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桥梁结构设计范文1
桥梁是道路路线受到江河湖泊、山谷深沟以及其他线路(铁路或公路)等障碍时,为了保持道路的连续性而专门建造的人工构造物。桥梁既要保证桥上的交通运行,也要保证桥下水流的宣泄、船只的通航或车辆的通行。而市政桥梁主要建造于城市中,主要功能是为交通提供便利,但是市政桥梁除了要保证交通顺畅外,还要与周围的建筑、人文环境相协调。
1.简述桥梁设计结构
对于桥梁的结构设计,我们要求的是动态的结构设计,也就是说桥梁的设计要满足一定的耐久性。在桥梁结构的设计过程中,其设计效果在很大程度上受设计人员主观意识的影响,设计人员的专业素养与工作经验都影响着桥梁的结构设计。但是现在桥梁设计人员大多数只关注桥梁的强度忽略桥梁建成后的耐久性问题,在桥梁建成的初期,检测人员并没有办法了解其耐久性是否合格,但是随着使用时间的延长,一些缺乏耐久性设计的桥梁将会发生质量问题,致使整座桥梁不能再继续正常服务于交通。现阶段我国的市政桥梁设计结构体系并不完善,仍需在以后的发展中进一步完善。市政桥梁的建造首要问题就是桥梁的安全性问题,桥梁的安全使用关河着整座城市的交通与发展,然而在实际的设计工作中,这方面的问题并没有得到设计人员足够重视,以此同时桥梁的现场施工也存在着影响桥梁安全发挥其功能的因素存在。所以在市政桥梁的结构设计中,设计人员应该选择一个科学合理的设计方案,同时根据相关的建设法规进行相关设计系数的计算,比如桥梁的设计荷载等问题的研究。
2.现存问题及相应对策
2.1设计上的漏洞。伸缩缝的设计在市政桥梁结构设计中占有重要的位置,在实际设计中,大多数设计人员会将伸缩缝设计为普通的橡胶支座,但是这种设计会极大地影响整座桥梁的正常发挥,因为由于普通的橡胶支座极易受外力产生变形,致使桥梁结构发生变化,偏离原来的设计,相应的影响有关设计值,甚至使桥梁不再满足设计要求。所以在桥梁的设计过程中,可以将普通的橡胶支座改为可以活动的橡胶支座。桥梁设计上存在的另一个问题就是设计人员在设计初期常常不考虑超载的情况,一般情况下设计人员只是按照标准的桥面承载力进行设计,但是近年来超载现象不断发生,设计人员也必须将这种特殊情况考虑到设计当中来,否则将使整座桥梁面对无力承载的安全隐患。所以在以后的工作中不仅要求相关的道路桥梁管理部门严格规范安全道路形式规则,严查超载,还要求桥梁设计人员在进行有关设计时能够全面考虑。另外在桥梁的施工过程中,常常会出现空心梁数量不够的情况,这就要求相关部门做好施工前的校验工作,为市政桥梁的顺利落成打下基础。2.2设计结构缺乏耐久性。在现阶段的市政桥梁结构的设计中常常忽略的问题就是桥梁的耐久性问题。正如大家所见,桥梁建成后终日暴露在空气中,经受风吹日晒。与此同时,桥梁结构还要承受来自上部的压力,甚至是地震灾害的影响,那么长期下来,桥梁极易受自然的损害,最后影响整座桥梁的正常使用,产生不必要的经济损失。在现实生活中,我们有时候会听到桥梁倒塌事件的发生,一般情况下,这种事故产生的原因就是桥梁结构耐久性差,这种事件的发生使人们不断开始重视桥梁结构的耐久性设计,特别是桥梁结构中的一些细节设计,细节组成整体,所以设计必须从小处着手,加强整个桥梁设计结构的耐久性。现在对桥梁结构设计的研究也正在朝着定量分析的方向发展,将会进一步保证桥梁结构设计的科学性。
3.市政桥梁结构设计中应关注的问题
3.1防洪水位及人行桥栏杆。桥梁是道路路线受到江河湖泊、山谷深沟以及其他线路(铁路或公路)等障碍时,为了保持道路的连续性而专门建造的人工构造物。因此在进行桥梁的结构设计时要查阅相关资料,确定合理科学的防洪水位,以保证桥梁作用的发挥。设计人行桥栏杆时,为了保证行人的安全,须做好相应的抗水平外力的计算,栏杆重量也应控制在合理范围之内,最好设计成竖条,减少风力的破坏。栏杆建成后要树立醒目的禁止攀爬标语,保证行人及机动车辆的安全行驶。当然在实际的设计工作中,设计人员也要根据桥梁的具置及特性制定特定的设计方案。3.2交通量及特殊荷载。市政桥梁的存在其主要的功能就是疏导交通,所以在市政桥梁的设计过程中,要根据该城市的交通状况,桥梁所处的地理位置,预测合理的桥梁宽度及其结构。尤其是对于互通式立交桥的设计,更要考虑交通的流畅性,还有车辆的出行便利性及桥梁设计车速的确定,最大限度减缓交通阻塞压力。另外近些年来,货车超载问题不断出现,给桥梁的承载能力又一巨大的挑战,因为在一般的桥梁设计中并没有考虑这些不因此范的行车行为,一旦超载问题出现,桥梁将在超负荷情况下作业,严重威胁着桥梁的正常使用年限。因此,在桥梁设计结构中要考虑这些不规范的行车行为对桥梁产生的额影响,并在设计中有针对性的设置相应改善措施。
4.结语
市政桥梁结构的设计关乎着整座桥梁的正常发挥,也影响着整座城市的交通状态,在以后的设计工作中,设计人员要更加重视设计的细节,从小处着手,综合考虑影响桥梁质量、安全的各类因素,在设计中加以体现。现阶段我国的市政桥梁结构设计体系并不完善,须在以后的发展中逐步改善,为市政桥梁的建设提供保障。与此同时,设计人员也应该树立不断创新的设计理念,设计风格、质量要符合现代化的发展需要。
作者:谢函霖 单位:华北理工大学建筑工程学院
参考文献
桥梁结构设计范文2
【关键词】桥梁;下部结构;设计;内力计算;影响
引言
目前我国交通建设的高速发展,跨越江、河、湖、海的大中桥、特大桥逐渐增多,桥梁的下部结构也倍受关注。桥梁下部结构考虑是否得当,对工程造价、质量、工期及后期使用影响非常大。近年来,分离式下部结构的桥梁由于不均匀沉降引起的桥面开裂现象时有发生。在桥梁的整体设计中,下部结构的选型对整个桥梁设计方案有较大影响。合理的选型将使上下部结构的造型协调一致,轻巧美观。桥梁下部结构应满通需求、安全耐久、造价低、维修养护少、施工方便、工期短、与周围环境协调和造型美观等原则。
