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桥梁设计分析范文

时间:2023-05-23 16:50:39

序论:在您撰写桥梁设计分析时,参考他人的优秀作品可以开阔视野,小编为您整理的7篇范文,希望这些建议能够激发您的创作热情,引导您走向新的创作高度。

桥梁设计分析

第1篇

关键字:桥梁设计;大埔枫溪大桥;系杆拱桥;施工工艺

Abstract: based on the design of the tai Po fengxi bridge construction scheme and technology, the bridge in the choice of bridge design type, bridge at the structure of the system and bridge and approach of the part of the connection for analysis, finally summarized some of the basic bridge design work experience.

Key word: bridge design; Tai Po fengxi bridge; The bowstring arch bridge; Construction technology

中图分类号: U284.15+2文献标识码:A文章编号:

近些年来,随着公路基础设施建设的迅猛发展和人们审美水平的提升,桥梁作为公路工程的重要组成部分,要求其不仅要具备基本的交通运输功能,在景观方面也要有一定程度的造诣。公路桥梁的建设要与附近现有的以及待建的其他设施相匹配,协调运行以方便有效地服务人们的日常生活。深入分析、探讨桥梁设计要求与施工及使用需求之间的关系,这是桥梁建设行业在社会经济快速发展历程中的重要表现,同时也为人们的交通出行带来了更加便捷和安全,以及舒适的条件。此外,理论设计结合实际需求也是桥梁设计理论业内发展的必然趋势。

一、桥梁建设概况

大埔枫溪大桥桥位选址在大埔县枫朗镇下游约1km处,是跨越梅潭河的一座大桥。连接省道(S221)与地方道路,是连接大埔县城与枫朗镇的重要通道。

大埔县位于广东北部、韩江中上游,县境山脉为北南走向,四周高,中间低,中部丘陵广布。散布于四周边陲且海拔千米以上的山峰有27处,最高点海拔1357m――西南部的明山嶂银窿顶,最低处海拔26m――高陂黄竹居的韩江岸。枫朗镇位于大埔县东南部,地处西岩山麓,梅潭河上游,东接双溪,西连本县平原,距大埔县城约18km。大埔县属亚热带季风性气候,昼夜温差大,日照、雨量充足,偶有奇旱和严寒。梅潭河,全长83km多,流域集雨面积1603平方公里,于大埔三河坝汇入韩江。桥位位于枫朗镇下游1km处,桥位区地貌为河流冲击地貌。桥位区出露地层有第四系填土、粉细砂、砂卵石,基岩为侏罗系基岩。桥梁建设区内地下水以孔隙水和基岩裂隙水居多,且赋存于砂卵石层、覆盖土层以及基岩裂缝间隙内。桥位区地下水位基本与河道水位持平,并且地下水位的变化受河流水位及大气降水的影响较大。

桥梁设计概况:全桥跨径合为3×13 m+1×40 m+5×13 m。主桥采用L=40m下承式双肋系杆拱,矢跨比1/4;引桥为13m钢筋混凝土简支现浇T梁。主桥系杆采用预应力混凝土,拱肋与横梁均采用普通钢筋混凝土,以上构件均采用整体现浇施工工艺。桥面设置了1.5%单向纵坡。桥面设置1.5%的双向横坡。主桥桥面全宽10.8m,引桥桥面宽7m。桥梁全长147.6m。

图1桥型总体布置图(立面)

二、桥梁的使用功能及工程方案

我国《公路工程技术标准》要求桥梁设计应依照安全、适用、经济、美观等标准,综合考虑因地制宜、便于施工和检修养护等相关因素。本桥梁建成后能够方便枫朗镇乡民与县城的沟通交流,是一条重要通道。

图2大埔枫溪大桥效果图

1、主跨结构

下承式系杆拱是一种无推力的拱式组合体系,是外部静定结构,兼有拱桥的较大跨越能力和简支梁桥对地基适应能力强的两大特点,当桥面高程受到限制而桥下又要求保证较大的净空时,无推力的拱式组合体系桥梁是较优越的桥型。结合地理位置、工程特点等因素,大埔枫溪大桥主跨采用1-40m下承式系杆拱结构,其设计参数及施工工艺如下分述。

设计参数:

(1)拱肋为等截面普通钢筋混凝土构件,截面尺寸为高0.8m,宽0.6m,两拱肋中心距为7.6m。据结构计算结果,拱顶位置需设置2cm的预拱度,预拱度的设置按照二次抛物线形状进行分配。拱肋采用C50钢筋混凝土分段对称进行浇筑,支架整体现浇施工工艺。

(2)吊杆纵桥向间距2.5m,横向间距7.6m,全桥对称布置。吊杆外露段需进行防腐处理:进行除锈处理,并进行防腐涂装,再用不锈钢管作外套保护。

(3)系杆采用C50预应力混凝土构件,中间区段为等截面形式;系杆与拱肋拱脚处整体浇筑,且于交接处增大系杆与拱肋截面,系杆在端部截面高度为1.8m;系杆外侧悬挑1.3m的检修道板,与系杆整体现浇。

施工工艺:

主桥上部结构施工均采用搭设支架整体现浇。具体施工顺序为:

(1)搭设临时支墩,架设贝雷梁,搭设系杆与横梁现浇的满堂支架。

(2)整体现浇系杆与横梁以及行车道板,待系杆混凝土达到强度之后,进行系杆的第一批预应力张拉。

(3)搭设拱肋支架,整体现浇拱肋,浇筑拱肋时,须对称分段浇筑。

(4)待拱肋混凝土达到强度之后,脱拱架,张拉吊杆。

(5)张拉系杆的最后一批预应力。

(6)拆除系杆支架。

(7)浇筑桥面铺装、防撞护栏以及附属设施。

2、引桥结构

引桥上部采用13m跨径的钢筋砼简支T梁结构,下部采用桩柱式结构。

引桥部分的施工:由于常水位较浅,1#、6#~8#桥墩长期处于无水区域,按正常施工进行即可。2#、5#桥墩位于浅水区域,可采用土袋围堰进行防护。引桥下部结构均采用钻孔灌注桩,墩柱及盖梁现浇,上部结构采用支架整体现浇的13mT梁结构形式,并采用先简支后桥面连续的施工工艺。

3、桥面系

桥面横坡为1.5%,通过桥面铺装来调整,桥面铺装采用C40防水混凝土,厚度为10~14.5cm。主桥桥面行车道外侧设置防撞护栏,检修道外侧采用钢管、钢板制作的简易栏杆。桥面排水对称设置于防撞护栏内侧,间距6~8m。

4、桥台与路基衔接

桥梁下部结构有桥墩和桥台(包括基础)组成,主要作用是承担与路堤衔接的任务,并平衡路堤侧向的土压力,防止路堤回填土因土质疏松而坍落。大埔县城岸桥台基础位于杂填土上,且左右桩基位置置于斜坡上,要求先对桩基四周进行挡土墙支护工程,回填杂土工程完成后,方可进行桩基钻孔施工。溪背坪岸侧无水下工程,按照正常的施工要求进行施工即可。锥坡及台背回填采用砂砾石,要求分层压实,压实度不小于95%。

