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工程设计
  • 摘要:在桥梁工程施工的过程中,使用的桥面吊装设备和吊装技术是施工的重点,对施工质量有较大的影响。基于此,本文对大型桥梁主跨桥面吊机的设计和应用进行探讨。  1 工程简介   某工程桥梁使用塔索梁结构作为桥面吊机的主要承重结构,使用全焊接桁架式结构进行主梁的焊接,使用格构式钢塔,在桥的顶部设置钢锚梁,使用平行钢丝成品索对一些竖向弯矩和荷载进行平衡,整个吊机的为三角形,上弦和下弦杆的中心距离为三米,横向中心距离为两米,桁架的总长度为44.5m。   2 设计桥面吊机的难点和总设计思路   2.1 设计桥面吊机的难点   (1)需要吊机可以同时适应各种吊装工况,设计桥面吊机时,要达到标准段、结合段、合龙段的吊装要求,由于这三种吊装工况在节段中心、节段重量、支锚点的位置存在差异性,对桥面吊机结构的设计造成了很大的影响。(2)需要吊机支锚点传力结构符合该桥梁主体结构系统的基本要求,由于该桥梁是使用桥面板和桁架受力杆构成桥梁的主跨钢梁节段,桥面很薄弱,需要在主要的受力杆件上进行吊装设备、临时吊点支撑点和锚固点的设置,和箱梁结构相比,在选择吊机支锚点的时候,会被限制在一定范围中。(3)限制了吊机自身的重量。由于该桥梁的吊机支锚点处于主弦杆上,斜拉索是在梁端的锚固节段的弦杆上进行固定的,在转换荷载时,结构会出现反向变形的情况,这时在拼装桥梁结构时,如果使用全焊接的形式会产生不利影响,所以字设计吊机时,要尽可能降低吊机自身的重量。综上所述,在对该桥梁的桥面吊机进行设计时,除了要考虑吊机是否可以很好的适应此桥面结构,还要符合各个施工节段的安装要求。   2.2 设计桥面吊机的基本思路   (1)使用液压千斤顶时,有比较稳定的提升速度,不会以为钢丝绳穿道过多,出现提升速度流失的情况。和本工程封航时间长、吊段重量大...
    2016 - 10 - 10
  • 摘要:本文以作者参加杭州至瑞丽高速公路湖南省凤凰至大兴段王家寨1号大桥等设计的经验,总结了我国溶洞发育区桥梁地质勘探、桩底持力层标高、桩基设计等应注意的问题。   喀斯特地貌是指具有溶蚀力的水对石灰岩等可溶性岩石进行溶蚀等作用所形成的地表和地下形态的总称,又称岩溶地貌。湘西土家族苗族自治州属于云贵高原东侧的武陵山区,以喀斯特地貌分布广、面积大。如何进行溶洞区地质勘探、确定桩底持力层标高,如何做出优秀的基础设计方案,是桥梁设计人员必须高度重视的问题。   1 工程概述   杭瑞高速公路湖南省凤大段属国家规划高速公路网中18条东西横线中的第12条,是湖南省高速公路网规划中“五纵七横”中的第一横。本项目的王家寨1号大桥,中心桩号K1+780.0(左幅),结构尺寸8×30+10×40m,预应力砼连续T梁,先简支后连续,为尽量避开溶洞,左右幅独立分开设置,单幅桥宽11m。下部结构采用柱式、矩形空心墩,桥台采用柱式台、U型桥台。挖孔灌注桩基础,桩径1.5m~2.2m,全桥共设计桩基108根,设计最大桩长46m。   桥址处地形地质条件复杂,处于坚硬碳酸盐岩工程地质亚区,含碳酸盐岩溶水,部分地质勘探钻孔揭示存在多层溶洞。全桥桥位处地质覆盖层从上往下为:①第四系残坡积碎石、粉质粘土,坡顶植被茂密;粉质粘土灰黄色、灰黑色,稍湿,硬塑,主要由黏粒组成,局部含碎石。层厚0.5~1.9m,地勘单位推荐承载力=[fa0]=180Kpa,极限摩阻力[qik]=35Kpa。②寒武系中统奥溪组泥灰岩、灰岩,局部基岩裸露。中风化灰岩,灰色、灰白色,主要矿物成分为方解石,隐晶质结构,薄中厚层构造,节理裂隙发育,岩芯破碎,呈碎块状,少量短柱状,在整个桥址区大量分布。最大层厚30.6m。推荐承载力=[fa0]=1000Kpa,极限摩阻力[qik]=300...
