道桥工程概念范文第1篇

关键词： 概念设计 ； 抗震 ；桥梁 ；匝道；延性

中图分类号：U448文献标识码： A

引言

郑州市花园路与连霍高速公路互通立交，是郑州市城市路网中的一个重要节点，其中花园路是郑州市区南北方向的主要交通通道，是郑州市唯一的一条绿色通道，也是郑州市主要交通北出口之一。连霍高速公路郑州段是交通部规划的连云港至霍尔果斯国家主干道的组成部分，也是河南省交通最繁忙的路网中的一段，它横穿郑州市北部地区，是郑州市快速路网中的重要骨架道路。花园路立交桥梁工程：包括C匝道（跨连霍高速）桥、C匝道（跨花园路）桥、J匝道桥、K匝道桥、L匝道桥、M匝道桥、N匝道桥。本文只对C匝道（跨连霍高速）桥梁的抗震概念进行探讨。

C匝道（跨连霍高速）桥：跨径布置为（4x20m+4x20m）钢筋混凝土连续梁+（40.5m+39.5m）钢结构连续梁+（4x20m,4x20m）钢筋混凝土连续梁，部分桥段位于R＝67.75m曲线上。上部结构采用单箱多室斜腹板带圆弧断面，下部结构采用双柱式桥墩，采用矩形带弧形形式，墩顶设置横系梁，基础采用4根φ1.2m钻孔灌注桩。

图1C匝道(跨连霍高速)桥型布置图（单位: cm）

图2C匝道(跨连霍高速)桥桥墩横断面图（单位: cm）

基于抗震设计在城市桥梁设计工作中的重要作用和意义，在花园路立交设计工作中， 抗震设计作为一条红线贯穿于设计工作的全过程。桥梁结构的抗震设计，包括两个范畴：概念设计和参数设计，这两者是相辅相成的。概念设计是桥梁结构设计的一个重要环节，在欧美规范中，在抗震的概念设计非常重视。经验表明：对结构抗震设计来说，概念设计比结构计算设计更为重要，结构抗震性能的决定因素是良好的“概念设计”。由于地震动的不确定性和复杂性，以及结构计算模型与实际情况的的差异，难以保证理论计算分析与实际情况完全吻合。作为正确的抗震设计，必须重视抗震概念设计，灵活而又合理地运用抗震设计思想，使计算工作不至于盲目而且更有针对性；同时，通过计算，可以对桥梁的抗震概念设计进行验证，或者对概念设计中考虑不周到的地方进行修正。

1桥梁抗震设计基本原则

结构抗震设计采用的是“小震不坏，中震可修，大震不倒”的三级设防思想。《公路桥梁抗震设计细则》采用的是两水平设防，两阶段设计。第一阶段的抗震设计，采用弹性抗震设计，第二阶段采的抗震设计，采用延性抗震设计方法，并引入能力保护设计原则。通过第一阶段的抗震设计，即对应E1地震作用的抗震设计，可达到和原规范基本相当的抗震设防水平。通过第二阶段的抗震设计，即对应E2地震作用的抗震设计，来保证结构具有足够的延性能力，通过验算，确保结构的延性能力大于延性需求。

2桥位选择

选择桥梁建设场址时，应根据桥梁工程的需要，全面掌握场址处的地震活动情况、工程地质和地震地质的有关资料做出综合分析。应避免将桥址选择在地质情况不良的地方：断层、易产生滑坡的陡峭的山区、存在容易液化砂土或软弱夹层的坡地、大面积采空区等；而开阔、平坦地带的基岩、坚实的碎石地基、坚硬场地土或密实均匀的中硬场地是桥梁选址的有利地区。如必须设置在可液化或松软土层的河岸地段时，桥长应适当增长，将桥台置于稳定的河岸上，而桥墩基础要加强。

3结构方案的选择

3.1 立交匝道桥特点

互通立交的匝道桥，受地形、地物和占地面积等影响，其总体布局跟其他桥梁相比，有以下特点：

a)由于互动立交区匝道的最小平曲线半径可达到30m，如果桥梁刚好位于小半径曲线上，则该桥就可能做成曲线桥梁，且往往超高值较大，故桥梁的横坡较大；

b)由于要在短距离内实现高差，匝道桥往往纵坡较大；

c)桥面较窄；

d)匝道桥有时候要跨越主线或其他匝道，以及非机动车道，因此匝道桥的单跨跨径受到限制，不能减小。

综上所述，不难得出，匝道桥具有斜、弯、坡、异形等特点，属于不规则桥梁，在地震作用下的响应比较特殊，其抗震设计将更复杂，不仅要满足常规桥梁所规定的构造，而且在某些方面需要提出更高的要求。震害表明，曲线梁桥具有较高的地震易损性，薄弱环节较多，因此其抗震概念设计就显得尤为重要。