1 桥梁下部结构型式选用
在桥梁下部结构设计中,除了从桥梁整体设计结构考虑外,还应结合着桥梁所在地的实际发展状况及地理位置,选择与之相符的设计方案。在整个桥梁下部结构型式选用中,主要包括以下几个方面:
首先,在整个桥梁下部结构设计中,钢筋混凝土薄壁墩台使用的过程中,多数应用于填土较低及河床较窄的地区。在其具体使用的过程中,其核心功能在于缩短桥长、节约成本,避免前台锥对河床的压缩,使其在运行中,能够将两端的压力应用到桥梁下部,以此来维持桥梁的平衡。
其次,埋置式桩柱式桥台该型式桥台设于岸上台身埋入锥形护坡中,有单排桩柱式与双排桩框架式两种。采用该型式桥台,为保证路基稳定性,不能过多地压缩桥长,不少工程对此有深刻的教训。
再次,柱式桥墩本型式桥墩有施工的简便性和较广的适应性,在软基中是很好的选择型式。分为:(1)带盖梁单排桩柱式桥墩,一般用于简支梁桥;(2)不带盖梁独柱式桥墩或排柱式桥墩,用于连续现浇箱梁。
最后,在整个桥梁下部结构设计中,能否选择与之相符的墩台,将直接关系着桥梁的稳定性及今后的投入使用。在选择墩台的过程中,需要设计人员从以下两个方面考虑:一方面,在墩台数量的考虑上,需要设计人员结合着软基位的实际状况,设置合理的段泰;其次,在墩台承载力的考虑上,需要设计人员对其作出仔细的计算,必要时,可以将嵌岩柱换成摩擦柱。
2 下部结构内力计算
为减少软土地基位移对超静定结构的影响,上部工程多采用标准梁的先简支后连续构造,这样整个工程的计算工作主要集中于下部结构,故下部结构内力计算方法的选用是否正确;考虑因素是否全面,直接关系到工程安全,为此作以下几点分析。
2.1盖梁内力计算
《墩台设计手册》中算例对墩台内力按下列方式计算:当荷载对称布置时,按杠杆法计算,当荷载偏心布置,按偏心压力法计算,两种布载状况的内力取大值控制设计。这种算法没有真正体会规范用意,仅为两种布载状况下的内力计算,不是各截面最不利状态的内力计算,所算内力存在着不安全因素。正确做法:应该先画出各截面内力影响线,再对应影响线用杠杆法及偏心法进行最不利横向布载,求出各截面内力最大、最小值,然后根据内力包络图进行结构配筋。近几年,有的设计单位作如下简化计算也可行,对多支座的板、箱梁桥的墩台帽计算,按活载直接作用于由墩台简化成的连续梁上进行计算,不考虑活载及二期恒载的横向分布作用。
2.2桥墩内力计算
墩桩顶的最大竖向力计算同上;墩桩顶水平力计算,运用柔性墩理论中的集成刚度法,将桥面汽车制动力及梁体混凝土收缩、徐变、温差、地震产生的水平力在全联墩台进行分配;最后根据不同组合的墩桩顶水平力、弯距及对应桩顶竖向力进行桩基各截面内力计算。
2.3桥台内力计算
除了桥墩内力计算项目外,桥台竖向荷载还要增加土压力、负摩阻力、搭板自重等项。
3 下部结构配筋
下部结构配筋首先涉及配筋方法的选用问题,故在该项中对配筋方法、盖梁配筋、桩筋设计、桥台配筋等注意事项分别进行讨论。
3.1盖梁配筋注意事项
(1)等截面连续梁可以用极限法,但负弯矩处最好留有富余。
(2)变截面连续盖梁只能使用容许应力法。
(3)盖梁的抗弯配筋,两种方法均不控制设计,主要由裂缝宽控制。
(4)抗剪设计,两种方法都对混凝土与箍筋承担剪力比例作了明确规定,这样梁体往往需要设置大量斜剪力筋,给梁内带来困难,配筋时可以通过多设箍筋,让混凝土号箍筋承担更多的比例,使配筋自由度大一点。
(5)盖梁配筋要注意“强剪弱弯”,大部分梁体破坏是由剪力不足造成的,对抗弯筋满足要求即可,而抗筋一般留有富余.
(6)施工阶段应力计算多用容许应力法。
3.2 桩筋及桩长设计注意事项。
(1)桩筋设计目前均采用极限法进行桩体抗弯筋设计,这在规范中已有详细公式。对桩体抗裂还没有明确要求,目前说法不一,有待进一步研讨。对于基桩各截面的配筋,从理论上讲,应根据桩内弯矩包络图进行计算布置。通常是根据最大弯矩处进行配筋,从桩顶一直伸到最大弯矩一半处下一定锚固长位置,减少一半配筋再一直伸至弯矩为零下一定锚固长位置,再下为素混凝土段,对于软基,桩主筋最好穿过软土层。
(2)桩长设计桩长计算不同于桩基配筋,仍采用容许应力法,最大竖向力应按容许应力法要求计算,不需考虑极限荷载组合系数。
3.3桥台配筋注意事项
(1)台后顺桥向水平土压力对盖梁的水平弯矩是造成盖梁跨带附近侧面竖向裂缝的主要原因,而侧水平土压力易造成耳墙根部弯裂。
(2)桥台在土压力、恒载、活载、梁反推力作用下将有很大的扭矩,使盖梁发生扭剪破坏。
(3)桥头路基下沉致使背墙受活载冲击力而过早破坏。
4 施工中下部结构技术问题的处理
4.1桩长变更
地质钻探资料仅反映局部地质情况,加之钻探描述与实际桩孔地质有所出入;因此,桩底碰到大孤石或岩面难以钻进或地质较好时,应允许对桩长进行变更,但要求设计人员、监理人员根据实际情况判断,设计者既不能轻易变更桩长,又要避免过于保守,在满足承载力情况下进行桩长调整。
4.2沉淀层厚度指标选用分析
(1)不要对沉淀层要求的太小,施工中难以控制。
(2)清底系数m值对桩长影响较大,以0.3~0.4 d为宜,个别桩底沉淀层厚度超标的,浇筑前可用反循环清孔法进行清孔。
4.3断桩处理
桩底设素混凝土段对底层断桩处理有很大帮助,对于上层断桩, 可用挖孔接桩法处理,对于中层断桩费时费事,应重点控制。
4.4 横系梁、承台功用讨论
横系梁的主要功能是为了联结墩柱时调偏,同时增大桩的横向整体性,桥墩不高时,可以取消;较高时,也可将系梁提到施工水位以上,减少围堰费用和困难。承台的主要作用是联结群桩,有些群桩承台结构可考虑用大直径的独桩结构代替,以降低工程造价。大桥将原框架式桥台简化为无横系梁、无台身的短凳框架式桥台,因减少了土压力作用面,桥台更安全可靠。
5 前期科学规划、合理方案对建桥的影响
(1)做好总体规划,初步正确框定下部结构的位置及形式。
