大跨度桥梁工程论文范文第1篇

关键词：连续梁 预应力 收缩徐变 预拱度

Abstract: This article through to the east river bridge of prestressed concrete continuous beam in the process of construction of prestressed size, box beam structure stiffness, shrinkage and creep calculation model and calculation time process parameters of the analysis, compared the factors on the cross short-term deflection and the influence of the long-term deflection, refer to the related material, establishing reasonable the arch degrees.

Keywords: continuous beam, prestressed, shrinkage, and creep of the arch

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

目前，国内大跨径预应力混凝土梁桥存在的主要病害是跨中下挠过大和箱梁梁体裂缝，跨中下挠会进一步加剧箱梁底板开裂，而箱梁梁体裂缝增多使结构刚度降低，进一步加剧了跨中下挠，这两者互相影响形成了恶性循环。因此， 施工控制已经成为大跨径桥梁施工中的一个重要环节，而线形控制是至为关键的一环，其目的是保证桥梁在运营一段时期后，线形满足设计。大跨径预应力混凝土梁桥的线形控制主要采用预抛高的方法，即在建造期间通过设置预拱度来抵消桥梁长期下挠变形。本文通过对东江河大桥的施工控制计算及参数分析，综合考虑大跨度预应力混凝土梁桥修建几年后，跨中产生较大的附加挠曲、箱梁开裂等问题，设置了合理的预拱度。

1 工程概况

东江河大桥位于海南省临高县东南方向，距离临高县城10km。东江河大桥全长915m，全桥跨径布置为6*30+75+3*135+75+6*30m。主桥上部结构采用75+3*135+75m变截面预应力混凝土连续-刚构组合体系，主梁由单箱单室直腹板箱梁组成，箱梁顶板宽13.5m，底板宽7.0m，两翼悬臂长3.25m。桥面设置2.0%的横坡。箱梁根部断面梁高8.7m（高跨比1/15.52），跨中和边跨梁高3.5m（高跨比1/38.57），梁底下缘曲线为二次抛物线变化。下部结构主墩为箱体墩身，边墩实体墩身；引桥上部结构为预应力混凝土箱梁，下部结构为双柱式墩身；主桥、引桥均为钻孔灌注桩基础，主桥桩径2.0m，主桥边墩及引桥桥墩桩径均为1.6m；桥台为肋式桥台，均为钻孔桩基础，桩径1.2m。

2 理论计算

本桥施工控制中通过程序计算出主梁挠度、应力等施工控制参数的理论值，并在施工过程中进行了有效的管理和控制，确保桥梁在施工过程中结构的受力状态和变形始终处在安全范围内，成桥后的主梁线形接近设计线形，受力处于最优状态[1]。

2.1计算模型

计算时将主桥简化为平面结构，各悬臂施工阶段离散为梁单元，四个主墩端部为固定支座，两端边跨端部为活动铰支座。主梁以施工节段为划分依据，共划分为165个单元；桥墩共划分为22个单元；桩基础共划分72个单元。整座桥梁共划分为259个单元。

2.2 施工模拟

主跨采用后支点挂篮施工，主跨一个标准梁段施工的计算工况如下：①挂篮移位，立模；②浇1/ 2 梁段砼；③张拉梁段预应力。合拢顺序采用边跨 次中跨中跨的合拢顺序。全桥计算模型共划分68个阶段。

3 控制分析与参数调整计算

为了使理论模型与实际施工中的情况尽可能一致，在主梁施工初期对各种设计参数如梁段自重、结构刚度等进行敏感性分析。

3.1 梁体结构刚度

施工过程中结构的刚度误差影响不可避免[2]。主梁混凝土弹性模量实际值往往比规范建议值高，这一方面与实际混凝土强度往往偏高有关，另一方面，规范建议值往往偏低，通常至少可高达10%。假设所有主梁刚度增加10%的，对主梁上、下缘应力差，成桥状态挠度差进行比较。如图1、2。

图1 主梁刚度增加10%位移增量

图2 主梁刚度增加10%应力增量

3.2 箱梁自重

在箱梁桥的施工中，箱梁的混凝土实际浇注量一般会大于设计值，这就是箱梁混凝土的超方现象，当这种误差在合理的范围内，不会对箱梁自重内力产生影响[3]。考虑主梁自重增加5%。

图3 自重增加5%位移增量

图4 自重增加5%应力增量

3.3 预应力

实际上，有效预应力也有时间相关性，有实测结果表明8年内预应力的长期损失较成桥时的有效预应力可达16 %。本文假设预应力减少10%对主梁上下缘应力和主梁位移的影响。

图5 预应力减少10%位移增量

图6 预应力减少10%应力增量

预应力混凝土梁桥的使用性能在很大程度上取决于有效预应力的值，预应力值的变化对主梁位移可应力均有较大影响。因此对于预应力混凝土梁桥施工质量控制的关键问题之一就是如何保证预应力的损失在可控范围之内。

3.4 混凝土收缩徐变

混凝土的收缩徐变有较大的不确定性，是影响大跨径预应力混凝土箱梁桥长期挠度预测准确性的最大障碍。理论预测的徐变柔量，其变异系数最好的可高达20 %以上，收缩应变则可以相差35 %以上。

我们通常按照桥梁规范要求进行计算，徐变大小与截面形状和环境条件有关。在截面状态确定的条件下，环境条件可作为供识别的可变参数。考虑环境相对湿度在90%、70%、50%间变化时对结构的影响。由于东江河大桥地处热带北缘，属热带季风气候，雨水充沛，空气湿度较大。我们以空气90%的湿度为基准条件进行比较。

