時間：2022-03-13 09:06:47
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇橋梁結(jié)構(gòu)論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的強度，以承受作用于其上的重力和附加力；結(jié)構(gòu)各部必須具有足夠的剛度，以使其在荷載作用下不產(chǎn)生過大的撓曲和變形；結(jié)構(gòu)各部尺寸必須具有適當(dāng)大小，以使其承受軸向壓力時的構(gòu)件不發(fā)生屈曲，喪失穩(wěn)定性。同時結(jié)構(gòu)也要具有較高的耐久性。由于作用荷載的隨機性、材料強度的離散性、制造與施工質(zhì)量的分散性、計算假定的近似性，致使在長期使用過程中橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生病害，其具體原因如下：
1．原設(shè)計荷載偏低，交通發(fā)展后車輛荷載增大，橋梁因承載能力不足而產(chǎn)生病害。
2．結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在缺陷，如采用橋型結(jié)構(gòu)不當(dāng)、設(shè)計假定不盡合理。
3．橋梁施工質(zhì)量差，未按設(shè)計要求和施工規(guī)程實施。
4．不重視橋梁后期養(yǎng)護(hù)工作，沒有及時消除己產(chǎn)生的病害。
5．洪水等自然災(zāi)害使橋梁產(chǎn)生損壞。
6．地質(zhì)條件差，如滑坡、軟基等導(dǎo)致橋梁產(chǎn)生病害。
二、橋梁加固的一般流程
在橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)生病害后，需要采取措施進(jìn)行加固維修或者更換。橋梁加固工程一般應(yīng)遵循以下工作程序：
結(jié)構(gòu)可靠性鑒定—加固方案確定—加固設(shè)計—施丁組織設(shè)計—施工—驗收。
結(jié)構(gòu)可靠性鑒定，主要是對病害結(jié)構(gòu)的病情診斷。加固方案好比處方，加固設(shè)計是現(xiàn)行規(guī)范及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對加固方案的深化過程。加固施工是對被加固結(jié)構(gòu)按加固設(shè)計進(jìn)行加固的施工過程，對于大型結(jié)構(gòu)加固，為確保質(zhì)量和安全，施工前應(yīng)編制施工組織設(shè)計。
三、橋梁加固增強技術(shù)
橋梁的增強改造可以分為裂縫修補和對橋梁結(jié)構(gòu)的加固增強，下面介紹其特點及其適用的場合。
（一）裂縫修補技術(shù)
裂縫修補的目的在于恢復(fù)結(jié)構(gòu)物的防水性和耐久性，主要技術(shù)有：
1．表面處理法，在微裂縫的表面涂抹填料及防水材料，以提高其防水性和耐久性。對于寬度發(fā)生變化的裂縫，要設(shè)法使用有伸縮性的材料。
2．注漿法，在裂縫中注入樹脂或水泥類材料，以提高其防水性及耐久性。主要注漿材料是環(huán)氧樹脂，多采用低壓低速注入法。環(huán)氧樹脂注入法與鋼釘并用，可以增強裂縫部位的整體性，是一種防止裂縫繼續(xù)發(fā)展的好辦法。
3．充填法，這是一種適合于修補較寬裂縫的方法，具體做法是沿裂縫鑿一條深槽，然后在槽內(nèi)嵌補各種粘結(jié)材料，如水泥砂漿、環(huán)氧砂漿、膨脹水泥砂漿、環(huán)氧樹脂硅、瀝青及各種化學(xué)補強劑等。4．表面噴涂法，噴漿修補是一種在經(jīng)鑿毛處理的裂縫表面，噴射一層密實而且粘度高的水泥砂漿保護(hù)層，來封閉裂縫的修補方法。噴漿前，需要把結(jié)構(gòu)表面的剝離部分除去，再用水沖洗清潔，并在開始噴漿之前把基層濕潤，然后再開始噴漿。
5．粘結(jié)鋼板封閉法,當(dāng)鋼筋硂構(gòu)件產(chǎn)生主拉應(yīng)力裂縫時，可對裂縫先進(jìn)行處理之后，再在裂縫處粘結(jié)鋼板，并用膨脹螺栓對鋼板加壓。鋼板粘結(jié)方向應(yīng)和裂縫方向垂直。
（二）橋梁加固增強技術(shù)
本文以最常見的橋梁結(jié)構(gòu)形式的上部結(jié)構(gòu)及其常見的加固方法進(jìn)行說明。
梁式橋上部結(jié)構(gòu)加固增強技術(shù)主要有加大截面加固法、外部粘貼加固法、外部預(yù)應(yīng)力加固法、改變結(jié)構(gòu)體系加固法、增設(shè)縱梁加固法。
加大截面加固法采用增大構(gòu)件的截面面積，根據(jù)荷載大小和凈空條件不同，可分為以加大截面面積為主和加配鋼筋為主兩種加固方案。
外部粘貼加固法系用型鋼、玻璃鋼等材料通過環(huán)氧樹脂等粘合劑粘貼在結(jié)構(gòu)外部，以提高結(jié)構(gòu)承載能力的一種方法。適用于構(gòu)件尺寸受限制但又必須大幅度提高結(jié)構(gòu)承載能力的場合，必須保證粘和劑的質(zhì)量
外部預(yù)應(yīng)力加固法指運用預(yù)應(yīng)力原理，在增設(shè)的構(gòu)件或原有構(gòu)件上施加一定初始應(yīng)力的一種加固方法。采用對受拉區(qū)施加預(yù)加壓力，可以抵消部分自重應(yīng)力，起到卸載、減小跨中撓度、減小裂縫寬度或閉合裂縫的作用。
改變結(jié)構(gòu)體系加固法通過增設(shè)支撐或橋墩，把簡支變?yōu)檫B續(xù)、在梁下增設(shè)如鋼架等加勁梁或疊合梁，以減小梁內(nèi)控制截面峰值彎矩，提高承載能力的一種加固方法。
增設(shè)縱梁加固法在橋梁墩、臺基礎(chǔ)穩(wěn)定，并具有足夠承載能力的情況下，可采用增設(shè)承載能力高和剛度大的新縱梁，這些新梁與舊梁連接在一起共同受力。由于應(yīng)運中的車輛荷載在新增主梁后的橋梁結(jié)構(gòu)中重新分布，使原梁中所受荷載得以減少，加固后的橋梁承載能力和剛度得以提高。當(dāng)增設(shè)的縱梁位于主梁的一側(cè)或兩側(cè)時，兼有拓寬的作用。此法適用于梁體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)完好，而承載能力不能滿足要求的場合。
（三）橋梁結(jié)構(gòu)加固新技術(shù)——錨噴
【關(guān)鍵詞】鐵路客運專線，先簡支，后結(jié)構(gòu)，連續(xù)，橋梁，施工技術(shù)
中圖分類號：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
一.前言
隨著我國經(jīng)濟水平的提高和交通運輸?shù)男枰叩燃墭蛄旱慕ㄔO(shè)越來越多，對橋梁的工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)也相應(yīng)提高，橋梁施工技術(shù)成為決定橋梁質(zhì)量的標(biāo)尺之一。目前，小跨徑的高等級鐵路橋梁施工技術(shù)多采用裝配式鋼筋混凝土板梁的形式；中等跨徑的橋梁施工技術(shù)則采用裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的形式；對于大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工方法主要采用拼裝法或者平衡懸臂澆筑法。但由于現(xiàn)澆連續(xù)梁橋的施工流程復(fù)雜繁瑣、成本較高、費工費時，先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)的施工技術(shù)應(yīng)運而生。先簡支后連續(xù)橋梁結(jié)構(gòu)是通過現(xiàn)澆混凝土使多跨的的預(yù)應(yīng)力混凝土梁形成連續(xù)的結(jié)構(gòu)，具有其獨特的優(yōu)勢，為我國的鐵路事業(yè)發(fā)展和整個區(qū)域文化經(jīng)濟的交流提供了便利。加強對其施工技術(shù)的研究，分析具有十分重要的意義。
二.先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)橋梁結(jié)構(gòu)施工要點
1. 先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)橋梁結(jié)構(gòu)的優(yōu)點
（一）建成橋梁變形小、剛度大、伸縮縫少和行車舒適等優(yōu)點。
（二）減少使用施工設(shè)備，又能避免張拉預(yù)應(yīng)力鋼束造成地面上的障礙，簡支梁的預(yù)應(yīng)力鋼束在工廠進(jìn)行張拉，而負(fù)彎矩區(qū)的預(yù)應(yīng)力鋼束布置及張拉均在主梁上進(jìn)行，僅需吊裝設(shè)備起吊主梁。
（三）利于技術(shù)操作，省工省時，經(jīng)濟效益高，預(yù)制梁能采用標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件，進(jìn)行工廠化統(tǒng)一生產(chǎn)和管理。
2.先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)橋梁的一般施工流程
（一）在進(jìn)行先簡后支連續(xù)橋梁施工過程中 ，首先要嚴(yán)格按照工程的實際情況進(jìn)行主梁的預(yù)先定制，待預(yù)制主 梁的混凝土強度達(dá)到設(shè)計強度后，按照1 號束、4 號束、2 號束、3 號束順序分別張拉預(yù)應(yīng)力鋼束。1 號束的兩根鋼束應(yīng)同時張拉，防止主梁橫向彎曲。在此過程中，當(dāng)混凝土的強度達(dá)到設(shè)計施工的需要之后，將正彎矩區(qū)的預(yù)應(yīng)力鋼束進(jìn)行張拉，最后，要在壓漿施工的基礎(chǔ)上，進(jìn)行主梁底板通氣孔的清潔整理。
（二）當(dāng)主梁底板通氣孔的清理完成之后，可以進(jìn)行臨時支座和永久支座的施工，并將主梁進(jìn)行規(guī)范的安裝。并做好橋面上的鋼筋和橫梁鋼筋的鏈接，在此連接施工過程中，要設(shè)置好接頭的鋼束波紋管，并及時進(jìn)行穿束，并選擇在一天中的氣溫最低時候進(jìn)行混凝土的澆筑。當(dāng)混凝土的強度達(dá)到施工設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)時候，要進(jìn)行頂板鋼束的張拉并做好壓漿施工。
（三）在進(jìn)行接頭的工作施工完成之后，要進(jìn)行剩余混凝土的澆筑，一般而言，要由跨中朝著支點部分進(jìn)行橋面整體化的混凝土的澆筑，一些臨時的施工支座一定要等到混凝土的施工已經(jīng)完成之后再嚴(yán)格遵守施工規(guī)范進(jìn)行拆除，在此過程中，完成整個體系的合理轉(zhuǎn)化。最后要進(jìn)行工程的養(yǎng)護(hù)，要噴灑防水層，并將相關(guān)的伸縮裝置和設(shè)備嚴(yán)格遵守施工質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行安裝，在此基礎(chǔ)上，可以轉(zhuǎn)向整個橋面的施工。
三.先簡支后連續(xù)橋梁施工的質(zhì)量控制
筆者結(jié)合以前所施工的預(yù)應(yīng)力混凝土簡支轉(zhuǎn)連續(xù)T梁和預(yù)應(yīng)力混凝土簡支轉(zhuǎn)連續(xù)箱梁的施工過程，提出施工中質(zhì)量控制，以保證施工質(zhì)量。
1．臨時支座的設(shè)置的質(zhì)量控制應(yīng)該保證，臨時支座應(yīng)有足夠的強度和剛度，拆裝方便，落梁均勻。預(yù)應(yīng)力張拉完成后，待壓漿強度大于35MPa時方可拆除臨時支座。拆除臨時支座應(yīng)做到逐孔對稱、均勻、同步、平穩(wěn)。臨時支座拆除后，永久支座與墩頂和梁底嚴(yán)密貼合。
結(jié)合目前的施工技術(shù)，臨時支座有多種設(shè)置方法，以可卸落砂箱支座的施工方法為例。當(dāng)采用砂箱支座時，要充分考慮砂箱承受T梁自重和架橋機重量后的沉降量，梁底與盆式支座間應(yīng)留有空隙。在施工中會出現(xiàn)每個砂箱沉落置不會完全一樣的情況，而導(dǎo)致部分T梁吊空，產(chǎn)生質(zhì)量隱患，解決辦法有兩點：aj通過預(yù)壓試驗取得砂箱在受力以后的平均沉降量，并以此指導(dǎo)現(xiàn)場安裝臨時支座，控制主梁的安裝標(biāo)高與設(shè)計標(biāo)高一致：②適當(dāng)降低支座墊石標(biāo)高，預(yù)留約3cm的混凝土梁靴高度。在澆注濕接頭的時候，在盆式支座上墊一塊鋼板，一次直接澆注到鋼板上，形成混凝土梁靴。
2．張拉預(yù)制底座的設(shè)置要求張拉預(yù)制底座應(yīng)堅固、無沉陷，利于排水，防止由于排水不暢造成地基下沉。底座的反拱度值應(yīng)參照設(shè)計文件所提供的反拱度值、結(jié)合實際施工和生產(chǎn)性試制梁的張拉情況確定。反拱度應(yīng)做成拋物線。另外要保證橋梁安裝精度要嚴(yán)格控制，誤差不超過2mm。