(2)做好桥宽规划,提高下部结构的设计质量及设计单位的设计效率,规划部门希望桥宽一步到位,而主管部门因资金所限不能一步实施到位。
(3)勘测是下部结构设计合理的前提和基础,现场地形、地质影响、下部结构型式的选择及方案的合理性、可行性,对下部工程设计质量至关重要,如果前期调查不细,就会给工程实施造成设计变更、工期延长、费用增加等问题。
桥梁结构设计范文3
关键词:道路桥梁 结构设计 要点
中图分类号:U448文献标识码: A
前言
道路桥梁结构设计是路桥施工的第一个关键环节,影响着道路桥梁工程的质量,所以,做好道路桥梁设计工作不仅仅是设计工作本身的需要,也是道路桥梁工程的质量要求。
一道路、桥梁设计的基本要求
对资源利用是否经济合理,技术先进,尊重实际,实事求是,是否科学,在很大程度上取决于设计的水平和质量。具体而言,在设计中应坚持以下原则:
1、严格执行国家现行的设计规范和国家批准的技术标准;
2、尽量采用标准化设计,积极推广应用“可靠性设计方法”、“结构优化设计方法”等现代设计方法;
3、注意因地制宜,就地取材,节省建设资金。在切实满足建设功能要求的同时,千方百计地节约投资、节约多种资源,缩短建设工期;
4、积极采用技术上更加先进、经济上更加合理的新结构、新材料。
二结构化设计的必要性
传统桥梁设计流程首先是根据经验判断制定初始的设计方案,包括材料的选择、总体的布置、制造的工艺和结构尺寸等方面;接着是对结构进行分析;最后进行力学分析,检验设计结构是否可行,并根据不同情况进行修改。这种设计方法,只是对施工方案的可行性与安全性进行检验,不能够做到最优的设计,很难满足对桥梁结构设计需求日益复杂的要求,因此,结构化设计变得尤为必要。
结构化设计的方法主要是基于自顶向下细化、模块化和结构化程序设计等程序设计技术发展而来的,主要的思想就是把设计分为具有单一功能且相互独立的模块结构,主要包括详细设计和概要设计。结构化设计主要通过结构图进行设计阶段的描述。结构化设计在道路桥梁设计中的应用,不仅是道路桥梁发展的需要,也是道路桥梁设计方法的最优选择。
三道路桥梁结构设计常见问题
近年来,为能良好解决道路交通的问题,桥梁建设在国家有关部门的大力支持下逐步加大各方面投入的力度,使得道路桥梁设计工作成为了绝对的重头戏。本文探究道路桥梁设计主要以其使用性能展开谈论,并根据自身工程实践经验的积累,总结发现常见问题主要表现在以下几点:
1、设计标准不高
鉴于我国道路桥梁设计对于规范标准的要求并不高,一旦在对道路施工进行改造施工时就会不同程度地对道路交通的便利性造成麻烦和留置安全隐患,并且势必会影响桥型的美观。因此,在进行桥梁设计时就必须考虑到这一点,同时综合现场因素,尤其是在桥梁的主梁或梁侧预留一定空间,以便为桥梁后期可能进行改造施工创造施工空间与条件;
2、管道预留空间不足
每座桥梁在设计中都需要设置专用桥梁管道,但在现实中往往这方面得不到充分的重视,导致这一问题出现的原因主要在于现代城市人口压力过大或城市改造工程。城市改造工程在遇到管道预留空间不足的情况时,则仅仅能够进行一些扩容处理,将桥梁管道在桥体之外,从而为交通线埋下不便的隐患,同时影响到桥体的美观。
另外,在面对桥梁管道预留空间不足问题时,可以通过再次开挖的办法进行相关处理,但是这种处理形式不可避免地会在工程投资建设方面造成严重浪费,并会对交通情况造成影响;
3、绿化带专项防水设计缺陷
我们知道,桥梁工程不仅仅是为了满通使用的功能,在桥体设计美观上也应给予足够重视。因此,桥梁绿化带专项防水设计就成为了桥梁装饰工程的一项必要内容。
有关桥梁结构设计工作人员在对拟建桥梁工程展开设计工作时,有必要考虑保证桥梁工程在完成施工后所能受到的绿化美观效果,同时在综合考虑到拟建工程施工现场存在的各种影响因素之后,对设计成果要求具有绝对的桥梁结构使用功用和外形美观效果;
4、结构设计选型问题
桥梁工程结构选型的问题极为关键,不仅需要在结构选型上满足视距和净空的要求,外形美观和合理地结构自重同样被视为桥梁结构设计的基本标准和原则,以使桥梁工程能够成为城市建设中可实现功能与兼容城市风貌的一道亮丽景观。
然而,实际的设计工作却出现了严重地形式重于实用效果的偏侧现象,出现结构选型不合理的问题就很自然了。
5、装饰结构设计问题
据有效数据分析,我国在很多桥梁工程结构设计中都存在使用安全材料不合标准现象。而材料是工程建设的根本,保证桥梁结构的安全性是保证桥梁结构运营使用安全的关键。因此,在选择桥梁结构装饰材料时,就必须通过材料取样试验的把关手段来保证材料的安全性和控制材料的破损率。
四道路桥梁结构设计要点
道路桥梁结构设计工作设计内容广泛,本文主要以装配式简支桥梁的结构设计要点作论述如下:
1、主梁设计
装配式简支梁结构区别于整体式简支梁结构的突出特点在于可将预制独立构件进行运输与吊装,并且通过现场安装、拼接制梁。在设计中即可实现对自动化、机械化的施工技术应用,节省部分劳动力和施工原材料,并大幅提高人物力的生产效率,施工过程也不会受到季节的影响,是为采用此种桥梁设计型式的关键。主梁结构作为桥梁上部结构的主要承重构件,设计型式通常分为T形和箱型两种,箱型结构主梁仅被应用于预应力混凝土结构梁之中。设计采用箱型结构主梁既需要对主梁结构的间距与片数作要求,主梁间距与片数两者相互制约,即间距小则片数多、间距大则片数少。而主梁的高度及细部尺寸则需根据相关的荷载计算方法确定,若主梁对称布置,梁身所受荷载同样对称分布,即需以杠杆法进行相关计算,否则即需以偏心受压进行相关计算。二种情况相同点在于内力取值均以取最大值作为控制设计的标准,但这种内力取值标准不可作为主梁结构各个截面的最不利状况的受力计算,因为从其计算原理来看,计算结构存在较多的不安全因素。
桥台设计桥台结构的设计应主要注重于型式的选择