图7 空气湿度在70%、50%与90%时位移变化量

图8 空气湿度在70%与90%时应力变化量

图9空气湿度在50%与90%时应力变化量

可以看出，相对湿度的差别对成桥状态下主梁的挠度、应力均有一定的影响。

4 预拱度设置

通过对东江河大桥参数误差进行敏感性分析，得知梁体自重、预应力、混凝土收缩徐变等参数影响较大。对收缩徐变影响的估计需依据工程经验，留出合理的后期附加变形量。借鉴过去在大中跨连续刚构桥梁监控中的成功经验，本桥合理地预估收缩徐变的后期变形量，跨中标高扣除二期恒载，仍留有5 cm 的预拱度，可基本满足后期砼徐变收缩、预应力损失等变形的要求，从而确保桥梁在长期的运营阶段能够保持平顺的线形和合理的内力状态。

图10 理论预拱度图

5 结语

影响大跨径预应力混凝土箱梁桥的长期挠度、应力的因素众多， 涉及设计计算、施工、材料、防治技术等一系列环节，其中一些影响因素很复杂且相互耦合，一些因素也尚不完全清楚，要全面解决大跨径预应力混凝土过大的下挠和裂缝问题，还有大量艰苦的理论与技术研究工作。

对于大跨度混凝土连续梁桥、刚构桥，如果采用分段悬臂浇筑法施工，由于设计的假定和施工的误差，临时施工荷载及其位置的不精确性，以及温度差的影响，这些因素都将导致结构从悬臂施工到合龙各阶段的误差和误差的累积。通过本文对东江河大桥的参数计算分析，预应力、收缩徐变对其受力和位移影响较大，因此在施工过程中，加强施工质量管理，保证施工质量，做好现场混凝土收缩、徐变试验和预应力孔道的摩阻试验，获得比较接近现场的徐变系数和管道摩阻系数、偏差系数，以便校正模型参数进行计算分析。

参考文献：

[1] 林元培，斜拉桥[M] 北京:人民交通出版社，1994

大跨度桥梁工程论文范文第2篇

关键词：大跨径斜拉桥；施工安全风险；研究现状；策略

中图分类号：U448.27文献标识码： A 文章编号：

在桥梁建设中，斜拉桥是大跨径桥梁的典型代表，其结构体系由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合而成，在技术上有着很大的难度和复杂性。在具体的施工进行过程中，大跨径斜拉桥建设往往面临着各种风险，施工环境恶劣、工序多、工艺复杂等因素使得建设和使用事故频有发生，暗藏着巨大的损失和灾难性后果。近年来，我国内外研究人员对于大跨径斜拉桥施工安全风险的研究不断深入，已取得了较大的成果。本文针对大跨径斜拉桥施工安全风险的研究现状，从以下几个方面进行了探究。

一、大跨径斜拉桥施工安全风险的国内外研究现状

随着大跨径斜拉桥施工安全风险问题的突出，引起了国内外专家学者高度重视，在不断探索、研究下，工程项目风险分析与评价理论研究有了一定基础。

（一）大跨径斜拉桥施工安全风险的国外研究现状

桥梁风险研究始于国外，目前，大跨径斜拉桥施工安全风险的分析在国际上已有多年历史，并拥有了较为丰富的经验。在结合不同桥梁特点的基础上，国外专家学者研究出了模糊数学法、蒙特卡罗模拟法、统计和概率法、层次分析法等诸多方法，通过处理随机不确定性问题的计划评审技术、图形评审技术、风险评审技术等的典范先进技术，对桥梁风险安全进行了探究。在研究内容上主要针对设备质量风险、技术风险以及可靠性工程等问题，逐渐趋于系统化和专业化。

（二）大跨径斜拉桥施工安全风险的国内研究现状

我国桥梁风险安全研究的起步较晚，理论研究相对滞后。在不断摸索、总结经验的基础上，我国不断提高桥梁建设技术，与国际差距日趋缩小。目前，我国国内一些大型桥梁的建设也引入了风险评价和管理的思想及概念，根据实际情况，分析了技术可行性和工程可造性风险，提出了风险防范措施，开展了风险管理计划的执行。近几年，针对桥梁的安全耐久性问题，我国桥梁专家开始尝试展开风险评价工作。在对不同风险源进行分析的基础上，将斜拉桥的施工风险划分为施工质量风险、施工组织风险、施工技术风险和环境影响风险，并指出施工技术风险是其中最为突出的风险因素。

从总体上来看，目前，国内外对于大跨径斜拉桥施工安全风险问题的研究仍不完善，其风险评价研究仍处于探索阶段，风险分析评价体系的建立缺乏系统性和完整性，尚需进一步深入拓展。

二、我国大跨径斜拉桥施工安全风险管理中存在的问题

随着大跨径斜拉桥建设和使用风险事件的频繁发生，风险事故造成的巨大损失使得大跨径斜拉桥施工安全风险问题已成为我国大跨径斜拉桥施工中的核心研究课题之一。近年来，我国大跨径斜拉桥施工安全风险管理研究不断增多，各专家、学者不懈探索，提出了诸多理论观点。但就目前研究的整体现状而言，大多数研究都只停留在风险管理的风险识别和估计等理论的探讨上，对于风险评价的方法进行反复争论，对于风险应对解决的实际理论与措施研究停滞不前。我国大跨径斜拉桥施工安全风险管理表现出许多问题。