    2016 - 10 - 10
  • 摘 要: 国内伸缩缝的产品结构大都是类似德国毛勒式伸缩缝,美国DS布朗伸缩缝产品的制作和设计有许多优点值得我们借鉴和学习,本文通过和国内产品的比较得到一些体会,供大家参考。     目前国内伸缩缝的产品结构大都是类似德国毛勒式伸缩缝,故行业内也有言“伸缩缝”必指“毛勒缝”之说,而采用布朗形式伸缩缝较为少见,在江苏更是罕有。江苏平山交通设施有限公司2012年承接了湖南省长沙至湘潭高速公路(复线)伸缩缝的制作和安装业务,其长湘高速湘江特大桥的主桥伸缩缝为D320型,根据招标要求D320伸缩缝的型钢和橡胶元件需用欧美国家生产的产品,江苏平山交通设施有限公司采用了从美国DS布朗公司进口的型钢和橡胶元件,参照使用了其先进的生产工艺,进行了湘江特大桥D320伸缩缝的生产的制作和安装,笔者作为公司制作伸缩缝的具体负责人,对此次的布朗伸缩缝和以往的同类国产伸缩缝产品作出了一些比较,得出一些体会。   1 产品设计原理的比较   国内产品和布朗产品的伸缩装置均可称为模数式伸缩装置,以80 mm为模数,分为D160、D240、D320、D400、D480及D480以上型号的伸缩缝,产品结构的总体设计方案也一样,以中梁和支承横梁、承压支座和支承箱作为承重系统,并且每根中梁对应一根支承梁,以支承横梁(含不锈钢)承压和滑动支座和聚氨脂弹簧作为位移控制系统。作为模数式伸缩装置的两大功能块,承重结构和位移控制系统,国内产品和美国DS布朗伸缩缝的原理是一致的,证明了我们国家的伸缩缝的设计理念已达到了发达国家的水平。   2 产品中各个组成部分的比较   2.1 中梁的比较   国内中梁钢的结构采用“王”字形式,故亦通称“王字钢”,截面类似于工字钢,比工字钢两边多出用于橡胶条连接的榫槽部分,国内采用整体热扎成型工艺,规范要求每公斤在36 ...
    2016 - 09 - 29
  • [摘要]:城市化的建设已经成为一座城市发展的主题,伴随着城市建设给城市道路交通及运输业带来的快速发展,城市立交、高架的道路运输系统进入了发展的巅峰时期。立交桥的匝道是道路网络系统实现交通转换的重要组成部分,本文探讨了匝道及其影响区的交通特征,为匝道定位设计提供科学的依据。       现在大城市中的交通呈现出拥挤、堵塞、乘车难、行车难等问题,随着我国的经济与社会的飞速发展,再加上城市化进程的加快,城市交通的需求量也在迅速的增长,交通需求结构也在发展着变化,然而交通的供给确出现了严重的滞后性。产生交通供给滞后的原因很多,但是最重要原因之一还是交通需求增长所产生的土地的需求和土地的有限性之间存在着难以调和的矛盾,各大城市为了解决这一矛盾,都在修筑高架路、立交桥,但是随着交桥的修建又带来了一个新的问题,就是立交桥的匝道的进出口经常出现拥堵的现象,本文通过一些实践的证明,提出了一些改善立交桥的匝道交通拥堵的措施。  一、匝道的构成以及特点  (一)、匝道的构成  匝道主要由三个部分构成:桥梁的匝道与桥梁主线的连接处;桥梁匝道的车行道;桥梁的匝道与桥梁相交的道路相连接处。  (二)、匝道的特点  上述的三个构成部分中最主要的是桥梁的匝道与主线连接处。立交桥的桥梁匝道和与之相交的道路连接的地方的交通运输的特征和立交桥的形式有很大的联系,一般的立交桥都设计的有集散的疏散车道,即从桥梁主干道进入相交的道路需要车辆进行左转的交通,桥梁的设计者必须要将集散车道与桥梁的主干道相结合,然而这一部分的交通运输以及与之相关的道路要和桥梁的匝道弯道设计到进入桥梁的集散型的车道时候需要左转到交通交织的路段,立交桥匝道弯道的交织长度是由桥梁的苜宿叶的匝道半径而决定的,其次就是匝道交织的长度也影响这进入匝道的交通运输量。  二、匝道弯道的设计依据  ...