3.后連續(xù)現(xiàn)澆段施工質(zhì)量控制施工發(fā)現(xiàn)，對于新老混凝土的連接結(jié)合是現(xiàn)澆連續(xù)段混凝土存在的主要問題，為此預(yù)制梁板的端頭必須嚴(yán)格進(jìn)行鑿毛處理。為了防止現(xiàn)澆連續(xù)段混凝土在養(yǎng)生硬化過程中發(fā)生收縮性裂縫影響混凝土在二次張拉過程中的承載力和橋
梁的整體受力性能，現(xiàn)澆連續(xù)段接頭混凝土添加微膨脹劑，摻加劑量一般控制在水泥用量的0．5％～1％之間。先簡支后連續(xù)每聯(lián)各現(xiàn)澆連續(xù)接頭的澆筑氣溫應(yīng)基本相同，溫差控制在5℃以內(nèi)，并盡量安排在一天氣溫最低時施工。
4．主梁現(xiàn)澆接頭與濕接縫施工的質(zhì)量控制接頭混凝土澆筑順序應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計文件要求執(zhí)行，從主梁預(yù)制到澆筑完橫向濕接縫的時間不宜超過3個月。濕接縫混凝土澆筑可采用吊模施工，模板應(yīng)采用鋼模板，并應(yīng)有足夠的剛度和強度。模板安裝牢固后，沖洗已經(jīng)鑿毛處理的混凝土表面，在澆筑次層混凝土前對施工縫應(yīng)刷一層水泥凈漿。混凝土澆筑和振搗與預(yù)制主梁頂板澆筑同樣要求，宜采用平板振搗器與插入棒配合的方式，并保證設(shè)計厚度。濕接縫澆筑時宣在氣溫較低條件，并作好養(yǎng)護(hù)，防止裂縫。現(xiàn)澆接頭段混凝土可采用微膨脹水泥。
四，結(jié)束語
伴隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，對鐵路客運專線的服務(wù)質(zhì)量也將會越來越高，橋梁施工是整個鐵路客運專線建設(shè)施工的重要環(huán)節(jié)，其施工質(zhì)量將直接關(guān)系到整個鐵路客運專線的服務(wù)質(zhì)量的提升和整個交通運輸網(wǎng)絡(luò)的安全，因而，加強對先簡后支結(jié)構(gòu)連續(xù)橋梁施工技術(shù)的分析探究，具有十分重要的意義，在此過程中，要結(jié)合具體的工程實際情況，做出規(guī)范的施工設(shè)計，嚴(yán)格施工流程，嚴(yán)格遵守施工標(biāo)準(zhǔn)，并做好質(zhì)量控制措施，加強對整個施工過程中的監(jiān)督管理。如此，既可以降低整個施工的難度，也可以滿足結(jié)構(gòu)連續(xù)施工的施工工藝要求，也有助于提高整個橋梁的承載能力，降低整個橋梁施工過程中的安全隱患，控制橋梁的施工質(zhì)量，促進(jìn)我國整個鐵路交通運輸事業(yè)的發(fā)展，為我國經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的提高奠定堅實的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：GPS技術(shù)，橋梁，變形監(jiān)測，應(yīng)用
1.引言
由于GPS技術(shù)具有定位精度高、作業(yè)速度快、費用節(jié)省、相鄰點間毋需通視、不受天氣條件影響等常規(guī)測量技術(shù)不可比擬的優(yōu)點。因而它在測量領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。同樣地，在工程測量領(lǐng)域的大橋變形觀測中，用這種高新技術(shù)來建立其監(jiān)測系統(tǒng)，已成為一種重要的手段和方法。
2.橋梁變形監(jiān)測系統(tǒng)的建立
2.1橋梁變形監(jiān)測的概念及其意義
大型橋梁的建設(shè)和維護(hù)是一個國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要部分，橋梁變形監(jiān)測就是運用現(xiàn)代傳感與通信技術(shù)，實時監(jiān)測橋梁運營階段在各種環(huán)境條件下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)與行為，獲取反映結(jié)構(gòu)狀況和環(huán)境因素的各種信息，由此分析結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)、評估結(jié)構(gòu)的可靠性，為橋梁的管理與維護(hù)決策提供科學(xué)依據(jù)。
其意義在于可以實時掌握橋梁現(xiàn)場的交通狀況，有利于橋梁管理部門進(jìn)行合理的交通管制，及早發(fā)現(xiàn)橋梁病害，確定橋梁損傷部位并進(jìn)行定性和定量分析，在突發(fā)事件之后還可以評估橋梁的剩余壽命，為維修養(yǎng)護(hù)和管理決策提供依據(jù)和指導(dǎo)，在橋梁運營狀況嚴(yán)重異常時觸發(fā)預(yù)警信號，有效預(yù)防安全事故，保障人民
生命財產(chǎn)的安全。
2.2 GPS變形網(wǎng)的優(yōu)點
與傳統(tǒng)的形變網(wǎng)相比,GPS形變網(wǎng)有如下優(yōu)點:
(1)GPS形變網(wǎng)的觀測精度與網(wǎng)的圖形結(jié)構(gòu)關(guān)系不明顯;
(2)當(dāng)整周模糊度確定之后,觀測量的權(quán)與觀測時間的增加不成正比;
(3)網(wǎng)中的每一條基線都含有長度和方位信息;
(4)當(dāng)觀測儀器和作業(yè)模式確定之后,基線解的精度與觀測時刻緊密相連。即與觀測時刻的RDO P(相對位置精度因子)有直接關(guān)系。
2.3GPS變形監(jiān)測網(wǎng)的建立與實施
對大型橋梁來說,GPS變形監(jiān)測網(wǎng)一般由一個或若干個獨立觀測環(huán)構(gòu)成,以三角形和大地四邊形組成的混合網(wǎng)的形式布設(shè).一般來說,實地選點時要注意以下幾點:(1)點位的基礎(chǔ)應(yīng)做到堅實穩(wěn)固,并易于長期保存,不能選在夏季洪水易淹沒的地方;(2)點位視場內(nèi)障礙物的高度角不能超過15°,以減少衛(wèi)星信號被遮擋;(3)點位應(yīng)遠(yuǎn)離大功率無線電發(fā)射源,其距離不得小于200 m,并遠(yuǎn)離高壓輸電線和微波無線電信號傳輸通道,其距離不得小于50 m,以避免電磁場對衛(wèi)星信號的干擾;(4)點位離江(河)應(yīng)有一定的距離,附近不能有大面積水域,以減弱多路徑效應(yīng)的影響;(5)點位離大橋的距離至少在200 m以上,減少大橋行車時對點位本身和GPS觀測時的影響;(6)點位的數(shù)量視橋型大小而定,一般來說,在江(河)兩岸橋梁的兩側(cè)至少各有一個點,大型橋梁應(yīng)適當(dāng)增加,還應(yīng)聯(lián)測國家已知點或施工控制網(wǎng)的點.
2.4監(jiān)測數(shù)據(jù)處理
橋梁結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測系統(tǒng)中，要進(jìn)行的數(shù)據(jù)處理與分析主要包括:WGS一84坐標(biāo)到橋梁局部坐標(biāo)系變換、風(fēng)對大橋位移的影響、溫度對大橋豎向位移的影響、輛對豎位的影響、頻析、監(jiān)測據(jù)壓縮儲。
2.4.1監(jiān)測數(shù)據(jù)預(yù)處理
對于任何一個監(jiān)測系統(tǒng)，其監(jiān)測數(shù)據(jù)中或多或少會存在一些奇異值，尤其是GPS接收信號存在噪聲，在用作演示前要進(jìn)行監(jiān)測數(shù)據(jù)的平滑處理，在變形分析的開始，有必要將該奇異值進(jìn)行剔除。該系統(tǒng)是無人值守24小時連續(xù)實時監(jiān)測系統(tǒng)，在傳輸過程中也難免會出現(xiàn)一些數(shù)據(jù)丟失的現(xiàn)象，這時應(yīng)根據(jù)丟失點的前后數(shù)據(jù)通過插補得到該數(shù)據(jù)，以保證監(jiān)測數(shù)據(jù)序列的連續(xù)性。
2.4.2坐標(biāo)變換
由于GPS位移實時監(jiān)測系統(tǒng)獲得的監(jiān)測點的坐標(biāo)是WGS一84坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，為了便于分析橋梁的變形，通常應(yīng)將所得到的WGS一84坐標(biāo)按高斯投影變成平面坐標(biāo)，然后變換成橋梁局部坐標(biāo)系下的坐標(biāo)。在監(jiān)測站，接收來自衛(wèi)星的信號和來自基準(zhǔn)站的信息，采用GPS軟件進(jìn)行實時差分處理，可得到監(jiān)測站的三維坐標(biāo)，并以一定的采樣率發(fā)送到監(jiān)控中心;監(jiān)控中心接收各監(jiān)測點的監(jiān)測結(jié)果，并通過數(shù)據(jù)處理軟件作進(jìn)一步的處理與分析，可以得到結(jié)構(gòu)在特定方向上的位移、旋轉(zhuǎn)角等參數(shù)。
2.4.3.風(fēng)載溫度車輛荷載對橋梁位移的影響
實時記錄橋梁所在位置的風(fēng)速、風(fēng)向，根據(jù)GPS所得測點的對橋身、塔頂、主纜的三軸向位移資料，可對大橋進(jìn)行風(fēng)力將就監(jiān)測及結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)振驗算復(fù)核。GPS監(jiān)測系統(tǒng)長時間監(jiān)測大橋整體結(jié)構(gòu)的位移變化，可引證因環(huán)境溫度而引發(fā)的日夜和季節(jié)性的位移變化周期。對一般大跨度橋梁而言，交通擠塞是交通(車輛)荷載的主要設(shè)計考慮因素。測量和論證交通荷載設(shè)計假設(shè)和參數(shù)的有效性是大跨橋交通荷載監(jiān)測的主要項目。論文參考。從GPS監(jiān)測系統(tǒng)得出的橋身、塔頂、主纜的三軸向位移資料，可與交通荷載分布狀況的監(jiān)測資料互相驗證，協(xié)助進(jìn)一步制定橋梁結(jié)構(gòu)的各級應(yīng)力階段，并用作大橋主要構(gòu)件的疲勞估算。論文參考。繪出位移時程曲線圖，對照相應(yīng)時間內(nèi)的風(fēng)速、環(huán)境溫度、車輛荷載等，便可很直觀地顯示出橋梁位移隨風(fēng)速、溫度和車輛荷載變化而變化的趨勢，定量地分析出在某一溫度、某一風(fēng)速、某種荷載時橋梁前產(chǎn)生的最大位移，最后由這些成果來分析風(fēng)速、溫度和車輛荷載對橋梁位移的影響程度。
2.4.4.頻譜分析
通過分析監(jiān)測點位移時程曲線，可以得到橋梁的震動頻率和振幅。利用快速傅立葉變換的方法，通過頻譜分析可以得到監(jiān)測點功率譜曲線，與設(shè)計的理論值或不同時段的功率譜曲線進(jìn)行比較，以診斷橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。論文參考。
2.4.5.監(jiān)測數(shù)據(jù)壓縮存儲
橋梁動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)是一個長期的動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，因而從監(jiān)測系統(tǒng)中采集的監(jiān)測數(shù)據(jù)是海量的，以至很難采用傳統(tǒng)的文件形式管理監(jiān)測數(shù)據(jù)，必須采用一定的措施。此外，對來自監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理與分析子系統(tǒng)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)、處理和分析結(jié)果也應(yīng)該進(jìn)行有效的管理。數(shù)據(jù)庫技術(shù)是管理海量數(shù)據(jù)的有利工具，而且采取一定的數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，會對數(shù)據(jù)的存儲更為有利。最為有效的辦法是對監(jiān)測數(shù)據(jù)建立動態(tài)數(shù)據(jù)庫，并能進(jìn)行監(jiān)測數(shù)據(jù)的定期更新、備份和恢復(fù)。
3.結(jié)束語
GPS技術(shù)可以克服傳統(tǒng)的橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測方法的缺點,測定位移值的精度可以達(dá)到厘米級(R T K)甚至毫米級(相對靜態(tài))的精度.GPS可以實時地得到監(jiān)測點的三維坐標(biāo),特別是可實現(xiàn)多點同步觀測,受外界影響小,數(shù)據(jù)采集方便,可實現(xiàn)實時性、自動化管理. 因此可較好的應(yīng)用于大橋運營的安全性管理上, 國內(nèi)外的多項實例也表明,GPS技術(shù)在大型橋梁變形監(jiān)測中具有廣闊的應(yīng)用前景.