3.2 上部结构

由于匝道桥自身的特殊性，受力复杂，需要采用抗扭刚度较大的截面，且桥梁上部结构的整体性要好。因此，尽量选取具有连续的上部结构形式，避免采用松散的简支梁形式，减少伸缩缝，以防止落梁。抗弯、抗扭性能强，整体性强的现浇箱型的截面形式，是较为理想的城市桥梁抗震设计的备选结构截面形式。

3.3 下部结构

3.3.1 桥墩的形式

匝道桥一般相对较窄，桥墩一般采用双柱墩或者独柱墩，桥墩的刚度相对较小。在地震作用下墩身的弯矩和剪力一般不大，但是位移相对较大，如有较好的限位措施，对于抗震来说，未必是不利的。而对于小半径匝道桥来说，地震作用下，可能会导致桥墩会产生较大的扭矩，所以桥墩墩身宜采用抗扭刚度相对较大且整体性较好的结构，如独柱实心墩或者空心墩，如采用双柱式墩，应对其进行全桥空间地震响应分析，对关键部位进行加强。

3.3.2 桥墩的刚度

对于连续梁桥，同一联内各桥墩的高度不同而导致其抗推刚度相差较大，则水平地震力在各墩间的分配不均衡，刚度大的墩将承受较大的水平地震力，严重时可能导致刚度较大的桥墩发生破坏，从而导致全桥损毁。如果刚度中心和质量中心偏离，上部结构还将伴随产生水平转动，又可能导致落梁或者上部结构的碰撞，而匝道桥恰好容易符合这两个条件：纵坡较大，桥墩高差将会比较大；在小半径曲线上，地震作用下可能会出现上部结构的水平转动。

虽然匝道桥的桥墩高度相差较大，可以通过改变桥墩截面的形式或大小来对其抗推刚度进行调节。对于相对较高的桥墩，可以采用刚度较大的截面形式，或者增加其截面尺寸。如此一来，可以使得地震作用下各桥墩的水平地震相应达到均衡。

如果桥梁位于小半径曲线上，地震来临时，桥墩承受的水平力方向是不确定的，且有扭矩的存在。因此，桥墩截面的刚度在各个方向大致相同将会是比较好的处理方法。

3.3.3 桥墩的配筋方式

提高桥墩的延性对其抗震性能作用巨大，配置数量足够的，锚固合理的横向钢筋，对于墩柱来说，可以起到三个方面的作用：约束塑性铰区域内的混凝土，提高混凝土的抗压强度和延性；提高抗剪能力；防止纵向钢筋压曲。因此，箍筋或螺旋筋的间距应小一些。各国抗震设计规范对塑性铰区横向钢筋的最小配筋率都作了具体的规定。

图3C匝道(跨连霍高速)桥桥墩横断面配筋图（单位: cm）

4桥梁细节构造

4.1 支座

为保证桥梁刚度和质量的平衡，设计时应优先考虑采用等跨径、等墩高、等桥面宽度的结构形式。如不能满足也可通过调整墩柱的截面尺寸和支座等方法来改善桥的平衡情况。其中，调整支座可能是最简单易行的办法了，效果也显著。当采用橡胶支座后，由墩和支座构成的串联体系的水平刚度为:

Kt=KzKp/(Kz+Kp)

其中：Kt是由墩和支座构成的串联体系的水平刚度，Kz和Kp分别为橡胶支座的剪切刚度和桥墩的水平刚度。

水平地震力就是根据各墩串联体系的水平刚度按比例进行分配的。从上式可以看出，调整支座的刚度可以有效的调整各墩位处的刚度平衡。另外，如果地震设防烈度较高，须考虑将支座设计成抗震支座，以达到减、隔震的目的。