    2016 - 09 - 28
  • 摘要:介绍西部开发省际公路通道阿荣旗至北海公路宜州至河池高速公路岩溶地区桥梁桩基础设计与处理。    1、概述   宜州至河池段高速公路是西部开发省际公路通道阿荣旗至北海公路的重要组成部分,也是《国家高速公路网规划》中第十七横汕头至昆明高速公路的一部分,同时又是广西高速公路“四纵六横三支线”网中横三线的组成部分。项目位于广西壮族自治区河池市境内,处于云贵高原与广西盆地的过渡地带。项目所在区沿线地形属低山、丘陵地形。丘陵与低山交错,地面高程在145m~718m之间。形多为孤峰或峡谷,区内多为石灰岩地区,岩溶地貌发育,路线区岩溶地貌以峰丛洼地为主,岩性有灰岩、白云质灰岩及白云岩等。中、上石炭统和上泥盆统碳酸盐岩最纯,岩性结构均一,为岩溶发育最强的岩组,二叠系次之,再次为东岗岭组,余者岩溶不甚发育。主要表现为溶蚀沟槽、溶蚀洼地、漏斗、溶洞、落水洞、地下暗河等形式。   2、地基处理与基础设计   溶洞为岩溶的主要形态之一,项目区所见溶洞规模一般不大,开口一般2-3m。主要呈层状分布于峰(丛)林中。在形成初期,岩溶作用以溶蚀为主,随着孔洞的扩大,水流作用加强,机械侵蚀作用也起了很大作用,岩溶洞壁时常可见石窝、水痕等侵蚀痕迹。在构造裂隙交叉点,溶蚀及侵蚀作用更易于进行,并时常产生崩塌作用,形成高大的厅堂,洞穴中存在着溶蚀残余堆积。路线区碳酸盐岩分布区溶洞分布较多,大多数溶洞规模大,对路线影响相对较大,是影响桥梁设计的主要不良地质,对桥涵地基处理、基础设计影响较大,在路基处理后不能达到设计要求的,采用桥涵构造物跨越。宜州至河池高速公路,桥梁基础有溶洞的占60%以上,大多为隐伏型溶洞。初步设计期间才用了钻探、物探等方式确定。设计中,根据地质情况,结合桥跨式样、荷载大桥、桥梁基础形式等进行综合研究,选择最佳方案。通常基本方案为两种:一种是不扰动岩溶地...
    2016 - 09 - 27
  • 【摘要】介绍了岩溶地区地基的工程特征,并结合工程实例介绍了某岩溶地区基础选用,并介绍筏板复合地基设计方法、沉降计算,溶洞处理方法,总结了复合地基的优点。   由于岩溶地区存在较多的溶洞、土洞,且岩面起伏不平,溶洞及土洞大小又各自不同,而且溶洞的分布具有较大的不确定性,地勘勘探无法一一探明,同时岩溶地区常分布有地下暗河,所以岩溶地区的基础处理和设计是目前基础设计的难点,基础选型不仅要考虑上部结构还要综合考虑周围环境、施工技术、工程造价、施工工期等多方面因素,下面结合工程实践介绍基础的选型和设计。   1工程概况   连州碧桂园某栋号住宅楼位于6度区,采用框剪结构,地上共15层,无地下室,总高度46米,该楼盘场地所在区域为古生界石炭系浅海相碳酸盐岩沉积岩分布区域,场地内分布的石炭系灰岩为可溶岩,主要表现为溶洞多,多呈串珠状溶洞或溶槽,分布范围较广,溶蚀痕迹明显,根据地勘提供资料基岩之上覆盖土分别为,①素填土,层厚:2m, ②粉质粘土,层厚:15~20m (fak=200),③微风化灰岩,土层剖面如下图一,地勘布置10各探孔中,有8各探空揭示出岩面一下存在溶洞及土洞。   图一   2基础选型   1)采用浅基础,本工程上部为15层,如采用筏板基础,试算地基反力约为280kpa,如选择②粉质粘土为持力层,fak=200,无法满足承载力要求。   2)预制管桩因施工速度快、造价底,广泛采用,岩溶地区采用时由于岩面存在倾斜,易形成烂桩和桩偏斜,且灰岩中有溶洞存在,较薄的顶板处预制桩稳定性差,因此也不考虑此桩型。   人工挖孔桩,人工挖孔桩因考虑安全因素谨慎采用,本场地属于溶岩地区,按广东省关于限制使用人工挖孔灌注桩通知,不适宜采用人工挖孔桩基础。   钻(冲)孔灌注桩适宜于各种地层条件,岩溶地区...
