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工程设计
  • 摘要:近年来,我国高速公路正在迅速发展,国内大大小小的高速公路正在有条不紊的实施过程中,高速公路的建造需要有科学合理的设计方案的支撑才能够保证高速公路的质量与安全性。本文对于高速公路常规桥梁设计方案将从以下几个方面来探析。      一、前言   随着国内经济的快速发展,高速公路通车里程及设计建造水平也在不断提高。对新建高速公路的行车舒适性要求更高,服务更趋人性化,高速公路对环境的不利影响也越来越小。目前,国外在建造高速公路的过程中,对高速公路设计这一块的内容研究并不深入,从而导致了高速公路设计问题不断出现,对于这一现象,有必要详细分析高速公路常规桥梁的设计方案。   二、高速公路常规桥梁设计的关键   1.桥梁设计资料的收集   要想设计出合理且符合要求的高速公路常规桥梁,在对高速公路桥梁进行设计之前必须要认真仔细地收集相关桥梁的设计资料,要做到万无一失,在必要情况下,方案设计者最好亲自到施工地进行实地考察。因为,相对于一般高速公路的设计和施工,位于山区地区的高速公路的设计和施工都比较困难,山区地区在地形、地质和水文等方面比一般路段的条件困难,所以我们在对桥梁进行设计时,要对这些方面上格外重视,一旦忽略了这些实际性因素,那么很可能导致非常严重的后果。   2.桥梁设计的原则   高速公路常规桥梁设计的基本原则是适用性、安全性、经济性、美观、环保。随着人们生活水平的不断提高,人们越来越重视和关注常规桥梁设计的外观和环保。现代的桥梁设计不仅要注重其安全性、舒适性经济性和耐用性,还要加入美观、环保、人文与人性化的设计理念,因此对高速公路桥梁的景观设计成为了一项重要内容。在常规桥梁设计的安全性、适用性、经济性的基础上要考虑到与周边环境的协调一致性,尽可能地减少桥梁建造对周围自然环境...
    2016 - 09 - 19
  • 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 - 18
  • 摘要:新密市溱水路大桥主桥采用新颖的独塔无背索斜拉桥桥型,主梁为波形钢腹板混凝土箱梁,设计采用满堂支架法施工。但该桥址处地形和地质条件均比较复杂,给主梁施工带来了困难。文章介绍了主梁施工支架的方案设计、支架体系的设计计算等问题,着重说明地形较复杂的5号墩与6号台间的支架设计及计算过程。     1 工程概况   溱水路大桥位于新密市溱水路东段,大桥全长227.96m。主桥采用跨径为(30+70+30)m独塔双索面无背索斜拉桥。桥面设双向横坡,横向布置为:6m(人行道)+7m(绿化带)+24m(车行道)+7m(绿化带)+6m(人行道),其加劲梁采用分离式的波形钢腹板PC组合箱梁。   波形钢腹板PC组合箱梁是用波形钢腹板代替预应力混凝土箱梁腹板而得到的一种钢与混凝土组合结构箱梁。由于使用钢腹板代替混凝土腹板,使箱梁自重减轻,提高了跨越能力,减小了跨中的挠度。由于波形钢腹板的褶皱效应,导致弯曲时混凝土顶底板承受弯矩,可使预应力有效地施加于混凝土翼缘板上,提高了预应力效率,波形钢腹板承受强大剪力,避免了腹板开裂。   主桥立面布置如图1所示。   图1 溱水路大桥主桥总布置图(尺寸单位:m)   主桥箱梁一般断面如图2所示。除一般断面外,在3、4号墩和6号台顶各设一道大横梁,尺寸为1.5m(纵向)×2.7325m(最大梁高);5号墩处墩、塔、梁固结,该处设三道大横梁进行墩梁连接,每道横梁尺寸均为1.5m(纵向)×3.733m(最大梁高)。此外,纵向每隔6m设一道小横梁,尺寸为0.5m(纵向)×2.733m(最大梁高)。   图2 箱梁一般断面图(单位:mm)   主桥跨越沟渠,其中3~5号墩之间地势比较平坦,进行一般的地基处理后,采用普通的方法搭设碗扣支架作为施...
