大火,设计者也须事先有考虑。
高纬度地区的桥梁,还应考虑寒冷气候下冰冻和冰凌冲击的危险。
此外,还有基础的抗震问题。
基础在上部结构与持力层之间主要起了传力的作用。
一般情况下,设计者多注重于由上部结构的恒载与活载共同作用下的力学效应。
而在要求考虑抗震问题时,对跨度较小的桥梁,一般是在静力分析的基础上引入一个安全系数;对于较大跨度的桥梁,用反应谱法和时程分析法,两者都依赖于对现实情况的模拟程度,需要有比较可靠的记录,并考虑由于跨度增大而造成的时滞影响。
目前有用振动台试验的方法来作抗震方面的模型检验。
地震影响一般认为主要是基础与埋层之间的直接作用。
但在此过程中,水体与其所夹带的大量泥沙的动力效应也应加以考虑。
从国外海洋石油平台施工所获得的经验来看,深水的柔细墩对地震和大浪都会有很大的动力响应。
从地震力影响来看,地震所引起的桥墩自身产生的弯矩或剪力值要大大超过由上部结构传来的
相应值,所以也会影响上部结构的安全。
7 防撞措施
在大桥方案中,防撞措施是必不可少的,而且越来越重视。
与下部基础的关系主要有一体化或分离式两种。
一般认为对于单独一孔的大桥最好将主墩设计在岸上或离岸不远的浅水中,以便不让吃水深的巨轮靠近主墩。
如果主墩不能靠岸太紧,则必须修筑人工岛以减少水深。
当防撞措施与桥墩基础一体化时,防撞措施只能起到缓冲作用,最后还要靠桥墩与基础自身的强度来抗撞。
所以桥墩自身要具备纵横两向的刚度与强度,并在必要时依靠上部结构的帮助来抵抗船的撞击力。
桥跨大小也有很大影响,所以防撞问题是与桥梁方案直接有关的。
8 结束语
桥梁设计中,方案比选是必不可少的步骤,在遵循安全、适用、经济、美观、环保的原则同时,不可忽略的是桥梁下部结构的重要地位,设计人员要把握上述各项内容,力求桥梁方案更合理更经济。
参考文献:
[1]范立础.桥梁工程:上、下册.北京:人民交通出版社,2001.
[2]周念先.桥梁方案比选.上海:同济大学出版社,1997.
[3]中国土木工程学会桥梁及结构工程分会.中国优秀桥梁.北京:人民交通出版社,2006.。