（一）桥梁档案资料库不完善

我国大跨径斜拉桥施工安全风险管理的研究起步较晚，相关研究理论和方法仍不健全。在桥梁建设项目工程完成后，对项目中安全风险问题的总结和评价工作并未实现全面推行，鲜有实施。即使个别项目进行了风险评价，其相关文件档案资料并未进行系统性存档。这种桥梁档案资料库不完善，使得相关经验没能得到良好的传承，国内大跨径斜拉桥施工安全风险识别和评价的实施缺乏可借鉴的历史数据和资料，同类工程项目资料的参考存在误差，并造成了风险管理费用的大大增加。

（二）可操作性差

受桥梁风险管理理论与实践结合缺失的影响，我国大跨径斜拉桥风险分析的进行往往存在于项目立项以及项目的后评价。项目风险分析的研究太过注重分析方法的研究，较少注重具体项目中实践经验的积累和总结，忽视了理论经验的重要地位，很难对大跨径斜拉桥的施工起到具体的指导作用。

（三）施工监控手段落后

由于大跨径斜拉桥各种施工控制方法在理论上和实践上的缺陷，我国尚缺乏科学化、自动化和智能化的远程监控系统。施工监控手段的落后使得大跨径斜拉桥的风险问题难以解决，很难保证安全性。

（四）资金和专业人才匮乏

大跨径桥梁风险分析是一项非常复杂的工作，需要专职的风险分析人员和相应领域的众多专家参与，有时还需要花费大量的时间和金钱。由于各种条件的制约，致使我国桥梁风险分析较难进行或风险分析的结果不够精确。

三、我国大跨径斜拉桥施工安全风险管理优化的策略

目前我国在大跨径斜拉桥施工安全风险的研究存在着很大的不足，各种风险因素的存在使得大跨径斜拉桥施工事故时有发生，严重影响着工程质量。对此，本文从以下几个方面提出了解决策略。

（一）资金问题。要求业主单位需保证必要的风险分析费用。

（二）人员问题。要求必须配备专门的风险分析人员。

（三）思想问题。要求项目各方需重视风险管理的作用，预防事故发生。

（四）制度问题。需要建立和完善风险管理和监控制度。

参考文献：

［1］项贻强，张婷婷，孙筠.国外桥梁工程项目风险及评估研究综述[U].中外公路，2010年第2期:153-157.

［2］程伟，田波.施工期桥梁风险评估[TU].山西建筑，2009年第3期:213-214.

［3］曾锋.桥梁施工风险管理的理论与实践探讨[U].企业技术开发,2009年第3期:146-148.

大跨度桥梁工程论文范文第3篇

关键词：桥梁；承载能力；实例分析

中图分类号：U441+.2

文献标识码：B

文章编号：1008-0422(2011)01-0127-02

1、前言

全国每一年都有一大批结构新颖、雄伟壮观、形式多样的桥梁建成，无论在桥梁单跨度，结构复杂程度和施工技术难度方面，我国桥梁建设技术水平已进入世界先进之列。

随着科学技术的进步，桥梁结构的设计方法和设计理论都有了根本性的变化，然而影响桥梁工程质量的许多不确定因素仍然存在，对于建成后的桥梁工程质量，人们更希望了解和掌握其使用性能和效果。

对那些影响较大，结构新颖、隐蔽工程较多的桥梁进行全桥实桥荷载试验，是竣工验收时对桥梁工程内在质量进行评判是最直接和有效的方法和手段。同时亦为设计理论，施工技术总结积累经验，为桥梁建设的总体水平提高创造条件，为今后的桥梁养护管理提供科学依据。

2、具体案例

某高速公路在改造扩建的同时，需要对桥梁病害因素综合预防，且保证航道拓宽的可行性，因而决定对桥路采取拆除重建。为保证施工质量，公路检测部门根据实地考察结果取得了桥梁承载能力的实验研究，实验对象为大桥主桥上部结构的32m+50m+32m三跨预应力混凝土连续箱梁组成，结构形式较为复杂。在实验前期的视察中得出，桥梁在主跨中梁段接缝处、1／4跨和314跨周围的桥梁底板、腹出现严重的开裂，经过荷载实验显示跨中截面难以达到平截面假定要求。

3、实验流程安排

3.1　方案论证

(1)加载方案。制定后需要仔细分析，合理选择充分比选边、中跨全跨布载、中跨全跨布载及中跨半中跨布载等三种不同的布载方案，而加载方式主要是水箱加载、砂石箱加载、千斤顶反力架加载等形式，经过综合考虑后决定选择钢筋半中跨加载和水箱注水调整加载重这一方案，为实验创造了有利条件，保证实验结果的有效性；(2)加载方式。需要确定在实验之前的钢筋加载时期，运用力控制分级加载方案实施加载，当变化成水袋控制加载后再结合位移反馈对加载进行控制；(3)加载程序。在实验流程上需要重点关注破坏性实验的特点，并根据实验目的、加载操作来制定科学的加载流程，以弄清加载指令的传达方式；(4)测点布置。严格规定每一测试内容都必需要采取两种以上的测量方案展开测量，以发现测量中存在的问题，提高实验数据的准确性和有效性，且实验过程能够对相关参数指标做好记录，如：布荷载的量测、结构变形的观测、结构构件应力的测量等，确保实验数据的全面性；(5)数据收集。这一环境而必须要和传输系统相互结合起来，根据实际运用到的各种形式的传感器以及输出信号，来合理设计出有效的数据采集系统，确保数据收集的针对性、及时性、有效性，为实验过程提供可靠的保证；(6)安保系统，结合桥梁施工需要来规划正确的安保环节，并制定出正确的管理方案，不仅要对设计安全管理员外，也需要结合施工现场的实际情况适当构建土坝、防护网等做好防范措施，确保安保系统发挥出理想的作用；(7)实验中断。在实验过程中常会出现很多异常情况，这就需要技术人员及时中断实验，通过查找原因来确定实验因素，以确定中跨跨中挠度值随时间不收敛、两边跨支座处发生脱空等现象为当成实验要素。