装配式简支桥梁对于桥台结构的选择比较常见的有轻型桥台、钢筋混凝土薄壁桥台和埋置式桥台三种。轻型桥台结构型式具有体积小的特点,其设计应用可作为一种挡土的翼墙结构。钢筋混凝土薄壁桥台可设计将台身埋置于桥梁护坡中,从设计角度讲,既可以减小桥台结构受到上部荷载的作用力,又可以保证桥台处的预留空间。但是,从某种程度上分析桥台前的护坡由于是采用片石混凝土施工作表面防护的一种永久性设施,存在着被洪水冲毁而使台身的可能,因此,在设计时必须进行相关的强度和稳定性验算。
3、桥墩型式选择
装配式简支桥梁结构设计中普遍采用双柱式墩、十字墩或矩形薄壁墩等型式,其中单幅双柱式桥墩结构型式应用较为普遍。考虑到以往在道路桥梁结构设计中出现的问题,笔者希望在今后的设计工作中应注意对于桥墩结构型式的选择要极为谨慎,如在岩溶性地带、桩基础施工困难地段应根据实地情况避免过多地设计桩基,单柱单桩的设计为宜;而拟建施工现场位于河谷或受到滚石威胁时,则应考虑设计增强桥墩结构的整体抗撞击能力,亦须单柱单桩设计为宜;对于高位墩柱长桥的情况,则应考虑到桥梁上部结构荷载累积变位的问题,采用双幅两柱整体下部构造设计为宜。
4、定线原则
根据给定的起终点,分析其直线距离和所需的展线长度,选择合适的中间控制点。在路线各种可能的走向中,初步拟定可行的路线方案,(如果有可行的局部路线方案,应进行比较确定),然后进行纸上定线。a.在1:10000的小比例尺地形图上在起,终控制点间研究路线的总体布局,找出中间控制点。根据相邻控制点间的地形、地貌、地质、农田等分布情况,选择地势平缓山坡顺直的地带,拟定路线各种可行方案。b.对于山岭重丘地形,定线时应以纵坡度为主导;对于平原微丘区域(即地形平坦)地面自然坡度较小,纵坡度不受控制的地带,选线以路线平面线形为主导。最终合理确定出公路中线的位置(定出交点)。
结束语
总而言之,道路桥梁结构设计关乎道路桥梁工程后期的施工工作,也关乎竣工后的使用效果,所以,道路桥梁结构设计必须要慎之又慎,既要符合设计原理,又要符合经济适用的要求。
参考文献:
[1]邓标,吴朝东;浅析城市道路桥梁设计的常见问题[J];城市建设理论研究;2011,(09)
桥梁结构设计范文4
关键词:市政桥梁;结构;设计要点
中图分类号:TU997文献标识码: A
引言:市政桥梁的安全以及质量不仅仅体现了施工设计人员的智慧以及审美的观点,同时也要意味着该桥梁能否经得起时间的考验以及是否值得世人的回味。市政桥梁设计的过程中要坚持因地质疑,并且也要结合设计单位公布桥梁设计的方案,积极主动的去学习国外一些先进的设计经验,进而在设计的过程中采取一种合适的方法,从而能够有效的避免一些因素为施工设计所带来的影响。
1.市政桥梁结构在设计过程中的现状分析
针对市政桥梁设计而言,它在一定的程度上具有比较广的牵涉面,因此它是一个较为复杂的系统工程。只有将一些相对来说比较丰富的理论知识运用到里面才能够有效的防止一些经验因素给设计带来一些不利的影响。在进行市政桥梁设计的过程中,往往会遇到不同的问题,其中比较明显的,具有一定不良影响的主要表现在以下几个方面:一是,施工设计过程中对强度因素的考虑在一定的程度上是胜于对耐久性的考虑,大多数相关的设计单位都是比较重视强度的极限状态,但是常常都会把极限状态使用进行相应的忽视,然而桥梁结构在一定的程度上属于整个生命周期里最为重要的使用性能表现,往往会在一定的程度上出现重视结构建造却将结构维护进行忽视掉的行为。在实际施工中,大多数的市政桥梁在进行设计的过程中,对于耐久性设计的关注在一定的程度上是限于表面上的概念,不仅对明确使用年限的要求有着一定的缺乏,同时还进一步的忽视了关于耐久性力的设计方面。总的来说,这些倾向就是目前市政桥梁工程在进行施工的过程中各种事故频发的不良后果、结构的使用性能较差的不良后果、使用寿命较短的不良后果等带来的直接导火索,并且这些倾向在一定的程度上普遍跟国际桥梁工程结构界所提倡的耐久性、安全性以及适用性等设计原则进行相背离,另外也很难满足当前结构动态以及综合经济性力面的要求。
在目前阶段,不仅我国市政桥梁的设计理论不够完善,同时结构构造体系相对来说也是极不完善的,针对市政桥梁在设计过程中的领域而言,特别是市政桥梁施工和使用期的安全性问题在一定的程度上还需要改进。在进行结构设计的过程中,首要任务就是在一定的程度上选择一套经济并且实用性比较强的结构方案,然后进一步的分析出结构和结构与其连接过程中的设计,并在一定的程度上选出施工规范能够允许的安全系数以及各种可靠性指标进一步的确保结构的安全性。
大多数的设计人员在一定的程度上都是过于侧重施工过程中的规范在结构强度设计上的各种安全度的相关需要,但是却比较严重的忽视了结构体系、构造体系、维护以及结构耐久性和施工设计与施工过程到整个使用全过程中往往会出现各种人为措施,没有加强并提高结构的安全性。
2.对市政桥梁结构设计的具体细节进行分析
2.1在构造设计过程中所出现的问题
在对桥梁构造设计过程中最为典型的问题就是伸缩缝的问题仅仅是设置普通的橡胶当作支座,通常是需要对其进行改称为橡胶活动的制作,不然一旦要是受到汽车荷载的作用就会十分容易但只结构安全和耐久性受到一定的影响。桥面通常情况下不会设计一个整体的钢筋网,并且也不会把汽车荷载的问题考虑到里面去,但是,在我国的公路运输过程中关于超载的想象是一种十分普遍的现象,例如汽车的超载运营,将会十分容易导致市政桥梁结构长期实用性以及耐久性,因此在遇到这种问题的时候,不仅仅要交给有关部门进行管理,同时还需要在结构设计的过程中将把超载可能造成的严重后果进行分析以及研究,并且还需要将其耐久性问题考虑到施工设计的范围之内。伸缩缝的位置所预埋的空心量数量通常都是不够的,建立以及施工单位必须要做好前期的复查工作。在此之外因为桩基础的钢筋保护和建筑制图的并不是一样的,所以,监理以及施工单位必须要对其进行加强重视,不然将会十分容易出现桩基础的主盘保护层不能够满足施工设计的需要。