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[2] 王峰波.GPS在橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)中位移及的監(jiān)測[D] 工程碩士學(xué)位論文,長安大學(xué)2006年4月
[3] 楊培軍.基于GPS的大跨度橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)研究[D]碩士研究生學(xué)位論文,西南交通大學(xué)2006年5月
[4] 王小敏,熊軍,馬木欣.基于GPS的大跨度橋梁變形監(jiān)測與數(shù)據(jù)處理[J] 武漢理工大學(xué)學(xué)報, 第33卷 第2期2009年4月
[5] 蘇新洲,蘇欣,楊曉明.GP S在大型橋梁形變監(jiān)測中的應(yīng)用[J] 鐵道工程學(xué)報, 2004年3月第1期(總81)
[6]林宗云,劉宗泉,余文斌.用GPS技術(shù)建立橋梁變形監(jiān)測平面基準(zhǔn)[J] 地理空間信息, 2005年2月 第3卷第1期
關(guān)鍵詞：橋梁結(jié)構(gòu)，風(fēng)振，控制
1引言
隨著大跨度橋梁的普遍興建和高效能建橋材料的廣泛應(yīng)用，現(xiàn)代橋梁的結(jié)構(gòu)形態(tài)逐漸向大跨、輕、柔方向發(fā)展。雖然這對于美觀及經(jīng)濟性方面是有益的，但是卻給結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工甚至運營提出了更高更嚴(yán)格的要求。大跨度橋梁作為生命線工程的重要組成部分，在政治、經(jīng)濟領(lǐng)域占據(jù)著重要的地位，對于它們的安全性應(yīng)給予格外的重視。現(xiàn)代橋梁結(jié)構(gòu)趨于輕、柔的特點給結(jié)構(gòu)本身抗風(fēng)抗震性能提出了考驗。隨著大跨度柔性橋梁的出現(xiàn)，風(fēng)荷載往往成為結(jié)構(gòu)上的支配性荷載。風(fēng)是空氣從氣壓大的地方向氣壓小的地方流動而形成的。風(fēng)在行進(jìn)中遇到結(jié)構(gòu)，就形成風(fēng)壓力，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動和變形。橋梁受風(fēng)力的作用后，結(jié)構(gòu)物振動與風(fēng)場間產(chǎn)生的互制現(xiàn)象―空氣彈力效應(yīng)所引起的氣動力不穩(wěn)定現(xiàn)象機率大為增加，強風(fēng)、弱風(fēng)都有可能使之整體或局部產(chǎn)生損壞。例如，1940年11月7日，美國華盛頓州建成才4個月的老塔科馬(Tacoma)懸索橋(主跨853m)僅在8級大風(fēng)作用下就發(fā)生強烈的風(fēng)致振動而破壞的嚴(yán)重事故。該事件促使了橋梁工程界對結(jié)構(gòu)風(fēng)致振動的研究，并由此發(fā)展了一門新的學(xué)科―橋梁風(fēng)工程學(xué)。近幾年來，隨著我國大跨度橋梁的建設(shè)，橋梁風(fēng)害也時有發(fā)生，江西九江長江公鐵兩用鋼拱橋吊桿的渦激共振；上海楊浦大橋斜拉索的渦振和雨振損壞套索等。由此可見，通過對大跨度橋梁的抗風(fēng)問題進(jìn)行理論研究，采取有效的措施把風(fēng)對橋梁的危害控制在容許范圍內(nèi)，具有十分重要的理論價值和實際意義。
2橋梁結(jié)構(gòu)的風(fēng)致振動
橋梁結(jié)構(gòu)風(fēng)致振動可分為兩大類：一類為限幅振動，主要包括抖振和渦激振；另一類為發(fā)散性振動，主要包括馳振和顫振。
橋梁的抖振是指橋梁結(jié)構(gòu)在紊流場作用下的隨機性強迫振動。根據(jù)現(xiàn)有研究成果，抖振雖然并不像顫振那樣引起災(zāi)難性的失穩(wěn)破壞，但是過大的抖振響應(yīng)在橋梁施工期間可能危及施工人員和機械的安全，在成橋運營階段則會帶來結(jié)構(gòu)剛度問題而影響行人和車輛的舒適性以及引起交變應(yīng)力縮短構(gòu)件的疲勞壽命。
氣流繞過物體時，在物體兩側(cè)會形成不對稱脫落的漩渦，從而形成交替作用在物體上的橫風(fēng)向的渦激力或力矩，結(jié)構(gòu)在這種類似簡諧力的作用下，就會發(fā)生橫風(fēng)向或扭轉(zhuǎn)的渦激振動，并且在漩渦脫落頻率與結(jié)構(gòu)的自振頻率一致時將發(fā)生渦激共振。對橋梁結(jié)構(gòu)而言，除透風(fēng)率大于50%的桁架主梁可以不考慮渦激振動外，一般均需對主梁整體的渦激振動。此外，大跨度系桿拱橋的吊桿、斜拉橋的斜拉索、懸索橋和斜拉橋在施工階段的獨塔等也易于發(fā)生渦激振動。論文參考網(wǎng)。
浸沒在氣流中的彈性體本身會發(fā)生變形或振動，這種變形或振動相當(dāng)于氣體邊界條件的改變，從而引起氣流力的變化，氣流力的變化又會使彈性體產(chǎn)生新的變形或振動，這種氣流力與結(jié)構(gòu)相互作用的現(xiàn)象稱為氣動彈性現(xiàn)象。氣動力不穩(wěn)定是一種典型的氣動彈性現(xiàn)象。氣流中的結(jié)構(gòu)在某種力的作用下?lián)锨駝樱@種初始撓曲又相繼引起一系列具有振蕩或發(fā)散特點的撓曲，這就是氣動彈性不穩(wěn)定。一切氣動彈性不穩(wěn)定現(xiàn)象都必含有因物體運動而作用在物體上的氣動力，這種氣動力就是自激力。橋梁結(jié)構(gòu)的馳振與顫振是兩種最主要的氣動彈性不穩(wěn)定現(xiàn)象，并可能造成嚴(yán)重的災(zāi)難性后果。
3橋梁風(fēng)振的控制方法
對于大跨徑橋梁，風(fēng)致振動的形式多種多樣，各種風(fēng)致振動的機理也不同。單純采用空氣動力學(xué)措施并不能兼顧各個方面。理想的做法是選擇適當(dāng)?shù)目諝鈩恿W(xué)措施，同時采用適當(dāng)?shù)恼駝涌刂拼胧?如增加阻尼器)來進(jìn)一步抑制和減小橋梁結(jié)構(gòu)風(fēng)致振動。1972年Yao提出了結(jié)構(gòu)控制的概念，將控制論引入了土木工程結(jié)構(gòu)之中，從而開辟了嶄新的研究領(lǐng)域。論文參考網(wǎng)。上世紀(jì)80年代以來，橋梁風(fēng)振控制理論研究發(fā)展迅速，并且得到了實際應(yīng)用。就目前技術(shù)水平而言，結(jié)構(gòu)振動控制技術(shù)主要包括基礎(chǔ)隔震、被動耗能減振、主動控制、半主動控制、混合控制及智能控制等。
基礎(chǔ)隔震是在上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)之間設(shè)置水平柔性層，延長結(jié)構(gòu)側(cè)向振動的基本周期，使基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)的基本周期遠(yuǎn)離地震動的卓越周期，使上部結(jié)構(gòu)的地震作用、橫向剪力大幅度減小。同時，結(jié)構(gòu)在地震反應(yīng)過程中大變形主要集中在基礎(chǔ)隔震層處，而結(jié)構(gòu)本身的相對變形很少，此時可近似認(rèn)為上部結(jié)構(gòu)是一個剛體，從而為建筑物的提供良好的安全保障。
結(jié)構(gòu)耗能減振就是把結(jié)構(gòu)的某些非承重構(gòu)件(如支撐、剪力墻、連接件等)設(shè)計成耗能元件，或在結(jié)構(gòu)的某些部位(層間空間、節(jié)點、連接縫等)裝設(shè)耗能裝置。在小幅振動時，這些耗能元件或耗能裝置具有足夠的初始剛度，處于彈性狀態(tài)，結(jié)構(gòu)仍具有足夠的側(cè)向剛度以滿足使用要求。當(dāng)出現(xiàn)大幅振動時，隨著結(jié)構(gòu)側(cè)向變形的增大，耗能元件或耗能裝置率先進(jìn)入非彈性狀態(tài)，產(chǎn)生較大阻尼，大量消耗輸入結(jié)構(gòu)的地震或風(fēng)振能量。
結(jié)構(gòu)主動控制是在結(jié)構(gòu)受到外部激勵而發(fā)生振動的過程中，利用外部能源瞬時施加控制力或瞬時改變結(jié)構(gòu)的動力特性，以迅速衰減和控制結(jié)構(gòu)振動反應(yīng)的一種減振控制技術(shù)。結(jié)構(gòu)主動控制需要實時測量結(jié)構(gòu)反應(yīng)或環(huán)境干擾，采用現(xiàn)代控制理論的主動控制算法在精確的結(jié)構(gòu)模型上運算和決策最優(yōu)控制力，最后作動器在很大的外部能量輸入下實現(xiàn)最優(yōu)控制力。在結(jié)構(gòu)反應(yīng)觀測基礎(chǔ)上實現(xiàn)的主動控制成為反饋控制，而結(jié)構(gòu)環(huán)境干擾觀測基礎(chǔ)上實現(xiàn)的主動控制則稱為前饋控制。
結(jié)構(gòu)半主動控制是在主動控制的基礎(chǔ)上提出的，是一種以參數(shù)控制為主的結(jié)構(gòu)控制技術(shù)。它是根據(jù)控制系統(tǒng)的輸入輸出要求，利用控制機構(gòu)來實時調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的參數(shù)，使結(jié)構(gòu)參數(shù)處于最優(yōu)狀態(tài)。結(jié)構(gòu)半主動控制的原理與結(jié)構(gòu)主動控制的基本相同，只是實施控制力的作動器需要少量的能量調(diào)節(jié)以便使其主動地甚至可以說是巧妙地利用結(jié)構(gòu)振動的往復(fù)相對變形或相對速度，盡可能地實現(xiàn)主動最優(yōu)控制力。因此，半主動控制作動器通常是被動的剛度或阻尼裝置與機械式主動調(diào)節(jié)器復(fù)合的控制系統(tǒng)。
混合控制是主動控制和被動控制的聯(lián)合應(yīng)用，使其協(xié)調(diào)起來共同工作。這種控制系統(tǒng)充分利用了被動控制與主動控制各自的優(yōu)點，它既可以通過被動控制系統(tǒng)大量耗散振動能量，又可以利用主動控制系統(tǒng)來保證控制效果，比單純的主動控制能節(jié)省大量的能量，因此有著良好的工程應(yīng)用價值。
把經(jīng)驗和直覺推理、綜合判斷等人類生物技能應(yīng)用于一般控制之中，使結(jié)構(gòu)具有感知、辨識、優(yōu)化和自我控制等功能的控制稱為智能控制。論文參考網(wǎng)。結(jié)構(gòu)振動的智能控制是國際振動控制研究的前沿領(lǐng)域，主要涉及智能材料、人工智能、自動控制、力學(xué)、電學(xué)、機械和計算機等多門學(xué)科。結(jié)構(gòu)智能控制主要包括兩類：一類是利用智能材料研制的智能減振控制裝置對結(jié)構(gòu)實施的局部振動控制；另一類是將模糊邏輯控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制和遺傳算法等智能控制算法應(yīng)用于結(jié)構(gòu)的振動控制。由智能材料制成的智能可調(diào)阻尼器和智能材料驅(qū)動器等智能減振控制裝置構(gòu)造簡單、調(diào)節(jié)驅(qū)動容易、能耗小、反應(yīng)迅速、時滯小，在結(jié)構(gòu)主動控制、半主動控制、被動控制中有廣闊的應(yīng)用前景。
對于橋梁結(jié)構(gòu)的風(fēng)振控制，應(yīng)依據(jù)不同的部位，采取響應(yīng)的振動控制措施。例如，對于橋梁主體的風(fēng)振控制目前主要采用減振技術(shù)。比較成熟的控制裝置有調(diào)諧質(zhì)量阻尼器（TMD）、調(diào)諧液體阻尼器（TLD）等，其中以TMD應(yīng)用最為廣泛。對于斜拉橋、懸索橋的索塔風(fēng)振控制裝置多采用主動質(zhì)量驅(qū)動器（AMD）及懸掛式TMD。對于拉索振動控制，由于其振動機理比較復(fù)雜，因而拉索控制方式的探索也較活躍。大致有三種：其一，耗能減振方式，即采用高阻尼橡膠做成膠圈，安裝在拉索的鋼導(dǎo)管中。其二，采用專門的阻尼減振器，即在拉索與橋面相交處設(shè)置一對阻尼器，用以減小拉索自由長度，反饋拉索振動時的相對位移和相對速度。其三，采用減振副索，即用不銹鋼絲繩將斜拉索連起來，借以增強拉索間的互相約束，增大附加阻尼。
4重點研究方向
鑒于橋梁風(fēng)致振動控制當(dāng)前存在的不足，應(yīng)對其成橋后和施工狀態(tài)下的風(fēng)振理論及控制進(jìn)行進(jìn)一步的研究，主要有：空氣振動的控制理論、控制措施、裝置及相應(yīng)的試驗研究；數(shù)值模擬風(fēng)洞及空氣的動力穩(wěn)定性計算的計算機仿真技術(shù)研究；大跨度橋梁結(jié)構(gòu)體系的空氣動力穩(wěn)定性研究及相應(yīng)的全橋模型實驗；施工階段空氣動力穩(wěn)定性研究及相應(yīng)試驗；空氣動力參數(shù)的識別方法、評價及相應(yīng)的風(fēng)洞試驗。以上問題的研究和解決勢必為橋梁的建造產(chǎn)生直接的指導(dǎo)作用，使橋梁的振動控制研究更加科學(xué)、經(jīng)濟、可靠。
5結(jié)語
