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橋梁設(shè)計論文范文第1篇

大跨度橋梁結(jié)構(gòu)的非線性可分為材料非線性(又可稱為物理非線性或彈塑性)和幾何非線性兩種，一般情況下結(jié)構(gòu)的幾何非線性可通過考慮所謂的P-效應(yīng)來進(jìn)行在結(jié)構(gòu)非線性地震反應(yīng)分析的計算理論研究方面，備受關(guān)注的是結(jié)構(gòu)的彈塑性分析，這不僅是因為相對于幾何非線性而言，結(jié)構(gòu)的彈塑性性能對于結(jié)構(gòu)的抗震性能影響較大，而且更由于問題的復(fù)雜性。所以國內(nèi)外眾多學(xué)者針對后者開展了大量的研究工作。在大跨度公路橋梁彈塑性地震反應(yīng)分析的力學(xué)模型中，根據(jù)各種構(gòu)件的工作狀態(tài)，將結(jié)構(gòu)簡化為桿系結(jié)構(gòu)是合理的，同時對計算而言也是非常經(jīng)濟(jì)的。若按構(gòu)件所處的空間位置可把力學(xué)模型分為平面模型和空間模型兩種。若按模型中所采用的單元應(yīng)力水平的種類來分，又可分為微觀模型(采用應(yīng)力空間)和宏觀模型(采用內(nèi)力空間)兩種。由于微觀模型要求將結(jié)構(gòu)劃分為足夠小的單元，盡管很有效但所需的計算量較大，只適用較小規(guī)模的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的非線性分析，因此在實際工作中應(yīng)用的范圍比較有限，所以這里僅按前一種分類方法來加以討論。

在結(jié)構(gòu)彈塑性地震反應(yīng)分析中，構(gòu)件恢復(fù)力模型的確定是基本的步驟而構(gòu)件的恢復(fù)力關(guān)系又集中反映在滯回特性曲線上，基本指標(biāo)有曲線形狀、骨架曲線及其特征參數(shù)、強(qiáng)度、剛度及其退化規(guī)律、滯回耗能機(jī)制、延性和等效滯回阻尼系數(shù)等。國內(nèi)外在這方面已進(jìn)行了大量的試驗研究并取得了相應(yīng)的研究成果。在平面模型中，根據(jù)所采用的塑性鉸類型可把它分為集中塑性鉸模型和分布塑性鉸模型兩大類。在集中塑性鉸模型中，有代表性的一種是Clough等于1965年提出的雙分量單元模型，該單元模型采用兩根平行桿來模擬構(gòu)件，其中一根用來表示具有屈服特性的彈塑性桿，另一根用來表示完全彈性桿，非彈性變形集中于桿件兩端的集中塑性鉸處，該模型的最大不足是不能考慮構(gòu)件剛度退化。另一種有代表性的是1969年Giber-son提出的單分量模型，它克服了Clough雙分量模型的不足，同時只用兩個桿端塑性轉(zhuǎn)角來刻劃桿件的彈塑性性能，而桿件兩端的彈塑性參數(shù)又是相互獨立的，因此應(yīng)用起來較為簡便。其缺點是基本假設(shè)中有地震過程中反彎點不能移動的限制，所以對一些與基本假設(shè)不甚相符的特殊情況其使用的合理性就受到了限制。

二、多點激振效應(yīng)

通常橋梁結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)分析是假定所有橋墩墩底的地震運動是一致的。而實際上，由于地震機(jī)制、地震渡的傳播特征、地形地質(zhì)構(gòu)造的不同，使得入射地震在空間和時間上均是變化的。即使其他條件完全相同，由于地面上的各點到震源的距離不同，它們接收到的地震波必然存在著時間差(相位差)，由此導(dǎo)致地表的非同步振動。這一點已被地震觀測結(jié)果所證實。因此，多點地震輸入是更合理的地震輸入模式。特別是大跨度橋梁結(jié)構(gòu)，當(dāng)?shù)卣鸩ǖ牟ㄩL小于相鄰橋墩的跨度時，入射到各墩的地震波的相位是不同的，由于在橋長范圍內(nèi)各墩下的基礎(chǔ)類型和周圍的場地條件可能有很大的差別，因此入射到各墩的地震波的波形也可能是不同的。有關(guān)實際震害表明，入射地震波的相位差可增大橋跨落梁的危險性。所以就地震波傳播過程中的多點激振效應(yīng)進(jìn)行研究是有很大的實際意義的。