三、桥梁设计中的经验总结

通过分析总结大埔枫溪大桥的设计及施工,归纳出以下桥梁设计工作的经验:

(1)桥梁设计建设必须全面考察桥位的地质条件。据区域地质资料,场地无区域性构造通过,据钻探显示,场地孔深范围内未发现断层形迹,场地划分为对建筑抗震有利地段,场地稳定性较好,适宜采用拱式结构桥。

(2)设计时要注重桥梁的实际使用功能。该桥处于省道上,且交通功能要求高,考虑水文因素,大埔县雨季较长,年平均降雨量250.3亿立方米,桥位区地下水位基本与河流水位持平,因此在设计时考虑了桥面排水问题。该桥在工程方案的确定初期吸取了许多合理的建议,做了很多详细的解释。

(3)桥梁设计时重视景观效果对桥梁各方面的影响。由于各方面的条件限制,该桥在改善桥型结构美观方面的花费较多、难度大,因此主要在桥梁的附属结构如栏杆、照明灯具等方面改善了其美观效果。

当代公路桥梁设计综合融入了科学发展观,全方位深入分析了桥梁设计、施工、运营、养护等一系列工作环节,阐明了桥梁结构工程的耐久性、行车行人的安全性、成本控制的经济性、预防灾害的有效性、养护维修的方便性以及设计造型的美观性。

综上所述,我国从1978年开始,随着国内桥梁建设发展飞快,在这个过程中对桥梁结构设计的需求也推动了桥梁结构分析技术的进步。桥梁是我们日常生活中除了公路以外最为重要的交通枢纽,为人们带来便利,在设计时应该多方位的考虑桥梁的各方面性能,确保顺利施工。

参考文献:

[1]牛润明,张耀辉;桥梁设计的美学考虑[J];东北公路;2003年01期

第2篇

关键词:桥梁;抗震设计;设计原理;设计要点

中图分类号:U441+.4 文献标识号:A 文章编号:2306-1499(2013)05-(页码)-页数

近年来,我国地震频频发生,但随着我国经济建设的快速发展,抗震防灾越来越重要。公路桥梁是社会重要的交通枢纽,公路桥梁等交通工程在地震中遭到严重破坏,严重影响到抗震救灾的需要。因此,增强桥梁的抗震能力,加强桥梁工程抗震研究的重要性便显得十分重要。而在桥梁的设计与施工中对桥梁的抗震能力有着特殊的要求,做好抗震强度和稳定的设计工作,是目前做好桥梁工程的重中之重。

1 地震对桥梁的破坏原因分析

当地震发生后,桥梁的破坏形式一般表现为以下几种:

(1)桥台。桥台的破坏主要表现为桥台与路基一起向河心滑移,导致桩柱式桥台的桩柱倾斜、折断和开裂;重力式桥台胸墙开裂,台体移动、下沉和转动;桥头引道沉降,翼墙损坏、开裂,施工缝错工、开裂以及因与主梁相撞而损坏。

(2)桥墩。桥墩破坏主要表现为桥墩沉降、倾斜、移位,墩身开裂、剪断,受压缘混凝土崩溃,钢筋屈曲,桥墩与基础连接处开裂、折断等。

(3)支座。在地震力的作用下,由于支座设计没有充分考虑抗震的要求,构造上连接与支挡等构造措施不足,或由于某些支座型式和材料上的缺陷等因素,导致了支座发生过大的位移和变形,从而造成如支座锚固螺栓拔出、剪断、活动支座脱落及支座本身构造上的破坏等,并由此导致结构力传递形式的变化,进而对结构的其他部位产生不利的影响。

(4)主梁。桥梁最严重的破坏现象是主梁坠落。落梁主要是由于桥台、桥墩倾斜、倒塌,支座破坏,梁体碰撞。

(5)地基与基础。地基与基础的严重破坏是导致桥梁倒塌,并在震后难以修复使用的重要原因。地基破坏主要表现为砂土液化、地基失效、基础沉降和不均匀沉降破坏及由于上承载力和稳定性不够,导致地面产生大变形,地层发生水平滑移、下沉、断裂。

(6)桥梁结构。桥梁结构的破坏表现在如结构构造及连接不当所造成的破坏、桥台台后填土位移过大造成的桥台沉降或斜度过大而造成墩台承受过大的扭矩引起的破坏现象等。

2 桥梁的抗震设计原理

尽管目前的桥梁抗震设计分析的手段在不断提高,分析的理论在不断完善,但由于抗震设计计算原理是建立在一定假设条件基础上的,地震作用的复杂性,地基影响的复杂性和桥梁结构体系本身的复杂性,可能会导致理论计算分析和实际情况相差很大。常见的桥梁抗震设计方法有:设计静力法、反应谱法和动态时程分析法。

(1)静力法

静力法把地震加速度看作是桥梁结构破坏的唯一因素,忽略了结构本身动力特性对结构反应的影响,应用存在较大局限性。事实上只有绝对钢性的物体才能认为在振动过程中各个部分与地震动具有相同的振动,所以只对刚度很大的结构例如重力桥墩、桥台等结构应用静力法近似计算。

(2)反应谱法

目前我国的公路及铁路桥梁均主要采用反应谱方法。反应谱法的思路是对桥梁结构进行动力特性分析(固有频率,主振型),对各主振动应用谱曲线作某强震记录的最大地震反应计算,最后一般通过统计理论对各主振型最大反应值进行组合,近似求得结构的整体最大反应值。

(3)动态时程分析法

动态时程分析法是上世纪六十年代以后伴随有限元法、计算机技术两方面的发展而出现的。该法把大型桥梁结构离散成多节点、多自由度的结构有限元动力计算模型,将地震强迫振动的激振(地震加速度时程)直接输入,借助计算机逐步积分求解结构反应时程。

3 桥梁的抗震设计

3.1对常规的简支桥梁结构应加强桥面的连续构造,以及需提供足够的加固宽度以防止主梁发生位移落梁,另外还应适当的加宽墩台顶盖梁及支座的宽度,并增设防止位移的隔挡装置。对采用橡胶支座而无固定支座的桥跨,应加设防移角钢或设挡轨,作为支座的抗震设计。

3.2在地震区的桥梁结构以采用跨度相等、每联连续跨内下部墩身刚度相等为宜。跨度不均,墩身刚度不等极易发生震害。对各墩高度相差较大的情况可采用调整墩顶支座尺寸和桩顶设允许墩身位移的套筒来调整各墩的刚度,以便使之刚度尽量保持一致。地震区桥跨不宜太长,大跨度意味着墩柱承受的轴向力过大,从而降低墩柱的延性力。