經(jīng)過國內(nèi)外學(xué)者、工程界人士的不斷探索和實踐，橋梁結(jié)構(gòu)風(fēng)振控制取得了豐富的研究成果和巨大的進(jìn)展。雖然目前橋梁風(fēng)振控制技術(shù)在工程中的應(yīng)用還剛剛起步，還有許多問題尚未解決。但是相信隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，有關(guān)各種技術(shù)難題會逐步得到完善，橋梁結(jié)構(gòu)風(fēng)振控制技術(shù)必將會被更廣泛的應(yīng)用到實際工程當(dāng)中。
關(guān)鍵詞：橋梁 結(jié)構(gòu)可靠度 研究現(xiàn)狀 研究意義 概述
1.引言
結(jié)構(gòu)可靠性的定義是:“在預(yù)定的條件下，結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計規(guī)定功能的能力”。結(jié)構(gòu)可靠度的定義是:“結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的概率”。如果失效概率用Pi表示，則可靠概率就等于( 1- Pi)，這就是可靠度。
2.研究現(xiàn)狀
加固前的可靠度和加固后的可靠度是橋梁結(jié)構(gòu)加固可靠度的研究主要涉及兩方面的信息。可靠度的判斷作為決策的主要相關(guān)依據(jù)是需要摸清橋梁結(jié)構(gòu)的實際情況為前提的，這將決定我們采用何種相應(yīng)的加固方法。加固后仍然需要對結(jié)構(gòu)進(jìn)行評價，從而評估加固維修是否有效或者是否達(dá)到最大功效。
加固技術(shù)時間并不長，在各種不同的加固方法中，我們對維修與加固混凝土結(jié)構(gòu)的相關(guān)經(jīng)驗很有限，缺少必要的試驗數(shù)據(jù)、設(shè)計施工標(biāo)準(zhǔn)及試驗標(biāo)準(zhǔn)是很多加固方法，特別是較新型的加固技術(shù)存在的主要問題。因此，有必要收集橋梁結(jié)構(gòu)加固后可靠度的研究資料，尤其對收集加固后的混凝土結(jié)構(gòu)可靠性的系統(tǒng)研究資料。盡管，國外的相關(guān)檢測設(shè)備非常先進(jìn)，然而，相應(yīng)的資料偏少也是一個困擾他們的問題。
對于現(xiàn)在的加固設(shè)計方法，其前提基本上都是在各自的試驗研究基礎(chǔ)上的半經(jīng)驗半理論方法，由于目前加固結(jié)構(gòu)分析的復(fù)雜性，不能與現(xiàn)行的可靠度設(shè)計要求相協(xié)調(diào)，也無法與整個結(jié)構(gòu)體系的可靠度相一致。尤其是，沒有深入的研究局部加固后對構(gòu)件整體及結(jié)構(gòu)整個體系的可靠度相關(guān)影響。對加固后的結(jié)構(gòu)可靠度研究還局限在對加固后構(gòu)件的研究。大連理工大學(xué)趙國藩教授提出了加固后結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠度分析[1]，分析了現(xiàn)行加固規(guī)范所具有的可靠度水平，提出了結(jié)構(gòu)加
固后可靠度分析方法，對現(xiàn)行加固規(guī)范所具有的可靠度水平進(jìn)行了分析研究;張宇[2]等分析了粘鋼加固混凝土梁可靠性，趙軍[3]長安大學(xué)碩士學(xué)位論文研究了預(yù)應(yīng)力CFRP即布加固混凝土梁，而朱建俊[4]分析了CFRP卿加固受彎構(gòu)件可靠度。有關(guān)國家重點項目引用了有限元理論研究混凝土一加固材料應(yīng)力應(yīng)變，分析了其受力模型，探討了相應(yīng)的計算公式，采用分項系數(shù)形式和采用可靠度校準(zhǔn)分析對各種加固形式進(jìn)行可靠度分析，力圖與現(xiàn)行規(guī)范相匹配。
3.研究意義
橋梁從施工建造到投入使用，再到運營階段，性能逐漸退化，最后達(dá)到設(shè)計使用壽命，與一個人的生命過程十分相像。施工建造期相當(dāng)于幼年期，在此期間失效的風(fēng)險率大;使用期相當(dāng)于人類的中年期，此時失效風(fēng)險率降低;老化期相當(dāng)于老年期，失效風(fēng)險率又逐漸提高。但在任何一個階段中如果經(jīng)過維修加固等措施，結(jié)構(gòu)承載力將得到顯著提高，其失效風(fēng)險率又會降低。
對加固后的橋梁進(jìn)行使用壽命預(yù)測，不僅可以揭示潛在危機，及時作出繼續(xù)維修、加固或拆除的決策，避免事故發(fā)生，而且研究成果可以直接用于指導(dǎo)加固橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性評定，提高加固橋梁的耐久性。通過對加固后橋梁使用壽命的預(yù)測，一方面，根據(jù)預(yù)測結(jié)果來明確加固后新結(jié)構(gòu)的實際壽命，從而做到防患于未然;另一方面，可以揭示加固后影響新結(jié)構(gòu)使用壽命的內(nèi)部和外部因素，然后根據(jù)工作環(huán)境、用途、經(jīng)濟條件等進(jìn)行有針對性的維修加固。這對提高加固工程的設(shè)計水平和施工質(zhì)量必有一定的促進(jìn)作用。特別是面對下一代規(guī)范將采用基于性能的設(shè)計與生命周期宏觀造價優(yōu)化的設(shè)計思想，必將要求對建筑結(jié)構(gòu)的壽命進(jìn)行科學(xué)的預(yù)測。
4.結(jié)束語
目前，國內(nèi)外對于既有橋梁可靠度研究較多，可靠度分析理論也較完善，但關(guān)于橋梁加固后可靠度的研究和資料較少，尤其是對于加固后混凝土橋梁動態(tài)可靠度的研究。因此，對于加固后橋梁結(jié)構(gòu)可靠度的研究還需進(jìn)一步深入。
參考文獻(xiàn)：
[1] GBJll4-90,中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).工業(yè)廠房可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社，1992
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關(guān)鍵詞：智能、橋梁結(jié)構(gòu)、健康檢測
Abstract: with the development of the bridge construction in our country, the bridge structure to keep the intelligent direction, the intelligent bridge structure makes it health testing trend facing more and more high level of request, intelligent bridge structure health inspection seems especially important. The author in earnest study Chinese intelligent bridge structure health test, based on study of their professional knowledge, to our country intelligent bridge structure health detection discussed carefully.
Keywords: the intelligence, the bridge structure, health detection
中圖分類號：U443 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：
隨著檢測技術(shù)、計算機技術(shù)、電子技術(shù)和通訊技術(shù)等相關(guān)學(xué)科的進(jìn)‘一步深入，橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)正朝著智能化發(fā)展。智能橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的研究，符合人們希望通過迅速發(fā)展中的工程檢測、通訊、控制與計算機技術(shù)，對采用新技術(shù)、新材料、新工藝的新型橋梁結(jié)構(gòu)實施檢測和指導(dǎo)養(yǎng)護(hù)管理的目的。橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，它包括橋梁結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位的測試數(shù)據(jù)的現(xiàn)場采集、數(shù)據(jù)與指令的遠(yuǎn)程傳輸、數(shù)據(jù)儲存與處理、結(jié)構(gòu)安全狀態(tài)的評估與預(yù)警等。這些齊全的功能特性，使得橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測不僅僅能夠?qū)蛄航Y(jié)構(gòu)的安全狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控與評估，它還可能成為橋梁結(jié)構(gòu)研究的“真實試驗室”，即通過其在橋梁運營中所獲得的結(jié)構(gòu)及環(huán)境信息，不僅為橋梁維護(hù)、維修與管理決策提供依據(jù)和指導(dǎo)，還為橋梁的理論研究與試驗、提供最真實的第一手信息，獲得實際橋梁結(jié)構(gòu)全面的動、靜力性能，加深人們對橋梁在各種交通條件和自然環(huán)境下的真實行為的理解，從而驗證大橋的理論模型、結(jié)構(gòu)設(shè)計、計算假定，指導(dǎo)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計方法、施工工藝與相應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)等的改進(jìn)。因此橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的研究和發(fā)展，不僅對橋梁建設(shè)、管理具有現(xiàn)實意義，而且更將可能對橋梁設(shè)計與研究、特別是將來實現(xiàn)“智能公路、鐵路系統(tǒng)”等產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。
智能橋梁結(jié)構(gòu)概述
智能橋梁結(jié)構(gòu)的含義
智能橋梁結(jié)構(gòu)是指將智能材料嵌入橋梁結(jié)構(gòu)中，能使橋梁結(jié)構(gòu)感知和處理信息，并執(zhí)行處理結(jié)果，使橋梁結(jié)構(gòu)具有自監(jiān)測、自診斷、自適應(yīng)和自修復(fù)等仿生功能，確保橋梁結(jié)構(gòu)在外部環(huán)境和車輛荷載的作用下安全可靠。
2.、智能橋梁結(jié)構(gòu)的特點
(1)具有感知與驅(qū)動性能的材料經(jīng)過復(fù)合和仿生設(shè)計形成傳感器與驅(qū)動器，并布
設(shè)于橋梁結(jié)構(gòu)中;
(2)對智能感知材料、驅(qū)動材料和智能器件進(jìn)行集成，形成類似于生物體的智能
結(jié)構(gòu);
(3)以處理和控制為中心，對感知的信息進(jìn)行處理，產(chǎn)生決策，控制驅(qū)動材料去
執(zhí)行。
綜上所述，智能橋梁結(jié)構(gòu)就是把目前廣泛使用的離線、被動、靜態(tài)的檢測變?yōu)樵诰€、動態(tài)和實時的監(jiān)測，并根據(jù)感知信息去分析、判斷，控制驅(qū)動器，使橋梁結(jié)構(gòu)的各方面性能得到改善，這是減災(zāi)防災(zāi)的思路產(chǎn)生質(zhì)的飛躍，是實現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計思想的一場革命。
二、我國智能橋梁結(jié)構(gòu)健康檢測方法
橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測就是要發(fā)展一種最小人工干預(yù)的在線、實時、連續(xù)的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測、檢查與安全評估系統(tǒng)，是根據(jù)結(jié)構(gòu)在同一位置上不同的測量結(jié)果的變化來識別結(jié)構(gòu)的狀態(tài)，它與傳統(tǒng)的無損檢測技術(shù)不同，通常傳統(tǒng)的無損檢測技術(shù)是直接測量結(jié)構(gòu)的物理狀態(tài)，無需結(jié)構(gòu)的歷史狀態(tài)，診斷結(jié)果很大程度上依靠測量設(shè)備的分辨率和精度，而橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測是在同一位置上不同時間的測量結(jié)構(gòu)的變化來識別結(jié)構(gòu)的狀態(tài)，因此歷史數(shù)據(jù)至關(guān)重要，識別的精度強烈依賴于傳感器和解釋算法。正是由于橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的上述特點，因此，要求橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測評估目標(biāo)是根據(jù)獲得的大量信息，科學(xué)地、客觀地評價結(jié)構(gòu)的安全性、耐久性和正常使用性，以給橋梁的管理和維護(hù)提供依據(jù)，為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，必須用監(jiān)測到的環(huán)境信息與結(jié)構(gòu)反應(yīng)對大橋的結(jié)構(gòu)狀態(tài)進(jìn)行識別和評價，即利用測得的大橋結(jié)構(gòu)特性，如應(yīng)變、位移、加速度等，對橋梁結(jié)構(gòu)健康狀況進(jìn)行評估。橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)作為一門多學(xué)科交叉的綜合體系，其理論覆蓋到多門學(xué)科的綜合體系，從國內(nèi)外的研究來看，目前普遍采用的集系統(tǒng)識別、振動理論、振動測試技術(shù)、信號采集分析的試驗?zāi)B(tài)分析方法—整體法，山于橋梁結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大、材料的不均勻、冗余度大等特點，難以確定損傷是否發(fā)生、損傷的位置和損傷程度等問題。隨著現(xiàn)代傳感和通信技術(shù)的發(fā)展，傳感器越來越便宜和實用，把傳感器布設(shè)在橋梁結(jié)構(gòu)的各個最不利位置成為可能，從而為橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測的局部法增加了新的活力。橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測的局部法，就是把測試傳感器布置在結(jié)構(gòu)最不利構(gòu)件上，根據(jù)測試值和結(jié)構(gòu)安全評價指標(biāo)進(jìn)行比較完成橋梁結(jié)構(gòu)的安全性判斷。因此這個安全評價指標(biāo)的設(shè)定就顯得非常重要，如果把安全評價指標(biāo)取為規(guī)范值，測試值往往遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于安全評價指標(biāo)，對實際橋梁結(jié)構(gòu)安全預(yù)警沒有意義;如果采用大型橋梁結(jié)構(gòu)有限元程序進(jìn)行計算，就必須知道作用在結(jié)構(gòu)上的荷載和環(huán)境參數(shù)(如溫度、濕度等)，雖然我們能用有限元程序計算出荷載產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)反應(yīng)，但是，橋梁結(jié)構(gòu)的影響涉及到溫度在整個橋梁結(jié)構(gòu)上的分布情況，如果要通過理論計算得到結(jié)構(gòu)的變形，那么首先必須搞清溫度在全結(jié)構(gòu)上的分布和在具體每一個截面上的分布狀況，事實上，橋梁結(jié)構(gòu)在24小時之內(nèi)溫度的分布是動態(tài)的、持續(xù)變化的，且結(jié)構(gòu)變形經(jīng)常不是對稱的，山此要搞清溫度在全結(jié)構(gòu)上的分布和在每一個截面上的具體分布近乎不可能，這種溫度與變形和應(yīng)變的復(fù)雜關(guān)系往往無法用理論計算來精確給出。如何建立溫度值和橋梁結(jié)構(gòu)反應(yīng)的關(guān)系模型，建立橋梁安全評價指標(biāo)就顯得非常重要了，我們知道人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一門嶄新的信息處理學(xué)科，是一個高度復(fù)雜的非線性動力學(xué)系統(tǒng)，它具有大規(guī)模并行、分布式存儲和處理、自組織、自適應(yīng)和自學(xué)習(xí)能力，特別適用于需要同時考慮許多因素和條件的、不精確和模糊的信息處理問題。由于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)強大的非線性映射能力、容錯能力和魯棒性優(yōu)勢，使得人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在多種交叉學(xué)科中得到廣泛應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
[1]歐進(jìn)萍.重大工程結(jié)構(gòu)的智能監(jiān)測與健康診斷.第十一屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會議論文集，2002
關(guān)鍵詞：道路橋梁檢測技術(shù)
概述
隨著我國公路、市政橋梁檢測事業(yè)的蓬勃發(fā)展,公路橋梁檢測的任務(wù)也日益繁重。很多路橋已經(jīng)長期服役，而且隨著時間的推移，出現(xiàn)老化、人為損壞、承載力下降，甚至成為危路、危橋，影響了交通運輸?shù)臅惩ǎ璧K經(jīng)濟的平穩(wěn)發(fā)展，對人民生命財產(chǎn)安全造成威脅。所以對道橋的檢測和維護(hù)是必不可少的。傳統(tǒng)的檢查方法在一定程度上已經(jīng)不太適應(yīng)日新月異的技術(shù)發(fā)展，新材料、新工藝、新結(jié)構(gòu)形式的采用也越來越多。為了保證橋梁結(jié)構(gòu)的安全使用，橋梁結(jié)構(gòu)的檢測工作也日益突顯出它的必要性和重要性。
1、道路橋梁安全檢測的必要性分析
在道路橋梁建設(shè)項目中，由于工程材料本身的不足．以及在工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計、項目施工中出現(xiàn)一些失誤在所難免，道路橋梁竣工后的質(zhì)量鑒定成為業(yè)主關(guān)注的重要問題。另外，一些多年前建成運營的道路橋梁工程，在負(fù)荷若干年后也需要對其安全性進(jìn)行檢測。道路橋梁施工質(zhì)量的不合格和運營后檢測預(yù)警的不及時，一方面增加了道路橋梁日后的維修保養(yǎng)成本，讓國家和地方政府背上沉重的財政負(fù)擔(dān)：另一方面極容易發(fā)生橋毀人亡的慘劇。近年不斷出現(xiàn)的大橋垮塌事故就是運營后檢測預(yù)警不及時最好的例證。因此，加強道路橋梁的安全檢測工作具有重要的現(xiàn)實意義。
2、道路橋梁安全檢測的主要內(nèi)容
道路橋梁項目完工后的安全檢測內(nèi)容包括：幾何形態(tài)檢測、索力檢測(懸索和斜拉索援)、結(jié)構(gòu)截面的應(yīng)力檢測、預(yù)應(yīng)力檢測、溫度檢測、環(huán)境檢測、下部續(xù)構(gòu)檢測、動態(tài)特性檢測等。已經(jīng)投入運營的道橋結(jié)構(gòu)的安全檢測則一般通過以下兩種方法進(jìn)行：一是建立自動化系統(tǒng)進(jìn)行實時監(jiān)測：二是建立定期檢測機制，進(jìn)行制度化、規(guī)范化的檢測。通過對兩種方式的比較可以發(fā)現(xiàn)，雖然實時監(jiān)測比定期檢測機制具有很多優(yōu)勢，這也是如今國際上橋梁安全監(jiān)測研究的熱點但實時監(jiān)測在應(yīng)用上也存在許多劣勢，如監(jiān)測系統(tǒng)不但復(fù)雜，而且投資投資還很大。并且至今損傷診斷和安全評估仍然不能實現(xiàn)智能化。所以，定期檢測機制的加強和完善現(xiàn)實意義應(yīng)該更強。相關(guān)管理機構(gòu)在具體實施時可以在以下方面進(jìn)行加強，包括檢測制度的完善、高素質(zhì)人才的培養(yǎng)和引進(jìn)、先進(jìn)的檢測手段和信息分析方法的應(yīng)用等方面。
3、目前道路橋梁檢測技術(shù)應(yīng)用
3.1道路檢測技術(shù)
一般而言，道路分為結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化兩種類型。路面檢測的項目主要包括車道、路線、交通、流量、故障檢測和自檢測等，這是路面管理系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集的重要組成部分。
目前，國內(nèi)采用的道路檢測方法是傳統(tǒng)半自動化方式，主要有如下兩種：一是路面彎沉檢測新技術(shù)。路面彎沉主要指，路面表面輪隙位置在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下所產(chǎn)生的總垂直變形或垂直回彈變形值。檢測儀器有自動彎沉測定儀法、激光彎沉測定儀法等。二是路面平整度。路面平整度是指路面表面誘使行使車輛出現(xiàn)振動的高程變化，用于進(jìn)行路面平整度檢測的設(shè)備也為兩種，一是斷面類，另一種是反應(yīng)類。檢測方法主要有探地雷達(dá)法、攝像測量法。其中攝像測量法具有成本低和技術(shù)先進(jìn)的優(yōu)勢，在今后一段時間內(nèi)或?qū)⒊蔀槁访鎿p壞檢測的主要手段。
3.2橋梁檢測技術(shù)
目前，橋梁檢測的項日主要有承載力檢測和表觀檢測兩種。橋梁傳統(tǒng)的檢測方法為電檢測法，電檢測的原理主要是通過將電阻應(yīng)變片粘在橋梁某個部位的外面對其應(yīng)變進(jìn)行測量。它主要依靠動靜載試驗和檢測人員的現(xiàn)場目測，并輔助使用腐蝕作用實驗、混凝土硬度實驗以及超聲波探測等方法。現(xiàn)在，無損檢測技術(shù)的研究也比較成熟。
4、道路橋梁檢測技術(shù)的新趨勢
目前，道路橋梁檢測新技術(shù)的發(fā)展方向主要是光纖傳感檢測技術(shù)、超聲波檢測技術(shù)以及探地雷達(dá)檢測技術(shù)三方面，側(cè)重于高新技術(shù)的應(yīng)用。
4.1光纖應(yīng)變檢測技術(shù)
利用對某些特定物理量敏感的特性，光纖可以將外界物理量轉(zhuǎn)換成能夠直接測量的光信號。橋梁檢測中采用這種技術(shù)，可測量和監(jiān)測橋梁鋼索的索力及預(yù)應(yīng)力連續(xù)混凝土梁內(nèi)部應(yīng)力、應(yīng)變特性，構(gòu)成所謂的光纖智能橋梁。與傳統(tǒng)的傳感器相比，光纖應(yīng)變傳感器具有不受環(huán)境限制，絕緣耐高壓耐腐蝕，即使在易燃易爆的環(huán)境中也可以正常運行。同時它還具有重量輕，體積小，精度高、實用性強任意形狀等優(yōu)點。
4.2超聲波檢測技術(shù)
超聲波檢測技術(shù)的原理主要是瞬間應(yīng)力波，即通過采用一種短促的機械撞擊橋梁使其產(chǎn)生低頻應(yīng)力波，該波傳導(dǎo)至橋梁的結(jié)構(gòu)內(nèi)部，由于橋梁的斷裂面、沖擊面及其它面間的波瞬間會產(chǎn)生共振．相應(yīng)共振的波信號(時間和頻率曲線)可以進(jìn)一步提供有關(guān)空隙位置的信息。據(jù)此工程人員可以測定出橋梁結(jié)構(gòu)的完整性或者裂縫的位置。因此，超聲波可以被用來對橋梁進(jìn)行綜合檢測和維修，包括橋梁、橋板以及樁橋等部位。但對于管道相交或相鄰或管道中有蜂窩體、水或部分空氣或采用別的材料的管道。以及道路路基密實性等方面，還有不足之處，有待進(jìn)一步研究。
4.3探地雷達(dá)檢測技術(shù)
探地雷達(dá)主要是將高頻電磁脈沖波(10~¬-1000MHz或更高)由發(fā)射天線以寬頻帶短脈沖形式送入地下。在地下傳播的過程中．該脈沖將會遇到不同電性介質(zhì)的交界面，部分能量將會被反射至地面被天線接收。工程人員通過反射波到達(dá)地面的時間t和反射波的波幅來反映地下介質(zhì)的的特點。探地雷達(dá)能精確測定缺陷區(qū)的大小、形狀和深度，具有速度快、操作方便，不受周圍環(huán)境影響，可以在大范圍內(nèi)應(yīng)用檢測等優(yōu)勢。探地雷達(dá)主要是對道路基層密實性、道路路面厚度、基層厚度及含水及擋土墻病害的檢測等，還可運用于道路材質(zhì)、濕度、裂縫、橋粱結(jié)構(gòu)等檢測。但是該技術(shù)對儀器要求分析檢測人員必須具有大量實測數(shù)據(jù)的豐富工程實踐。
5、結(jié)束語
橋梁檢測是一個多學(xué)科交叉的系統(tǒng)工作，需要各個環(huán)節(jié)都做好才 能達(dá)到一個最優(yōu)的效果。為了保證橋梁的安全運營，必須經(jīng)常對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測，橋梁結(jié)構(gòu)檢測已成為橋梁結(jié)構(gòu)安全養(yǎng)護(hù)和保障正常使用的主要技術(shù)手段。同時,學(xué)科交叉的現(xiàn)象日益普遍，特別是將一些高新技術(shù)的最新研究成果應(yīng)用于橋梁無損檢測技術(shù)的研究，必將推動該技術(shù)的飛速發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
[1] 潘長勝,赫廣偉, 橋梁檢測技術(shù)及其發(fā)展趨勢簡述,《 黑龍江交通科技》
關(guān)鍵詞：橋梁；加固； 耐久性
Abstract: this article mainly aims at the defects of reinforced concrete bridge, based on the principle of reinforcement, based on the analysis of the bridge engineering reinforcement technique necessity and feasibility, this paper introduces some common methods of reinforcement.