4.2 梁连接方式

匝道桥，尤其处于小半径曲线上的桥梁，桥梁应采用挡块、螺栓连接和钢夹板连接等防止纵横向落梁的措施。

图4C匝道(跨连霍高速)桥梁纵向抗震连接构造立面图（单位: cm）

图5C匝道(跨连霍高速)桥桥墩横向抗震挡块构造立面图（单位: cm）

5桥梁延性设计

我国在2008年颁布实施的《公路桥梁抗震设计细则》中增加了桥梁延性抗震设计和能力保护原则有关规定，增加了延性构造细节设计的有关规定，以期增加初始强度没有明显变化的情况下的非弹性变形能力，避免结构在大震中倒塌。

新西兰学者鲍雷等提出了能力设计原理。在新西兰最先广泛应用能力设计方法，其他国家也先后在各自的结构抗震设计规范中采纳应用了能力设计原理的一些基本概念。能力设计强调构件之间的安全度差异，通过这种差异，保证结构在强震中延性形式的出现，避免发生脆性破坏。同时为了保证结构在强震中延性形式的出现，在高烈度震区桥梁设计中应该重视延性构建的细部设计。

6结语

匝道桥由于其特殊性，在抗震设计中应予以特别关注。概念设计可以总体上把握桥梁的抗震性能，在桥梁抗震设计中起到指导性的重要作用。只有根据具体工程，始终坚持将桥梁的抗震思想贯彻于桥梁设计的全过程，按照桥梁抗震原则，具体实施设计工作，采取一系列有效的抗震措施。才能达到结构的良好的抗震效果。

参考文献

[1] JTG/T B02-2008，公路桥梁抗震设计细则[S].北京：人民交通出版社，2008.

[2] CJJ 166-2011，城市桥梁抗震设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.

道桥工程概念范文第2篇

我国现行的公路桥梁设计规范内容

1公路工程的技术标准

我国现行的《公路工程设计标准》吸收、借鉴了国外的先进技术与相关标准，包括服务水平、公路通行能力与公路功能等个方面的内容。各级公路进行通行能力分析与交通量的换算以“小客车”为标准车型；对各级公路的中短隧道分类、大桥与特大桥分类、路基的压实度、公路的设计速度等各方面进行了适当的调整；修订了进行公路交叉设计时的技术指标、安全指标、设置配置、沿线的设施分级以及交通工程分级等；在公路桥梁设计与管理的思想上引进了安全性评价与运行速度等概念。现行标准使以人为本、环保、安全的建设理念与指导思想在公路桥梁设计和建设中得以实现，既科学、实用又易于掌握，使我国的公路建设步伐得以加快，促进我国的公路交通事业实现健康、和谐、可持续发展的目标。

2公路工程的抗震设计规范

针对公路结构物中的路基挡土墙、隧道和桥梁等问题，需要根据《公路工程的抗震设计规范》进行抗震设计。比如：隧道的选址、路基状况、桥位设计、路线设置等；对挡土墙和路基的稳定性与强度的计算；对桥梁的地震荷载、稳定性已经强度的验算。

3公路桥涵的地基选择和基础设计规范

设计规范引进极限状态的设计原则，对公路桥涵的地基选择与基础设计制定了相关的规定，采用最新的科研成果运用于对冻土地区的设计；对桩的基础设计进行了相关规定，并补充添加了后压浆设计程序。现行的公路桥梁设计规范内容还有很多，下面就大跨径桥梁设计与现行的桥梁设计规范不相适应中存在的问题进行分析。

我国公路桥梁设计规范中存在的问题

1车辆的疲劳荷载问题

我国政府现已很重视公路桥梁中出现的车辆疲劳荷载问题，但是我国现行的规范设计还没有完善的体系，基本上都是参照欧、美、英等先进国家的规范做法，相对于国际的规范设计内容还有很大的差距，有的规范也缺乏实际性，因此在现行的规范也需要进行不断的补充、完善。近年来，为了在疲劳模型荷载、疲劳车、疲劳车辆的承载能力与应力等方面有所进展或突破，因此我国交通行业开展多个课题进行研究，为设计规范能够很好的运用于实际应用领域并正为之奋斗。

