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道路与桥梁工程概论

道路与桥梁工程概论

道路与桥梁工程概论范文第1篇

关键词 随机车流 随机特性参数 应力谱

中图分类号:U441.2 文献标识码:A

1概述

对随机车流的分析总体上分三个阶段:以随机过程为理论基础的模拟分析阶段;静态交通流模拟;动态交通流模拟。对于桥梁结构的车流荷载,通常假定车流是既定的,而忽略车流荷载的随机特性,这导致分析所得结论偏离实际情况。随着研究的深入,开始考虑车辆荷载参数的随机性,充分调查交通荷载状况,通过统计分析交通流的各个参数,综合模拟接近运营状态的车辆交通流,应用于桥梁结构的安全性评估中。对随机车流荷载进行合理恰当的模拟对计算结果的准确性和可靠性都有很大的提升,以便更科学地指导工程实践。

由于交通运输的发展,车辆荷载逐年增加,另一方面桥梁运营时间增加,所以对现有桥梁的剩余寿和安全性进行重新分析评估,已成为较为紧迫的突出问题。对表征随机车流复杂性的各因素的研究,通过研究合理模拟随机车流是准确科学评估桥梁剩余寿命的重中之重。

桥梁通行车流受到路况、车况、当地经济环境及天气状况等众多因素影响,是一个复杂的随机过程。在建立数学模型的过程中主要以车型、车道、车间距,车重几为参数。研究表明车型、车道服从均匀分布;车重服从极值I型分布,车间距服从对数正态分布;根据观测数据的统计参数,进行参数估计,利用数理统计与随机过程的理论方法实现随机车流模拟。

在交通荷载的调查基础上,通过动态交通流模拟,预测交通量,可降低工程项目成本。对于桥梁工程,随机车流的模拟可以更恰当合理地反映作用于桥梁上的实际车辆荷载,使得桥梁结构的疲劳寿命分析更加科学可靠。

2 随机车流荷载模拟

2.1模拟方法

Mento-Calor数值模拟方法是一种常用的随机模拟(Randomsimulation) 方法,应用随机数来进行模拟实验的方法,用以近似求解数学问题或者物理问题。它的基本思想是,为所研究的问题建立试验模型,模型包含问题的主要特点。将模型中的主要因素的概率特征作为模型参数,对模型进行随机模拟或统计抽样,通过 所得样本的观察统计,求得所研究的问题的近似解。

Mento-Calor数值模拟方法的理论基础是概率论中的大数定律,可以解决各种类型的问题,包括确定性的数学问题和随机性问题。

用Mento-Calor数值模拟方法进行模拟时,通常是利用计算机按人们所关心和讨论的随机变量的某种分布方式产生足够多的实验,然后对这些随机变数进行统计推断,将所得的统计估计值作为随机变量统计特征值的近似解。因此,Mento-Calor数值模拟方法为解决许多以用传统数学方法处理的复杂问题提供了一条有效而又可行的途径。

2.2 随机车流模拟基本原理

随机车流中的参数车型、车重、车间距都是随机变量,随时间而变化,它们都服从一定的概率分布,车型、车道一般服从均匀分布,车重和轴重服从极值Ⅰ型分布,车间距服从对数正态分布,根据实测统计参数,进行参数评估,根据各变量的概率分布,模拟随机车流。

2.3 随机车流模拟

根据Mento-Calor数值模拟法,用均匀分布模拟车型和车道分布,用对数正态分布模拟车间距,用极值I型分布模拟车重即可实现对随机车流的模拟。模拟流程方案如下图:

2.4随机车流检验

K-S检验方法是一种分布优度拟合检验方法。概率分布的优度拟合检验,也叫分布假设检验,目的是通过样本对未知的总体分布或参数作出合理的判断。优度拟合检验的原理是,针对未知的总体分布或参数,根据样本或经验提供的有关分布或参数的信息,对分布或参数提出假设H。然后根据样本建立适当的统计量,在一定的置信度下,判断提出的假设H是否为真。如果为真就接受假设,否则就拒绝该假设。