2.2关于结构耐久性设计方面的问题
建造和使用桥梁的过程中,由于桥梁的主题本身是长期在外暴漏的,并且十分容易就会受到环境和一些有害化学物质等方面的侵蚀,在加上桥梁的结构还要承受车辆、地震以及超载等各种因素的影响,同时市政桥梁施工的过程中所采用的材料性能在风吹日晒的过程中将会不断的出现退化,这样也十分容易导致桥梁的每个部位出现不同程度的损伤以及劣化。在目前阶段桥梁倒塌综合严重损害的例子是越来越少,之后还是有很多的市政桥梁因为拉锁耐久性的问题使其使用的性能受到一定的印象,一些桥梁的拉锁并没有到使用的期限不可以对其进行更好,如果进行更换,不仅仅会影响到正常的使用,同时还带来严重的经济损失。对于这些问题将会对桥梁的耐久性设计有着直接的影响,所以,也会促进人们更加关注市政桥梁耐久性的问题。在长期以来,人们都十分侧重于研究结构计算的方法,然而却忽视了关于总体结构和细节处理方面的重视,因此,必须要对桥梁的耐久性以及安全性的研究进行加强。
2.3在桥梁结构设计过程中所出现的劳损伤的问题
在市政桥梁的设计过程中,其结构通常是需要承受的荷载和风力合理是属于一种动荷载,他们将会在结构内部形成循环变化的应力,对于这些应力不仅仅会导致结构出现震动,同时还会促进结构由于积累所出现的疲劳损失等问题出现。
通常情况下,市政桥梁所使用的材料都不是均匀以及连续性的,并且材料上经常也会有着各种微小的缺陷,在循环荷载的作用之下,这类缺陷将会日益发展并且结合到一起,从而变造成的损伤,在严重的时候还会在材料的内部出现裂纹。如果施工人员不能够及时有效的控制住这些裂纹,那么将会导致材料和结构出现断裂的现象。疲劳损伤通常是被认作为桥梁设计过程中最为核心的问题,并且因为它所引发的钢材开裂的情况也比较多。因此,在结构设计的过程中必须要把这个问题列入到结构设计过程中所需考虑因素的重中之重。
3.在对市政桥梁结构设计过程中所需要注意的事项
3.1要分析结构系统的可靠度
在对市政桥梁进行设计的过程中,其结构系统可靠性是一项十分复杂的问题,有着很多的学者在多个角度进行不断的研究,同时也提出了一些相关的概念以及方法,之后因为系统的可靠度分析和研究的内容比较丰富,难度的系数也比较大,所以,必须要慎重的考虑。
3.2要分析认为差错所出现的问题并且进行重视
在桥梁设计中,很多的结构失效现象并不是因为桥梁结构荷载和强度带来的不确定性所导致的,相符的是设计以及施工等很多环境出现的认为因素所导致的,并且,由于认为因素所导致的事故相对比较多,所以,在目前已经是成为市政桥梁结构设计研究的热点问题。
总结:总而言之,我国的市政桥梁设计理论和结构体系还并不是十分的完善,在很多的地方都是需要进行不断的改进以及完善。在某种意义上将桥梁设计是属于系统性十分复杂的工作,不仅仅是需要有着十分丰富的理论知识,还必须要尽可能的减少主管因素为施工设计所造成的不良影响,只有全而规避一切不良因素,才能确保市政桥梁设计的方案能够达到工程规划的要求,也才能为后期工程实际施工作业的开展指明道路。
参考文献:
[1]王运良.关于市政桥梁结构设计要点的探讨[J].科技传播.2014,12(24):112-115
[2]于晓晴.关于道路桥梁结构设计要点分析[J].黑龙江交通科技.2013,12(24):120-125
桥梁结构设计范文5
关键词:桥梁下部;结构设计;计算
Abstract: The substructure of bridge design and calculation has influence on bridge structure safety and using function, reasonable structural design makes the bridge substructure, coordinated, lightweight appearance. This paper takes Jilin province Changchun two horizontal and two vertical expressway bridge substructures for example, described around the bridge lower structure type selection, design, calculation and the effect of some factors such as the bridge stability aspects, for reference.
Key words: substructure; structure design; calculation
中图分类号:U433.2 文献标识码:A文章编号:
1 工程概况
桥梁下部结构直接承担着传递上部荷载的作用,其结构设计、计算等在整个桥梁设计中占有关键性的位置。本文以吉林省长春市两横两纵快速路桥梁下部结构为例, 桥梁下部概况如下:
盖梁采用双墩柱小悬臂盖梁,盖梁截面采用变截面矩形截面,截面尺寸1.5×1.5~1.5×0.5m;桥墩采用双柱式桥墩(无系梁),桥墩截面采用圆形截面,直径1.7米;承台尺寸8×6×1.5 m ;桩基采用双排桩,每排3根,间距2m,桩径1m。
结合项目的特点,以及其结构设计、计算的内容和结果等,总结出个人意见如下:
2 桥墩结构型式选用
桥墩的结构类型按不同的分类方式划分为不同的类型。按照桥墩与上部结构的连接方式,桥墩可以划分为整体式和悬臂式;按照桥墩截面形状的不同,桥墩可以分为实心墩、空心墩、圆形墩、八边形墩和矩形墩等;按照其建筑轮廓则可以分为单柱和复式柱排架、倒梯形墩墙等。