2车辆荷载设计纵横向折减方法

车辆荷载的纵横向折减设计方法是国际通用法，此设计方法主要是考虑到车辆荷载在进行纵横向的满载时出现的概率很小，因此在设计时应适当折减。但是折减的系数大小还需要进行深入的研究，这是因为对于不同的桥梁，以及大桥梁的主引桥及其局部构件需要不同的折减系数，要是仅仅按照出现的概率与损失的大小进行风险考虑就容易出现错误，而且有的可能还需要将系数进行适当提高，而非折减。我国的车辆超载问题是十分严重的，公路桥梁上出现超载车辆排队的概率很高，有的路段大车拥堵已经成为正常现象，而且对道路桥梁的损坏也十分严重，因此，以公路桥梁的跨径大小来进行纵横向折减系数的确定还需要进行改进。

3风险事故与倒塌概率等相关规定较少

我国现行的公路桥梁设计规范运用可靠指标与概率论研究推出了极限状态设计法中的分项系数，在研究的过程中隐含了超越概率，也在可靠指标中隐含着失效概率，而且失效概率还比较隐性，不够显性，还没有引起社会与行业的足够重视，还缺少相应的综合理论来对桥梁结构出现的失效问题进行诠释，比如对风险事故以及倒塌概率的相关规定，使公路桥梁的安全度概念产生缺失，并使公路桥梁的设计、建设以及管理单位难以对公路桥梁的安全与风险等问题引起足够重视。在这方面看似不以为然，一旦出现这方面的可能性带来的风险事故就不言而喻了。

道桥工程概念范文第3篇

关键词：桥梁工程 抗震破坏 抗震设计

0 引言

桥梁工程又是交通网络中的重中之重，桥梁工程抗震研究的重要性不言而喻。抗震概念设计是指根据地震灾害和工程经验等获得的基本设计原则和设计思想，正确地解决结构总体方案、材料使用和细部构造，以达到合理抗震设计的目的。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，使结构能够经济地实现抗震设防的目标。本文主要探讨了桥梁工程抗震设计相关问题，为今后桥梁设计起到借鉴作用。

1 桥梁结构地震破坏的主要形式

根据桥梁过去的地震破坏情况，除了如液化、断层等凼地基失效引起的破坏以外，混凝上桥梁最常见的破坏形式有以下四种[1]：

1.1 弯曲破坏。结构在水平地震荷载作用下由于过大的变形导致混凝土保护层脱落、钢筋压屈和内部混凝土压碎、崩裂，结构失去承载能力。整个过程可以用以下四个阶段来描述：①当弯矩达到开裂强度时，截面出现水平弯曲裂缝；②随着裂缝的发展和荷载强度的提高，受拉侧的纵筋达到屈服强度；③随着变形量的增大，混凝土保护层脱落、塑性铰范围扩大；④钢筋压屈(或拉断)和内部混凝土压碎、崩裂。

1.2 剪切破坏(弯剪破坏)。在水平地震倚戟作用下，当结构受到的剪切力超过截而剪切强度时发生剪切破坏，整个破坏过程可以用以下四个阶段来描述：①截血弯矩达到开裂强度时，截面出现水平弯曲裂缝；②随着裂缝的发展和荷载强度的提高，柱内出现斜方向的剪切裂缝；③局部剪切裂缝增大，箍筋屈服导致剪切裂缝进一步增长；④发生脆性的剪切破坏。

1.3 落梁破坏。当梁体的水平位移超过梁端支撑长度时发生落梁破坏。落梁破坏是由于梁与桥墩(台)的相对位移过大，支座丧失约束能力后引起的一种破坏形式。发生在桥墩之间地震相对位移过大、梁的支撑长度不够、支座破坏、梁间地震碰撞等情况。

1.4 支座损伤。上部结构的地震惯性力通过支座传到下部结构，当传递荷载超过支座设计强度时支座发生损伤、破坏。支座损伤也是引起落梁破坏的主要原因。对于下部结构而言，支座损伤可以避免上部结构的地震荷载传到桥墩，避免桥梁发生破坏。

2 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[2]。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。⑤多道抗震防线。应尽量使桥梁成为具有多道抵抗地震侧向力的体系，则在强地震动过程中，一道防线破坏后尚有第二道防线可以支撑结构，避免倒塌。因此，超静定结构优于同种类型的静定结构。但相对于建筑结构，桥梁在这方面可利用的余地通常并不大。