3.2　实验装置与测试内容

3.2.1　加载系统

(1)加载区域：考虑到实桥破坏性实验加载量巨大，在实验方案准备阶段即对加载位置进行了充分论证，其中连续箱梁桥比较了边、中跨全跨布载，中跨全跨布载以及中跨半中跨布载3种布载方案，最终采用了半中跨加载。

(2)加载方式：充分比较了水箱加载、砂石箱加载、千斤顶反力架加载、桥面现浇块状混凝土加载及钢材堆重加载等多种加载方式，最终连续箱梁桥采用钢筋和水袋结合的加载方案，即实验初期采用钢筋加载，接近破坏时采用水袋注水以调整加载重，从而确保了实验的高效、安全、顺利进行。实验加载示意如图1所示。

(3)加载控制：在实验中引入了力一位移双控方式，即在实验初期，采用力控制分级加载方式进行加载，接近极限状态(连续箱梁桥转为水袋控制加载)后。通过位移反馈情况来控制加载，并制定了严格的加载程序。

3.2.2　测试系统

实验测试系统主要包括荷载的观测、结构整体变形的观测、结构构件应力的测量、结构裂缝的观测与描绘，结构动力特性的测试，并进行实验全过程的摄像记录等。每项测试内容基本都保证至少通过两种测量手段(其中至少有一种为人工方式)进行测量，以进行相互校验，确保所测数据的可靠性和精确度。

3.2.3　数采系统

由于实验过程需要采集和量测的数据很多，并且破坏性实验其过程也具有一定的危险性，因此实验中建立了一套可靠的自动化数据采集系统以实现数据的自动采集、监测和远程传输。除人工观测外，实验所采用的各种测试手段均接人到数据采集网络中。

3.2.4　安保系统

实验过程中，一方面制订了详细的安全管理要求，设置了专门的安全管理员，另一方面还针对实验桥段的特点，建立了专门的安全保障体系：梁底设置一定高度的土坝，以承担塌落的梁体和加载设备；土坝之间预翟安全通道。便于实验过程中人工观测项目的测试；靠近新桥侧设置临时防护网，防止实验过程中构件飞出危及人身和设备的安全；充分考虑现场实验过程中的风险，建立风险预案机制。

3.3　实验流程

实验的开展主要包括以下3方面的内容：(1)主要实验项目，即实桥加载极限承载能力破坏性实验；(2)辅实验项目，包括：正式实验前的桥梁外观检查、桥梁无损检测、常规静载实验以及实验过程中的模态实验和实验结束后的破损检测等；(3)探索性实验项目，利用混杂碳纤维传感器进行混凝土结构应力监测以及基于分布式光纤传感系统进行混凝土裂缝产生与发展过程监测的应用实验等。

4、实验成果与分析

4.1　受力过程简述

实验过程主要分为预加载、正式加载和卸载3个过程：预加载分3级，共加载300t，正式加载分为40级，共加载1867.80t：加载至380.14t时，结构出现新裂缝，变形达25.59mm，刚度退化；加载至1351.06t时，结构进入塑性发展阶段，变形达155.90mm：加载至1780.80t时，跨中受拉普通钢筋拉断，受压区混凝土压碎，两边跨支座处有明显脱空现象，结构体系出现转换，此时结构变形达

290.24mm；继续加载至1867：80t时，结构屈服，受拉主筋处最大垂直裂缝宽度达1.2cm，跨中变形累计达352.75mm，并且开始呈现不收敛状态，实验终止。

4.2　破坏机理分析

对于连续箱梁桥，从其最终破坏形态可以看出，整个实验破坏过程经历了结构主跨跨中、四分点裂缝区域扩展；中间支座位置受压区裂缝开展，结构刚度逐渐退化；结构主跨跨中位置受拉普通钢筋拉断、受压区混凝土压碎，结构出现塑性铰；结构体系转换，两边跨支座脱空：结构最后屈服，变形不随荷载而收敛，最终判定结构失效的过程。

4.3　应力变化分析

从实验过程中的应力监测结果可以看出，结构应力随着结构受力增加表现为有规律的变化：开裂前混凝土应力基本随着荷载的增大而线性发展，结构基本符合平截面假定；裂缝的出现导致混凝土拉应力迅速减小，结构中性轴逐渐上移：随着裂缝的不断出现和发展，混凝土逐步退出工作，测点应力出现拉、压交替变化趋势；裂缝发展至一定程度，受压混凝土压碎，并且随着裂缝宽度的继续增加，应变继续增大。