    2016 - 09 - 14
  • 摘要:水泥混凝土路面结构是由多层组成的复合体系,最上层为水泥混凝土面层,其下根据结构、功能要求的不同,设为基层、底基层和垫层,最下层为提供稳定支撑的路基。具有强度高,耐久性、水稳定性、耐老化好,反光性好的特点。     已知修建一条二级公路,V4区,宽9m,采用水泥混凝土路面,设计年限内标准轴载累计作用次数为328.40万次/日。本文章运用新编的水泥混凝土算法设计,并浅谈它的设计计算方法。   1、交通量分析   按规范可知:交通等级设计车道标准轴载累计作用次数100~2000为重交通量则该路面为重交通荷载等级。   2.初拟定路面结构   (1)面层类型的选定 按下表可根据二级公路重交通荷载等级和中变异水平等级初拟为普通混凝土面层厚度为0.24m. 根据规范中规定普通混凝土面层一般为4~6m,面层板的长宽不宜超过1.30,平面尺寸不宜大于25m2;则拟面板的长5m、宽9/2=4.5 m;确定接缝的间距,设置纵缝为设拉杆平缝接,横缝不设传力杆假缝。2)基层类型的选定 查规范,选择水泥稳定粒料,基层厚度0.2m.   3.初拟材料参数   取普通混凝土面层的弯拉强度标准值为5.0Mpa,相应弯拉弹性模量标准值为31Gpa,泊松比0.15;查表E0.1-1和E0.1-2路基是低液限粉质土回弹模量为90Mpa;在路床顶距地下水位2.5m处,湿度调整系数为0.9,由此得到路床顶综合回弹模量为81Mpa;查表E0.2-1水泥稳定粒料,取级配碎石基层,回弹模量为300Mpa。由表E0.3-2粗集料为砾石混凝土的膨胀系数αc=1.1×10-6/°C。基层顶面当量的回弹模量值计算如下:   基层顶面综合回弹模量Et取144.48Mpa   普通混凝土面层的相对刚度半径l和...
    2016 - 09 - 14
  • [摘 要]我国地震时常发生,震害强烈,破坏力大。因此,对于我国的公路桥梁工程建筑来说,必须要加强防震措施,减少地震带来的损失。我国安全防灾等相关部门要不断加强公路桥梁质量规范和设计,推进抗震措施的理论发展和实践技术,来保障人民财产在地震灾害中不受较大的损失,促进社会的和谐发展。文章重点针对桥梁抗震设计要点、破坏的类型、桥梁的防震措施进行了简要的探讨。       一、地震给桥梁带来的破坏类型   (一)支座破坏   根据我国对地震灾害中桥梁的调查显示112座桥梁中有53座桥梁约占47%发生了支座破坏,综合国内外十次大地震的调查报告,支座的破坏现象属于普遍现象。支座的地震灾害主要表现为支座倾斜和剪断、自动支座的脱落和支座自身建造组成的破坏。支座垫块被重力压碎,使得桥板不稳定,甚至造成落梁。落梁的发生与支座破坏密切相关,支承破坏使得桥梁上部失去支撑,造成落梁事故。当支座破坏时会使得墩-梁之间产生位移,当墩梁间的相对位移大于主梁搁置长度后,主梁将从桥墩脱落从而使得发生落梁。   (二)梁体移位造成的破坏   上部梁体的移位是震害中常见的破坏,根据地震的震向而发生纵向移位、横向移位以及扭转移位。其中伸缩缝处发生移位成为主要灾害。地震时地势的扭曲,桥梁的梁体移位是绝对的。如果震幅较小不会发生太大的移位,震后将换掉不能正常工作的的支座,把梁体加固后恢复原位,桥梁就还可以正常工作。但是,如果震幅过大,造成较大移位就会导致落梁。所以采取抗震措施减小梁体位移就显得十分重要。就如云南地震时的有些桥梁上部结构没有落梁,发生了比较大的移位。虽然没有出现塌落事故,但是已经成为废桥不再能够正常使用了。   (三)地基与基础破坏   地基与基础的严重破坏是导致桥梁倒塌的重要原因,而且倒塌后基本无法修理。基础与地基的...
    2016 - 09 - 12
  • 【摘 要】桥梁构造多属于外露部位,直接与外界(包括车辆、行人、大气等)直接接触,对桥梁的主要结构起保护作用,使桥梁能够正常发挥功能,同时也对行车安全和桥梁的美观起着重要作用。对于现代高速交通体系的桥梁,更显示出桥面构造的重要性。     一、桥面铺装   1、桥面铺装也称行车道铺装,或者桥面保护层,它是车轮直接作用的部位,其作用在于防止车辆轮胎直接磨损属于主梁整体部分的行车道板,防止主梁遭受雨水的侵蚀,并对车辆轮重的集中荷载起一定的分布作用。   因此,桥面铺装要求具有抗车辙、行车舒适、抗滑耐磨、低温抗裂、不透水、刚度好等性能。桥面铺装部分在桥梁恒载中占有相当的比例,尤其对小跨径桥梁更为显著,故还应当尽量减小铺装的质量。   2、桥面应设置纵横坡,以利于雨水迅速排除,防止或减少雨水对铺装层的渗透,从而保护桥面板,延长桥梁的使用寿命。   桥面的横坡通常设置为双向的,横坡坡度可按道路横坡取用或增加5%。对沥青或水泥混凝土铺装,行车道路面一般采用抛物线形横坡,人行道则用直线形。   3、桥面铺装常采用碎石、沥青表面处理、水泥混凝土和沥青混凝土铺装等各种类型。水泥混凝土和沥青混凝土铺装能满足各项要求,应用广泛。特别是高速公路和一级公路上的特大桥、大桥的桥面铺装宜采用沥青混凝土。   水泥混凝土铺装的耐磨性能好,适合重载交通,但养生期长,日后修补较麻烦。铺装层的混凝土强度等级不低于C40,铺装厚度不小于80mm,铺设时要求有较好的密实度,避免二次成型。为使铺装层有足够的强度和良好的整体性,铺装层内还应配置直径不小于8mm、间距不大于100mm的双向钢筋网,钢筋网顺桥向和横桥向每米长度截面面积均不小于500mm?。   沥青混凝土桥面铺装应由粘结层、防水层及沥青表面层组成。高速公路、一级公路的沥...