3.3对高烈度区的桥梁设计应在纵向设置一定的消能装置,如采用减、隔震支座,以及在梁体和墩台的连接处增加结构的柔性和阻尼以便共同受力和减小水平桥梁荷载。

3.4由于拱桥对支座水平位移十分敏感,而两边桥台的非同步激振会引起较大的伪静力反应,有时甚至会大于惯性力所引起的动力反应,因此要求震区的拱桥墩台基础务必设置于整体岩盘或同一类型的场址以保证震时各支座的同步激振。

3.5桥梁的基础应尽可能的建在可靠的地基上,应加强基础的整体性和刚度,同时采取减轻上部荷载等相应措施,以防止地震引起动态和永久的不均匀变形。在可能发生地震液化的地基上建桥时,应采用深基础,使桩或沉井穿过可能液化的土层埋人较稳定密实的土层内一定深度。并在桩的上部,离地面1~3m的范围内加强钢筋布设。

3.6墩柱设计中应尽可能的使用螺旋形箍筋,以便为墩柱提供足够的约束。另外墩身及基础的纵向钢盘伸入盖梁和承台应有一定的锚固长度以增强连接点的延性,并且,桥墩基脚处应有足够的抵抗墩柱弯矩与剪切力的能力,不允许有塑性铰接。

3.7采用将桥墩某些部位设计成具有足够的延性,以使在强震作用下使该部位形成稳定的延性塑性铰,并产生弹塑性变形来延长结构的振动周期,耗散地震力。

3.8采用上部结构和桥墩完全连接的刚构体系,并且桩尖穿过可液化层达到坚硬土层上,由于结构的超静定次数增大和坚实的桩尖承载能力的保证,减少了由于土壤变形而失效的可能性。

4 桥梁抗震设计要点

4.1桥梁抗震设计在多级设防标准的要求下,对结构强度、延性变形、结构控制、结构整体稳定也要求在多级设防的原则下进行抗震设计。

4.2对桥梁抗震性加以分析研究,某类结构不能在地震区内修建。在分析研究原有结构抗震性能的基础上,应提出更能适应地震作用的结构型。其次,对结构抗震设计不是被动地作为地震作用时结构强度、变位的验算,而是要从设计角度,提高结构的防震能力,要系统考虑结构的行为能力设计。

4.3针对目前大量高架桥倒塌毁坏的教训,必须开展对抗震支座、各种型式桥墩的延性研究,要利用约束混凝土的概念提高它的延性。不但对钢筋混凝土、预应力混凝土,而且对高强混凝土结构、混合结构的延性都需展开研究。

4.4研究结构控制的有效型式,加强抗震措施。必须采用“以柔克刚”的设想来考虑地震区结构抗震设防的出发点。对地裂、地面锗动、边坡倒塌、沙土液化时桥梁结构如何抗震设防也应该作深入的研究。

结语

虽然目前还没有科学技术来提前预测地震的发生还,但是在地震发生前,我们是可以提前防范,以减少损失的。只要我们通过研究认识地震对结构的破坏规律,对桥梁的设计,根据具体的地质环境条件,同时综合考虑经济因素与安全因素,选择最合理的抗震措施,就能尽量降低地震灾害的影响。

参考文献

[1]袁腾文.浅谈公路桥梁的防震设计[J].工程技术, 2009,(3).

第3篇

关键词:城市,立交桥,桥梁,设计

中图分类号: TU997文献标识码:A文章编号:

引言 随着城市化建设的不断加快和城市交通流量的持续上升,城市平面交叉道口经常会出现车辆拥挤和堵塞的情况。为了解决这种问题,城市立交桥应运而生,它在确保车辆畅通和交通安全方面发挥了重要的作用。而桥梁作为立交桥的关键部分,在整个设计中具有非常重要的作用。桥梁设计在具有一定美观特性的基础之上,必须要具备相应的功能性,这是其作用的关键部分。此外,立交本身通常是坡、弯与斜桥同时位于竖曲线上,本身线形具有多边形,所以桥梁设计除了要遵照匝道线形的要求之外,还必须满足桥下视距、净空和功能要求。

一、城市立交桥桥梁设计特点

城市立交桥桥梁设计特点可以概括为一下几点:(1)因为受到原有地形、地物的影响,为了实现公交道路更多的功能作用,一般会选择半径稍小的坡、弯和斜桥,并且多数情况下超高值会设置得相对大一些。(2)城市立交桥都是建立在已有城市道路主干道之上的,而且不会影响正常的交通运行,所以钢箱梁结构的应用越来越多,因为这种结构桥梁具有整体性能较好、架设工期比较短、抗扭强度大等特点。(3)为了尽快方便市民车辆出行,城市立交桥的施工期限一般都比较短,为了适应这种需求,在城市立交桥的设计中,结构设计种类有单一化和标准化的驱使,且跨径桥梁布置的采用逐渐增多。(4)为了适应现代文化城市建设的需要,立交桥本身的设计除了满足功能需求之外,还应该具有美观因素,一般基本要求是造型优美、线性流畅,能够给人们一种美的视觉享受,所以高度斜腹板箱,如独柱式桥墩和较大悬臂等结构设计的应用越来越多。

二、桥梁位置的选定设计

立交桥桥梁位置的选定一般应在立交设计以前就确定好,它设计的内容非常广泛,是影响立交线形与其他部分工程项目的重要环节。立交区内的跨线桥即是被交路与主线相交而设的跨越性桥梁,它的位置一般是根据被交路和主线的位置来确定的。当被交路纯在更改建等其他规划可能时,应该将被交路移位的多种可预见情况充分考虑在内,使建起的跨线桥在规定年限内能满足被交路和主线的使用需求。匝道桥是匝道和被交路或者主线相交而设的桥梁,在匝道线形设计时要考虑整体桥梁实施的经济性与可靠性。立交区内其他桥梁如渠的桥梁、跨越河等是根据地物、地形和路网布局需求而设的。

三、桥梁跨径和结构选型

1.桥梁跨径设计。通过多年的实际工作经验和大量立交桥桥梁设计案例总结分析得知,一般桥梁跨径设计在25-30m范围左右比较经济合理。跨径过小的话,桥墩的设计就会相应增多,这样不仅从外观上使整个立交桥显得零乱,在功能方面也不利于交通组织;反之,跨径过大,相应就会使梁高增加,道路纵断提高,不仅增加整个工程的经济投入和占地面积,还会影响周边环境。当桥墩及跨越底层道路部分对交通实现产生不利影响的时候,应该尽量增大桥梁跨径,以满通需要,提高桥下通透性。

2.结构选型。桥梁结构型式选择要在确保耐久、安全、可靠的基础之上,合理兼顾外部造型的美观、简介,充分考虑设计的先进性、经济性和科学合理性,保证工程施工简单方便、工期短,且在施工期间能够合理组织地面交通运行。近几年,为了有效解决桥梁施工期间的交通运行问题,桥梁跨越底层道路设计多采用钢箱梁和钢、混组合箱梁结构。这两种结构与之前多采用的预应力混凝土连续箱结构相比,具有以下两点优势:一是桥梁跨越能力比较强大,梁高减小,且当主线上有净空条件限制的时候,在保证立交桥功能的前提下,进一步缩短立交桥长度,缩减工程的影响范围和占地面积。二是钢结构施工简便、周期短,且对桥下交通影响比较小。这是因为桥梁钢结构部分是在工厂预制的,施工现场只需在拼装位置设置临时桥墩即可。但是这两种结构的经济投入比预应力混凝土结构稍微有有所增加,但是从总体投资和后期的社会效益来看,值得推广应用。