從概念上看，僅考慮入射地震波的相位變化情況屬于行波效應(yīng)分析問題。若再考慮地震波的波形變化就屬于地震波的多點輸入問題。從計算方法上看，由于多點地震輸入算法與同步激振的計算方法不同，因此必須重新推導(dǎo)結(jié)構(gòu)體系的動力平衡方程。美國學(xué)者Penzien和Clough于1975年推導(dǎo)了多自由度體系考慮地震波多點輸入時的動力平衡微分方程及求解方法，通過所謂的影響矩陣，實現(xiàn)了地震波的多點輸入算法。這種方法后來被廣泛應(yīng)用，目前所有考慮地震波多點輸入的結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)時程分析算法均以此為基本出發(fā)點。

綜上所述，大跨度公路橋梁的多點激振效應(yīng)分析是一個比較復(fù)雜的計算問題，其復(fù)雜性一方面在于計算方法上面，更重要的是對于不同類型的橋梁結(jié)構(gòu)體系可能有著截然不同的計算結(jié)果。因此實際計算時只能針對具體的橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體的分析，不能一概而論。從計算方法上看，目前有關(guān)研究基本上仍局限于線彈性體系的多點激振效應(yīng)分析，而非線性多點激振效應(yīng)與結(jié)構(gòu)體系非線性地震反應(yīng)分析的力學(xué)模型是密切相關(guān)的．

三、結(jié)構(gòu)設(shè)計

上部構(gòu)造形式的選擇，應(yīng)結(jié)合橋梁具體情況，綜合考慮其受力特點、施工技術(shù)難度和經(jīng)濟(jì)性。簡支空心板結(jié)構(gòu)的橋型，施工方便，施工技術(shù)成熟；但跨徑小，梁高大；由于橋梁跨徑受限制，往往造成跨深溝橋梁高跨比不協(xié)調(diào)，美觀性差；上部構(gòu)造難以與路線小半徑、大超高線形符合，且高墩數(shù)量增加；橋面伸縮縫多，行駛條件差。因而，在山區(qū)大跨度中，該類橋型一般用于地形相對平緩、填土不高的中、小橋上。預(yù)制拼裝多梁式T梁在中等跨徑橋中具有造價省、施工方便的特點，其造價低于整體式箱梁，是中等跨徑直梁橋的常用橋型。但對于曲線梁來說，T梁為開口斷面，抗扭及梁體平衡受力能力均較箱梁差，曲梁的彎矩作用對下部產(chǎn)生的不平衡力大。但當(dāng)曲線橋的彎曲程度較小時，曲線T梁橋采用直梁設(shè)計，以翼緣板寬度調(diào)整平面線形，可減少曲梁的彎扭作用，在一定程度上可彌補(bǔ)曲線T梁橋受力和施工上的不足。雖然直線設(shè)置的曲線橋仍有部分恒載及活載不平衡影響及曲線變位存在，但較曲線梁小。此外，可以采取加強(qiáng)橫向聯(lián)系的措施，提高結(jié)構(gòu)的整體性。對于大跨徑橋梁，最好采用懸臂澆筑箱梁。但是對于中等跨徑的橋梁，箱梁橋不論采取何種施工方式，費用都較高，與預(yù)制拼裝多梁式T梁相比，處于弱勢。