3 桥梁抗震设计方法相关问题

3.1 桥梁抗震概念设计 抗震概念设计是指根据地震灾害和工程经验等获得的基本设计原则和设计思想，正确地解决结构总体方案、材料使用和细部构造，以达到合理抗震设计的目的。合理抗震设计，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，使结构能够经济地实现抗震设防的目标。应当指出，强调概念设计重要，并非不重视数值计算，而是为了给抗震计算创造出有利条件，使计算分析结果更能反映地震时结构反应的实际情况。桥梁抗震概念设计阶段的主要任务是选择良好的抗震结构体系，主要根据桥梁结构抗震设计的一般要求进行。对于采用延性抗震概念设计的桥梁，还包括延性类型选择和塑性耗能机制选择。

3.2 桥梁延性抗震设计 目前延性抗震验算所采用的破坏准则主要有：强度破坏准则、变形破坏准则、能量破坏准则、基于低周疲劳特征的破坏准则以及用最大变形和滞回耗能来表达的双重指标破坏准则等。Housner在对悬臂式单质点系统的非线性地震反应进行分析后，将其破坏机理总结为：在形成完全的塑性反应之前，出现某种程度的塑性应变，由此而消耗的能量自然的构成结构等效粘滞阻尼的一部分；当完全进入塑性变形后，产生塑性漂移，并在单方向发展直到倒塌发生。他认为塑性反应阶段，保证结构不破坏的条件是让其保有足够的耗能能力。

3.3 地震响应分析及设计方法的改变 随着人们对地震动和结构动力特性理解的加深，目前已经发展了多种抗震设计理论和地震响应的分析设计方法。从地震动的振幅、频谱和持时三要素来看，抗震设计的静力理论只考虑了高频振动振幅的最大值；反应谱理论虽考虑了振幅和频谱，但持时则始终未能得到明确的反映；动力理论不但考虑了地震动的持时，而且还考虑了地震动中反应谱不能概括的其他特性。

从组成结构抗震设计理论的四个方面内容(输入地震动、结构和构件的动力模型，一实用的地震反应分析方法，以及设计原则)来看，静力理论对四个方面都做了极大的简化，反应谱理论也做了较大的简化，而动力理论则有比较全面的考虑：动力理论的输入地震动要求给出符合场地情况的、具有概率含义的加速度时间函数，对于复杂结构要求给出三个分量及其空间相关性；结构和构件的动力模型更为接近实际，包括了非线性特性；地震反应分析方法考虑了结构反应的全过程，包括变形和能量损耗的积累；设计原则考虑到多种使用状态和安全的概率保证。

3.4 多阶段设计方法 随着对地震产生机理、地震动特性以及地震作用下各类结构动力特性、破坏机理、构件能力研究认识的加深以及对结构在不同发生概率地震作用下预期性能目标的不同，促使结构设计在设计原则、设防水准等各个方面进行不断改进。由原来的单一设防水准一阶段设计逐渐改进为双水准或三水准两阶段设计、三阶段设计，以及多水准设防、多性能目标准则的基于结构性能的设计等。

但目前关于基于性能设计的含义及设计方法的具体应用还存在许多分歧和难点，要实现基于性能的抗震设计过程，目前仍需要在以下一些方面进行大量的研究：①不同场地、不同超越概率设计地震的确定；②性能目标—性能水平的定量描述，大多数情况下，性能目标的描述是借助于一些定性的术语给出的，如“倒塌”、“生命安全”、“维持一定的使用功能”、“完全保持正常使用功能”等，但用于工程设计时，工程人员需要的是可用于设计的由工程术语明确表达的性能指标，如强度、变形、延性等，而这两者之间的对应关系，目前还没有得到很好的解决，仍需进行大量的研究；③在设计和性能校核过程中，涉及需求计算与能力计算的各个方面，目前仍有许多方面值得研究，如不同设计阶段所适宜采用的分析方法和与之相协调的分析模型的建立、不同性能水平下结构构件、附属物以及整个结构体系各力学参数的定量计算等。