(1)钢箱梁结构。这种桥梁结构外形美观、简洁、线形流畅,并且其抗扭刚度大、重量轻、强度高,整体性能比较好,除此之外,其施工简便易行、工期短,施工期间对道路交通的影响比较小。无论是连续梁结构还是简支结构,中小跨径的钢箱梁结构设计都可以通过调整底、顶板厚度来适应主梁弯矩的变化,使钢板应力控制在合理范围内的前提下不增加施工和设计难度。这种结构的设计和施工顺应了城市立交桥桥梁的发展趋势,在保证现有交通运行的同时,有效提高施工进度。需要注意的是,城市立交匝道桥在采用钢箱梁结构的时候,应充分考虑箱梁横向抗倾覆问题,设计时在可能的情况下应该多选用双支座;两支座横向间距可适度增大,或者设置抗拉支座。

(2)预应力混凝土结构。这种桥梁结构为了便秘出现曲线桥径向“爬移”和支座脱空现象,设计时可以采取以下措施:尽可能多地设置双支座,或者在中间独柱墩间隔几跨设计成固结墩;遇到中间墩都是独支承的情况,连续梁结构每联长度控制在100m以内;曲线桥中间独柱墩支座按相关计算设置向外弧的预偏心,同时增加桥台处或者联端的双支座横向间距。

(3)曲线桥梁设计。曲线桥梁线型变化比较多样,结构受力也很复杂,尤其是小半径曲线桥梁,除了要承受剪力、弯矩以外,还要承受较大扭矩和翘曲双力矩的作用。在实际设计中,可以应用梁格系分析法和有限元法两种方法进行分析设计,前者基本思路是将桥梁上部结构离散为一个刚度几近等效的梁格体系进行分析,然后再将结果还原到员结构中进行计算设计。这种方法程序金丹,易于理解和操作,但是不能考虑扭转、畸变等产生的界面翘曲,而有限元法则可以应用于各种复杂多变的结构分析设计之中。

结语 在城市立交桥桥梁设计分析过程中,除了要从文化角度考虑其外形美观度之外,更应该从其功能性出发,结合各交通道路及环境的不同情况,综合分析各种结构的优缺点,择优选择最合适的桥梁结构型式,有效解决道路交通问题。

参考文献:

第4篇

关键词:桥梁 抗震 设计

中图分类号: TU997文献标识码: A

一、桥梁的抗震设计原理

目前桥梁的抗震设计计算原理是建立在一定假设条件基础上的,尽管分析的手段不断的在提高,分析的理论不断的在完善,但由于地震作用的复杂性,地基影响的复杂性以及桥梁结构体系本身的复杂性,可能会导致理论计算分析和实际情况相差很大。现常见的桥梁抗震设计方法有:设计静力法、反应谱法和动态时程分析法。下面就分别对应不同的假设条件和设计原理做一探讨。

(一)静力法

静力法把地震加速度看作是桥梁结构破坏的惟一因素,忽略了结构本身动力特性对结构反应的影响,应用存在较大局限性[

]。事实上只有绝对刚性的物体才能认为在振动过程中各个部分与地震动具有相同的振动,所以只对刚度很大的结构例如重力桥墩、桥台等结构适用静力法近似计算。

(二)反应谱法

反应谱方法是目前我国公路及铁路桥梁采用的重要方法。其思路是对桥梁结构进行动力特性分析,对各主振动应用谱曲线作某强震记录的最大地震反应计算,最后一般通过统计理论对各主振型最大反应值进行组合,近似求得结构的整体最大反应值。

(三)动态时程分析法

动态时程分析法是上世纪60年代以后伴随有限元法、计算机技术两方面的发展而出现的。该法把大型桥梁结构离散成多节点、多自由度的结构有限元动力计算模型,将地震强迫振动的激振直接输入,借助计算机逐步积分求解结构反应时程。

二、桥梁抗震设计原则  

合理的抗震设计,要求设计出来的结构在强度、刚度和延性等指标上有最佳的组合,使结构能够经济的实现抗震设防的目标。要达到这个要求,就需要设计工程师深入了解对结构地震反应有重要影响的基本因素,并具有丰富的经验和创造力,而不仅仅是按规范的规定执行[]。以下为抗震设计应尽可能遵循的一些基本原则,这些原则基于历次的桥梁震害教训和当前公认的理论认识。  

1场地选择

除了根据地震危险性分析尽可能选择比较安全的厂址之外,还要考虑一个地区内的场地选择。选择的原则是:避免地震时可能发生地基失效的松软场地,选择坚硬场地。 

2体系的整体性和规则性

桥梁的整体性要好,上部结构应尽可能是连续的。较好的整体性可防止结构构件及非结构构件在地震时被震散掉落,同时它也是结构发挥空间作用的基本条件。无论是在平面还是在立面上,结构的布置都要力求使几何尺寸、质量和刚度均匀,对称、规整,避免突然变化。 

3提高结构和构件的强度和延性

桥梁结构的地震破坏源于地震动引起的结构振动,因此抗震设计要力图使从地基传入结构的振动能量为最小,并使结构具有适当的强度、刚度和延性,以防止不能容忍的破坏。在不增加重量、不改变刚度的前提下,提高总体强度和延性是两个有效的抗震途径。刚度的选择有助于控制结构变形;强度与延性则是决定结构抗震能力的两个重要参数。由于地震动可造成结构和构件周期反复变形,使其刚度与强度逐渐退化,因此,只重视强度而忽视延性绝对不是良好的抗震设计。 

4能力设计原则

能力设计思想强调强度安全度差异,即在不同构件(延性构件和能力保护构件-不适宜发生非弹性变形的构件统称为能力保护构件)和不同破坏模式(延性破坏和脆性破坏模式)之间确立不同的强度安全度。通过强度安全度差异,确保结构在大地震下以延性形式反应,不发生脆性的破坏模式。在我国以前的建筑抗震设计中,普遍采用“强柱弱梁,强剪弱弯,强节点弱构件”的设计思想。 

三、桥梁的抗震设计方法和抗震要点

1、桥梁抗震的设计方法

采用减隔震支座。

采用减、隔震支座(铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座等)在梁体与墩、台的连接处增加结构的柔性和阻尼以减小桥梁的地震反应;采用减、隔震支座桥梁结构的梁体通过支座与墩、台相联结,大量的试验和理论分析都表明采用减震支座对桥梁结构的地震反应有很大的影响,在梁体与墩、台的联结处安装减、隔震支座能有效地减小墩、台所受的水平地震力。