    2016 - 09 - 12
  • 1引言 中国论文网 http://www.xzbu.com/1/view-331573.htm  装配式桥梁由于上部结构设计成系列化和标准化,有利于在工厂或工地上广泛采用工业化施工,组织大规模预制生产,并用现代化的起重设备进行安装,可以大量节约模板支架木材,降低劳动强度,缩短工期,显著加快建桥速度,因此,对于中小跨径的桥梁,大部分采用装配式的上部结构型式。我国近年来建造的桥梁,下部结构的造型有了显著的变化,改变了桥墩粗、大、实的躯体,向着轻型化、注意造型的方向发展,从而提高了桥梁的下部结构的功能和结构的美感,柱式桥墩由此成为了装配式桥梁首选的下部构造型式,因为柱式桥墩具有以下三大特点:   (1)阻水面积小,提高了桥孔的泄洪能力,桥前壅水高度减小,减轻桥墩的冲刷深度;   (2)减少桥墩的体积,可以加快施工进度,降低造价;   (3)改善了桥梁的造型和外观,使桥梁显得挺拨秀美。   2受力特点   柱式桥墩属于柔性桥墩的范畴,其特点是桥墩的刚度比较小,受力后允许在一定的范围内发生弹性变形,将上部构造传来的水平力传递到全桥的各个墩台,以减少单个桥墩所受到的水平力,从而达到减少桥墩截面的目的。但是水平力是如何进行分配的呢?按照目前通用的做法,是将柱式桥墩视为超静定梁,各桥墩的受力按墩顶抗推刚度(即墩顶产生单位水平位移的水平反力)来进行分配,同时不考虑桥墩对梁产生的弹性压缩。按抗推刚度或位移来分配水平力,桥墩的抗推刚度除了考虑墩身抗推刚度的同时还要考虑橡胶支座的抗推刚度,即桥墩的抗推刚度由墩身抗推刚度Kd及支座抗推刚度Kz共同组成,这样按各桥墩的组合抗推刚度分析来计算各墩受力,桥墩的组合抗推刚度越大,相应位移越小,相应的受力就越大,反之亦然。   3 计算分配方法   3.1抗推刚度的计算 ...
    2016 - 09 - 08
  • 摘 要:随着我国经济的不断腾飞,作为基础交通建设的高速公路工程正在如火如荼的进行着。其中山区高速公路桥隧连接部分由于没有通用或者较普遍适用的规范,导致其无一定标准可依。而桥隧连接处必须处理得当,否则将会影响桥梁与隧道的舒适性,也容易较早出现病害。所以桥隧连接工程在铁路及道路设计与施工中必须得到足够重视,这样才能保证其顺利投入运营使用。本文结合工程案例对山区高速公路桥隧相接设计要点进行了探析,希望对同类型工程起到参考作用。  1 工程概况   拟建某大桥位于某省贺家坪村境内,该大桥横跨风景旅游区大峡谷。桥址区位于构造单元的中部。桥址区内岩层连续,岩层产状280°∠11°,产状较稳定,构成缓倾状单斜构造。桥址区及附近未发现断裂活动和山体级别的滑动、错落等变形破坏迹象,属山体稳定区。两端桥台所在位置远离陡崖临空面,岩层倾向与坡面主倾向构成斜交反向关系,桥台位前后及其两侧山体未见卸荷开裂、滑动变形迹象,覆盖层亦较薄,两岸桥台山体稳定。隧道洞口处主要由强风化的石英砂岩组成。强风化石英砂岩垂直节理裂隙发育,当连续分布时,具裂隙岩体变形破坏特点,破坏形式以坍塌及掉块为主。   其地形地质条件很差,做桥隧连接工程较困难。其一,隧道进口地形十分陡峭,桥台无法施作;其二,在隧道进口附近的中导洞岩壁左侧及底板发现裂隙,后经详细勘察,揭示其为卸荷裂隙带,并贯通延伸至洞顶地表;其三,在其中导洞洞口上方的仰坡岩体发现共轭节理与该卸荷裂隙组合,形成了较大规模的危岩。   2 桥隧连接设计发展状况   我国在工程建设及学术研究中隧道洞门的设计与修建取得较大进步,处于世界先进或领先水平。桥梁建设研究随着多条特大桥梁的建设也已取得许多宝贵经验。但对于山岭地区桥梁和隧道连接处的连接技术,此领域研究人员较少,研究还很不充分,在桥隧连接...