下部結(jié)構(gòu)應(yīng)能滿足上部結(jié)構(gòu)對支撐力的要求，同時在外形上要做到與上部結(jié)構(gòu)相互協(xié)調(diào)、布置均勻。橋墩視上部構(gòu)造形式及橋墩高度采用柱式墩、空心薄壁墩或雙薄壁墩等多種形式。柱式墩是目前公路橋梁中廣泛采用的橋墩形式，其自重輕，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，施工方便、快捷，外觀輕穎美觀。對于連續(xù)剛構(gòu)橋，要注意把握上下部結(jié)構(gòu)的剛度比，減小下部結(jié)構(gòu)的剛度比，減小下部結(jié)構(gòu)的剛度，可減小剛結(jié)點處的負(fù)彎矩，同時減小橋墩的彎矩，也可減小溫度變化所產(chǎn)生的內(nèi)力。但是橋墩也不可以太柔，否則會使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過大變形，影響正常使用，并不利于結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。對于高墩，除了要進(jìn)行承載能力與正常使用極限狀態(tài)驗算外，還要著重進(jìn)行穩(wěn)定分析。對于連續(xù)梁結(jié)構(gòu)或連續(xù)剛構(gòu)橋，各墩的穩(wěn)定性受相鄰橋墩的制約影響，應(yīng)取全橋或至少一梁作為分析對象。穩(wěn)定分析的中心問題就是確定構(gòu)件在各種可能的荷載作用和邊界條件約束下的臨界荷載，下面以連續(xù)梁為例進(jìn)行說明。介于梁、墩之間的板式橡膠支座，梁體上的水平力H(車輛制動力和溫度影響力等)是通過支座與梁、墩接觸面上摩阻力而傳遞給橋墩的，它不但使墩頂產(chǎn)生水平位移，而且板式橡膠支座也要產(chǎn)生剪切變形。當(dāng)梁體完成水平力的傳遞以后，梁體暫時處于一種固定狀態(tài)，但由于軸力及墩身自重的影響，墩頂還會繼續(xù)產(chǎn)生附加變形，這就使得板式支座由原來傳遞水平力的功能轉(zhuǎn)變?yōu)榈挚苟枕斃^續(xù)變形的功能，支座原來的剪切變形先恢復(fù)到零，逐漸達(dá)到反向的狀態(tài)。

四、結(jié)語

山區(qū)大跨度作為公路工程的一部分，很多方面需要探討。山區(qū)大跨度方案的確定應(yīng)遵循“安全、舒適、經(jīng)濟(jì)、美觀”的原則，只有把握好規(guī)律，抓住側(cè)重點，山區(qū)高速橋梁的布置和設(shè)計才能準(zhǔn)確無誤。

參考文獻(xiàn)

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橋梁設(shè)計論文范文第2篇

橋梁造型的關(guān)鍵在于橋行，也就是橋梁的外形。橋形的作用在于橋梁與周圍環(huán)境是協(xié)調(diào)統(tǒng)一的紐帶。為了保持橋形與周圍環(huán)境的統(tǒng)一，在設(shè)計上過程中要注意以下幾點:

1．1協(xié)調(diào)與統(tǒng)一

所謂的“協(xié)調(diào)統(tǒng)一”，是指橋梁與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一、橋梁本體構(gòu)件之間的多樣統(tǒng)一。具體的要做到兩個方面:

(1)從多樣中尋求統(tǒng)一。其為差異的統(tǒng)一和對立的統(tǒng)一兩個方面。前者是不同量的因素之間存在統(tǒng)一，比如在橋梁結(jié)構(gòu)中，支承傳力結(jié)構(gòu)、承載跨越的主體結(jié)構(gòu)以及附屬結(jié)構(gòu)三者功能不同，但是將它們組合到橋梁建筑中就要達(dá)到協(xié)調(diào)統(tǒng)一，才能保證橋梁建筑的實用;而后者則是指不同因素之間存在的統(tǒng)一，比如懸索橋的塔和索，一剛一柔，形成對比，在形態(tài)上形成強(qiáng)烈的感官效果，相互對立卻又能達(dá)到統(tǒng)一。所以在橋梁造型設(shè)計中要擅于以規(guī)律的變化組合尋求整體效果的和諧統(tǒng)一。橋梁建筑的統(tǒng)一有著其基本的原則，即“結(jié)構(gòu)統(tǒng)一，橋墩簡單”，具體地說就是體現(xiàn)在兩個方面:第一，引橋和主橋的結(jié)構(gòu)體系要統(tǒng)一或相近;第二，橋墩造型要簡單，結(jié)構(gòu)形式要單一，這一點在立交橋的設(shè)計中尤為重要。對于拱式體系橋梁來說，要關(guān)注主孔和兩端橋的協(xié)調(diào);對于梁式橋來說，要關(guān)注墩臺造型與上部結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào);對于懸索體系橋梁來說，其引橋就應(yīng)用輕型結(jié)構(gòu)。

(2)從統(tǒng)一中尋求多樣。其是一種較為簡單的統(tǒng)一形式，但是在實際橋梁設(shè)計中，過多的雷同會時的橋梁變得單調(diào)，沒有特色。因此，要在統(tǒng)一中求多樣，尋求更多富有創(chuàng)意的設(shè)計，以此為橋梁造型增添新穎。