利用桥墩延性减震。

利用桥墩的延性减震是当前桥梁抗震设计中常用的方法,桥墩延性减震是将桥墩某些部位设计得具有足够的延性,以便在强震作用下使这些部位形成稳定的延性塑性铰产生弹塑性变形来延长结构周期、耗散地震能量。

采用减震的新结构。

型钢混凝土结构是在混凝土上包裹型钢做成的结构。它与钢筋混凝土结构相比具有一系列优点,其承载力可以高于同样外形的钢筋混凝土构件承载力一倍以上,具有较好的抗剪能力,延性比明显高于钢筋混凝土结构,滞回曲线较为饱满,耗能能力有显著的提高,从而呈现出良好的抗震性能。能够隔离、吸收和耗散地震能量,同时可以节约材料,降低造价。

2、减震设计中的要点

(1)结构的刚度对称有利于抗震,不等跨的桥梁容易发生震害。

特别是一座桥内墩身高度相差过大,在较矮的桥墩上会产生很大的地震水平力,跨径不同。在大跨径的桥孔的桥墩上也产生大的地震力。设计上应尽量避免在高烈度区采用这种桥型,如无法避免,宜在不利墩上设置消能措施降低墩顶集成刚度,如设置抗震支座等。

斜桥的抗震性能较差。

由于斜交桥的质心和扭转中心并不重合,导致了在地震反应当中上部结构有旋转的趋势。在地震中,斜交桥相对于正交桥更易遭到破坏。另外,地震时桥台处河岸不稳,易向河心滑移,使桥长缩短,桥孔发生错动或扭转,造成墩台身开裂或折断。如地基条件允许,可采用T型或型这类整体性强、抗扭刚度大的桥台。如在松软的地基上,桥梁宜正交,并适当增加桥长,使桥台放在稳定的河岸上。

四、小结:

桥梁结构有效的抗震措施还有许多, 此我们在桥梁设计过程中须认真分析和了解结构的地震反应和特性,精心设计并采取一系列有效的抗震措施。桥梁抗震设计是一项系统工程,体现在设计的各个阶段,需要认真对待。

参考文献:

[1] 范立础,胡世德,叶爱君.大跨度桥梁抗震设计[M].北京:人民交通出版社,2001

[2] 宋晓凯.桥梁抗震设[M].山西建筑,2007 

[3] 严家伋. 道路建筑材料第三版[M].北京:人民交通出版社,2004.01

[4] 刘滨谊.桥梁规划设计[M].东南大学出版社,2002

[5] 赵永平,唐勇. 道路勘测设计[M].北京:高等教育出版社 ,2004.08

作者简介:黄神忠(1984.09~),男,汉族,广西贺州人,大学本科学历,广西华蓝设计(集团)有限公司助理工程师,主要从事道路、桥梁设计工作和研究。

第5篇

关键词:大跨径桥梁;桥面铺装;沥青钱装层;设计方法

Abstract: with the increasing range of long-span Bridges, long-span steel box girder bridge deck pavement of the conditions of use, the construction technology and quality control, is a special requirements, and there is no bridge deck pavement widely recognized by the design method. This paper lists commonly used long-span steel bridge deck pavement design process, in order to ensure that the shop installs the design and construction of success.

Keywords: long-span bridge; Bridge deck pavement; Asphalt money pack layer; Design method

中图分类号:U443.31文献标识码: A 文章编号:

1桥面铺装设计的内容

1.1综合分析桥梁建设当地的气候环境,把温度变化考虑到设计中去,同时还要分析当地的交通条件,车流量和重载情况,并给出有针对性的设计方案。

1.2对大跨径钢桥面铺装层常见的早期破坏类型进行调查分析,根据最容易出现的破坏形式选择相应的铺装材料和结构参数,并提出钢桥面铺装设计指标。

1.3通过对选择的材料进行试验,分析材料的强度等参数是否能满足设计要求,通过对桥面铺装体系的拉拔试验、层间剪切试验等确定防水粘结层材料参数。

1.4通过对设计桥梁的有限分析,得出理论上的力学参数,并与设计指标比对,用以验证铺装结构现场试验的数据是否达到材料性能参数。

1.5通过铺装混合材料的车辙试验和疲劳试验,作出力学分析,并对铺装层材料的选取和铺装结构的设计做出完善。

1.6根据上述材料与结构参数,分析出钢桥上的力学分析结果,划分行车道分布并进行施工组织设计。

2大跨径钢桥面铺装体系受力特性

大跨径钢桥面铺装体系受力特性有:较高的铺装层强度及合理的厚度;优良的层间钻结性能;优良的高温稳定性、低温抗裂性;优良的适应钢桥面板非周期性变形,即变形稳定性;较好的耐久性,即较好的抗老化性、水稳定性和杭疲劳特性;优良的平整性、抗滑性及耐磨性;良好的防水防渗透性能;可靠的施工工艺与质量控制。

3钢桥面铺装的主要结构形式

钢桥面铺装的主要结构形式有:热拌沥青混凝土或改性密级配沥青混凝土;以德国和日本为代表的高温拌和浇注式沥青混凝,以及以英国为代表的沥青玛蹄脂混凝土;德国和日本等国采用的改性沥青;以中国和美国为代表的环氧树脂沥青混凝土。

按照沥青混合料铺装结构可分为三类,即同质单层、同质双层与异质双层结构,具体的结构组合形式:单层浇注式沥青混凝土;上层密级配沥青混凝土+下层浇注式沥青混凝土,以日本使用的最多;上层密级配沥青混凝土+下层改性沥青SMA,德国和日本均有使用;上层改性沥青SMA+下层浇注式沥青混凝土,以德国使用的较多;上下层分别采用不同粒径规格的改性沥青SMA;上层环氧沥青混凝土+下层浇注式沥青混凝土,是中国新创铺装形式;双层环氧沥青混凝土。

4大跨径钢桥面铺装设计步骤及流程

根据大跨径钢桥面铺装的受力特点和使用要求结合桥面铺装的研究成果,其设计流程如下图所示。大跨径钢桥面铺装设计内容主要包括结构设计和材料设计两个方面。

大跨径钢桥面铺装步骤流程图

5钢桥面铺装层材料设计分析

5.1铺装混合料的设计

沥青混合料组成设计的主要任务是选择合适的材料、矿料级配、沥青等级和沥青用量。设计的总目标是确定混合料的最佳沥青用量,以满足路用性能的要求。目前国内沥青混合料组成设计主要以马歇尔试验为主,并通过车辙试验对坑车辙能力进行辅检验。但是鉴于马歇尔设计方法存在的不足和缺陷,国内外道路研究都在致力于探索、研究新的沥青混合料。设计方法有:沥青混合料综合设计方法、沥青混合料设计方法和美国旋转压实剪切试验机设计法等。根据桥面铺装的特牲以及混合料体系的差异,形成了与铺装沥青混合料类型相对应的设计方法,浇注式沥青混合料设计、环氧沥青混合料设计,其中改性密级配沥青混凝土采用常规的马歇尔方法。