    2016 - 09 - 26
  • 摘要:在抗震抢险救灾中,公路交通运输是抢救人民生命财产、尽快恢复生产和重建家园的重要环节,遍布的道路交通就犹如全身的血管,由此可知道路交通的重要性,而公路桥梁作为道路交通的一部分,其重要性也就可想而知,而桥梁工程,作为重要的生命线工程,是交通运输的咽喉,在国家建设中起着举足轻重的作用,而在地震发生后为了紧急救援和抗震救灾的需要,其重要性就更为明显。    我国是地震多发的国家之一,为保证公路桥梁设施的完好,发挥其在抗震救灾中的作用,需对公路桥梁抗震设计进行深入的研究,所以本文就将对公路桥梁抗震设计予以简单的阐述。   一、桥梁的主要震害形式   桥梁的震害有多种形式,根据破坏的部位不同,主要可分为上部结构震害、附属工程震害、墩柱震害、基础震害四种:一是上部结构震害。桥梁上部结构震害按照产生的原因不同,可以分为结构震害和位移震害。其中较常见的是位移震害,桥梁位移震害主要表现为上部结构的纵向位移、横向位移以及扭转,一般来说,设置伸缩缝的地方比较容易发生位移震害,如果上部结构的位移超过了墩、台等的支撑面,则会发生更为严重的落梁震害,其落梁的原因一般是因为限位构造失效、墩台支承宽度不足造成,在地震力作用下,梁、墩台间出现较大相对位移,导致落梁现象的发生;二是附属工程震害。在地震力的作用下,主梁与下部墩柱、桥台连接部较为薄弱,若附属工程没有足够的限位能力将出现震害,其主要表现为支座脱离主梁、挡块碰撞破坏、伸缩缝拉断、台胸墙剪断等震害;三是墩柱震害。墩柱的震害主要表现出两种特征:即塑性铰破坏和剪切破坏,柔桥墩柱在地震力作用下,墩柱底部、顶部和墩柱与系梁连接处容易出现塑性铰,塑性铰混凝土在反复地震作用下剥落、破碎,失去承载能力,而刚性墩在地震作用下,变形能力小,主要以强度抵抗地震力,当地震力超越其承载强度时,出现剪切破坏;四是基础震害。基础的破坏与...
    2016 - 09 - 22
  • 摘要:本文根据某拱桥上部结构设计,分别对拱桥设计标准、上部结构设计要点进行了分析与探讨,为广大设计人员提供一定参考意见.   1 工程介绍  桥梁起点桩号为K0+289.402,终点桩号为K0+441.402,桥梁总长152.0m.本桥平面位于直线上,纵面位于0.5%上坡段、R=7000m的凸形竖曲线及0.5%下坡段上,变坡点位于主桥中心K0+357.402.桥跨布置为1×16m(现浇空心板)+80m(钢筋混凝土箱形拱)+2×16m(现浇连续空心板).上部构造主桥为净跨80m箱形拱,净矢跨比为1/5.  2 设计标准  设计荷载:公路Ⅰ级,同时满足城市-A级;人群3.5KN/m2;设计安全等级一级,结构重要性系数1.1;桥面宽:0.3m(人行道栏杆)+2.05m(人行道)+0.15m(人行道栏杆)+2.2m(槽形梁)+0.5m(防撞护墙)+24.5m(行车道)+ 0.5m(防撞护墙)+ 2.2m(槽形梁)+0.15m(人行道栏杆)+ 2.05m(人行道)+ 0.3m(人行道栏杆).桥面横坡:1.5%双向坡,坐标及高程系统:本桥坐标为温江坐标系,高程为温江高程.设计洪水频率1/100.地震动峰加速度值0.1g;地震动反应谱特征周期为0.40s.  3上部结构设计要点  3.1主拱肋  本桥主拱肋为中承式钢管砼拱肋,横桥向位于行车道与人行道间.每侧拱肋由两片构成,两片间以缀板砼相连于上、下弦杆处,桥面以上部分为桁架结构,桥面以下部分为实腹板哑铃形结构.拱肋高3.5m,宽2.2m,上、下弦杆为φ850*16mm的钢管,内灌C50砼,腹杆为φ400*10mm钢管,桥面以下腹板为缀板砼.主拱肋净跨径130m,净矢高37.143m,净矢跨比1/3.5.拱轴线为悬链线,拱轴系数为1.4,预拱度在拱顶取值△f=0.13m,设预拱度后拱轴线仍为悬链线,其拱轴线系...