参考文献

道桥工程概念范文第4篇

关键词:BIM技术;桥梁设计;施工模拟;模型建立

1工程概况

某双塔双索面混合梁斜拉桥，全桥长1008m，其中主跨长608m，桥梁跨径为(64+68×2+608+68×2+64)m，为7跨连续半漂浮体系，边跨处设计两个辅助墩和1和过渡墩，两个主塔塔高分别为196.7m和207.4m，设计双向6车道高等级公路，设计时速为80km/h，设计荷载为公路－Ⅰ级。中跨主梁为钢箱梁，边跨主梁为与钢箱梁外形相同的混凝土箱梁，3.5m梁高，主梁的钢箱梁顶面全宽(含风嘴)为37.6m，中跨标准索距为15.5m，边跨索距为10m、8m。采用整体节段吊装、现浇混凝土施工工艺进行主跨钢混结构梁段的施工，剩余梁段采用悬臂拼装技术;采用支架现浇施工技术进行边跨混凝土梁段的施工。该大桥的总体布置图如图1所示。

2BIM平台中软件介绍

2.1设计软件比选

(1)Autodesk———Revit系列与AutoCAD相比，Autodesk———Revit系列采用的代码库以及生成的文件结构均不相同。Revit作为一个独立的软件平台，由于囊括了绿色建筑可扩展标记语言模式(GreenBuildingXML，即gbXML)，具有模拟工程能耗以及分析工程荷载等功能;能够利用ROBOT、RISA等结构分析软件中的受力分析;能够利用概念设计软件、建模软件(如SketchuP)等软件导出的DXF文件导入Revit系列软件中加以利用生成所需的BIM模型。Revit系列软件操作简单，操作界面便捷，即使以前没有接触过此类软件的人学习起来也容易上手，拥有海量的对象库，能实现各视图状态下与三维模型双向关联，信息更新全面，提高了模型建立的准确性，极大程度地减少了传统方法建模的重复工作;模型建立后能够以路径为依据实现三维漫游作业，便于参与项目的各方进行沟通和协调。该系列软件的海量对象库一般由第三方开发，因此开发出来的应用皆以文件形式创立，造成了建成的模型不便与别的软件平台互用，必须进行模型形式转换才能进行互用交流。(2)Bentley———BentleyArchitecture系列Bentley系列软件在BIM模型设计建立中应用的对象广泛，主要用于工业设计和建筑与基础设施设计，其自身携带多种操作界面与分析软件，各个分析软件皆有其独特的行为特征，在模型建立过程中，需要充分调动各个分析软件，操作各个不同的界面联合工作，因此，Bentley系列软件操作复杂，对于新手来说需要学习掌握的分析软件和操作界面众多，难上手;与Revit系列软件相比，其对象库不够丰富，互通性不好，很多功能系统只能单独使用。结合以上分析，本文决定以Autodesk———Revit系列软件进行该大桥的模型建立。

2.2族的特性

在Autodesk———Revit系列软件中，族的概念为将桥梁结构中常涉及的结构部位作为面向对象提取出来，形成一个具有固定形式的构建对象，此处的族为参数化构件，可根据建模需要制作自己专属的族。本文通过Revit中的开放接口，将需要使用的构件族导入进来，为斜拉桥模型建立做准备。在模型建立过程中，可以将族库中已建好的族引用至整体模型中的位置，可缩短建模的时间;且建好的族可以保存在族库中，以便后续类似工程模型建立时的引用，减少重复性工作。

3族库的建立

3.1建立基础族

该大桥为桩基础，其中主墩索塔基础为群桩基础，建立基础族时，调取系统自带的结构基础族样板文件，建立基础族库，输入各墩台基础尺寸和标高等基本参数，材料为混凝土，得到基础模型的三维视图如图2～图4所示。

3.2建立墩柱族

该大桥承台上部墩柱为部分空心结构，建立墩柱族时，先建立一个空心截面，利用拉伸命令将截面拉至墩柱设计高度，处理倒角细部构造，得到模型如图5所示。

3.3建立索塔族

(1)上塔柱该大桥索塔塔柱为变截面、空心结构，其中塔柱下部向外倾斜，塔柱中部向内倾斜，塔柱上部为垂直构造。在塔柱下部和中部相交处设置一道下横梁，在塔柱中部和塔柱上部相交处设置一道下横梁。在索塔族建立过程中，利用不带任何参数的公制常规模型样板来帮助建立。建立完成的部分模型如图6、图7所示。(2)上塔柱在索塔上塔柱的建模过程中注意上横梁和塔尖部位的细部构造处理，建立三维模型如图8、图9所示。(3)钢锚梁作为将索力传递至塔柱的重要构件———钢锚梁，结构复杂、需处理细节多，建立三维模型如图10所示。(4)过人孔为了便于桥梁结构运营后的检测和维修施工，索塔横梁和塔柱相交处设置过人孔，在建立过人孔族时，先绘制出过人孔形状，再利用“实心、空心”功能调整为空心，最后用剪切功能即可将洞口做出来，建立的模型如图11所示。

3.4建立主梁族

该大桥，主桥为钢箱梁结构，加劲肋多，建模时注意准确定位;引桥为钢筋混凝土箱梁结构，建模时注意截面纵坡的处理，建立的模型如图12、图13所示。3.5全桥模型建立如图14所示。3.6二维图纸的导出Revit系列建立三维立体模型后，具有导出格式为DWG的二维图纸功能，导出该大桥的整体二维布置图如图15所示。4结语本文对BIM技术的概念进行了简要的阐述，对比分析了BIM平台中的两款设计软件，综合比较之下，选择Revit系列软件进行大桥模型的设计建立。对族概念进行阐述，并一一建立桥梁结构的各个族文件，通过组文件的载入和位置参数的调整，得到桥梁结构的整体模型。

参考文献

［1］曹旭光，杨伟名.BIM技术在桥梁工程设计与施工中的应用研究［J］.四川水泥，2016，4:85.

［2］宋福春，陈冲，张兴，赵宁.BIM技术在大跨度斜拉桥设计中的应用［J］.沈阳建筑大学学报(自然科学版)，2016，1:115－123.

道桥工程概念范文第5篇

关键词：桥梁；抗震设计；原则；措施

中图分类号：TU352.1+1 文章编码

前言

近些年来，在我国乃至世界地震灾害频频发生，公路桥梁等交通工程在地震中遭到严重的破坏，为了在灾害中减轻公路桥梁的损害程度，我们都觉得有必要增强桥梁的抗震能力，加强桥梁工程抗震的研究。要做到预防为主兼顾治理，对现有的桥梁做好全面的调查，建立档案，做好抗震设计工作，开展桥梁的抗震设计理论研究和试验，做好抗震强度和稳定的设计工作，满足抗震要求。

一、桥梁的震害原因分析

现结合国内外以往的地震，大部分桥梁都会受到不同程度的破坏，分析其震害原因，主要有以下几点：

1.桥台震害其主要表现为桥台与路基一起滑动并移向河心，以致桥头、重力式桥台的胸腔及桩柱式桥台的桩柱不同程度沉降、开裂、倾斜和折断等。另外，桥头的沉降会导致翼墙损坏并开裂，而重力式桥台胸腔开裂会引起整个台体被移动并下沉。

2.桥墩震害在地震力作用下桥墩会不同程度的倾斜、沉降、滑移、开裂、剪断和钢筋扭曲。

3.支座震害根据以往工作经验，会发现某些桥梁的支座设计并未充分考虑抗震的需求，如某些支座形式和材料上存在缺陷、在构造上连接与支挡等构造措施不足等，以致支座在地震力作用下会发生较大的变形和位移。

4.地基与基础震害在地震力作用下地基中的砂土会被液化，以致地基失效，基础沉降或不均匀沉降，从而导致地面较大变形，地层发生水平滑移、下层、断裂等。地基与基础震害会使桥梁发生坍塌，给震后修复工作带来困难。

5.梁的震害主要是有桥台震害、桥墩震害、支座震害等，其主要表现为主梁坠落，这也是最严重的震害现象。

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，使结构能够经济地实现抗震设防的目标。要达到这个要求，就需要工程设计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场址之外，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。

5.多道抗震防线。应尽量使桥梁成为具有多道抵抗地震侧向力的体系，则在强地震动过程中，一道防线破坏后尚有第二道防线可以支撑结构，避免倒塌。因此，超静定结构优于同种类型的静定结构。但相对于建筑结构，桥梁在这方面可利用的余地通常并不大。

三、桥梁的抗震设计措施

1.桥梁抗震概念设计

抗震概念设计是指根据地震灾害和工程经验等获得的基本设计原则和设计思想，正确地解决结构总体方案、 材料使用和细部构造，以达到合理抗震设计的目的 。合理抗震设计，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，使结构能够经济地实现抗震设防的目标。 应当指出，强调概念设计重要，并非不重视数值计算，而是为了给抗震计算创造出有利条件，使计算分析结果更能反映地震时结构反应的实际情况 。桥梁抗震概念设计阶段的主要任务是选择良好的抗震结构体系，主要根据桥梁结构抗震设计的一般要求进行。 对于采用延性抗震概念设计的桥梁，还包括延性类型选择和塑性耗能机制选择。

2.抗震设计方法

（1）采用隔震支座。采用减、 隔震支座 （聚四氟乙烯支座， 叠层橡胶支座和铅芯橡胶支座等）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。 大量的试验和理论分析都表明， 采用减 、隔震支座桥梁结构的梁体通过支座与墩、 台相联结的方式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。

（2）采用隔震支座和阻尼器相结合的系统 。利用桥墩在地震作用下发生弹塑性变形耗散地震能量以达到减震的目的，利用桥墩的延性抗震。近年来，国外在桥梁减、隔震和延性抗震方面进行了许多研究， 美国新西兰和日本等在桥梁设计规范中都列入了相应的条款。

（3）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， 从而耗散地震能量。 在进行延性抗震设计时， 按弹性反应谱计算塑性反应的地震荷载需要修正， 桥梁抗震设计规范采用了综合影响系数来反映塑性变形的影响。

3.桥台抗震

桥台胸墙应适当加强，并增加配筋，在梁与梁之间和梁与桥台胸墙之间应设置弹性垫块，以缓和地震的冲击力 采用浅基的小桥和通道应加强下部的支撑梁板或做满河床铺砌，使结构尽量保持四铰框架的结构，以防止墩台在地震时滑移。

当桥位难以避免液化土或软土地基时，应使桥梁中线与河流正交，并适当增加桥长，使桥台位于稳定的河岸上。桥台高度宜控制在8m 以内；当台位处的路堤高度大于8m 时，桥台应选择在地形平坦、横坡较缓、离主沟槽较远且地质条件相对较好的地段通过，并尽量降低高度，将台身埋置在路堤填方内，台周路堤边坡脚设置浆砌片石或混凝土挡墙进行防护， 桥台基础酌留富余量。

如果地基条件允许，应尽量采用整体性强的T 形、U 形或箱形桥台，对于桩柱式桥台， 宜采用埋置式。对柱式桥台和肋板式桥台，宜先填土压实，再钻孔或开挖，以保证填土的密实度 。为防止砂土在地震时液化，台背宜用非透水性填料，并逐层夯实，要注意防水和排水措施。

4.桥墩抗震

利用桥墩的延性减震是当前桥梁抗震设计中常用的方法。 高墩宜采用钢筋混凝土结构， 宜采用空心截面、可适当加大桩、柱直径或采用双排的柱式墩和排架桩墩，桩、柱间设置横系梁等，提高其抗弯延性和抗剪强度。

在桥墩塑性铰区域及紧接承台下桩基的适当范围内应加强箍筋配置， 墩柱的箍筋间距对延性影响很大， 间距越小延性越大桥墩的高度相差过大时矮墩将因刚度大而最先破坏。 可将矮墩放置在钢套筒里来调整墩柱的刚度和强度， 套筒下端的标高同其他桥墩的地面标高。

5.支撑连接构件抗震

墩台顶帽上均应设置防止落梁措施，加纵、横向挡块以限制支座的位移和滑动 橡胶支座具有一定的消能作用，对抗震有利。在不利墩上还应采用减隔震支座（聚四氟乙烯支座、 叠层橡胶支座和铅芯橡胶支座等）及塑性铰等消能防震装置等选用伸缩缝时，应使其变形能力满足预计地震产生的位移，并使伸缩缝支承面有足够的宽度，同时设置限位器与剪力键。

四、结束语

桥梁工程的抗震设计需要每个研究者的认真对待，它的设计体现在各个阶段，是一项重要的系统工程。在可行性研究阶段，应该将抗震概念的设计进行强化，选择桥型和桥位的时候要合理一点；初步的设计阶段，将抗震体系的设计强化，把合理的抗震验算准则和设防标准确定下来，将结构的总体进行分析，在设计的过程中，我们要重视抗震结构的每一个细节。

参考文献：

[1] 李伟,崔雷,王玉海,韩继国. 桥梁抗震设计及对策分析[J]. 吉林交通科技, 2010,(02) .

[2] 鲁静. 桥梁抗震设计问题分析[J]. 民营科技, 2011,(03) .