5.2性能试验

原材料、混合料设计以及铺装层路用性能的检验主要通过一系列的性能试验完成。在混合料设计过程中铺装材料的性能包括原材料性能、混合料性能以及复合结构性能共大类,性能试验则与之相对应。常用的铺装材料有热拌沥青混凝土或改性密级配沥青混凝土;浇注式沥青混凝土;改性沥青环氧树脂沥青混凝土,每一种铺装类型的原材料和混合料的性能指标都各成体系,其作用是为该铺装体系的合理设计提供保证。

5.3新型钢桥面铺装材料研发

由于钢桥面铺装苛刻的使用条件,对其组成材料的要求很高,因此目前大跨径桥面铺装混合料均采用进口沥青作为结合料组分,这样就大大增加了桥面铺装的建设和养护费用。由于我国在建桥梁包括很多跨径大、铺装面积大的桥梁,因此加大了现场铺装的困难,而美国较多地采用工厂施工现场装配的方案完成大跨径桥梁的铺装工程,如金门大桥在更换钢桥面板时,就采用工厂施工铺装的方法。不仅提高了工作效率,而且保证了铺装工程的施工连续性,从而实现更严格的工程质量控制。

6桥面铺装的设计指标

6.1环境参数的影响

环境参数中最能影响到我们铺装层性能的当属温度参数,在公路设计中通常可以根据设计规范找到沥青路线的气候分区来确定当地工作温度的范围和材料的选取及用量等信息,但是钢桥面铺装设计受到温度的影响要远远大于同地区的公路。这是因为在钢桥面铺装休系中,钢箱梁的特殊结构导致内部不通风,温度要比路面高10℃左右,导致桥面铺装层的工作温度要高于普通沥青路面,同样在低温的情况下,钢箱梁的温度也会更低,这对铺装层的工作温度范围要求就更广了,这也对铺装层材料的选取提出了更高的要求。

6.2交通参数的影响

铺装设计中的交通参数是需要根据当地的交通情况来确定车辆的大小比例,超载车辆的比例等,通过这些实际情况来决定设计荷载用的车辆轴重,轴载累计作用次数等,根据《公路工程技术标准》,荷载作用面积为单矩形200mm× 600mm,轮胎压力0. 7MPa,并且考虑冲击作用。由于桥面铺装体系的力学特殊性,在荷载作用下局部效应比较明显,而单矩形荷载不够准确,因此利用双矩形荷载在桥面铺装设计中更为适应,而且当轴载较大时,轮胎与地面的接触面积更接近矩形。

6.3铺装结构破坏控制指标

根据前面对钢桥面铺装破坏类型的分析以及各种材料特性可知,在车辆荷载和自然环境因素的共同作用下,钢桥面铺装会有不同的破坏方式;对于使用双层浇筑式沥青混凝土以及双层改性沥青SMA等热塑性沥青混凝土铺装材料而言,行车荷载作用会比较容易产生疲劳开裂、超载作用会产生一次性断裂破坏。而且高温车辙、拥包、推移和低温开裂等破坏也经常发生;对于环氧沥青混凝土等热固性材料铺装而言,主要破坏形式是疲劳开裂和一次性断裂破坏。

在设计中要综合考虑南方高温多雨和北方低温干燥的气候特点,合理针对不同地区常见的不同破坏形式,对于铺装层的疲劳开裂、一次性断裂和铺装层钢板之间的剪切破坏为主的破坏形式时,要把铺装层上下表面的最大拉应力(应变),铺装层与钢板之间的最大剪应力和铺装层表面挠度等作为设计控制指标;而针对疲劳开裂、挠曲破坏、局部冲压破坏和高温稳定性不足引起的破坏为主要破坏形式时,应该把最不利荷载位置下铺装层表面的横向拉应力(应变),纵向拉应力(应变),最不利荷载位置下加劲肋上铺装层的相对变形、最不利荷载位置时铺装层内的剪应力作为力学控制指标。

6.4铺装材料设计指标

通常桥面铺装材料采用改性沥青混凝土,浇筑式沥青混凝土和环氧沥青混凝土三种,相比较而言,环氧沥青混凝土铺装材料的指标要求最高,不仅具有更高的温度使用范围,而且温度敏感性小,强度也很好,在高低温性能比较均衡,因此,环氧沥青混凝土是最适合用作桥面铺装材料的。

7结语

通过钢桥面铺装的损坏现象进行分析,提出桥面铺装的设计指标,综合考虑环境环境因素、交通因素、材料因素以及针对经常出现的破坏形式作出钢桥面铺装体系的结构设计,并列出常用的大跨径钢桥面铺装的设计流程。

参考文献:

[1]张晓春.大跨径钢桥面铺装理论与设计的研究进展[J].东南大学学报,2002(3).

[2]黄卫.大跨径桥梁钢桥面铺装设计[J].土木工程学报2007(9).

[3]刘昌仁.大跨径正交异性板钢桥面铺装方案选择研究[J].公路与汽运2010(1).

第6篇

关键词:道路桥梁、桥梁设计、设计分析

一、前言。

进入二十一世纪我国经济飞速发展,城市化进程以及道路交通也在不断建设和发展。因此道路桥梁建筑行业的规模在不断扩大和加快,形式各样的桥梁设计也在不断拔地而起。在近几年的不断建设中路桥设计积累了丰富的经验,道路建设中桥梁是十分重要的也是与人们的生活密不可分的,在城市建设中,桥梁不仅仅是交通系统中的重要组成部分,也是城市化进程中的标志性建筑。

二、道路桥梁的设计原则及分析

(一)、道路、桥梁的设计原则

设计中资源利用是否经济合理,尊重实际, 技术先进,实事求是, 是否科学,完全取决于设计的水平和质量。具体而言,在设计中应坚持以下原则:

(1)、 在道路桥梁设计中,严格执行国家现行的设计规范和国家批准的技术标准。

(2)、设计中尽量采用标准化设计,积极推广应用“可靠性设计方法”、“结构优化设计方法”等现代设计方法。

(3)、 设计中注意把握因地制宜,就地取材,节省建设资金的设计原则。在满足建设功能要求的同时,利用一切可能地节约投资、节约多种资源,缩短建设工期。

(4)、道路桥梁设计中积极采用技术更加先进、经济上更加合理的新结构、新材料。

道路桥梁的设计者应考虑对施工现场的水文、地质、气象、河道等基本状况做到熟悉、了解,对施工中存在疑问之处应重新调查或是勘察。从而能有效避免由于基础资料原因造成的安全问题。

(二)、设计中注意桥梁的线形安全

在过去的道路桥梁的设计中,为了方便现场施工,桥梁无论长短,往往布置成直线在桥梁的布线设计中,造成了超长的直线桥梁在大规模的桥梁设计中,而超短的直线急弯桥梁却成了小河以及山区的桥梁设计现状,增加了事故发生的概率性。