    2016 - 09 - 08
  • 【摘要】当今社会正处在高速发展中,国家与国家之间,城市与城市间联系日益密切,经济贸易频繁,各种运输手段便成为了各个地方联系的纽带。高速公路运输与铁路运输、航空运输是我国最主要的运输手段。其中,公路运输因其较低的价格以及便捷通畅而受到青睐,成为运输业不可或缺的一部分。高速公路是连接城市与城市之间的大动脉,关系到人们的生活能否正常进行,同时它也具有普遍性,需要耗用大量的人力、物力和财力。因此,如何使高速公路桥的设计得以简化,还需要借助科学理论。在高速公路的施工设计中,往往将桥梁进行分类,按照重要程度对其进行区分对待。  高速公路分为正桥和引桥两个部分,正桥指的桥的主要部分,即桥身部分。如果是在陆地上建筑,桥身高度应该充分考虑桥下车流量,根据车身高度来进行桥墩的建筑的;如果是在水面或湖面进行修筑就要考虑所跨水域的河水流量以及历史水位,尤其是灾害性天气所致的警戒水位线。桥的另外一部分是引桥,它是指位于主桥两端,代替高桥路堤的桥梁跨段,是高速公路中不可或缺的一部分。引桥随着其坡度的改变影响着桥对车重的承载量,桥面与地面水平角度较小,说明桥面上升较为和缓。若引桥长度较短,说明坡度较陡。有关于引桥设计也是因地制宜的,本文将就高速公路中对待引桥的施工修建进行科学合理的分析,从专业的角度,精确的计算来阐述引桥在高速公路的作用。   1 桥墩的计算   从经济的角度上来说,高速公路桥梁和桥梁涵洞的造价的平均占公路总的造价的10%~20% , 并且随着经济的发展所占比例还将继续提高。桥墩的修筑就需要科学合理地利用资源。首先,应该明确了先计算控制见面内力,这是一切计算的根本,以此为依托才可以进行梁端负弯距调幅的必要性的探讨,再对框架梁,柱和节点的抗震内力进行计算研究。    1.1 纵向水平力计算   依据高速公路桥梁设计形式的日益发展,...
    2016 - 09 - 07
  • 【摘 要】高速公路路线设计影响行车的安全性和舒适度,是高速公路设计的主要部分。本文主要论述了路线设计的重要性、相关设计规范以及路线设置的重点。 近年来,我国高速公路网快速发展,高速公路交通的安全性问题也日益凸显。影响高速公路系统的安全性的因素中,公路设计中存在的一些问题是引发交通问题的一个关键性因素,高速公路普遍发生的交通事故类型表明了这一点。高速公路设计的主要部分是公路路线设计,它影响行车的安全性和舒适度。  1.路线设计的重要性  一般情况下,路线设计分为平面、纵断面和横断面三部分。长期以来,我国修筑的公路多为低等级公路,实践经验较多,精细核算过低等级公路的各项参数。但是修建高速公路的实践经验还不够,各项参数和现行标准的路线划分都是参照国外的数据,没有形成符合我国国情的高速公路标准体系。公路设计应该遵循交通工程学的新理论概念,根据车速和汽率的发展设计几何路线,形成符合我国国情的公路规范和标准,不仅提高了高速公路的社会性还提高了经济性。  公路总体设计的关键是路线设计,尤其是高速公路,路线的设计直接影响公路的桥隧、路基、路面、人工构造物等的设计。如果路线设计不合理,各处局部设计再好也要作废。同时,公路建成以后进行路线更改是非常困难的,特别是高速公路的路线,一经建成就会影响整条线路的社会效益和经济效益。因此,很多国家把公路路线当作公路的生命,它影响着汽车的安全性、舒适度、经济性和公路的通行能力,有着决定性的影响和作用。传统的概念中,设计公路路线就是设计公路的几何线条。比如,平面设计就是根据相关的平面技术标准确定平面的几何尺寸,纵断面设计就是根据相关的纵断面设计标准确定纵断面的尺寸。确定几何线条的尺寸的关键就是正确运用相关技术标准,定好了尺寸,路线设计就完成了。公路交通运输和汽车工业的迅速发展提高了公路的行车速度,增加了交通量,频繁出现交通事故。公路路线的设计已经不...
    2016 - 09 - 07
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