1．2對稱與非對稱

不管是大自然，還是人類生活中，到處充滿了對稱的美，當(dāng)然橋梁也不例外。橋梁的對稱既能夠表現(xiàn)出力學(xué)上的平衡，又能夠融入藝術(shù)的原理。從古代開始，我國的橋梁就具有極好的對稱均衡性，特別是多孔橋，橋孔的設(shè)計不僅可以省略橋墩的設(shè)計，還可以主從關(guān)系上也展現(xiàn)的很明確。橋梁造型不能一味地運用對稱，也要考慮設(shè)計的環(huán)境和其他因素，不然的話會使橋梁顯得呆板平庸。由于水文和地質(zhì)等原因，橋梁一般會采用非對稱形式，以不等距離來平衡橋梁的體重，使其在空間效果上達(dá)到均衡，橋梁也會顯得生動活潑。對稱的美在于穩(wěn)重莊嚴(yán)，非對稱的美在于自由靈活，只有結(jié)合地理環(huán)境、技術(shù)材料等相關(guān)因素，靈活運用這兩種結(jié)構(gòu)，才能設(shè)計出具有魅力的橋梁建筑。

1．3比例與尺度

橋梁建筑的結(jié)構(gòu)突出，比例的協(xié)調(diào)尤為重要。一般來說，橋梁建筑的比例包括三個方面:第一，橋梁整體結(jié)構(gòu)與局部本身的三維尺寸的關(guān)系;第二，橋梁整體結(jié)構(gòu)與局部，亦或是局部與局部之間的三維尺寸的關(guān)系;第三，通常意義上的比例。橋梁的比例關(guān)系與地形、建筑材料以及施工技術(shù)息息相關(guān)，當(dāng)這些因素按照自然規(guī)律被確定下來時，其中的尺寸比例就會成為典范。確定橋梁的比例的常用方法有幾何分析法和數(shù)學(xué)分析法。

(1)幾何分析法。幾何分析法就是以簡單的幾何圖形作為基準(zhǔn)，利用幾何圖形相互之間的制約關(guān)系，來控制建筑整體，尤其是建筑外形和局部控制點，以獲得協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

(2)數(shù)學(xué)分析法。在數(shù)學(xué)分析法中最有名的是黃金分割比例和動態(tài)勻稱比例。在我國古代，三孔橋和五孔橋的跨徑布置的比例關(guān)系符合黃金分割比例。雖然在進(jìn)行橋梁整體或是局部規(guī)模尺寸時可以用以上比例關(guān)系，但是還是要注意以下兩個問題:①橋梁的比例要同時符合結(jié)構(gòu)和力學(xué)的前提下進(jìn)行藝術(shù)構(gòu)思;②比例不是一成不變的，可以根據(jù)技術(shù)條件、功能要求以及思想主題等進(jìn)行調(diào)整。而尺度，是建筑的整體或局部在視覺上的感受與真實大小之間的關(guān)系，主要有三種，分別是與真實尺寸一致的自然尺度、建筑空間看起來比實際尺寸小的親切尺度和建筑的視覺尺寸大于實際尺寸的雄偉尺度。

1．4穩(wěn)定與動勢

穩(wěn)定是橋梁建筑安全的基本要求，其中包括結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和視覺穩(wěn)定兩個方面。而動勢是傳統(tǒng)上的穩(wěn)定隨著技術(shù)和結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展之后衍生出來的一種視覺穩(wěn)定，不僅可以給人視覺上的穩(wěn)定，還可以讓人們感覺橋體的力量感。

2對橋梁造型景觀設(shè)計的分析

橋梁景觀設(shè)計是為了使橋梁的建筑造型和結(jié)構(gòu)形式更加美觀。

2．1與區(qū)域環(huán)境相互協(xié)調(diào)

首先要收集基礎(chǔ)資料，比如橋位平面圖、城市規(guī)劃等，其次是了解城市內(nèi)涵，其中包含城市文化、居民的生活習(xí)性等，橋梁設(shè)計要與城市定位相符合，以確定設(shè)計主題和橋梁景觀。比如:

(1)回應(yīng)當(dāng)?shù)氐纳鐣l件和自然條件;

(2)充分利用當(dāng)?shù)靥厣牟牧虾湍茉?