    2016 - 09 - 21
  • 摘要:在小半径曲线箱梁桥的设计中,经常会遇到这样那样的设计问题,这些问题我们都容易忽视,但是他在设计中又不可缺少。本文通过工程实例,介绍了在小半径曲线箱梁设计中,需要注意的三个要点,以及如何进行设计和复核。  随着城市的飞速发展,初期的交通形势已经不能缓解日益严重的交通压力,在这样的状况下,高架桥、立交桥等交通型式孕育而生。立交桥的型式多种多样,而匝道设计也是立交设计中的重要一环。匝道桥基本上均位于曲线上,由于地形限制,城市桥梁美观需要等等原因,匝道的曲线半径很小,墩柱多采用独柱墩。这就不可避免给设计带来一定的难度,本文就工程实例,就小半径曲线箱梁设计需要注意的要点加以讨论。   一.工程概况   渤海大道(一期)大魏家立交工程,设计荷载为公路—Ⅰ级,温度荷载为+30℃、-20℃,环境为Ⅲ类环境,设计时速主线100km/h,匝道40km/h,桥面铺装0.17m。   G、H匝道上部结构为20m+20m+20m三跨一联普通钢筋混凝土箱梁,曲线半径为65m。主梁为单箱单室结构,具体截面尺寸见箱梁横断面图a。   F匝道由于上跨主路,故此净空有一定要求,桥梁上部结构采用32m+36m+32m三跨一联预应力混凝土箱梁,曲线半径为185m。主梁结构为单箱双室,具体截面尺寸见箱梁断面图b。   二.设计中需要注意的要点与计算方法   1.在刚刚接触和对规范不熟悉的设计人员中,很容易忽略一个常见但是必须要注意的设计要点。在内半径小于240m的弯箱梁设计中,箱梁应在跨径之间设置跨间横隔板。设置跨间横隔板,可以增大横向刚度,提高箱梁的抗扭惯性矩。   对于钢筋混凝土箱梁而言,需要设置的跨间横隔梁的间距不应大于10m,对于本工程而言,G、H匝道为20m等跨径箱梁,故此设计人员在跨中设置了一道0.5m的跨中横隔板。 ...
    2016 - 09 - 20
  • [摘 要] 改革开放推动了我国国民经济的持续发展;同时经济的快速发展带动了交通运输业的发展。目前我国的公路网体系建设已经得到了很大的提升和进步,交通量也日益增加。本文将对我国特殊地理环境中的公路桥梁设计方案进行探究。   随着我国科学技术的进步,大部分行业都在追求与应用先进的科学技术,公路建设行业也不例外。据最新调查,到目前为止我国人口达50万的城镇均有高速公路连接,预计10年内,凡是人口达10万的城镇均会连接高速公路,而这将进一步推动我国运输业的发展。但是在公路体系发展的同时也面临着另一个困难的事情,特殊地区(像高原地区、山区、凹地、湿地等)的公路建设并不是很理想。因为这些地区特殊的地理特征使得公路建设不易。本文将根据高速公路桥梁的特点从桥梁的桥型与路径、上下部结构选择等几个方面对我国特殊地理环境中的公路桥梁设计方案进行探究。   1 公路桥梁施工特点   1.1 桥梁综述   桥梁是跨越河流、山谷等障碍物的大型空间建筑物。按结构体系可以将桥梁分为:梁式桥、拱式桥、刚架桥、斜拉桥和悬索桥。其中,梁式桥是主梁采用钢板做成的刚梁桥,也称为钢板梁桥。因为梁式桥可以就地取材,并且其耐久性好、外观流畅,因而其整体发展也较为成熟。拱式桥具有较大的跨度,与梁式桥相比可以更有效的节省原材料,并且其设计较为简单,因而被广泛地使用。刚架桥是桥跨结构(梁或板)和墩台整体相连的桥梁。因为刚架桥施工较复杂,一般用于跨度不大的城。斜拉桥是指一种由一条或多主塔与钢缆组成来支撑桥面的桥梁。斜拉桥因为由多条钢缆支撑桥面,因而其具有较强的稳定性。悬索桥又称吊桥,其主要受力部位为两端的受力塔。相对于其他的桥来说,悬索桥可以使用更少的物质连接更长的距离。悬索桥的设计很灵活,可以适用于各种类型的地理情况。   1.2 公路桥梁施工特点   1.2.1 施...
    2016 - 09 - 19
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