(三)、 设计桥梁平曲线

根据实际调查分析的结果可知,就平曲线半径与事故关系的研究说明,小半径曲线段所发生的事故的可能性更大。时速为100km/h的道路桥梁,当桥梁的平曲线半径小于2000m,发生事故的概率明显提高,由此可作为曲线半径的安全下限。其他道路则以设计时速按照相应的比例进行取值。与此同时,缓和曲线的设置对圆曲线上的安全特性具有明显的影响。由此,一般而言,平曲线都应设置缓和曲线。

(四)、设计桥梁的安全掌控

根据交通心理学的研究成果桥梁的直线长度不应超过以车辆计算形成速度70秒的长度距离。在桥梁的平面设计中桥梁的直线段长度,中长直线的桥梁使驾车者的反应敏感度降低,车速较高,从而引发了交通安全事故。同向平曲线之间以短直线相连,形成了所谓的“断背曲线”,相应的车辆在行驶经过这样的线路时,往往将直线段看做两端曲线相反的弯曲,线形并不连接在一起。由此,同向曲线之间的最小直线长度不应小于设计车速(以Km/h)的6倍(长度以m)。综合上述研究成果,道路桥梁的直线长度过长和过短都将影响行车的安全,根据交通安全的理论分析,可通过计算得出道路桥梁适宜长度的数值。

三、平纵线形组合以及衔接设计

(一)、弯坡叠加桥梁的设计

根据直观状况分析,这样的设计形式并不利于行车。平面曲线阶段有纵坡存在,形成了弯坡叠加状况,是高速公路桥梁设计中的常见的形式。可通过对坡和弯的组合进行安全特性的研究和设计,利用设计指标求的DC的值,并利用经验公式得到预测事故的值。同时对于预测事故值相对较大的区域,可采用工程改造,以增加标志等措施减少交通安全隐患。

(二)、平面直线与曲线的联接

具体恰当的直线长度以及衔接曲线的半径取值,应根据桥梁的设计车速以及桥位的地形,确定道路安全的设计区间范围。在以前的设计过程中,桥梁的设计为了适应地形,从而造成了长直线与小半径的曲线相连,而根据道路行驶安全分析表明,长直线与小半径的曲线衔接处往往由于车辆高速行驶的惯性容易引发安全的隐患。

(三)、 纵坡与平曲线的衔接设计

纵坡在于平曲线进行衔接的过程中,坡长越长、坡度越大,其所衔接的平曲线半径越小,发生事故的概率也将越大。根据相应的规律,在桥梁设计中通过计算由相同衔接方式的区段,并进行一定的改进。 道路桥梁设计过程中,较长的下坡接上下半曲线是具有危险倾向的设计,容易导致车辆在高速行驶状况下驶入平曲线,从而造成事故隐患。

(四)、平衡桥梁上平面曲线与竖曲线

根据现有的研究结果表明,平竖曲线平衡的半径推荐值的设置应综合考虑安全和成本等要素。 桥梁位于小半径如2000m以下平曲线上并且竖曲线部分或全部重叠时,应充分考虑平曲线的半径大小平衡状况,从而有益于交通安全。

四、桥面横向布置

(一)、设计中应注意考虑行车道数量

根据现有的道路形成安全运营调查比较考虑行车道的数量,四个车道采用在高速公路的桥梁中,从而保证了车道数量的设置满足了桥梁设计过程中的安全经济原则。当车辆的速度为120km/h,交通量超过四车道的道路桥梁可采用六车道或是八车道。当车辆形成速度小于120km/h,六车道或是八车道的采用应经过相关的技术认证。二级和三级公路在我国一般采用的是双车道,采用单车道的是四级公路。当二级公路的混合交通量较大时和,可采用两快两慢四个车道。城市的桥梁设置一本可采用六车道和八车道,只有很少的部分采用两个快车和两个慢车道等四个车道。根据实际的交通事故的调查表明,不应采用三车道的断面布置形式。

(二)、行车道宽度设计

在我国实行的是高速公路、一级公路桥梁采用3.75m的车道宽度,四级公路桥梁采用3.5m的车道宽。

(三)、残疾人通道的设计

设计者应考虑城市桥梁的人行道设计,应专门考虑残疾人轮椅的上下行走要求,相应的道路桥面施工则应满足残疾人能自主推行的宽度确定。

五、设计中桥孔布置

(一)、设计中通航河流的桥孔布置

在具体的设计过程中,应根据船运、筏运等的通航特点,充分考虑河床演变造成的航道变化,将通航孔设定在稳定的航道上,必要时还应预留通航孔。通航河流上,桥下的通航孔位置以及孔的数量直接影响了桥梁的是施工规模以及设计的难度。

(二)、河流中有流冰及漂浮物河流桥孔布置

在设计中应考虑有封冻以及流冰现象的河段,首先应调查冰层的厚度、冰块的最大尺寸、冰块的密度以及流冰的速度等基本的资料。桥孔布置过程中充分考虑到冰块的排泄,桥梁的墩台应建立破冰和防撞等措施。在有大量的漂浮物以及冲积物的河流中,桥孔的布置应保证河流中洪水和泥沙的顺利宣泄。

六、结语

作为设计者应充分考虑施工是设计指导的,设计中不能任意发挥,更不能生搬硬套,设计的重点放在施工中的环节上,做到设计明确易理解,这样才不会发生施工人员比照设计图无法顺利施工或按图施工却出现不同效果的情况和现象。施工到一定程度发现问题采取补救措施,整个工程造价势必受到影响。

参考文献:

[1]胡长青. 道路桥梁设计与施工 [J]. 科协论坛(下半月), 2011,(06).

[2]杨大为. 现代路桥施工中钢纤维混凝土的施工技术研究[J]. 科技致富向导, 2011,(23) .

[3]姚文翰, 肖艳华. 浅论桥梁钢筋混凝土和砌体工程施工过程质量控制要点[J]. 黑龙江科技信息, 2011,(14) .

第7篇

关键词:公路桥梁,设计,分析研究

Abstract: this article with the domestic and foreign highway bridge design analysis based on the highway bridge is discussed, analyzed the technical indexes and bridge flat constitute the geometry of the linear, the carriageway width and horizontal arrangement, the safety facilities, environment and other related factors and traffic safety, the relationship of road and bridge built for himself the management, conservation and bridge under construction design construction to provide the technology safety guidelines.