Keywords: bridge; Reinforcement; durability
中圖分類號：TU71 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號
隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，交通運輸量大幅度增長，行車密度及車輛載重越來越大，重型車輛日益增多，承受的荷載增大，重型車輛增加及超載現(xiàn)象嚴(yán)重。隨著各種重型車輛，尤其是工程用重型運輸車的不斷出現(xiàn)，公路橋梁負(fù)荷日趨加重。橋梁在多年的使用過程中多承受風(fēng)、雨、水流等自然界的侵蝕，還可能遭受地震、洪水等自然災(zāi)害而受到嚴(yán)重破壞。橋梁結(jié)構(gòu)自然老化, 耐久性差，老舊橋梁設(shè)計斷面單薄、安全儲備低，部分橋梁存在設(shè)計不當(dāng)或施工質(zhì)量差。因此對舊橋、危橋的加固維修, 以及如何提高其承載力的問題, 確保交通運輸?shù)陌踩悄壳昂徒窈竺媾R的主要任務(wù)[1]。
近20年來，中國的道路建設(shè)蓬勃發(fā)展，新建橋梁逐漸減少，已建橋梁的維修、養(yǎng)護(hù)、加固已成為公路交通部門的工作重心。通過調(diào)查，2004年我國存在安全性與耐久性不足的橋梁約有1000多座。在國外，美國全國共有三分之一的橋梁處于非健康狀態(tài)；日本和德國等國都發(fā)現(xiàn)很大一部分的橋梁的安全與耐久性都具有潛在的危機。所以，對這些危橋、舊橋的研究已成為現(xiàn)代交土人的重要課題，對那些年久失修、承載能力不能滿足運營要求的橋梁全部拆除重建，不僅需要較大的投資，還不利于環(huán)保。因而我們要采取不同的手段對這些橋梁進(jìn)行檢測評定，運用新型的改造的手段來保障提高橋梁的工作能力。這樣做既節(jié)約了大量的人力、物力、財力資源，又滿足了橋梁的運作要求，符合我國可持續(xù)發(fā)展的要求。
1. 橋梁加固的概念及特點
提高整座橋梁通行能力的措施主要是通過技術(shù)改造加強或增加橋梁構(gòu)件進(jìn)行加固。可以視橋梁的荷載承受能力、結(jié)構(gòu)類型及使用的技術(shù)要求而確定。加固的特點[2]主要包括：1）橋梁加固要比新建橋梁節(jié)省成本，新建橋梁施工費時、費力，且成本高，而加固所需費用節(jié)約相對來說要節(jié)約很多。2）橋梁的加固應(yīng)使原有結(jié)構(gòu)發(fā)揮最大的功效，首先應(yīng)進(jìn)行原橋的檢測評定，合理利用原有結(jié)構(gòu)，使原有橋梁的經(jīng)濟效益最大化。3）涌現(xiàn)出許多新的施工工藝，新技術(shù)的科學(xué)性、合理性、耐久性等必須經(jīng)過大量的工程實踐的檢驗來實現(xiàn)。4）改造的標(biāo)準(zhǔn)與原設(shè)計時所采用的標(biāo)準(zhǔn)不同，由于舊橋設(shè)計時采用的標(biāo)準(zhǔn)只能滿足當(dāng)時的需要，而不能滿足現(xiàn)在以及未來的使用要求，所以加固時采用標(biāo)準(zhǔn)一般比原設(shè)計時采用的荷載標(biāo)準(zhǔn)要高一個等級以確保橋梁的安全性與耐久性。
2. 橋梁加固方法的研究
2.1 混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的缺陷[3]
混凝土橋梁結(jié)構(gòu)缺陷產(chǎn)生的原因有很多，一般分為表層缺陷和內(nèi)部缺陷兩類。鋼筋混凝土表層缺陷主要有：蜂窩、孔洞、剝落、老化、露筋、層隙、磨損、掉角、表面裂縫、表面腐蝕、構(gòu)件變形、接縫不平等。混凝土表層缺陷，其原因是多方面的，如設(shè)計、施工、維修養(yǎng)護(hù)不善、交通事故、地震和結(jié)構(gòu)老化等等。鋼筋混凝土的內(nèi)部缺陷主要有：設(shè)計方面，結(jié)構(gòu)受力分析錯誤、結(jié)構(gòu)不合理、計算上出現(xiàn)差錯、穩(wěn)定性能較差、剛度不足等。施工方面：施工質(zhì)量不好，施工中所使用的材料的規(guī)格與性能不符合要求，操作違反規(guī)程等原因。
2.2 橋梁加固機理研究分析
加固方法主要利用了兩個相互擠壓且做相對運動或者有相對運動趨勢的物體的接觸面之間會產(chǎn)生摩擦阻力這一力學(xué)原理。摩擦阻力的大小主要取決于兩個物體之間的壓力，由摩擦力的計算公式，可以看出，摩擦力F與壓力N之間是正比例關(guān)系，當(dāng)壓力N越大時，摩擦力F也越大。如果當(dāng)上部結(jié)構(gòu)的重量G大于摩擦阻力的臨界值 時，就會打破力的平衡，發(fā)生滑動；當(dāng)G≤F0時，受到的摩擦力F=G，就保持力的平衡，就不可能向下滑動，從而起到支撐上部結(jié)構(gòu)重物的作用[4]。
3. 橋梁的加固方法
3.1粘貼碳纖維加固法
碳纖維材料和黏結(jié)劑必須由供應(yīng)商配套提供，并同時給出材料的各項性能指標(biāo)。碳纖維質(zhì)輕（1.7～1.9g/cm3），高強（3～4GPa），高彈模（220～440GPa），導(dǎo)電性良好（10-2～10-3Ω•cm），線膨脹系數(shù)為零，是一種性能極為優(yōu)良的復(fù)合材料組分[5]。加固法是利用樹脂類材料把碳纖維布材或板材粘貼于混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件表面，形成復(fù)合材料體。碳纖維加固舊橋具有以下優(yōu)點：不增加恒載及斷面尺寸；可適應(yīng)不同構(gòu)件形狀，成型很方便；施工簡便；采用碳纖維加固補強，對原結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生新的損傷；能有效地封閉混凝土的裂縫；碳纖維布(片)具有優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性；不影響結(jié)構(gòu)的外觀。
3.2 粘貼鋼板加固法
粘貼鋼板加固法是通過配置黏結(jié)劑把打磨好的鋼板粘貼在混凝土結(jié)構(gòu)的表面，用以提高混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力。具有獨特的特點：1) 不會破壞被加固結(jié)構(gòu)的外形。2) 施工工藝簡單, 施工質(zhì)量易于控制。3) 施工工期短, 經(jīng)濟性較好。4) 粘鋼所占空間小, 不影響橋梁凈空, 橋梁自重增加很小。5) 加固部位、范圍與強度可視設(shè)計構(gòu)造需要靈活設(shè)置。6) 可在不影響或少影響交通的情況下施工。
3.3 體外預(yù)應(yīng)力加固法
體外預(yù)應(yīng)力加固通常是在梁底或梁側(cè)下部增加預(yù)應(yīng)力加勁鋼絲索或預(yù)應(yīng)力粗鋼筋補強并分別錨固在梁的兩端，通過設(shè)置一定的聯(lián)結(jié)構(gòu)件使預(yù)應(yīng)力拉桿與梁體構(gòu)成一個體系，抵消部分恒載應(yīng)力[6]。體外預(yù)應(yīng)力法實際上改變了原結(jié)構(gòu)，其計算方式與無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)相似。這種方法施工簡便、對交通干擾較小，人力投入少的特點，體外預(yù)應(yīng)力加固橋梁能很明顯的提高或恢復(fù)橋梁原有的承載能力，滿通的需求。
橋梁的加固方法必將越來越先進(jìn)，傳統(tǒng)的加固方法除了簡便易行，材料經(jīng)濟而繼續(xù)得到青睞外，新方法的運用，使得橋梁加固的對象更廣，施工更方便快捷，效果更明顯，選擇最佳加固形式做出最優(yōu)控制以實現(xiàn)橋梁的加固和耐久性的目的，保障人民的財產(chǎn)和生命的安全至關(guān)重要。為我們帶來最大的經(jīng)濟效益與社會效益，這是我們工程人員一個前進(jìn)的方向，是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)保障，立足現(xiàn)狀，放眼長遠(yuǎn)，處理好橋梁設(shè)計與維修管理的關(guān)系，如何把維修加固中發(fā)現(xiàn)的問題，放到今后橋梁設(shè)計上加以考慮。
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【關(guān)鍵字】橋梁設(shè)計安全耐久性問題對策研究
中圖分類號：K928.78 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
一、橋梁安全性、耐久性不足的危害
1、橋梁安全性、耐久性不足的危害
隨著時代經(jīng)濟的高速發(fā)展, 人類所建造的各種大型工程結(jié)構(gòu)物, 規(guī)模巨大,結(jié)構(gòu)復(fù)雜, 功能眾多。國際上稱之為“超級工程”。這些工程的特點是: 投資巨大, 技術(shù)復(fù)雜, 環(huán)境影響嚴(yán)重, 襲擊破壞機率增大(風(fēng)、浪、地震、海嘯、船撞、破壞等等)和維修、養(yǎng)護(hù)、加固難度大, 一旦出現(xiàn)安全耐久性問題, 影響是非常大的。
（1）巨額的經(jīng)濟損失
從國外的橋梁建設(shè)經(jīng)驗中發(fā)現(xiàn), 如果在橋梁的設(shè)計和建造時期沒有很好地考慮梁的安全與耐久性, 將會在橋梁的運營和維護(hù)中付出慘重的經(jīng)濟代價。1986年, 英國僅英格蘭中環(huán)線的11 座高架橋,使用12 年就嚴(yán)重破壞, 維修費用已高達(dá)12 億英鎊,為當(dāng)年造價的6 倍。又如北京西直門環(huán)形立交橋,為緩解日益嚴(yán)重的交通阻塞, 在上世紀(jì)末拆除重建。在拆除過程中, 發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)大量的凍融病害,橡膠支座老化結(jié)硬, 致使支座承臺破裂, 估計橋上的橡膠支座的使用壽命未滿10 年。假定該橋的原設(shè)計壽命期為50 年, 那么其間的支座就需要更換4~ 5 次。
（2）嚴(yán)重的工程事故
國際上統(tǒng)計, 橋梁工程事故的80% 以上是由人為錯誤造成的, 這些人為錯誤主要反映在結(jié)構(gòu)的安全、質(zhì)量和管理的每個環(huán)節(jié)上。如果對發(fā)生病變的橋梁不及時加固維修或拆除, 將造成嚴(yán)重的工程或交通事故, 甚至有的在使用中因意外原因?qū)е驴逅＠?007 年6 月15 日, 廣州九江大橋被一艘運沙船撞擊導(dǎo)致垮塌。九江大橋是325 國道上的一座特大型橋梁, 位于廣東省佛山市南海區(qū)九江鎮(zhèn)與江門鶴山市之間。橋梁全長1675. 2m, 1988 年6 月正式建成通車。運沙船撞擊導(dǎo)致橋面坍塌約200m。被撞的九江大橋修復(fù)工程歷時2 年、耗資1. 4 億元進(jìn)行修復(fù), 據(jù)九江大橋修復(fù)工程項目部總經(jīng)理介紹, 九江大橋修復(fù)工程難度大, 技術(shù)復(fù)雜, 不可預(yù)見性因素多, “比修一座新橋還難”, 為此專責(zé)小組多次邀請了來自科研、設(shè)計、施工、咨詢和建設(shè)管理領(lǐng)域不同行業(yè)的國內(nèi)外專家, 對受損橋體的解體拆除、重建修復(fù)、沉船打撈等方案進(jìn)行多方案比選, 深入分析研究, 不斷優(yōu)化方案, 反復(fù)論證。
（3）惡劣的環(huán)境社會影響
我們發(fā)現(xiàn)在不斷立項新建、改建橋梁的同時, 由于各種原因也在不斷地加固維修甚至拆除不到使用年限的橋。如觀瀾河大橋, 它是梅觀高速公路上的一座預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋, 跨徑組成為3 聯(lián)4 x 40m, 橋梁全長495. 43 m, 該橋因為承載能力降低, 不能滿足使用要求, 經(jīng)專家多次論證后, 需進(jìn)行拆除。還有如杭申線七星大橋、三門峽黃河公路大橋等。而且為加速路橋等公共工程建設(shè), 國家現(xiàn)在鼓勵投資公司出資并給以一定期限如30 年的經(jīng)營收人作為補償。如果沒有實施提高橋梁耐久性措施, 對于設(shè)計工作壽命為100 年的橋梁, 很可能30 年到期后國家接收的已是一個破舊待拆的工程。
二、橋梁設(shè)計中存在的問題
橋梁安全性、耐久性不足，既有內(nèi)因也有外因，或是內(nèi)、外因交叉影響。主要有以下幾個方面：
1、設(shè)計規(guī)范的先天不足
結(jié)構(gòu)建設(shè)過程中的各個方面工作都需要有質(zhì)量保證體系。其中最首要的即是“行為”的規(guī)范、規(guī)程、指南或標(biāo)準(zhǔn)。總而言之，要建成一項大型工程，一切工作都要有管理條例，各項工作都必須按規(guī)定執(zhí)行，不能隨心所欲修改或變更，也即在過程中，一切修改和變更都要有文件規(guī)定。這些規(guī)定的選擇是業(yè)主的權(quán)限與職責(zé)。
2、設(shè)計中具體細(xì)節(jié)注意不夠
具體細(xì)節(jié)方面的設(shè)計雖然繁瑣，但是保障設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，需要設(shè)計人員不斷學(xué)習(xí)和積累經(jīng)驗。如：設(shè)計人員應(yīng)結(jié)合橋梁所在地區(qū)的材料實際供應(yīng)情況進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。超載現(xiàn)象在我國公路運輸中較為普遍，汽車超載營運，會對橋梁結(jié)構(gòu)長期的使用性能和耐久性產(chǎn)生不利的影響，因此除了交管部門要加強管理外，設(shè)計時也需要對超載帶來的后果進(jìn)行研究、分析。伸縮縫處空心梁預(yù)埋數(shù)量不足、樁基主筋保護(hù)層與建筑制圖不一致等諸多問題。
3、設(shè)計人員學(xué)習(xí)、更新知識不夠
目前國內(nèi)建設(shè)的現(xiàn)狀是工期緊，任務(wù)重，突擊建設(shè)。這導(dǎo)致設(shè)計人員整天忙于完成設(shè)計任務(wù)，無暇認(rèn)真研究新規(guī)范，學(xué)習(xí)新技術(shù)、新材料，往往是工程設(shè)計圖基本照搬以前的設(shè)計，略作修改，而設(shè)計規(guī)范不斷更新，結(jié)果要么就是計與現(xiàn)行規(guī)范不一致，要么就是從規(guī)范上照搬幾條，而不考慮結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境、氣候、技術(shù)水平現(xiàn)狀，讓后邊的施工、監(jiān)理無所適從，從設(shè)計之初就留下隱患。