一般地,实心桥墩用在水路桥梁,按细长和流线形的比例建成,对于洪流,这些截面产生的阻力较小,利于排洪。由于空间的局限性,市区桥梁经常用倒梯形桥墩,用于支撑钢梁和装配式的预应力混凝土上部结构。排架墩柱是由帽梁和支撑柱构成,可用于支撑钢梁上部结构或用做现浇施工的整体墩。
墩柱的截面可采用圆形或矩形,目前,排架墩柱是一种较为流行的桥墩形式。排架墩是由钻孔桩基础和按照圆柱从桩身扩展而形成的下部结构组成的。
综上依据,长春市两横两纵高架桥采用双墩排架墩柱。
3 盖梁、墩柱、桥台的设计、计算
3.1盖梁内力计算
《墩台设计手册》中的算例对墩台内力按下列方法计算:当荷载对称布置时,按杠杆法计算;当荷载偏心布置时,按偏心压力法计算。两种布载状况的内力取大值控制设计。这种算法没有真正体现规范用意,仅为两种布载方法下的内力计算,而不是各截面最不利状态的内力计算,所算内力存在着不安全因素。
精确做法应该是将盖梁类似于上部结构主梁一样进行计算,采用通用计算程序进行建模分析。在建模时,盖梁的支承条件很难精确模拟,因为其受到墩柱及基础的刚度影响,所以为了减小误差,对于一些能将墩柱模拟进去的建议将墩柱一起模拟,然后在墩柱底进行边界约束。
图1所示为运用有限元软件进行计算的几何模型,这也可以方便后面墩柱和桩基础的计算。
图1 桥博盖梁计算几何模型
盖梁上作用的荷载包括上部结构一期、二期恒载、活载以及自重。在计算活载时,对于简支梁,直接是在相邻两跨的跨长上利用杠杆法得到盖梁支座处的支反力,然后对盖梁进行横向加载;对于连续梁,如果已计算了上部结构的支反力,则直接取作用于该桥墩上的最大活载支反力作用于盖梁上即可;至于没有对上部结构进行分析的状态,则可以采用一种简化方法进行计算支反力,即按简支梁在相邻两跨内利用杠杆法得到作用于盖梁的支反力,然后乘以放大系数,再对盖梁加载。
在进行盖梁横向加载时,应根据柱底或支承处支反力考虑车道数偏载,得到盖梁各控制截面(一般包括悬臂根部、跨中和支点截面)的最不利内力组合进行设计或验算。
长春市两横两纵高架桥盖梁计算结果如下:
(1)长期效应组合和短期效应组合下,中横梁均未出现拉应力;在标准值效应组合下最大压应力为9.5Mpa;
(2)在荷载基本组合下,中横梁和端横梁最大抗力大于最大内力,最小抗力大于最小内力,承载能力极限状态结构能够满足受力要求;
(3)在短期效应组合下,端横梁裂缝宽度满足规范要求。
3.2墩柱内力计算
桥梁墩柱根据其受力特点,大部分都属于偏心受压构件。偏心受压构件在弯矩、轴力共同作用下,截面的极限承载能力随弯矩与轴力的比值,即偏心距e0变化而变化。大截面极限承载能力时的弯矩MR与NR轴力的曲线关系如图2所示。
图2偏心受压构件MR-NR相关图
注:(OB一短柱,材料破坏;OC一长柱,材料破坏;OE一细长柱,失稳破坏;OF一eo很大柱,类似弯曲破坏)
对于一般桥梁结构的桥墩,除去一些特殊高墩桥外,均属于短柱范围,由图2可见,对于短柱,M与N呈线性关系;对于中长柱,M与N呈非线性关系,NR随MR增大有所降低。根据MR一NR相关图可知:对小偏心受压构件:NR随MR减小而增大;对大偏心受压构件:NR随MR增大而增大,增大到最大的MR后即界限破坏后减小。
所以,在进行墩柱设计或验算时,应根据偏心受压构件的受力特点来确定其最不利受力状态所对应的内力值。作用在墩柱上的力,竖向力主要来自上部结构的一期及二期恒载、活载,对于有盖梁的还包括盖梁的恒载及墩柱自身重力;水平力主要为桥面汽车制动力,支座摩阻力,梁体混凝土收缩、徐变、温差、地震产生的水平力的不利组合;弯矩由以上竖向力偏心力矩和水平力力矩组成。
主桥立柱最不利位置为固定支座所在桥墩处,汽车制动力按照《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)4.3.6 规定取值。长春市两横两纵高架桥该处汽车制动力为:(15×99+300) ×0.1×6×0.55/2=294.5(kN)。
(1)在正常使用极限状态短期效应组合作用下立柱的最大反力:
桥墩:N=2.59×KN,立柱高度:l=8.8m,故有立柱底的弯矩:
M=294.5×8.8=2.59×KN.m。
取立柱根部截面进行验算。
(2)承载能力极限状态计算结果:
①最大轴力强度验算
截面受力性质: 下拉偏压
内力描述: Nj = 3.11e+04 KN, Qj = 0.0 KN, Mj = 3.11e+03 KN·m
截面抗力: NR = 9.23e+04 KN >= Nj =3.11e+04 KN(满足)
②最小轴力强度验算
截面受力性质: 下拉偏压
内力描述: Nj = 2.59e+04 KN, Qj = 0.0 KN, Mj = 2.59e+03 KN·m
截面抗力: NR = 9.23e+04 KN >= Nj =2.59e+04 KN(满足)
③最大弯矩强度验算
截面受力性质: 下拉偏压
内力描述: Nj = 3.11e+04 KN, Qj = 0.0 KN, Mj = 3.11e+03 KN·m
截面抗力: NR = 9.23e+04 KN >= Nj =3.11e+04 KN(满足)
④最小弯矩强度验算
截面受力性质: 下拉偏压
内力描述: Nj = 2.59e+04 KN, Qj = 0.0 KN, Mj = 2.59e+03 KN·m
截面抗力: NR = 9.23e+04 KN >= Nj =2.59e+04 KN(满足)
⑤上缘:
长期荷载弯矩: M = 2.59e+03 KN·m
全部使用荷载弯矩: Mo = 2.59e+03 KN·m
长期荷载裂缝宽度: df = 0.0 mm
容许裂缝宽度: dfo = 0.2 mm
上缘抗裂性验算满足
⑥下缘:
长期荷载弯矩: M = 2.59e+03 KN·m
全部使用荷载弯矩: Mo = 2.59e+03 KN·m
长期荷载裂缝宽度: df = 0.0 mm
容许裂缝宽度: dfo = 0.2 mm
下缘抗裂性验算满足.
