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公路桥梁中大跨度桥梁设计研究论文

论文 时间:2019-10-22 我要投稿
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  摘要:随着我国交通行业的不断发展,公路桥梁工程项目逐渐增多,且对公路桥梁的施工质量提出了更高的要求。所以本文主要探讨了公路桥梁中大跨度桥梁设计,以此实现大跨度桥梁设计水平的不断提升。

  关键词:公路桥梁;大跨度;桥梁设计

  随着公路桥梁技术水平的不断提升,大跨度桥梁工程逐年增加,在公路桥梁设计过程中,大跨度桥梁是其重要组成部分,与公路桥梁的使用息息相关,所以保证公路桥梁大跨度桥梁设计质量至关重要。所以在大跨度桥梁设计过程中,应充分考虑各项因素,并抓住大跨度桥梁设计要点,并对桥梁结构进行合理优化,进而保证大跨度桥梁安全。

  1 大跨度桥梁设计的设计要点

  1.1大跨度斜拉桥设计要点

  大跨度斜拉桥具有许多的优势,包括稳定性以及承载能力强,且具有较强的跨越能力。大跨径斜拉桥主要由三部分组成,包括主梁、索塔以及斜拉索,在拉桥概念设计过程中,对于这三部分,设计人员通过合理的组合,将其组合成漂浮体系、半漂浮体系、塔梁同结体系以及刚构体系等。在对桥梁索面进行设计过程中,可以将桥梁索面设计成单索面、竖向双索面、斜向双索面以及空间索面。斜拉桥拉索具有自锚特征,多数斜拉桥的斜索是自锚体系,只有在如主跨很大边跨很小等特殊情况下,少数斜拉桥才采用部分地锚式的锚拉体系。一般情况下,将大跨度斜拉桥结构应用在200-800m之间的河流或者峡谷桥梁建设中。

  1.2大跨度悬索桥设计要点

  悬索桥是大跨度桥梁的主要类型之一,它由许多部分构成,包括主缆、吊索、桥塔、加劲梁以及锚碇等,一般情况下,将大跨度悬索桥梁应用在跨径大、高度高的山区桥梁建设中。在悬索桥设计过程中,将桥塔作为桥身支承,因此应设计两个桥塔,并利用两个桥塔,将悬索桥分成中跨以及两个边跨,同时设计人员合理确定边跨的长度,通常将中垮和边跨设计为2:1或者4:1,对于悬索桥的垂直比,也可以设计为1:6,也可以设计为1:7,具体应充分考虑桥塔高度。

  1.3拱桥设计要点

  在我国,拱桥是一种使用时间较长的桥梁类型,在现代拱桥设计过程中,为了使其能够充分发挥功能,可以采用钢筋混凝土结构的拱桥,并结合混合类型拱桥,目前现代拱桥主要以一种拱桥结构为主,即钢管混凝土结合钢筋混凝土拱桥。这种拱桥结构具有一定的优点,如施工简单,承载能力强等,在跨径较短、且V字形峡谷中,可以采用拱桥结构。.

  2大跨度桥梁设计的优化对策

  在公路桥梁设计过程中,应加强对大跨度桥梁设计进行合理的优化,使得大跨度桥梁设计方案更加的科学、合理,能够增强大跨度桥梁结构的稳定性、安全性以及耐久性,同时通过大跨度桥梁设计,还能够给增加跨度桥梁设计的经济性,具体的优化内容表现在以下几个方面:

  2.1 索塔的结构优化

  索塔结构的优化是大跨度桥梁设计优化的重要组成部分。在索塔结构优化过程中,主要进行两部分的优化,一部分为塔的受力合理性进行优化,另一方面对塔高进行优化。对于塔高,应保证最佳,若塔过高,就会增加施工难度以及施工成本,反之,则会增加主梁以及拉索的受力,并降低拉索工作效率,因此对塔高优化非常重要。但是需要注意的是对于塔高的优化,需要结合其它部分,充分考虑各种因素。另外还应加强缆索毛骨性、缆索形式以及锚固定的分布等等,不断提高大跨度桥梁设计水平。

  2.2斜拉索或主缆的动力优化

  在大跨度桥梁设计过程中,出现如斜拉一悬吊混合体系、全索桥等新型的桥梁结构,这些新型桥梁结构的属于柔性结构,主要由缆索进行支承。外部环境对拉索使用会产生一定的影响,使其发生大幅振动。例如在大风天气,大风会引起拉索的自激振动以及数据共振等,进而引进锚固端疲劳,进而降低拉索的使用寿命。所以应加强斜拉索或主缆的动力优化设计。

  2.3索力调整优化

  桥梁的跨度越大,其收缩徐变以及非线性条件会越显著,因此为了改善这一问题,可以严格控制斜拉索力以及施工时的立模标高,进而实现对主梁用力和线性的有效控制。目前对于索力调整的理论研究,国际桥梁界主要确定有以下几个方面:

  (1)对指定受力索力进行优化,也可以对位移状态下的索力进行优化,优化方法主要包括两种,一种为零位移法,另一种为刚性支承连续梁法。(2)可以采用弯矩平方和最小法,对约束的索力进行优化,也可以采用弯曲能量最下法进行。(3)采用索量最小法,对有约束的索力进行优化。(4)影响矩阵法,通过该方法的合理应用,能够对活载、预应力以及约束边等影响进行计算,同时还可以获得不同加权优化结构,而且该方法不仅可以用于索力的调整,还应确定索结构合理状态。

  2.4桥墩及基础优化

  在桥梁建设过程中,桥墩是其重要的组成部分,同时也是受重的主要部分,所以在桥梁及基础设计过程中,应合理选择桥梁建设工艺及材料,同时在桥梁设计之前,应对桥梁所选地质进行充分的考察,分析桥梁地质区域的水文地质条件,获得准确的数据,并以此为根据,合理的设计桥梁桥墩以及基础,并对设计进行优化处理。

  3结语

  总之,随着我国公路桥梁建设不断增多,大跨度桥梁建设也逐渐增加,因此其设计以及施工水平,对桥梁质量和安全具有直接影响。所以在大跨度桥梁设计过程中,应根据具体的实际情况,结合相关的规范,合理的进行大跨度桥梁设计,把握大跨度桥梁设计要点,同时应对大跨度桥梁设计进行不断的优化,包括索塔的结构优化、斜拉索或主缆的动力优化、索力调整优化以及桥墩及基础优化,以此不断提高大跨度桥梁设计水平的提升,以此促进我国公路桥梁建设长久、稳定的发展。

  参考文献

  [1]戴晖,公路桥梁中大跨度桥梁设计的应用[J].中华民居(下旬刊),2014,09:247.

  [2]李宇锋.公路桥梁中大跨度桥梁设计研究[J].交通世界,2016,28:96-97.

  [3]卢剑桥.山区公路大跨度桥梁设计关键问题的探讨[J],科技创新导报,2012,14:129.

  [4]朱剑.大跨度桥梁设计在公路桥梁中的应用[J],民营科技,2012,

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