3 依托工程

3.1项目概况

依托于嘉陵江牛角沱大桥剩余疲劳寿命评估,进行随机车流荷载模拟。重庆嘉陵江牛角沱大桥位于渝中区上清寺和江北区相国寺之间,1958年开工,1966年1月通车。桥型结构主桥为铆合钢桁架双悬臂桥,采用的是钢和砼板组合的桥面板;引桥为钢筋混凝土简支T型梁桥。桥梁全桥600.56m,主跨长度88m,主桥跨径组合:68m+80m+88m+80m+68m,引桥为7*21.5m。嘉陵江牛角沱大桥为单向四车道。

对通过嘉陵江牛角沱大桥的车辆进行连续24小时的观测,得到其车辆通行情况。

3.2 模拟车流荷载

对通过嘉陵江牛角沱大桥的车辆进行统计,总共划分为六类代表性车型,包括小轿车、小客车、大客车、小货车、中货车、大货车。每种车型的特征参数如表1所示。

研究表明,车辆重量服从极值I型分布,从 MATLAB 统计工具箱调用极值I型分布函数生成这种样本。

车辆类型根据现场交通量统计出的每类车型出现的概率(如表2所示)生成。车型服从均匀分布,将(0,1)区间划分为与车型总数相同的区间数,每一区间的长度与每类车型的概率相等,生成(0,1)均匀分布随机数,落入某个区间则可判断产生与此区间对应的车型,该车型各轴的承载比例、轴距、平均车重等数据如表1所示。

嘉陵江牛角沱大桥为单向四车道,每种类型的车辆在每个车道上出现的概率也根据现场交通量统计得到,产生方法与车型产生方法相同。

车间距一般服从对数正态分布,根据我国交通观测资料得到车间距的期望和方差分别为48.28、0.231。

假定车辆自由通行,无超车、变车道车辆,车速40kM/h。桥梁连接两条主干道,各车型的车辆占用各车道的概率相等。在模拟车辆间距时,用分时段平均通车率控制车间距和车辆运行位置,编制Matlab程序,模拟随机车流。将某一时刻(00:30)的过桥车辆状况显示如下图。

模拟车流并用K-S检验方法进行分布假设检验,在置信度区间。与模拟时的参数估计吻合,可用于结构疲劳分析。

3.3 应力谱

将模拟产生的随机车流作用在应力影响线上,并应用雨流计数法,对模拟产生的应力时程进行统计,对比桥上某杆件(B3’H4’-K3)模拟产生的应力谱和实测应力谱(如下图)

对比,分析发现两者较为接近,可以将模拟数据应用于疲劳分析。

4 结语

考虑随机车流荷载的各影响因素,通过编制程序,基于疲劳分析的出发点,进行车辆类型的合理简化,模拟的随机车流满足疲劳分析的工程精度需求。

在模拟随机车流的过程中,考虑到城市道路桥梁和公路桥梁的不同,城市道路桥梁受到城市交通运行环境的影响较大,例如城市交通指示信号灯的影响,在模拟的过程中,将全天分为48个时段进行模拟更趋近实际情况。

参考文献

[1] 李扬海,鲍卫刚,郭修武等.公路桥梁结构可靠度与概率极限状态设计[M].北京:人民交通出版社,1997.

道路与桥梁工程概论范文第2篇

关键词:道路;桥梁;质量管理;问题;对策

中图分类号:u41 文献标识码:A 文章编号:

随着时代的不断进步,人们已经不再满足于现有的道路桥梁施工质量管理水平,甚至在不断的质量事故报导下,人们开始对道路桥梁的质量提出了疑问,因此也对其质量管理水平有了更高的要求。然而,不管是采取何种措施,道路桥梁施工过程中总是不可避免地存在一些质量问题,这是因为道路桥梁施工质量的影响因素太多,难以考虑到方方面面。面对这种情况,就需要对各种因素进行分析,尽可能避免质量问题的出现,消除质量安全隐患。

一、道路桥梁工程质量管理的重要性

道路桥梁的建设过程非常复杂,需要考虑多个方面的因素,包括建设单位的施工能力和信誉,采用的技术水平与材料质量,周围的自然及社会环境等等,这些因素都可能会对施工质量造成影响[1]。比如说在质检环节,如果质检工作出现错误,未能将不合格产品检测出来或者是选择了不适用的材料,就会对道路桥梁的质量造成严重的影响。在这种情况下,哪怕顺利完工,都无法取得预期的利润,甚至会发生非常严重的安全事故,危害到人们的生命安全,后果非常严重。因此,在道路桥梁建设的每一个环节,都必须加强质量管理,严格把关,严格按照相关规范对使用的材料进行检测,对采用的施工技术进行严重,严格控制道路桥梁的施工质量。