3.3桥台内力计算
桥台除了受与桥墩相似的荷载之外,竖向荷载还增加了土压力、负摩阻力、搭板自重等荷载;水平荷载增加了土压力,其影响复杂,设计时需注意以下几点:
(1)内力计算应注意的问题。①软土地基上带基桩的钢筋混凝土薄壁桥台土压力计算按深层考虑。②软基路段桥台应尽量设置为与路线正交的形式,减小台身长度,在适当的位置设置伸缩缝,以缩短受拉区长度,减小台身混凝土的收缩变形量,抑制台身的竖向、斜向裂缝的发生。③在桥台的承台或基础顶面应设置一定数量的支撑梁,削减基础及下部结构的自由长度,降低结构自身的弯矩,提高结构承载能力。④软基段落的中、小桥,台前、台后均应进行一定长度的软基
图3桥台计算图
处理过渡,避免因桥头软基滑移或施工过程不对称加载引发的其他附加荷载对桥台及桩基产生的挤压,造成桥台水平开裂。⑤在薄壁墩台的拉应力区,应配置受拉钢筋,尤其是在靠近台身底部(1/4~1/3)H附近,应根据实际受力情况增配钢筋,同时,水平钢筋与竖向钢筋搭接处应点焊成网格状。
(2)埋置式桥台土压力一般是以原地面或一般冲刷线起计算,对较差土质,需要进行验算,确定是否考虑地面以下台后深层土对桩水平力的影响。台后一定要选用透水性强、强度高、稳定性好的材料,否则渗水后摩擦角及粘结力下降,自重增加,台后实际受土压力远远大于设计值,使桥台产生滑移、失稳。
(3)桥头路基沉降、滑动验算。首先,路基沉降过大、桥头跳车、台背和梁端过早损坏,加大竖向土压力及负摩阻力,造成桥台盖梁开裂及桩基不均匀下沉、路面开裂及路基渗水,促使路基失稳。其次,由于路基滑动使桥台所承受的水平土压力已远大于计算值,对于桥头高路基和处于改河、填沟段或路基外不远处有沟、河的,更要注意深层滑动的验算。
(4)长春市两横两纵高架桥桥台计算图示如图3所示。
4 桩基承载能力的影响因素
桩基的承载能力是由两方面所控制的,其一是桩自身强度不足而破坏;其二是桩侧土体对桩的水平抗力不足,导致土体在发生屈曲破坏后桩基发生失稳破坏。设计中,对第一种情况比较重视,第二种情况则缺乏精细的考虑。
对于地质条件复杂的地区,桩基失稳问题必须给予足够的重视,设计中可以从如下几个方面来考虑:
4.1墩顶约束条件
桥墩桩基在受荷过程中,会产生相应的位移和转角,如果在高桥墩桩基的两端对桩身和墩身变形进行约束,限制变形的发展,可以对桥墩桩基屈曲的发生起到限制。经典弹性理论表明,墩项、桩端的约束程度越强,则桥墩桩基屈曲计算长度就越小,相应的屈曲临界荷载就越大,也就越不容易出现屈曲破坏。由于墩顶橡胶支座的约束,桥墩顶部的约束条件将由自由变换为铰支乃至固定。桥墩桩基发生屈曲的临界荷载要比墩端自由的桥墩桩基屈曲临界荷载要大得多。在分析桥墩桩基的屈曲时,必须考虑橡胶支座约束的影响。
4.2桩顶承台
工程中多采用群桩基础,特别是对于桥梁工程中的多根或多排式桩基,承台板的刚度通常较大,受荷后变形特别是竖向挠曲非常小,能调整各基桩的受力,如受荷小的基桩及承台板对受力大的基桩屈曲起到阻碍作用,也就是说,承台板这种调整约束作用将增强基桩的屈曲稳定能力。另外,承台也约束了桩顶和桥墩底部的位移和转角,可以对桩基屈曲的发生起到限制。
4.3桩周土的特性
当桩基出现横向变形时,土体会对土中的基桩产生水平抗力,可认为土体对桩身提供了水平方向的约束作用。桥墩在屈曲过程中,若其水平位移受到约束,则屈曲破坏的发生将会受到阻碍。由此可见,桩周土的特性与桩基的屈曲是密切相关的。在不同土层中桩周土体对基桩的握裹作用也有所不同,较软的土体对基桩的约束必然弱于较硬土体对基桩发生屈曲的约束。设计中,应分析土体特性对桩基稳定性的影响。
4.4群桩效应
采用多根或多排的群桩基础,由于基础承台板具有较大刚度,当承受荷载时,承台的变形和基桩相比是非常小的,特别是承台板的竖向变形。由于承台和桩基的变形不协调,它们之间会产生较大的相互作用力。一般的,承台对桩顶的这种作用可以对基桩的屈曲起到约束作用,从而提高基桩屈曲临界荷载。另外,群桩中各桩的受力状况不同,受力较小的桩可通过承台板分担其他桩的荷载,从而提高桩基的屈曲荷载。工程实践中通常认为,若桩基按单桩进行屈曲分析结果安全,则该桩在桩基中也是安全的,但若按单桩分析结果不安全。则不能认为该桩在桩基中就不安全。也就是说,在屈曲分析中,应该考虑承台的有利影响。
4.5桩基容许承载力计算
按照《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG 063-2007) 5.3.3条规定,单桩轴向受压容许承载力按下式计算:
,,
根据提供地质勘察资料,确定各孔位处参数取值。
主桥:
根据提供的地质资料,现对K5、K6、K7、K8孔进行计算。对于K5、K6孔,桩尖位于第⑥层(粗砾砂)上,根据规范查得计算中各取值如下:=0.7,=0.85,=5,=9.5kN/m3;对于K7、K8孔,桩尖位于第⑦层(高液限粘土)上,根据规范查得计算中各取值如下:=0.7,=0.72,=2.5,=19.5kN/m3。考虑到
(1)单桩容许承载力计算:
(2)桩基反力计算
根据桥梁博士计算结果,在各种荷载效应组合下,上部结构支反力汇总如下:
根据上述计算结果主桥主墩由上部结构传下来的最不利反力为:N=2.59×(KN),立柱、承台及相应桩基自重为:(KN),制动力引起的附加弯矩为:
2.59×KN.m。
单桩的竖向力设计值可按照下列公式计算:
最不利荷载组合下的内力值为:
=3.05X(KN),=2.59X(KN·M)
桩的根数n=4,将各个数据代入计算公式可以知;
=7949(KN)
桥梁结构设计范文6
关键词:盐结晶环境;桥梁;耐久性设计
Abstract: Due to its unique geographical characteristics and causes, a wide-ranged, great-depth and components-complex salt crystals or re-saline soil environments are formed in Cha-Erhan Salt Lake region. Its rich Cl-, SO42-, K+, and Mg2+ changes the engineering properties of soil, resulting some disease, such as thaw settlement and consolidation, salt heaving, and corrosion of concrete structures, as a result, the development of bridge construction has seriously hampered in the area. A bridge design method is introduced in the angle of structure and durability, by a concrete example, as a reference for some similar bridges.