三、橋梁設(shè)計的可行性對策
1、逐步健全設(shè)計規(guī)范
要減少橋梁使用期間的工程事故,提高橋梁的安全和耐久性,首先要有不斷健全的規(guī)范、規(guī)程、指南、標(biāo)準(zhǔn)等管理體系的保證,它是避免人為錯誤的重要保證,特別是職責(zé)與權(quán)限的制定。
2、重視結(jié)構(gòu)的安全性、耐久性問題
橋梁在建造和使用過程中，一定會受到環(huán)境、有害化學(xué)物質(zhì)的侵蝕，并要承受車輛、風(fēng)、地震、疲勞、超載、人為因素等外來因素的作用，同時橋梁所采用材料的自身性能也會不斷退化，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)各部分不同程度的損傷和劣化。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國逐漸修建了大量的斜拉橋，但受拉索的耐久性問題而不得不提前換索，影響了使用，又增大了經(jīng)濟損失。大量的病害實例也證明，除了施工和材料方面的原因，影響結(jié)構(gòu)耐久性的決定性因素是來自設(shè)計上的缺陷。長期以來，人們一直偏重于結(jié)構(gòu)計算方法的研究，卻忽視了對總體構(gòu)造和細(xì)節(jié)處理方面的關(guān)注。結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計與常規(guī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計有著本質(zhì)的區(qū)別，目前需要努力將耐久性的研究從定性分析向定量分析發(fā)展。國內(nèi)外的研究和實踐都表明，結(jié)構(gòu)耐久性對于橋梁的安全運營和經(jīng)濟性起著決定性作用。
3、加強創(chuàng)新設(shè)計方法
近年來一些施工方、監(jiān)理方也經(jīng)常和設(shè)計單位進(jìn)行技術(shù)交流,宣貫?zāi)途眯约夹g(shù)。如嘗試與設(shè)計方一起在設(shè)計文件中對材料和防腐提出要求,把設(shè)計與研究很好地結(jié)合起來,而且針對具體工程根據(jù)其特定的環(huán)境與技術(shù)要求編制專用技術(shù)指南,這種方法反映效果很好。還有,在接手工程的技術(shù)支持工作之初,先給業(yè)主、監(jiān)理、施工各方的技術(shù)人員進(jìn)行培訓(xùn),對混凝土性能等基本且關(guān)鍵的技術(shù)知識深入學(xué)習(xí),這樣事前培訓(xùn)加現(xiàn)場指導(dǎo)的方式解決實際問題。
4、加強重視橋梁的超載
橋梁超載主要有三種情況：（1）是早期修建的老橋超齡負(fù)載運營；（2）是橋梁通行的車流量超過原設(shè)計；（3）是車輛違規(guī)超載。前兩種產(chǎn)生的原因主要是設(shè)計荷載的變化和交通量的增加；后者是車輛使用者違法超載營運，后兩種超載現(xiàn)象在我國公路運輸中較為普遍。橋梁的超載一方面可能引發(fā)疲勞問題。超載會使橋梁疲勞應(yīng)力幅度加大、損傷加劇，甚至?xí)霈F(xiàn)一些超載引發(fā)的結(jié)構(gòu)破壞事故。另一方面，由于超載造成的橋梁內(nèi)部損傷不能恢復(fù)，將使得橋梁在正常荷載下的工作狀態(tài)發(fā)生變化，從而可能危害橋梁的安全性和耐久性。
5、積極借鑒國外的經(jīng)驗和成果
國內(nèi)橋梁設(shè)計存在的主要問題是結(jié)構(gòu)正常，但使用性能差，耐久性和安全性差。這些問題的產(chǎn)生固然與目前國內(nèi)施工質(zhì)量和管理水平較低有關(guān),但作為工程設(shè)計人員就應(yīng)該在正視這一問題的前提,充分考慮到現(xiàn)階段的施工和管理水平和材料工藝水平,采用適當(dāng)?shù)陌踩取⑦m當(dāng)?shù)脑O(shè)計方法來保證橋梁使用性能。特別是橋梁存在的耐久性和安全性問題很多與結(jié)構(gòu)體系或使用材料選擇不合理及結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)處理不當(dāng)有關(guān)。橋梁安全性和耐久性不足已成為迫切需要解決的問題,要積極借鑒國外成功的經(jīng)驗和做法,除了加強施工質(zhì)量管理外,要從橋梁設(shè)計理念和結(jié)構(gòu)體系和構(gòu)造的角度做好耐久性的設(shè)計。
【參考文獻(xiàn)】
[1]郭艷玲.于英梅我國橋梁設(shè)計中存在的具體問題分析[期刊論文]-中國科技博覽2010(17)
【關(guān)鍵詞】幾何非線性；CR列式法；切線剛度矩陣；預(yù)拱線形
1.2由于結(jié)構(gòu)線性分析采用結(jié)構(gòu)變形前的位形，故在計算過程中總體剛度矩陣[K] 為常量，因此結(jié)構(gòu)節(jié)點位移列向量[δ] 與結(jié)構(gòu)節(jié)點荷載列向量[P] 成正比關(guān)系，亦即表現(xiàn)為位移與荷載的線性關(guān)系。
1.3當(dāng)結(jié)構(gòu)發(fā)生大變形（大位移、大轉(zhuǎn)角）時，與未受外荷載時相比，結(jié)構(gòu)的位形已經(jīng)有了較大的變化，且這種變化不可以忽略，若仍采用未受外荷載時的狀態(tài)來代替這個狀態(tài)，必然造成較大的誤差，此時結(jié)構(gòu)位移與荷載的關(guān)系不能采用式（1）簡單表達(dá)，而是表現(xiàn)為非線性關(guān)系，在常規(guī)的橋梁結(jié)構(gòu)分析中，一般結(jié)構(gòu)的材料仍然是線性的，即材料的本構(gòu)關(guān)系符合胡克定律，在這個前提下的非線性問題即為幾何非線性問題。幾何非線性分析的實質(zhì)就是要求出結(jié)構(gòu)變形之后的平衡狀態(tài)，然后求出這個狀態(tài)下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力[1，2]。
1.4幾何非線性問題一直是近年來國內(nèi)外學(xué)者研究的一個重點，而在分析和研究中，人們多采用U.L列式法或T.L列式法，近年又有人提出并采用CR列式法[3]和改進(jìn)CR列式法[4]。在整個幾何非線性分析過程中，T.L列式法在建立t時刻的有限元平衡方程時，以結(jié)構(gòu)的初始位形（即0時刻）作為參考位形，所有靜力學(xué)和動力學(xué)的變量總是參考于初始位形；U.L列式法在建立t+Δt時刻的有限元平衡方程時，以結(jié)構(gòu)t時刻的位形為參考位形，所有的靜力學(xué)和動力學(xué)的變量都根據(jù)時刻t來定義，在分析過程中參考位形是不斷更新的。
1.5CR列式法是對U.L列式法的一種改進(jìn)，CR列式法通過建立單元的隨轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，把單元的剛體平動和轉(zhuǎn)動與能引起單元變形的那部分運動區(qū)別開。在t時刻結(jié)構(gòu)位形上求得t至t+Δt時段內(nèi)結(jié)構(gòu)的結(jié)點位移增量，對每個單元從結(jié)點位移增量中扣除單元的剛體平動和轉(zhuǎn)動，即可得到t至t+Δt時段內(nèi)產(chǎn)生單元變形的那部分結(jié)點位移增量。與U.L列式法相比，CR列式法在計算結(jié)構(gòu)大變形、大轉(zhuǎn)動的過程中，荷載不必分級太多，而且收斂速度比U.L列式法快，但是CR列式法在計算某時刻單元長度時采用此時刻單元弦長，并非此時刻單元實際長度，從而影響了桿端抗力增量的精度，因此收斂結(jié)果還會有較大偏差。本文采用一種改進(jìn)的CR列式法，運用插值函數(shù)推導(dǎo)出單元變形曲線表達(dá)式，精確計算單元在此時刻實際長度，從而得出精確的桿端抗力增量，確保迭代計算的收斂及算法的穩(wěn)定性。
3. 基于幾何非線性梁橋預(yù)拱線形的有限元計算
4. 結(jié)束語
通過對橋梁結(jié)構(gòu)幾何非線性問題基本原理的闡述，推導(dǎo)出結(jié)構(gòu)幾何非線性計算的改進(jìn)的CR列式法的計算公式，并給出CR列式法實現(xiàn)步驟；介紹了CR列式法中有關(guān)梁單元弧長的計算方法，給出了梁單元較為精確的切線剛度矩陣；建立了懸臂梁預(yù)拱線形計算的幾何非線性模型，并得出如下結(jié)論：
（1）對于梁橋而言，按幾何線性和幾何非線性所計算出的預(yù)拱度線形相差不大，如本文例子中最大相對誤差僅為1.36%。
（2）在橋梁特別是大跨度橋梁的施工中，對線形的要求一般比較嚴(yán)格，如縱斷面高程有時候要求誤差不得超過0.5cm，顯然在這種情況下，應(yīng)該采用較為精確的幾何非線性計算方法。
（3）按幾何非線性計算出的預(yù)拱線形制作梁的安裝線形，架設(shè)后更能滿足成橋線形的要求。
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本設(shè)計是根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求和《公路橋規(guī)》的規(guī)定，對棋盤山立交橋進(jìn)行方案比選和設(shè)計并對棋盤山跨越魚塘部分的橋梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計計算。對于棋盤山立交橋，為使其橋型與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，又節(jié)省資金，本論文提出兩種不同的立交橋型方案進(jìn)行比較和選擇：方案一為小環(huán)型立交橋，方案二為變喇叭式立交橋。通過對橋梁安全、經(jīng)濟、適用、美觀、和使用效果等方面的比較，確定變喇叭式立交橋為推薦方案。跨越魚塘部分的橋梁結(jié)構(gòu)形式定為等截面預(yù)應(yīng)力混凝土箱形連續(xù)梁橋。
在設(shè)計中，橋梁上部結(jié)構(gòu)的計算著重分析了橋梁在施工過程中，恒載內(nèi)力的計算。運用力法方程求解活載內(nèi)力影響線，并根據(jù)新規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行活載的加載，進(jìn)而求出活載內(nèi)力。另外還進(jìn)行了主梁的配筋計算，估算了鋼絞線的六種預(yù)應(yīng)力損失。進(jìn)行了預(yù)應(yīng)力階段和使用階段主梁截面的強度和變形驗算、撓度及預(yù)拱度的計算。下部結(jié)構(gòu)采用以鉆孔灌注樁為基礎(chǔ)的單墩柱，支座采用盆式橡膠支座，并分別對支座、橋墩和樁基礎(chǔ)進(jìn)行了計算和驗算。根據(jù)本橋跨魚塘線通車的特點和現(xiàn)場條件，采用了滿堂紅支架的施工方案。
本設(shè)計的全部圖紙采用AutoCAD繪制。另外，本論文還翻譯了《預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁》”的英文文獻(xiàn)。
關(guān)鍵詞：變喇叭式立交、預(yù)應(yīng)力、等截面箱形連續(xù)梁、計算機輔助設(shè)計
Abstract
AdesignofpartialbridgestructureovertherailwayinQipanshanwasfinishedinthispaper,accordingtoDesigningAssignmentandtheStandardofRoadandBridge.Basedontypeofthebridgecorrespondingwiththeambienceandcostsaving,thispaperprovidestwodifferenttypesofbridgeforselection.Thefirstonewascircularcrossroadsandthesecondoneistrumpetcrossroads.Afterthecomparisonsofeconomy,appearance,characteristicunderthestrengthandeffect,thesecondoneisselectedforthisdesign.Thebridgestridingoverfishpondadoptedpre-stressedconcretecontinuousbridge.
Inthedesign,inconstructionprocessofthestructuralcalculationoftheupperpartinthecontinuousbridge,thepermanentloadweresimulatedandcalculated.ThemethodofForceEquationisusedtocalculatetheinfluencelineofthevariableload.Alsothemethodofthedynamicprogrammingisusedtoloadthevariableload.Thenthepre-stresslosswasestimated.Thecheckingcalculationofstrengthformaingirderwasprecedednotonlyduringperiodofpre-stressingforcebutalsoinusing.Thedeformationofthemaingirder,deflection,pre-camberandtheassessmentofreinforcingsteelbarwerecheckedtoo.
Thepierofthebridgewasbasedondiggingpile,andtherubberpotbearingisadopted.Accordingtothecharacteristicoftheoverpassbridgeandlocalecondition,aredconstructionwereadopted.
AllofthedesigndrawingsweredrawbyAutoCAD.Inadditiontothethesiscalled“Pre-stressedconcretebridges”wastranslatedintoChinese.