二、道路桥梁在施工过程中的质量问题

1、道路桥梁裂缝问题

道路桥梁常见的质量问题之一就是裂缝问题,这也是施工过程中难以避免的。道路桥梁工程施工的主材料之一就是混凝土,而采用混凝的工程都会面临着混凝土开裂这一问题,这是由材料本身的特点而决定的[2]。当然,混凝土开裂的原因有多个方面,除了材料的原因之外,还有人为因素的影响,施工人员没有及时做好养护措施,或者是混凝土强度等级选用不当,以及没有严格按照规范而只是依据经验来设定配合比等等,这些情况都可能导致混凝土开裂。

2、桥梁钢筋锈蚀问题

钢筋也是道路桥梁的主要材料之一,同时钢筋的性能直接影响着道路桥梁的使用寿命。而就钢筋本身来说,也有很多因素可以导致钢筋出现锈蚀的情况。比如说,施工人员没有防护意识,或者是对钢筋材料特性不够了解,很有可能让钢筋接触到强腐蚀性物质,这些情况很容易让钢筋出现锈蚀问题,进而影响到道路桥梁施工质量。

3、路面接缝处塌陷

道路桥梁工程在施工过程中难免会与一些辅助设施进行连接,在这个环节也会出现较多问题。比如说,道路在与一些宽度小的观察井接缝时,可能由于条件限制而无法夯实密实,这会使得在以后的使用过程中出现塌陷的情况。

二、道路桥梁工程施工质量管理水平的提升对策

针对上述存在的常见的道路桥梁施工质量问题,需要在总结多年工作经验的基础上对此进行研究,提出较为有效的提升道路桥梁工程施工管理水平的措施。就目前来说,以下几点措施在实际工程运用中能够取得不错的效果。

1、加强对道路桥梁裂缝的管理

混凝土开裂的主要原因是配合比不当、振捣过程存在问题以及养护措施不到位等等,因此要合理控制道路桥梁裂缝,就必须要从这几个方面入手,采取相应的措施来控制混凝土裂缝[3]。首先,需要依据相关规定来设计配合比,要经过验算合格后才能用于施工过程,同时需要严格按照规范来选择合适的混凝土强度等级。在振捣过程中也要根据要求和实际需要,掺加适当的外加剂,使得混凝土的密实度符合要求。除此之外,对混凝土的养护工作也不可懈怠,要定期做好混凝土养护工作。

2、强化对桥梁钢筋锈蚀的管理

针对钢筋锈蚀这一质量问题的主要解决办法就是加强对钢筋的保护。钢筋保护的方法有很多,常用的包括对钢筋进行涂层以及电化学防护法。前一种方法需要注意的是要保护好钢筋涂层才能实现保护钢筋,避免钢筋被锈蚀的后果。后一种方法有较高的技术含量,能使钢筋处于多种不利环境,在某些环境恶劣的地区应用得较为广泛。除了在使用之前加强对钢筋的保护,还需要采取措施来保护已经部分锈蚀的钢筋。同时,合理确定配筋率也是一项有效措施,要根据工程的实际需要和项目所在地点的环境条件来确定。

3、着力对下沉现象产生的源头进行管理

对于道路桥梁与观察井等辅助措施接缝处容易下陷这一质量问题,最重要的工作是对地基进行加固。这就需要对工程的实际情况进行调查,了解地基的性能才能采取正确措施对其进行改善,提高地基的承受能力,尽可能避免出现地面塌陷的情况。在地基加固过程中,要严格控制过渡段路基沉降。进行回填土的时候,也要 根据施工条件来选择施工方法,对于条件恶劣的则必须选择阶施工方式,并且要保证逐层加宽不小于10cm。除此之外,当地的降水与渗水量多少以及采用何种填料都是必须要考虑的因素,以确保地基能符合施工要求。

4、加强对市政道路与桥梁施工的规划和养护

在施工之前,设计阶段的工作也至关重要,设计单位需要对道路桥梁工程地点及工程概况进行详细的调查,充分了解工程所在地的交通条件、自然概况以及气候条件,对此进行详细的调查,才能根据实际情况进行图纸设计。设计工作完成后需要及时与施工单位进行交底,对设计中存在的不足与问题要及时讨论,共同制定解决办法,确保保质保量完成道路桥梁工程建设。同时,养护工作的有效开展对道路桥梁的质量管理也非常重要,并且要贯穿道路桥梁施工过程的始终。