Keywords: salt crystals environments, bridge, durability design
中图分类号:TU318文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)
1 前言
察尔汗盐湖地区的桥梁结构设计最关键的内容是耐久性设计,而混凝土耐久性是在腐蚀冻融等多种因素共同作用下的复杂问题。地下水位浅、矿化度高的盐渍土和卤水盐湖区域,盐水盐土对混凝土具有强烈的腐蚀作用。按照对1965年新建蔫嗜公路桥涵桩柱和铁道部察尔汗盐湖盐渍土地公路运营7年后展开的腐蚀数据显示,地面0.5m和地下1.5m范围内,常常有结构物被结晶性、分解性和复合性的化学作用侵蚀。文献1~3等对Cl-、SO42-、K+和Mg2+等离子的腐蚀机理做了相应研究。与此同时,结构物还要受到冻融循环、干湿交替这样的物理作用破坏。因此桥梁必须采取合理的结构形式和防护措施,以减少离子对混凝土和钢筋的腐蚀,确保桥梁的安全性和稳定性。
2 工程实例
2.1 桥梁简况
桥梁位于格尔木市以北约36km,,桥梁全长452.48m,跨径组合为(2×25+2×25+3×26+42+3×25+3×25+3×25)m,宽度10m。本桥需跨越现国道215线和青藏铁路,天然气管道等多处构造物,为该地区第一座同类大型桥梁。跨越青藏铁路时上部42m跨采用装配式预应力混凝土简支T梁, 25、26m各跨采用结构简支、桥面连续的的结构方案。桥梁下部采用柱式墩、肋式台,桩基础。
图1部分联跨总体布置图
2.2设计基本资料及技术标准
设计荷载:公路 -Ⅰ级
桥面宽度: 0.5m护栏+9m行车道+0.5 m护栏=10m;
地震动峰值加速度:0.1g
气象:桥址区属温凉干燥的高原大陆性气候。昼夜温度变化剧烈,最大日温差30.6℃,极端最低气温-33.6℃,极端最高气温35.5℃。
水文:场地地表水及地下水水质为卤水,对混凝土和钢结构具强腐蚀性。
表1地下水对混凝土的腐蚀性评价表
地质:桥址地基土多为盐渍土,氯盐、亚氯盐,过盐渍土。各岩土层工程地质基本特征由上至下为粉土、淤泥质粉土、粉砂。
环境类别:根据《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》(JTG/T BO7-01-2006)和《混凝土结构耐久性设计与施工指南》(CCES01-2004),本桥所处的环境应为V3 盐结晶环境,环境作用等级应为F级。
2.3. 桥梁总体设计
由于本桥先后跨越老G215线(二级路)、青藏铁路,受铁路安全距离及净空要求的限制,跨越青藏铁路处需要跨径为42m,其余跨径采用25或26m跨径即可避开旧路、光缆、天然气等设施。考虑吊装重量、电气化铁路的电网及上跨桥梁安全的因素,跨越青藏铁路的上部42m跨采用装配式预应力混凝土简支T梁,25、26m各跨考虑桥址处于强、过腐蚀环境,为减少因支座沉降对结构安全的影响,便于后期养护,此部分上部按结构简支、桥面连续的形式设计。下部结构采用柱式墩、肋式台,“大直径袋装混凝土灌注桩”基础。考虑到目前国内尚无40米以上同类桩基施工经验,桥梁墩台形式受桩长限制,采用承台接群桩的结构形式,桩长35~40米。
2.4. 桥梁耐久性设计及措施
根据察尔汗盐湖卤水及盐渍土的化学成分、气候特点、腐蚀特点及构造物所处的腐蚀环境,提出本桥耐久性设计的总体思路,即采用低渗透高性能混凝土、增加混凝土保护层,同时针对不同的结构部位采用相应的附加防腐蚀措施,如掺加钢筋阻锈剂、防腐涂层,采用透水模板、钢护筒、袋装混凝土等。
2.4.1低渗透高性能混凝土
根据《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》(JTG/T B07-01-2006)的规定,本桥上、下部结构材料均采用C50低渗透高性能混凝土。
2.4.2增加混凝土保护层
参照《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》(JTG/T B07-01-2006)并结合本桥实际情况,制定本桥各主要构件受力主筋的净保护层厚度。
表2各构件保护层厚度
2.4.3其他防腐措施
根据本桥所处环境的腐蚀情况及结构物的自身特点,设计中对结构物的重点部位区域采取了必要的附加防腐蚀措施。
1、上部结构
(1)预制箱梁、T梁的附加防腐措施采用在混凝土内参加复合氨基醇类的钢筋阻锈剂;
(2)箱梁、T梁预制完成后,在其底面、侧面涂渗透性防水层;
(3)预制箱梁、T梁、湿接缝、横隔梁、调平层混凝土内掺入聚丙烯纤维、复合氨基醇类的钢筋阻锈剂。
(4)对箱梁桥面连续处(桥墩中心线两侧各2m的范围)表面进行硅烷浸渍。要求浸渍深度不小于2mm,用自然扩散法测定混凝土的自由氯离子扩散系数降低50%以上。
(5)预应力管道采用塑料波纹管,真空压浆工艺。
2、盖梁、耳背墙
(1)采用透水模板增加构件混凝土表面密实度,同时在凝土内掺入聚丙烯纤维、复合氨基醇类的钢筋阻锈剂;
(2)桥台盖梁、耳墙内侧及背墙采用涂抹沥青,桥墩盖梁采用涂渗透性防水层;
3、墩柱、台身
(1)采用透水模板增加构件混凝土表面密实度,同时在混凝土内掺入聚丙烯纤维、复合氨基醇类的钢筋阻锈剂;
(2)在墩底设置1.5m长钢护筒,钢护筒厚度15mm,钢护筒合理选择Cl-腐蚀的耐腐蚀特种钢材;并在外表面涂装环氧富锌底漆(80μm)+环氧云铁厚浆中间漆(260μm)+丙烯酸聚氨酯(90μm)面漆。
(3)台身(肋板)采用涂沥青,墩身(墩柱)钢护筒以外的部分采用涂渗透性防水层。
(4)墩身底部堆放袋装非盐渍土,减少空气中的盐分对敏感区域的侵蚀。
图2墩柱防腐构造图图3卤水环境照片
3、承台
(1)采用透水模板增加构件混凝土表面密实度,同时在混凝土内掺入聚丙烯纤维、复合氨基醇类的钢筋阻锈剂;
(2)浇注承台时在底面铺设一层PE土工膜,承台浇注完成后在其表面涂抹沥青,然后将PE土工膜卷起将承台包裹密封。
4、“大直径袋装混凝土灌注桩”(BCPS法)施工工艺
大直径袋装混凝土灌注桩技术(简称BCPS法)是受工业及民用建筑地基处理的启发,根据察尔汗盐湖地区地质特点研制而成的桥涵桩基础防腐蚀新技术。此类施工工艺所采用的防腐袋防渗功能强、耐磨损,将基桩混凝土与盐渍土卤水地基完全隔离,极大改善了基桩混凝土的存在环境。施工时需要在基桩外包裹防腐袋,相对于常规地区的基桩施工,增加了下沉防腐袋和注排浆工序,施工工艺稍复杂。尤其是由于长桩内袋内注浆过程中活塞效应的影响,施工难度相对较大。本项目根据目前已有的施工经验,确定最大桩长为40m。
3 结论
盐渍土尤其是盐结晶状态下的重盐渍土,其独特的工程特性,严重制约了该地区桥梁结构的建设发展。桥梁结构设计必须针对其腐蚀机理,采取合理的防护措施。本桥所采用的综合防腐措施,有效解决了盐渍土对混凝土和钢筋的腐蚀问题,保证了结构物的耐久性,可以给其他类似桥梁提高参考。限于施工工艺的限制, BCPS法仍缺乏在较长桩基中的实际经验,随着类似工程的增多,有望在更大跨径的桥梁中获得应用。
参考文献
[1] 周刚,李少荣等. 盐渍土地区混凝土腐蚀状况调查分析.建筑科学与工程学报, 2011年12月: