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高速公路引桥设计分析

日期: 2016-09-07
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  【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,引桥及桥墩顺着桥梁方向的水平力是桥墩设计的关键所在,不可忽视。因此,在高速公路桥梁设计过程之中,如何精确计算具有滑动支座的多重跨简支梁的纵向水平力,成为难以攻克的一道难题。理论上计算方法虽然具有科学的依据,但在实际操作中受许多客观因素的影响不符合实际桥梁的受力情况,并且在现阶段开发的电脑计算软件也不能够很好的解决这类问题。引桥的长度以及急缓在一定程度上受桥墩的影响,而桥墩支座的受力始终是一个问题,支座又严重关系到桥梁的上下部结构的使用寿命以及行驶车辆的交通安全,因此在考虑多跨简支桥滑动支座墩滑动摩擦效应的基础上,提出纵向水平力的计算。 
  按照桥墩的偏心受压构件这个内部因素进行计算时,先确定桥墩的计算长度。引桥的外力因素应考虑纵向水平力及其弯距,高速公路在施工过程中所承受的横向风力(高墩),竖直力及其弯矩。如果严格的按照定义来说,纵向水平力包括制动力所引起的水平力、温度引起的水平力、收缩渐变引起的水平力,支座磨阻力等等还有一些不能构成主要影响力的因素。其中,水平制动力、温度水平力以及收缩渐变水平力按照高速公路支架和引桥桥墩二者所切合的合成刚度即压力度在各墩台上进行分配,分配后将组合后的力与摩擦阻力的组合里相比较,摘取其中最不利的数据情况作为桥墩的水平力。其原因在于此时所计算出的配筋是偏向保守的,可以承受来自各方的压力,因此也是最安全的。 
   有关于引桥桥墩的截面设计按桥梁的偏心承受压力的构件要得到正截面强度的验算,同时还要符合高速公路桥梁轴心受压构件的稳定性的验算。 
  1.2 抗震力和抗压力的计算 
  高速公路的设计往往不能够局限于平原地区,我国是一个以山地地形为主的国家,高速公路对于山地地区显得更为重要,但山地地区大多处于板块交接处,多地势运动,由此造成地震等灾害性频繁发生,因此,高速公路在山地地区的施工设计不仅仅要考虑的是公路桥梁材料的合理利用,更要重视高速公路桥梁的抗震性与抗压性。引桥的抗震性最根本的还是要落在桥墩上,桥墩的施工建造要依据要依照水平钢筋和所用的混凝土承载力计算公式,在计算桩柱式桥墩时,桥的柱顶受到板式橡胶支座的限制,可以根据情况把桩柱用两端焊接的轴心受压等截面的直杆进行换算。引桥的抗震性还要确定截面抗震承载力的所用的砖块之间的砌体水平钢筋种类以及间距和桥梁构造柱的使用数量和截面大小。 
   抗压力与抗震力有很大的区别,抗震力还不够具有普遍性,抗压性则是每架高速公路所必备的。高速公路每天承载很大的汽车客运量,抗压性的大小直接关系到公路的使用寿命和公路行驶的安全。从科学的角度来说抗压性与多用的钢管结构有很大关系,钢管与混凝土要进行合理匹配,减少二者之间的间隔空隙,加强密度。 
  2 引桥中的坡度设计的科学理论 
  我们在讨论高速公路的银桥设计中不可避免的是引桥的坡度问题。引桥对于整个高速公路的影响不仅仅受引桥建造所使用的材质、科学角度设计理论影响,外在原因还是其坡度问题。高速公路的地域性就决定了其坡度要进行因地制宜,作为连接高速公路主桥部分与地面的纽带,坡度要根据其地域的车辆流动量,两旁建筑高度,间距等来进行设计。高速公路要与地面进行连接,对于要上高速公路的机动车、非机动车甚至是行人要有一定的爬坡能力,但整个坡度的垂直度是有限的,其中很存在一个合理安全的最大坡度即无论是底盘较高的越野车还是较低的家庭轿车都能够顺利爬升,有的负重较大的货车卡车能以最节约能耗的方式上高速公路。 
   增加引桥的长度可以减缓引桥与主桥之间的坡度,但一般用于地域较为宽广,两边建筑物与公路间距较大的地区,这样缓冲地带就会得到实现,而且从平地到高速公路的递进工程属于渐进式,不至于瞬间变速,可以缓解平地上的车辆压力。相反。要想使引桥高度瞬间提升则就要减短引桥长度,这类情况比较适用于地域较狭小或山地地形遍布的区域,节约大部分土地并且不影响到正常出行。但在海岸地区需要注意,这些地方多属于沙质区域,地质构造不够稳固,引桥角度过大可能会对地面的承压造成一定的影响,车辆的瞬间爬升也会影响车流量的畅通度。因此,要充分重视高速公路引桥坡度的设计。 
   3引桥的设计对高速公路的影响‘ 
   在传统观念中,高速公路的主要干道部分是行驶得载体,其安全问题也备受重视,假如把高速公路比作人体结构,其主要干道是人体的骨骼,那么,引桥部分就相当于连接骨骼与骨骼之间的肌腱,同时也是从人体中汲取营养的渠道,是人体的另一重要枢纽。引桥将汽车、行人带到高速公路中,支撑着整个高速公路,使之能够节约地面空间,避开障碍物进行行驶。假若没有引桥就不存在高速公路,因此着重引桥部分的设计是高速公路设计的核心所在,也是政府以及有关部门进行审查的重点。 
  与此同时,引桥的设计也是另一种美的体现,在本质不变的前提下对引桥进行艺术设计,不仅仅使其起到支架作用还美化了城市,提审了城市形象。 
  【结束语】 本文通过对高速公路引桥设计中各种力的科学计算,揭示了引桥的重要性以及不可忽略性,将高速公路中的引桥设计提升到了一个更高的高度。从专业的角度分析如何使引桥在高速公路中的作用发挥到极致,得出科学设计引桥坡度的理论。一定要充分认识到高速公路在经济中的重要作用,在高速公路的设计施工中要进行合理规划,使资源进行有效利用,将科学技术运用到建设中去,才能够为我国社会主义现代化建设做出贡献。 
  【参考文献】 
  [1]贾兆兵 胡吉利 王志英 《桥梁建设》 2007 第z1期 
  [2]朱孟君 彭卫国 崔铁万 薛照钧 《桥梁建设》 2007 第4期 
  
  
   原文地址:http://www.xzbu.com/8/view-2260354.htm



师资力量 / Teacher
发布时间: 2018 - 09 - 27
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发布时间: 2017 - 04 - 27
【摘要】桥梁桥面的施工质量,是保证桥梁安全和平稳的前提条件。桥面铺装层作为桥梁系的一部分,相对于桥梁其他部分它直接承受行车荷载、梁体变形和环境因素的作用。桥面铺装层施工质量的好坏直接影响桥梁使用的耐久性和行车的舒适性、安全性。本文主要就桥梁桥面铺装病害及防治措施进行了分析,以供参考。 中国论文网 http://www.xzbu.com/1/view-6894584.htm  【关键词】桥梁;桥面铺装;病害;控制措施   1、桥面铺装的破坏形式   沥青混凝土桥面铺装与正常路面和水泥混凝土桥面铺装相比,损坏形式有所不同。主要有:①铺装层内部产生较大的剪应力,引起不确定破坏面的剪切变形,或者由于铺装层与桥面板层间结合面粘结力差,抗水平剪切能力较弱,在水平方向上产生相对位移发生剪切破坏,产生推移、拥包等病害;②因温度变化并伴随桥面板或梁结构的大挠度而产生的裂隙,在车辆荷载及渗入的水的作用下产生面层松散和坑槽破坏。   设防水层的水泥混凝土桥桥面沥青混凝土铺装在行车荷载作用下的破坏形式一般为剪切破坏,常表现为拥包和推移现象。剪切破坏有两种情况:一是桥面钢筋混凝土模量远大于沥青混凝土和防水层的模量,加之沥青混凝土层厚度较薄,沥青层内产生较大的剪应力而引起的无确定破坏面的剪切变形;二是防水层与沥青混凝土面层和桥面层间粘结力不足而发生剪切破坏。   2、桥面铺装层病害分析   2.1 结构理论与设计。桥梁的结构理论中对桥面铺装层的计算分析论述几近于零,现行规范中只给定了厚度的推荐值,工程界一直在备等级公路中运用了几十年。桥冲击桥结构的变铺装是一个受力复杂的动力体系,各种形式的主梁及铺装本身的构造均影响其应力的分布。粱设计的箱粱骨架钢筋在实际受力状态下难以像T梁主筋那样发挥应有的作用。所以设计的假设状态与箱梁的实际受力状态不一致。...
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摘 要:目前,随着我国现代化建设事业的蓬勃发展,桥梁使用年限的增长,以及交通荷载的增加,桥梁检测已成为重中之中,该技术是一个多学科交叉的系统工作,需要各个环节协调配合才能达到一个有效的效果,本文主要介绍了几种无损检测技术的概念、原理和特点,并通过实例进行无损检测的应用说明,为工程人员提供参考信息。中国论文网 http://www.xzbu.com/8/view-3198511.htm  关键词:检测;桥梁;工程    传统的方法是对公路桥梁随机选点,钻孔取样,在室内对所取样本进行分析和处理,从中获取各种有价值的工程参数。这种方法的局限性表现为以下几个方面:  a)因被测点是操作人员随机选择的,所以检测结果很难具有代表性;  b)由于检测点有限,覆盖面密度较小,使某些存在缺陷的不良区段反而被漏检,从而埋下质量隐患;  c)虽然钻孔取样精度高,但其会对路面造成破坏,且修补时费时费力。  无损检测技术作为快速、直观,且能够显示道桥内部状态的检测设备和技术手段,能够弥补传统方法的不足,它在开展道桥无损检测技术研究、建立科学的评价体系、改善路面设计等方面具有重要的意义,也必将带来道桥改造方案的优化和公路桥梁管养水平的提高。  桥梁的无损检测技术(NDT)有较大的发展空间,包括超声检测、红外检测、声发射、自然电位检测、冲击回波检测、X射线检测、光干涉、脉冲雷达、振动试验分析等。在公路桥梁结构中应用NDT,可以提高新建结构质量的安全性;可以提供结构损伤的标志,例如,污染程度,钢筋混凝土桥梁的氯侵蚀程度;可以记录支座处的声发射,反映了裂纹或过大的摩擦力或从垫层支座正在扩展的裂纹。无损检测的这些结果可以作为结构评估的辅助。  在一些情况下,与侵入检测相比,无损测试更快捷,缩短了测试期间的交通管制时间,从而降低了成本。雷达可以快速扫描潜在的结构空洞,雷达在NDT中的使用证明了NDT的速度和便捷...
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