Key words: the highway bridge, design, analysis and study

中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:

国外对桥梁设计强调“3E”,即功效(Efficiency)、经济(Economy)和优美(Elegance)三要素,这和我国实用、经济、美观的原则是一致的。桥梁设计之前,设计师应首先就桥位、桥型方案征求桥位处公众的意见,并说明桥梁的施工可能会对环境和公众带来不便,取得公众的谅解和支持。避免施工中由于公众不理解而出现的安全问题。桥型方案的选择一定要与当地的人文环境协调,使桥梁建成后成为当地一景。桥梁设计能够在安全美,功能美,结构美,经济美,视觉美,环境美等方面做到最优的方案。近年来我国桥梁建设取得了长足的进步,但是,我们在设计中对桥梁的美学要求不够高,缺少建筑师的参与和进行各种比例的多方案比较,留下了不少遗憾。许多缆索承重桥梁的桥塔缺少美学处理,给人以笨拙、呆板和粗糙的感觉。

一、桥梁纵断面设计

1.1纵坡坡度

1.1.1纵坡坡度上限

纵坡过大,对于保持车辆的合理速度,维持连惯的驾驶状态有负面影响,从而对安全不利。为从安全角度以确定纵坡上限的取值,本文研究了较大的纵坡与事故的关系,建议避免1.5度以上的纵坡。

1.1.2纵坡坡度下限

最小纵坡是依据排水的需求而确定的,纵坡过小,排水不畅,雨天导致桥面积水,危及车辆安全。以本次研究的数据为基础,可以得到小于0.5%的纵坡,是较显著的(雨天)事故多发段,建议多雨地区桥梁除了做好横向排水设计外,在设计中要尽量避免小于0.5%的纵坡。

1.1.3纵坡坡度推荐值

桥梁纵坡的选定,一般在上下限之间取值,但是具体设计中根据特定的线形组合、特定的环境而确定。桥梁在平曲线里面且设超高的、跨线桥下等特殊的不利于排水的区段,应控制纵坡相对下限有较高取值。在非机动车交通量较大的桥梁上,则可根据实际情况纵坡适当放缓,以不大于2%为宜。

1.2纵坡坡长

1.2.1最小坡长

纵坡长度过短,出现锯齿形纵断面,这种线形使行车频繁颠簸,甚至可能产业颠簸的叠加与共震,危及安全。视觉上,这种线形使驾车者有路线不连续,线形破碎的感觉。因此,坡长的最小值应予以控制,桥梁最小坡长的规定值可参见下表。

1.2.2坡长上限

坡长过大,下坡时车辆速度渐增,不利于安全。而坡长对于车辆的影响是与坡度共同作用的。以前分析可知,坡度增加,坡长增加,将共同作用产生叠加效果,带动区段事故数的增长。

1.3竖曲线

经研究,桥梁上的竖曲线长度要大于5倍的行车速度,安全行车视觉上所需的竖曲线最小半径和最小长度,桥梁竖曲线指标建议如下表所示。

二、平纵线形组合与衔接设计

2.1平面直线与曲线联接

以往,桥梁设计中由于迁就地形,造成了许多长直线与小半径曲线衔接,安全分析表明,长直线与小半径曲线衔接处常常由于车辆惯性的高速行驶,从而引起安全隐患。具体适当的直线长度与衔接曲线的半径取值,应根据桥梁的设计车速和桥位的地形,确定安全的设计区

间。.

2.2弯坡叠加的桥梁

在平面曲线段,同时有纵坡存在,即形成弯坡叠加情况,这是高速公路桥梁中常见的形式。从直观分析,该种形式是不利于行车的。本文针对弯与坡的组合进行了安全特性研究,首先,利用设计指标求得DC值,再利用经验公式得到预测事故值。对预测事故值相对较大的区段,可以采取工程改造,增设标志等各种措施减少隐患。

2.3纵坡与平曲线的衔接

长下坡,接小半曲线是有危险倾向的设计,易造成车辆在不自觉的高速情况下驶入平曲线,事故隐患大为增加。

纵坡与平曲线衔接时,坡长越大、坡度越陡、所衔接的平曲线半径越小,事故发生概率就越大。根据这一规律,可以在桥梁设计中计算具有相同衔接方式的区段,再加以改进。

2.4桥梁上平面曲线与竖曲线的平衡

当桥梁位于小半径(2000m以下)平曲线上且与竖曲线部分或全部重叠时,应考虑平竖曲线半径的大小平衡,以利于行车的安全。根据己有的研究成果,综合考虑安全和成本之后,得到平竖曲线平衡的半径推荐值,其

三、桥孔布置

3.1通航河流

在通航河流上,桥下通航孔的位置和孔数往往决定桥梁的规模和设计难度。在设计中,要根据船运、筏运的不同特点和要求,充分考虑河床演变所引起的航道变化,将通航孔布设在稳定的航道上,必要时可预留通航孔上。

对于象长江一类的特大型河流,应就通航孔的位置、孔数作专题研究报告并报航道主管部门批准。

3.2流冰及漂浮物河流

位于有封冻及流冰的河段,应首先调查冰厚、冰块最大尺寸、冰块的密度、流冰的速度等基础资料,桥孔布设应充分考虑冰块的排泻,桥梁墩台应设计有破冰和防撞设施。

在有大量飘浮物或有冲积物的河流中,桥孔布设应保证桥梁能顺畅渲泄洪水和泥砂。桥梁墩台的设计应保证遭受撞击时的安全性。

四、桥面横向布置

4.1行车道数

根据我国现有公路行车安全营运调查比较,高速公路桥梁采用四个车道比较符合安全经济的原则。当行车速度为120km/h,交通量超过四车道的饱和交通量时可选择六车道或八车道,行车速度小于12Okm/h时,采用六车道或八车道须进行技术经济论证。

二、三级公路基本采用双车道,四级公路一般采用单车道。二级公路当混合交通量大,可采用两个快车道和两个慢车道组成的四个车道。

城市桥梁一般可选择六车道或八车道,个别采用两个快车道和两个慢车道组成的四个车道。交通事故调查表明,不宜采用三车道的断面布置形式。

4.2行车道宽度

高速公路、一级公路桥梁采用3.75m的车道宽度,四级公路桥梁采用3.5m的车道宽。其余桥梁双向车道取值建议采用下表:

4.3残疾人通道

对于城市桥梁人行道,要专门考虑残疾人轮椅车上、下行走的要求。为满足残疾人自己推行,则人行道的宽度、坡度要考虑便于残疾人轮椅上、下走。

五、桥梁安全设施

5.1交通标志

桥梁交通标志设置场所的选择,首先要考虑到标志的易识别性,标志应设置在容易被发现的地方。其次,要桥梁与接线的几何线形、交通流量、流向和交通组成,道路沿线的状况等对标志设置位置的影响。

交通标志的设置应确保行车的安全、快捷的通畅。标志的布设应以完全不熟悉周围路网的外地司机为对象,使其能够通过标志的警示和指引安全、快捷地到达目的地。道路交通标志所提供的信息应及时、正确,同时避免信息过载,并对重要的信息给予重复显示的机会。

交通标志的照明分为内部照明和外部照明两种,无论是内部照明还是外部照明都要求能够使交通标志在夜间具有至少150m的视认距离,同时外部照明光源不能给路上司机造成眩光而且其灯具和阴影不能影响标志的认读。

5.2防眩设施

高速公路上无照明的大桥、高架桥都应设置防眩设施。对于夜间交通量较大和大型车混入率较高的桥梁、竖曲线上对驾驶员有严重眩光影响的桥梁、长直线桥梁等也要设置防眩设施。

六、结束语