4.4　裂缝开展分析

结构实验过程中的裂缝发展情况以及最终的开裂状态如图2所示。其中，截至实验终止时，连续箱梁桥主跨南北腹板各出现裂缝150余条，平均裂缝间距为27cm左右。

从裂缝发展的可以看出：(1)随着实验荷载的增加，一方面原有裂缝继续扩展，另一方面新的裂缝不断产生，并且裂缝宽度在一定荷载范围内随实验荷载增大而增大；(2)新裂缝基本在原有裂缝位置开始逐渐向两边发展，并且随着弯、剪综合效应的影响逐步发展至支座位置；(3)随着周边裂缝的不断出现并逐渐加密，裂缝发展趋势减缓，有时甚至裂宽减小；(4)裂缝开展至一定程度后，宽度继续增加；(5)裂缝出现规律与传统理论相吻合，均为首先在跨中出现弯曲裂缝，但对比大量模型实验资料发现，在破坏时实桥裂缝的密集度明显大于缩尺模型。初始裂缝对最终裂缝分布无明显影响，但在最终破坏时初始裂缝在统计意义上后期出现裂缝宽。实验规范中规定受拉点钢筋处最大垂直裂缝宽度达到1.5mm即可终止实验，但实质上在三跨连续梁桥实验中，在加载尚不到最终破坏荷载的50％时，即可达到此终止条件，最终破坏时实测最大裂缝宽度为121nm。

4.5　刚度退化分析

实验加载过程中，随着裂缝不断产生和发展，部分截面进入塑性状态，结构刚度亦随之不断退化。用结构在荷载作用下刚度K的变化来衡量实验过程中结构的刚度退化，并进行归一化后的曲线如图3所示。

从图中可以看出：结构刚度的下降总体表现为加载前期随着荷载的增加、裂缝的开展下降较快，进人弹塑性阶段，特别是到了结构体系转化和结构屈服阶段，结构刚度退化程度逐渐缓慢，在最终达到极限破坏状态之前，刚度退化和变形几乎呈线性关系。

4.6　承载能力和变形能力分析

综合实验过程中结构在各阶段的荷载状况和对应的变形情况对结构的承载能力和变形能力进行分析如表1所示：

三跨连续梁桥实测开裂荷载与理论开裂荷载大幅提前，这则显示原桥梁的有效预应力存在异常问题，但经过破坏荷载与理论分析之后发现两者相互吻合，这则表明初始有效预应力与最终承载能力没有太大关系，可运用20％内力重分布调整的方案来确定最后破坏荷载的值。对三跨连续梁桥实测破坏荷载为其设计使用荷载的10.4倍。参考建筑理论研究数据判断，从承载能力的标准分析，预应力混凝土桥梁的安全度过大，这是因为桥梁配筋受到抗裂计算的控制，但当前的操作规范在面对预应力混凝土结构的抗裂中有着很严格的要求，若能够增强预应力筋抗腐蚀的能力，以减少降低抗裂的需求，这也可作为减少消耗、降低造价的有效方案。

5、结语

总之，随着社会经济的飞速发展，现有的交通量也与日俱增，已有桥梁的承载能力已不能满足日益增长的交通量需求，传统的桥梁的承载能力已难以满足实际需要，这就需要施工单位做好实验工作，结合实验数据来制定有效的桥梁施工安排，增强其承载能力。

参考文献：

[1]张劲泉，王文涛，桥梁检测加固手册[M]，人民交通出版社，2006.

[2]贺栓海，桥梁结构理论与计算方法[M]，人民交通出版社，2003.

[3]李星新，基于动态可靠度法的既有桥梁承载力评估方法研究[J]，中南大学硕士论文，2006.

[4]陈开利，王邦楣，林亚超，桥梁工程鉴定与加固手册[Z]，人民交通出版社，2004.

大跨度桥梁工程论文范文第4篇

一、首先研究大跨度桥梁的范围界定

顾名思义，跨度较大的桥梁即为大跨度桥梁；目前《桥规》规定：单跨跨径大于40米的为大桥，一般认为单跨跨径大于100米的桥梁即为大跨度桥梁。大跨度桥梁不仅是技术范畴的概念，也是历史发展的概念，如1970年代，跨度大于50米即为大跨度桥梁。在结构形式上主要有斜拉桥（适用跨径200～1000m），悬索桥（曾经是600m以上跨径的唯一结构形式），其它组合体系桥梁等。

大桥主要是指规模大（长桥）、跨度大两种情况，因此大桥不一定是大跨度桥。

二、大跨度桥梁的发展趋势

在建桥材料上，逐渐走向多样化、复合化、轻型化。结构形式上新结构新形势不断应用。结构理论上细化、系统完善和成熟，施工方法上无支架和大型化。应用领域上开始从陆地走向海洋。建设管理上开始走向专业化和精细化。

三、大跨度桥梁精细化管理应用情况及问题分析

（1）大跨度桥梁应用情况

从项目施工角度来说，大跨度桥梁精细化管理主要应用在以下几个方面，投标管理、前期策划、组织管理、产品清单和责任矩阵、后台管理、合同管理、成本管理、物资管理、设备管理、分包管理、进度管理、技术管理、安全管理、质量管理、环境职业健康卫生管理、财务管理、薪酬与绩效管理、审计与监察、综合事务管理、收尾管理、作业层建设、项目文化建设、后评价、监督与检查等方面。

四 其次研究精细化管理的内涵

（1）精细化管理的定义：

就是将管理责任具体化和明确化，落实到各管理者。其运行逻辑是设定目标和关键业务流程，明确岗位职责及其相互关系，规定工作方法与训练，最终形成工作机制。

（2）精细化管理的特征：

①细化。②量化。③流程化。④标准化。⑤协同化⑥严格化。

（3）精细化管理的目标

精细化管理的目标是实现效益的最大细化管理的目标是实现效益的最大化和管理的最优化。实质上就是要改善项目的时间（T）、质量（Q）、成本（C）、服务（S）等各个方面[18]。

（4）精细化管理模型体系

精细化管理下的大跨度桥梁项目管理体系可分为流程管理体系，制度管理体系，组织管理体系，信息管理体系和绩效管理体系。

五、精细化管理在我国大跨度桥梁项目中的应用情况

通过调查研究发现，精细化管理在我国大跨度桥梁项目中的应用还不广泛，有些已经应用到企业施工生产的也存在很多问题。其中较为典型的问题：首先是精细化管理与传统管理理念的冲突，其次是过度重视制度化而忽视人的作用。接着是过于强调财务管理，没有建立恰当的激励机制和大跨度桥梁项目不确定性和风险性较大，很难实现标准化等问题。

六 基于关键过程域与项目管理知识体系以及大跨度桥梁项目管理现状的项目管理成熟度模型构建

（1）关键过程域分为组织过程和管理过程。组织过程分为，组织结构，组织文化，技术储备，人力资源管理四个方面。管理过程分为前期准备阶段，项目启动阶段，项目计划阶段，项目实施阶段，项目竣工与收尾阶段五个阶段。

（2）项目管理知识体系分为项目管理知识体系PMBOK、项目管理知识体系-建设工程扩展体系（PMBOK Guide Extension-Construction）。其中项目管理知识体系包含9个知识领域，即范围管理、时间管理、成本管理、质量管理、人力资源管理、沟通管理、沟通管理、采购管理、风险管理和集成管理。结合项目管理知识体系-建设工程扩展体系，最后确定为以下12个项目知识管理体系：质量控制、进度控制、成本控制、安全控制、现场管理、合同管理、组织协调、信息管理、风险管理、项目管理人员、项目团队文化、范围管理

（3）根据我国大跨度桥梁项目管理现状，又可以增添分包商管理、工程文档管理、财务管理及索赔管理4个知识体系。

（4）大跨度桥梁项目管理成熟度模型构建

结合我国自身的建设流程、文化背景、工程项目自身特点对国外的PM3模型进行改进，建立适用于我国的工程项目管理成熟度模型。

①第一维度―成熟度等级

当前，许多PM3都使用了确定的改进过程等级，用以构造和表述模型内容。大型工程管理成熟度模型在综合CMM、OPM3等几种模型成熟度等级基础上，将成熟度划分为四个逐步上升的梯级，依次是初始级、提高级、成熟级、持续改进级。

②第二维度―大跨度桥梁项目生命期及阶段

本文主要从施工单位的角度对项目管理进行相关分析，因此大跨度桥梁项目生命周期可分为投标准备阶段、投标阶段、实施阶段、运营与维护阶段

③第三维度―项目管理能力评价指标域

根据国际 PM 和美国 PM 协会制定的项目管理知识体系，对其管理要素进行分类、精简调整，并结合我国大跨度桥梁项目管理实践需要，将评价指标域设计为投标阶段、 施工管理（包含进度、成本、费用、管理等）、收尾管理五个方面。调整原因主要基于以下三点，一是与大跨度桥梁项目生命期阶段性大致保持一致，二是可实现项目管理的规范化要求，三是能够更加科学合理地对各项管理指标进行评价。

（4）精细化管理下的大跨度桥梁项目管理成熟度评价指标体系构建

根据大跨度桥梁项目成熟度管理模型第三维度―项目管理能力评价指标域，建立精细化管理下的大跨度桥梁项目管理成熟度评价指标体系。精细化管理综合评价为一级指标，项目管理能力评价指标域为二级指标，然后根据各各评价指标域的范围，来确定三级指标。指标体系建立起来后，对其进行评价指标的相关性，鉴别力分析，筛选出关键指标。

参考文献：

[1]汪中求，吴宏彪，刘兴旺.精细化管理，北京：中国法制出版社，2005

大跨度桥梁工程论文范文第5篇

基于荷载试验的混凝土桥梁承载力评定是在对桥梁进行静载荷试验和动载荷试验以后再根据桥梁结构理论和工程力学理论来对桥梁结构进行计算和分析，得到更为客观和科学的结构承载力评估。本文就新疆G314线红桥基于荷载试验的桥梁评定方法进行了说明和分析。

关键词：

桥梁荷载试验 承载能力评价

中图分类号：U441+.2文献标识码： A

1、前言

随着经济建设的需要和交通事业的发展，我区交通交通建设取得了瞩目的成就，线路载重及运量在不断的增长，对桥梁的承载能力以及通行能力都提出了更高的要求。既有桥梁在不断增加，桥梁损伤以及其它不适应交通运输要求的问题也相继出现。既有桥梁不满足承载要求的现象也越来越普遍。为了保证现有桥的安全运营，对现有桥梁进行检测评估，了解其安全状况和剩余承载力。这样的检测不论是对新建桥梁，还是对既有桥梁都有着很重要的意义。

2、动、静载荷载试验方法

2.1静载试验

桥梁的静载试验是将静止的荷载作用在桥梁指定位置，然后对桥梁结构的静力位移、静力应变、裂缝等参量进行测试，从而对桥梁结构在荷载作用下的工作性能及使用能力作出评价。

2.1.1 静载试验一般步骤

1)在外观上来检测基础上要选择桥梁施工质量较差、缺陷较多或病害相对严重且计算受力最不利的孔或墩为荷载试验孔，并实际测量其构件的基本尺寸，材料特性。

2)通过建模计算来确定试验加载方案，主要包括试验荷载载重和加载位置的确定以及测点布置、荷载工况等。

3)根据加载方案的现场加载，使用静态应变来测试系统采集桥梁在试验荷载作用下的实测应变及挠度值。

4)进行数据整理，将实测值与理论计算值进行比较，通过校验系数确定该桥的承载力是否满足设计要求。

2.1.2静力试验荷载确定原则

就某一加载试验项目而言，其加载位置、载重量的确定原则为试验荷载作用下产生的该试验项目如内力、位移等的最不利效应值达到根据设计标准荷载作用下产生的最不利效应值在0.95～1.05之间。

2.1.3静载试验结果分析与评价

校验系数η 是桥梁结构静载试验的主要评价指标。当η= 1 时，说明实测值与理论值完全相符;当η1 时，说明结构工作性能差，安全储备不足。在文献中均给出了常见桥梁校验系数的常值范围。

2.2动载试验

桥梁的动载试验是使用某种激振方法来激起桥梁结构的振动，然后测定其固有频率、阻尼比、振型、动力冲击系数等各种参量，从而也就可以判断桥梁结构的整体刚度、行车性能。一般包括脉动试验、跑车试验等。脉动试验主要测定频率、振型和阻尼比等振型参数;跑车试验是在桥面无任何障碍的情况下，试验车辆以20、30、40、等的速度驶过桥跨结构，测定桥跨结构在运行车辆荷载作用下的动力响应。

3、工程实例

3.1工程概况

红桥位于位于轮台县境内， 桥梁全长68.0m，该桥上部结构为4×16m无粘结预应力混凝土空心板，桥面宽度为净11+2×0.5m（安全带），桥梁下部结构为埋置式肋板台，双柱式墩，桩基础。建成于1998年10月，桥梁设计荷载为汽-20、挂-100，如图1。

图1桥型布置示意图

3.2模型建立及结构验算

本次桥梁结构验算使用MIDAS/Civi进行有限元建模，用以计算实际车辆荷载作用下测试截面测点的挠度及应变值，如图2。

图2 有限元模型

3.3静载试验

3.3.1荷载试验加载原则：

由于新规范中二级公路桥梁荷载等级为公路－Ⅱ级，其考虑的是车道荷载，而老规范的汽车－20采用的是车队荷载，二者有所差异，在控制截面处引起的弯矩值亦不同。通过桥梁病害的调查及病害对桥梁承载能力影响程度的判断，确定按公路－Ⅱ级和汽车－20中控制截面弯矩中的较大值进行试验加载。

根据设计标准活荷载产生的最不利效应值，按0.95≤η≤1.05原则等效换算，得出各工况下试验所需加载车辆（前中轴距4.0米，中后轴距1.4米，轮距1.8米）各车重量的数量及重量见表1。

表1 试验车重量及轴重

表2各荷载工况下空心板跨中挠度值

按两辆35t荷载车偏载工况下的边板跨中挠度值代入试验荷载效率系数计算公式可以得出荷载效率系数92.2%。

3.3.2测试截面选取

对模型施加移动荷载，计算并绘制桥梁荷载作用下的弯矩包络图及剪力包络图，确定出挠度测试截面为梁板跨中截面及L/4截面，应变测试截面为跨中截面。

3.3.3测试工况确定

为了得到荷载效应下桥梁控制截面应力（应变）及变形，评价桥梁实际工作状态及承载能力，采用2个工况进行分析计算，工况1：跨中截面（双车偏载），2辆350kN车，按照《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004)第4.3.1条“车辆荷载横向布置图”进行偏载布置见图3，工况2：2辆350kN车，位于桥面中央，进行中载布置见图4.

图3 试验工况1L/2的双车偏载布载示意图 图4 试验工况2L/2的双车中载布载示意图

3.3.4各试验工况的载位布置

加载车辆的载位布置是通过有限辆的试验用车，布置在适宜的位置，对测试截面产生的结构内力，达到设计标准活荷载产生的最不利内力效应值。试验车辆载位布置的确定，将由Midas程序中移动荷载追踪器计算完成。通过计算，可以给出边板跨中产生最大竖向位移(最不利情况)时的荷载载位：

双车偏载时，6号边板跨中竖向位移最大，荷载载位见图5。

双车中载时，3号板跨中竖向位移最大，荷载载位见图6。

图56号板跨中最大位移时荷载载位示意图图63号板跨中最大位移时荷载载位示意图

3.3.4静载试验结果及分析

（1）挠度结果及分析

静载试验各工况作用下，测点跨中及L/4挠度结果见下表3.