Keywords:BridgeEngineering;Pre-stressedConcrete;ContinuousBridge;AutoCAD
引言
畢業(yè)設(shè)計對于我們土木工程專業(yè)的學(xué)生而言是一個十分重要的實踐性學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)。我們通過畢業(yè)設(shè)計，可以將以往所學(xué)的基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課課程進(jìn)行綜合性應(yīng)用，同時也是我們畢業(yè)走向工作的一次演習(xí)。
本設(shè)計為棋盤山互通立交工程（跨河區(qū)域）方案比選和部分結(jié)構(gòu)設(shè)計。按照設(shè)計任務(wù)書的要求進(jìn)行設(shè)計。本文提出兩種立交方案：環(huán)形立交和變喇叭形立交。跨越魚塘部分的橋梁采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋。
設(shè)計共分為四部分：第一部分為橋梁設(shè)計，包括第一章介紹橋型設(shè)計方案比選，第二章介紹橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計，第三章介紹橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計，第四章介紹施工方案；第二部分為橋梁工程英文資料及文獻(xiàn)翻譯；第三部分為專題；第四部分為附錄。
設(shè)計本著安全、經(jīng)濟、適用、美觀的原則按照新規(guī)范進(jìn)行設(shè)計，并參考了大量的相關(guān)書籍。設(shè)計數(shù)據(jù)力求準(zhǔn)確無誤，滿足使用要求。
由于時間、能力和知識有限，設(shè)計難免有疏漏之處，敬請指正。
目錄
引言6
第一部分橋梁設(shè)計7
第一章橋型設(shè)計方案比選7
1.1設(shè)計說明7
1.1.1設(shè)計原始資料7
1.1.2設(shè)計范圍7
1.1.3巖土工程勘查技概況7
1.1.4地層7
1.2方案比選8
1.2.1立交方案說明8
1.2.2方案比選：10
第二章上部結(jié)構(gòu)設(shè)計11
2.1設(shè)計說明11
2.1.1任務(wù)依據(jù)及設(shè)計范圍11
2.1.2橋梁設(shè)計概述11
2.2橋型及縱、橫斷面的布置12
2.2.1橋梁的布置及孔徑的劃分12
2.2.2截面形式及截面尺寸擬定13
2.3恒載內(nèi)力計算13
2.3.1計算恒載集度13
2.3.2解算二次超靜定結(jié)構(gòu)：14
2.4溫度及支座沉降次內(nèi)力計算14
2.4.1溫度次內(nèi)力的計算14
2.4.2支座沉降次內(nèi)力計算15
2.5活載內(nèi)力計算16
2.5.1活載增大系數(shù)16
2.5.2繪制三跨連續(xù)梁內(nèi)力影響線18
2.5.3影響線加載27
2.6內(nèi)力組合28
2.6.1按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計28
2.6.2按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計28
2.7配筋設(shè)計33
2.7.1預(yù)應(yīng)力筋計算與設(shè)計33
2.7.2鋼束的布置34
2.7.3毛截面的幾何特性與換算截面的幾何特性計算36
2.8預(yù)應(yīng)力損失及有效應(yīng)力的計算37
2.8.1摩阻損失的計算37
2.8.2錨具變形、鋼束回縮損失的計算40
2.8.3混凝土彈性壓縮損失的計算41
2.8.4鋼筋松弛引起的應(yīng)力損失的計算42
2.8.5混凝土的收縮和徐變損失43
2.8.6預(yù)應(yīng)力損失組合及有效應(yīng)力44
2.9預(yù)加力產(chǎn)生的次內(nèi)力45
2.10應(yīng)力、變形及其它驗算46
2.10.1預(yù)加應(yīng)力階段的正截面應(yīng)力驗算46
2.10.2使用階段正應(yīng)力驗算47
2.10.3使用階段的主應(yīng)力的驗算48
2.10.4非預(yù)應(yīng)力鋼筋的設(shè)置53
2.10.5截面強度計算54
2.10.6斜截面強度驗算54
2.10.7撓度與預(yù)拱度計算55
第三章橋梁下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計57
3.1支座的設(shè)計57
3.1.1支座上的荷載組合57
3.1.2支座尺寸的確定59
3.2橋墩的設(shè)計59
3.2.1荷載計算59
3.2.2配筋計算61
3.3樁基礎(chǔ)及承臺的設(shè)計62
3.3.1承臺的設(shè)計62
3.3.2樁的設(shè)計63
第四章施工方案65
4.1主要材料65
4.1.1施工前的準(zhǔn)備工作65
4.2上部結(jié)構(gòu)施工66
4.3預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁施工68
4.3.1工程材料68
4.3.2預(yù)應(yīng)力體系68
4.3.4預(yù)應(yīng)力后張法施工工藝69
4.4下部結(jié)構(gòu)施工70
4.4.1盆式橡膠支座的施工70
4.2.2橋墩的施工70
4.2.3樁基礎(chǔ)的施工70
第二部分橋梁工程英文資料及文獻(xiàn)翻譯74
第三部分專題81
第四部分附錄91
結(jié)束語91
致謝92
附件一:彎矩影響線數(shù)值表93
附件二:設(shè)計圖紙119
參考文獻(xiàn)120
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關(guān)鍵詞：公路橋梁，施工，養(yǎng)護(hù)，管理
1.施工隊伍的管理
橋梁建設(shè)中，不僅需要有經(jīng)驗高素質(zhì)的設(shè)計人員設(shè)計出減少投資、提高質(zhì)量、增加效益的橋梁工程，需要選擇一支優(yōu)秀的施工隊伍從本質(zhì)上保證橋梁質(zhì)量，而且極有必要加強對施工隊伍的管理。施工隊伍作為一種人力資源，它不僅僅是構(gòu)成一個單位的無形資產(chǎn)和企業(yè)資質(zhì)，更主要是，其行為后果直接關(guān)系國家人民的安危。對橋梁施工隊伍的管理首先應(yīng)該建立資信制度。橋梁施工隊伍作為技術(shù)含量相對較高的施工群體，它的業(yè)績和資信是企業(yè)賴以生存和發(fā)展的重要條件，也是業(yè)主單位挑選施工單位的基礎(chǔ)。在施工過程中，業(yè)主和管理單位應(yīng)已各種形式對施工單位進(jìn)行定期不定期的業(yè)績考評，并將考評的結(jié)果以媒體等形式予以，管理部門對施工實行過程實錄，并及時通過媒體和專業(yè)網(wǎng)站予以。公布內(nèi)容應(yīng)包括項目經(jīng)理和總工程師的業(yè)務(wù)水平和從業(yè)務(wù)道德等基本情況，讓社會參與評議和監(jiān)督，媒體公布欄目實行長期對外開放。一個施工單位的業(yè)績多少、優(yōu)劣、真?zhèn)危魏我粋€需要了解情況的單位，隨時都可以點擊了解。以這種管理模式，項目業(yè)主在選擇施工單位時只要通過媒體就能一目了然。其次，對施工單位使用民工隊伍的使用情況提出具體要求并進(jìn)行監(jiān)督。按行業(yè)管理部門的要求和具體崗位的特點，企業(yè)在使用民工前，對從業(yè)人員必須經(jīng)過一定的崗前培訓(xùn)或令其經(jīng)歷一定的熟練過程，以確保勞動過程中達(dá)到預(yù)期的效果和效率，尤其是鋼筋工、木工、焊工等比較重要的技能崗位的要求更高。因此，我們認(rèn)為，對橋梁施工隊伍中民工隊伍的管理也是施工企業(yè)監(jiān)管的必不可少的內(nèi)容。
2.對公路橋梁的養(yǎng)護(hù)管理
一直以來，“重建設(shè)、輕養(yǎng)護(hù)”在橋梁管理中表現(xiàn)得十分突出。交通部于1997年和2001年2次下達(dá)要求加強橋梁養(yǎng)護(hù)管理工作的通知，但一直收效不佳。論文格式。2000年普查資料顯示，27萬余座橋梁中有危橋9597座，一些南方城市地區(qū)危橋比重甚至達(dá)到1/5~1/4。當(dāng)前造成危橋的原因有很多，而橋梁失養(yǎng)是橋梁使用性能迅速衰變，變成危橋的主要原因之一。因此，我們要從完善養(yǎng)護(hù)隊伍、應(yīng)用橋梁管理信息系統(tǒng)、嚴(yán)格橋梁檢測和管理車輛超載問題等方面加強公路橋梁的養(yǎng)護(hù)管理。
2.1完善養(yǎng)護(hù)隊伍
實行養(yǎng)護(hù)機制改革后，各基層公路管理機構(gòu)均成立了2個或2個以上的養(yǎng)護(hù)隊伍，原來的養(yǎng)護(hù)道班基本撤消，大部分養(yǎng)護(hù)工人直接轉(zhuǎn)入養(yǎng)護(hù)隊，按市場規(guī)律和企業(yè)管理運作。養(yǎng)護(hù)隊的成立為完善養(yǎng)護(hù)隊伍，建立橋梁專業(yè)養(yǎng)護(hù)隊提供了基礎(chǔ)條件。但是由于當(dāng)前的養(yǎng)護(hù)工人素質(zhì)參差不齊，很難做到真正的專業(yè)養(yǎng)護(hù)。橋梁養(yǎng)護(hù)需要做到專業(yè)人員、專門程序和專用方法，以保證橋梁工程師的工作部署落實到位，隨時掌握橋梁的使用情況，處理各種危機突發(fā)事件，并使隊伍逐漸從日常養(yǎng)護(hù)過渡到具備進(jìn)行橋梁中、小修甚至大修的能力。
2.2 橋梁管理信息系統(tǒng)的利用
2.2.1 國內(nèi)外概況
橋梁管理信息系統(tǒng)是近20年來在世界土木工程界新出現(xiàn)的一個跨學(xué)科、跨領(lǐng)域、綜合型的工程技術(shù)集成系統(tǒng)。它涉及傳統(tǒng)的工程結(jié)構(gòu)分析、材料技術(shù)、系統(tǒng)科學(xué)、管理科學(xué)、計算機科學(xué)等多種學(xué)科，包括網(wǎng)級和項目級兩個層次。經(jīng)過20多年的發(fā)展，在美國、加拿大、南非、英國、法國、丹麥等國家和地區(qū)已經(jīng)建立起了較為成熟的橋梁管理信息系統(tǒng)。國內(nèi)從20世紀(jì)80年代后期開始研發(fā)公路橋梁管理信息系統(tǒng)，最具代表性的成果是交通部北京公路研究所于1997年推出的公路橋梁管理系統(tǒng)（CBMS）及上海市近年來開發(fā)的“上海市城市橋梁管理系統(tǒng)”。論文格式。論文格式。橋梁信息系統(tǒng)在改善橋梁維護(hù)和管理水平等方面起到了很好的作用[1，2]。從總體來說，目前各國投入實際應(yīng)用的橋梁管理系統(tǒng)主要實現(xiàn)了公路橋梁的路網(wǎng)級管理，即在建立橋梁信息數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，通過對現(xiàn)有橋梁狀況的檢查結(jié)果進(jìn)行分析與評定，對橋梁的使用狀態(tài)進(jìn)行等級劃分，為橋梁的維護(hù)決策和維護(hù)資金的合理分配提供依據(jù)。
2.2.2 公路橋梁管理系統(tǒng)（CBMS）
公路橋梁管理系統(tǒng)（CBMS）是“八五”期間國家科委和交通部的重點推廣項目。該成果采用現(xiàn)代化的計算機技術(shù)，具有100余項功能[3]。該成果的推廣應(yīng)用，旨在通過計算機為公路橋梁的日常養(yǎng)護(hù)、維修加固與評價提供現(xiàn)代化管理手段及輔決策依據(jù)。
將CBMS應(yīng)用于實際時應(yīng)該做以下幾項重要工作：（1）正確建立自己的數(shù)據(jù)庫，包括靜態(tài)數(shù)據(jù)庫、動態(tài)數(shù)據(jù)庫、評價決策數(shù)據(jù)庫、費用分析等；（2）根據(jù)評價結(jié)果對中長期橋梁養(yǎng)護(hù)規(guī)劃作滾動式調(diào)整，制定橋梁養(yǎng)護(hù)實施計劃；（3）建立報表體系，隨時掌握營養(yǎng)橋梁的維修、事故等情況，保持體系的制度化和持續(xù)性。
2.3 嚴(yán)格公路橋梁的檢測制度
養(yǎng)護(hù)隊對橋梁以及各種防護(hù)措施應(yīng)堅持日常養(yǎng)護(hù)巡查，注意觀察橋梁的使用狀況，并作好巡查記錄，同時各級橋梁養(yǎng)護(hù)工程師分別組織經(jīng)常性檢查、定期檢查和專業(yè)檢查。
經(jīng)常性檢查：由縣級橋梁工程師組織實施，以目測為主，配合簡單工具，至少每季度一次，填寫“經(jīng)常性檢查記錄表”上報。
定期檢查：由市級橋梁工程師組織實施，按照新建橋梁竣工后，一、二類橋梁1~3年內(nèi)至少檢查一次，三類橋梁3~6個月檢查一次，四類橋梁3個月檢查一次。對于所報告新增的三類以上橋梁應(yīng)立即安排檢查。檢查應(yīng)拍攝總體照片，填寫“橋梁定期檢查數(shù)據(jù)表”，并提交檢查報告。
專業(yè)檢查：凡遭受意外損害、定期檢查中難以判明損壞程度以及決定改造之前均需進(jìn)行專業(yè)檢查。專業(yè)檢查由市級橋梁養(yǎng)護(hù)工程師上報，獲批準(zhǔn)后委托具有相應(yīng)資質(zhì)的單位進(jìn)行。專業(yè)檢查應(yīng)該對橋梁的技術(shù)情況，各種缺陷和病害進(jìn)行全面細(xì)致檢查，對橋梁的現(xiàn)狀、承載能力均做出正確的評估，提出維修加固或改造的建議性方案。
總之，各級交通管理部門要嚴(yán)格按照交通部關(guān)于超載、超限運輸治理有關(guān)文件精神，按照管理措施，遏止超載車輛上路下橋，使橋梁在正常交通量及荷載標(biāo)準(zhǔn)下使用，延長橋梁使用壽命。
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