四、结论

总而言之,提升道路桥梁工程施工质量管理水平不仅对道路桥梁的发展具有非常重要的意义,同时也影响着人们的出行安全。针对现阶段道路桥梁施工过程常见的一些问题,需要国家和建设单位、施工单位对此引起重视,根据工程的实际情况制定有效的解决措施,确保质量符合建设要求。

参考文献:

[1]肖景良.市政道路与桥梁施工质量问题分析与监控[J].城市建设理论研究(电子版),2012(4):125-126.

道路与桥梁工程概论范文第3篇

关键词:道路桥梁施工;工程造价;问题与对策

中图分类号:TU997文献标识码: A

引言:道路桥梁的质量问题往往是由于施工人员的麻痹大意造成的,是道路桥梁施工过程中应该注意,并且应该得到重视的问题。但是在施工过程中,施工人员没有注意这些问题。对于道路桥梁的施工问题,桥梁建设相关人员必须予以足够的重视。随着经济的发展,城市道路桥梁的施工也在加紧进行中,在施工的过程中,经常会出现各种各样的质量问题,这些问题会对桥梁的外观和使用产生一定的影响。一般来说,工程造价主要是指完成一个工程项目建设时,在项目规划、工程施工、工程验收等阶段所需要投入资金的总和。具体来讲,就是从人力、物力、财力三个方面的资金投入,三者的总和构成了工程造价。工程造价是对建设过程中需要的资金进行合理的预算,众所周知,建设工程具有施工时间长、资金投入大、资源消耗多、未知因素多等特点,这使得造价管理存在较大的难度,造价控制的好坏直接影响到项目的盈利情况,因此要把握好道路桥梁项目的造价控制,从而实现对整体工程项目的控制,以便能够获得理想的经济利益。

一、道路桥梁工程造价中存在的主要问题

长期以来,由于工程项目匆匆上马,一定程度上存在着投资失控,决算超预算、预算超概算、概算超估算的“三超”现象,究其原因,主要体现在以下几个方面:

①随着基础建设管理体制改革的不断深入,打破了地区建筑市场的壁垒,异地承揽或跨行业承揽工程设计、施工的单位和企业逐年增多。由于各地区和行业没有实行统一的预算定额、取费基础、取费标准和预算编制,致使一些跨地区行业承担工程设计与施工的企业在不甚了解工程所在地或相关行业的有关规定的情况下,其实际编制的工程造价难免出现差错。

②我国现行的工程造价确定方法不能适应快速变化的市场需求。由于社会的进步,工程建设领域新技术、新材料、新工艺、新结构不断涌现,编制工程造价时,需要经常进行定额换算,但是静态、滞后的工程造价确定方法不能准确反映现在以及将来的真实情况,必然与实际存在差异,这也就造成了工程造价确定上的误差。

③现行的造价管理大多处于阶段性的管理模式,缺乏建设项目全过程的综合管理,并且在施工阶段设计变更随意性较大。由于在工程建设的实施阶段,没有科学合理的组织和缺少对设计方案造价指标的控制约束,造成设计保守、投资偏高,并且在施工过程中,对工程项目变更的必要性和合理性没有进行深入研究,对变更后造成的损失也没有相应的责任追究,缺乏监管。

④造价管理人员自身素质和专业知识的局限,使其不能适应造价控制工作的需要。造价管理人员由于专业知识和实际工作经验的欠缺,对工程造价投资预控能力不强,不能果断处理复杂的工程技术经济问题。而且,由于对工程项目缺乏深入的了解,也不能对工程项目各主体之间形成合理、有序的组织与协调。

二、解决道路桥梁工程造价中的管理问题的对策与方案

道路桥梁工程建设是一个施工周期长、数量大的生产消费过程,由于各种客观因素的影响与制约,不可能在工程项目伊始,就能确定一个科学的、一成不变的造价,而是随着工程的开展与深入,使造价趋于合理、如估算、概算、预算、决算等的编制都是在不同的建设阶段完成的。因此,道路桥梁工程造价的合理确定与有效控制,成功解决存在的问题,应从以下几个方面入手:

1、科学规范地进行道路桥梁工程造价编制。根据桥梁工程施工的技术特点,在计算各分部分项工程的数量时,既要注意桥梁的基础、下部结构、上部结构等主体工程的数量,更要注意与其相关的辅助工程的数量。因为对于桥梁的基础、下部结构、上部结构等主体工程的数量一般在设计图表中均已给定,此时只需按照拟定的施工组织设计,依据相关定额的说明、适用范围及其注意事项,就能较容易地套用定额进行造价计算,但是对于其相关的为完成主体工程所必须采取的措施,并有助于主体工程形成的辅助工程的数量,在设计图表中并无反应,对造价有及其重要的影响,因此必须根据桥梁的实际情况和施工要求,参考以往的经验正确计算辅助工程的数量,以确保编制的造价符合实际情况。

在道路桥梁工程造价编制过程中应注意:①认真阅读相关设计图表和文字说明,结合现场调查情况,准确计算各分部分项工程的数量。②根据拟定的施工组织设计,确定先进、合理、安全、可靠的施工方法。③根据相关定额的内容、适用范围、工程量计算规则及施工方法,确定与主体工程相关的辅助工程数量。④根据有关文件规定,确定各分部分项工程的费率和标准,计算工程其它费用,确保建筑安装工程费的计算准确。⑤按照桥梁工程的施工顺序编制工程造价,可以加快造价的编制速度,提高造价的准确度。

2、以设计为重点进行全过程的造价控制。工程造价应贯穿于建设项目的全过程,但必须突出重点,有的放矢。道路桥梁建设的每一个阶段都存在造价控制,各阶段的造价控制环环相扣,这就要求造价管理人员应建立一套科学完善的工程造价管理体系,使工程的计价、审查、确定、结算、决算制度化、规范化、系统化,合理地确定造价,使各种资料得到充分而合理的利用。显然,工程造价控制的关键在于项目的决策和设计阶段,而一旦投资决策后,控制工程造价的重点应放在设计阶段。

3、推行限额设计,按照工程项目投资估算和经批准的初步设计总概算,控制工程造价。诚然,限额设计不能一味地考虑节省投资,而是应尊重科学、尊重实际,在实行限额设计的同时注重优化设计。

4、加强对设计变更的管理和现场施工管理,进行有效投资控制。

结语

道路桥梁工程造价控制的核心应以市场为中心,对造价进行动态控制和管理,做好实施阶段的工程造价动态管理和监督,保证量、价、费、合同外增减款项的合理性、真实性;合理控制、降低工程的造价需要每一位工程造价管理人员要有足够的理论知识,把握好技术标准选择和应用,树立良好的职业道德,用心设计、精心设计,这对进一步加强建设工程项目投资效益具有很重要的意义,对提高建设工程造价有效性管理起到推动作用。

参考文献:

【1】《浅析工程造价管理及存在问题》 吴国训.科技广场.2009.6

【2】《关于道路桥梁工程造价方面的探讨》 李威、吴一鸣.城市建设理论研究.2011年第13期

【3】《浅谈公路桥梁造价计算中应注意的问题》 蔡晓丽 杨树伟.民营科技.2008年01期

道路与桥梁工程概论范文第4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.

道路与桥梁工程概论范文第5篇

关键词:道路桥梁;施工管理;缺陷分析;对策研究

众所周知,完善的道路桥梁施工管理工作是确保高效率施工的重要保障,但目前我国道路桥梁施工管理水平与我国的道路桥梁建设需求存在矛盾,具体的表现就是道路桥梁的施工效率低、进程慢、成本高、安全事故频繁。随着我国经济发展水平的不断提升,国家开始着手搭建高效、安全、绿色、多层次、立体化运输网络,因此加强对道路桥梁施工管理的问题分析,探讨完善道路桥梁施工管理体系的对策,对提升我国道路桥梁施工的效率与质量有着重要的理论价值与现实意义。

1道路桥梁施工管理中存在的缺陷分析

1.1施工材料管理混乱,道路桥梁施工

项目无法达到资源的优化配置长期以来,我国的道路桥梁施工项目在材料管理方面存在较大的疏忽,由此导致了施工材料管理混乱,最终使得道路桥梁施工项目无法达到资源的优化配置,具体表现为:①并未对材料采购规模进行严格的测算,由此造成在项目施工中经常出现材料短期,由此耽误工期;②施工管理方并未就材料的质量以及各种材料间的配合度进行严格的把关,这极其容易造成原材料的浪费,并且也不利于提升工程的质量;③施工管理方对于材料的使用、登记、监督缺乏有力的制度,由此在施工中材料浪费、丢失、损坏现象时有发生,经常出现道路桥梁施工的实际投入远远高于在项目初期的预算,形成极大的资源浪费。

1.2施工进度管理滞后,道路桥梁施工

项目无法准时完成工作任务施工进度缓慢是道路桥梁施工的常见难题,除去项目本身的施工技术难度大、意外情况出现概率较高、受自然条件的影响较大等客观因素,还有一个重要的原因就是道路桥梁的施工进度管理滞后,这使得道路桥梁施工的每一个环节都没有准确的施工时间节点,进而使得许多项目无法按时竣工。导致施工进度管理滞后的原因有:①缺乏严格进度管理的思维理念,施工管理方往往只对项目的施工时限进行一个大概的预估,并不会做施工管理的精细化测算与监督跟进;②施工的工作人员对于工程建设的期限意识薄弱,甚至有的施工人员认为如果道路桥梁施工项目不延期都不能说明该项目的难度。总而言之,施工进度管理滞后使得道路桥梁施工项目无法准时的完成工作任务。

1.3施工质量监督弱化,道路桥梁施工

项目无法完美地达到质量要求施工质量是道路桥梁施工项目的重中之重,是整个项目建设的最终追求。当前,许多道路桥梁施工项目的质量监督机制缺位,以致于道路桥梁施工项目无法完美地达到质量要求,最终导致道路桥梁破坏事件屡见不鲜。具体表现如下:①施工质量监督的机制不完善,缺乏、独立、可靠的第三方监管体系;②施工质量监督的技术不成熟,部分道路桥梁施工的技术监督条件较差,施工质量监督工作的质量不高;③施工质量监督的人员素质有待提升,这不利于发挥施工监督的作用,也难以对施工方偷工减料的行为形成有效威慑。

2完善道路桥梁施工管理的对策研究

2.1加强施工材料管理,提升施工材料

的配置效率在绿色循环经济的背景下,道路桥梁施工管理也要贯彻充分践行这一理念。由于道路桥梁的建设有其自身的特殊性,因此对于道路桥梁施工的材料管理要有别于其他普通工程建设管理。具体来说,应该从以下三个方面加强施工材料管理,提升施工材料的配置效率:①对于绿色、环保、节能的新材料,施工管理方要在预算允许的情况下使用,提升材料的质量;②对于施工环节的材料使用要进行精准的预算,同时要注重对各个环节废料的循环利用;③要加强对施工材料的运输管理、存储管理,减少在运输、保存等环节材料的破坏或丢失,要提升施工材料的配置效率。

2.2注重施工进度控制,提振施工人员的施工活力

施工进度是衡量施工效率的重要标志,因此在施工监督控制层面必须要制定严格的激励约束机制,全面提升施工人员的施工活力,以期达到按时、保质、保量完成道路桥梁施工。特别要指出的是,由于道路桥梁建设的工序复杂,若一个环节出现施工进度的滞后会影响整个项目的顺利推进,因此要在每一个施工环境都实行严格的施工进度控制。具体做法如下:①对于恶意延期完成项目要执行一定的惩戒措施,但不能矫枉过正,要确保工程的质量得到保障;②对于提前完工的高质量道路桥梁工程要给予物质与精神的双重表彰,以提升其积极性;③施工管理方要根据施工程序的先后,要加强对当期施工环节的进度进行重点监控,以确保不耽误其他环节的正常施工。

2.3强化施工质量监督,提高施工项目的工程质量

工程质量是道路桥梁安全建设的生命线,因此强化施工质量监督,提高施工项目的工程质量是道路桥梁工程管理的关键所在。具体做法如下:①引入第三方检测体系,并要确保第三方与施工方不存在利益关系,最好是实现异地质量检测机构进行道路桥梁质量检测的制度,确保道路桥梁施工项目质量检测的安全性;②改善现有的道路桥梁项目的质量检测设备,提升质量检测的科学性、有效性以及全面性;③要注重道路桥梁工程质量检测人才的培育,力争形成一批守原则、懂技术、重安全的高层次、复合型的质量检测队伍,全面确保道路桥梁工程质量的提升。

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