表3 静载试验各工况各板跨中挠度表（mm）

试验得到各工况下跨中截面及L/4截面荷载作用下的挠度值，将试验结果与模型计算结果进行对比分析，工况1和工况2挠度理论计算值与实测值对比图如图7、图8、图9、图10所示。

图7 工况1最大正弯矩跨中偏载工况图8 工况1最大正弯矩L/4偏载工况

图9工况2最大正弯矩跨中中载工况图10 工况2最大正弯矩L/4中载工况

通过以上图表结果，其挠度校验系数均在合理取值范围内，且各工况下跨中最大挠度为10.85mm小于相应位置计算理论值15.78mm。故可认为桥梁刚度能满足原桥设计荷载汽车－20级荷载的要求。而且残余变形没有超过±2.0mm，表示该跨结构亦处于弹性工作状态。

（2）应变测试结果及分析

工况1、工况2用以检测跨中截面承受对称中载及偏载正弯矩的承载能力。测点布置见图11。

图11跨中截面的应变片布置图

工况1、工况2在试验荷载作用下测点应变测试结果见表4。

表4静载试验各工况各测点应变表

试验得到各工况下跨中截面荷载作用下的应变值，将试验结果与模型计算结果进行对比分析，工况1和工况2应变理论计算值与实测值对比图如图12、图13、图14、图15所示。

图12 工况1最大正弯矩跨中偏载工况图13 工况1最大正弯矩跨中偏载工况

图14 工况1最大正弯矩跨中偏载工况 图15 工况1最大正弯矩跨中偏载工况

工况1、工况2是判别跨中截面承载力的主要工况，通过应变测量，间接反映出桥梁控制截面受力状态。以上图表结果，在工况1、工况2时，跨中截面应变效验系数η在0.52~0.70之间，表明相应截面的强度尚能满足原设计荷载的要求。

3.3.5静载试验测试结论

桥梁挠度测试结果可认为桥梁刚度能满足原桥设计荷载的要求，而且残余变形没有超过±2.0mm，表示该跨结构亦处于弹性工作状态。桥梁应变测试结果表明表明相应截面的强度尚能满足原设计荷载的要求。通过桥梁静载试验可判定该桥承载能力能够满足原设计荷载标准通行要求。

3.4动载试验

动载试验包括桥梁结构的振动频率、阻尼等动力参数和动应变测量两个部分，获得桥梁结构的动力特性，并与理论计算结果进行对比，从而评定桥梁结构的整体动力性能。

使用Midas/Civil建立空间有限元模型，经计算分析得到桥梁动力特性理论计算值。见表5，振型见图16、图17.

表5动力特性理论计算值

图16桥板一阶振型图16桥板二阶振型

3.4.1动载试验工况及结果

动载试验设置脉动试验工况，10km/h、20km/h、30km/h、40km/h跑车工况，10km/h刹车、20km/h刹车工况，及跳车试验工况。

（1）脉动试验结果

桥梁结构环境激励的加速度响应结果，一阶固有频率为5.45Hz，二阶固有频率为7.52Hz。

（2）跑车试验结果

跑车试验共设4个试验工况，测得结构在动荷载激励下的强迫振动响应结果见表6。

表6各工况桥梁各阶固有频率测试结果

注：由于车辆附加质量的影响，其不同方式下的结构固有频率有所不同，其值有待修正。

（3）刹车试验结果

刹车试验结果平均值见表7。

表7各工况桥梁各阶固有频率测试结果

（4）跳车试验结果

为了提高试验数据的可靠度，跳车工况进行了多次试验，测量桥梁结构在冲击荷载作用下的自由振动响应。识别的结构一阶固有频率平均值6.50Hz，二阶固有频率平均值7.20Hz。

根据跳车激励后的动应变衰减情况，可计算得到桥梁结构阻尼比ζ=0.012。通过跑车试验和对结构固有频率的分析表明混凝土结构带有裂缝，试验结果与外观检测结果相一致。

（5）动应力测量试验

按照《公路桥梁设计通用规范》JTG D60－2004的第4.3.2条规定，汽车荷载冲击系数理论计算值为μ=0.297。

在桥梁试验检测各试验工况下动应变时程响应曲线进行分析并进行计算μ=0.312，说明该桥动力冲击系数较大，该桥行车性能较差，桥面平整度不良。

3.4.2动荷载试验结论

通过动载试验得到桥梁的振动频率、冲击系数、阻尼比等相关数据，说明桥梁的刚度尚能满足原设计荷载标准通行，但储备不足；通过阻尼比的测定说明桥梁存在不同程度的裂缝，这与桥梁实际情况相吻合。

3.5承载能力分析与评估结果

⑴ 通过静荷载试验表明，在试验荷载作用下，该桥承载能力满足原设计要求。

⑵通过动载试验得到桥梁的振动频率、冲击系数、阻尼比等相关数据，说明桥梁的刚度尚能满足原设计荷载标，但储备不足。

结束语

桥梁荷载试验理论成熟，在实际桥梁检测评估中得到了广泛的应用，对服役桥梁结构承载力评定及健康状况评估提供了直接有效的方法。

桥梁静载试验主要是通过试验荷载作用下的挠度、应力等特性的变化，从而评定桥梁结构的承载能力。桥梁动载试验主要是通过动力荷载测试获得结构的动力参数判定桥梁的健康状况。

参考文献

[1]张俊平，主编，姚玲森主审．桥梁检测[ M]．北京:人民交通出版社, 2002．

[2]宋一凡，编著．公路桥梁荷载试验与结构评定[M].北京:人民交通出版社, 2002

[3]谌润水， 胡钊芳．公路桥梁荷载试验[M]．北京:人民交通出版社, 2003．

[4] 刘自明,桥梁工程检测手册[M],人民交通出版社,2002.4.