(3)借鑒當(dāng)?shù)仄渌麅?yōu)秀建筑文化理念;

(4)突出地域經(jīng)濟(jì)性。

2．2細(xì)部構(gòu)件與結(jié)構(gòu)的相互協(xié)調(diào)

細(xì)節(jié)部分包括路燈、標(biāo)志標(biāo)線、夜景燈飾等，細(xì)節(jié)部分可以表現(xiàn)出設(shè)計師的意圖，并且還可以使橋梁更具細(xì)節(jié)藝術(shù)美感。

(1)欄桿。對于欄桿的要求不僅是富有細(xì)節(jié)美感，還要與橋梁整體協(xié)調(diào)統(tǒng)一，所以其造型要與橋形相配，這樣才能發(fā)揮欄桿的幫襯和加強(qiáng)作用，不會喧賓奪主。比如斜拉橋，斜向拉索為傘狀，欄桿就可以用相同斜度和方向的造型。

(2)照明設(shè)計。夜景照明設(shè)備只需滿足人們步行和行車的燈光需求，如果過亮，會使橋梁的光環(huán)境變得平淡，所以照明要素要能夠展現(xiàn)出主要對象。懸索橋的照明要素有主纜、鋼箱梁等，斜拉橋的照明要素有索塔、斜拉索等，照明要素之間要主次分明。

(3)鋪裝景觀。鋪裝景觀要符合環(huán)境藝術(shù)，滿足城市建設(shè)需要和人們休閑生活需要。既要滿足通車和行人的要求，又要具有色彩、圖案和質(zhì)感，另外還要考慮到后期維修工作的難易程度。

(4)橋頭建筑。橋頭建筑一般是具有藝術(shù)性或是紀(jì)念性的雕塑小品，形景點，還用于襯托橋梁主體。這些雕塑小品要能夠體現(xiàn)當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)土人情、歷史文化，給人啟迪。

(5)視覺效果。要重視橋側(cè)的視覺效果和橋梁的附屬結(jié)構(gòu)設(shè)計，同時也要對過橋管線進(jìn)行美化等。美化這些細(xì)節(jié)部分可提高橋梁景觀的整體藝術(shù)價值。

3結(jié)語

橋梁設(shè)計論文范文第3篇

方案構(gòu)思原則

從現(xiàn)場實際條件出發(fā)，提出滿足工程功能性、耐久性、經(jīng)濟(jì)性的解決方案，并根據(jù)“環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展”的新的設(shè)計理念，在造價允許的范圍內(nèi)，對設(shè)計方案進(jìn)行評估，最終確定一個可行的，且功能、造價、景觀、環(huán)保等各方面相對比較均衡的設(shè)計方案。方案優(yōu)化設(shè)計吉林大道設(shè)計線路為沿著黑水河?xùn)|側(cè)的山體通過。對于依河傍山的道路設(shè)計，路線中線的具置定于何處，無論是偏向山還是偏向河，中線一點點的變化都會引起很大的工程量的變化。在這種條件下，目前國內(nèi)最為常見的設(shè)計方案為沿山修建道路，切割坡腳，開挖路塹，并對開挖面進(jìn)行邊坡人工處理，這是依河傍山線路的慣常做法。一方面，路塹開挖這種工程活動會改變山體斜坡內(nèi)的初始應(yīng)力狀態(tài)，使坡腳剪應(yīng)力更趨于集中，開挖的人工邊坡切斷斜坡巖體的各種結(jié)構(gòu)面，破壞了邊坡的穩(wěn)定性，一部分山體會向河流滑動，會留下滑坡的隱患；此處崖壁由中分化的板巖或砂巖構(gòu)成，由于巖體的差異風(fēng)化，斜坡本來已是凹凸不平，如果加之裂隙水的作用，開挖后斜坡表層巖石會發(fā)生經(jīng)常性的巖屑、巖石順坡滾落現(xiàn)象，特別嚴(yán)重時會誘發(fā)大規(guī)模的崩塌現(xiàn)象。另一方面，此處山勢陡峭聳立，如果要開挖路塹，那么刷坡面積非常大。該地段山體綠化覆蓋率非常高，這些高原生長的自然植被生長期較長，成活困難，高原脆弱的生態(tài)系統(tǒng)一旦破壞則不可再恢復(fù)，不僅視覺非常丑陋，而且會對生態(tài)環(huán)境留下永久的遺憾。另一種可行的方案是將線路外移，順山勢、順河流建橋。橋梁緊貼山崖，環(huán)繞而建。這種方案能夠避免對原有山體的破壞，不僅在視覺上和諧美觀，同時也可達(dá)到保護(hù)生態(tài)的目的，但是橋梁方案每平方米的工程造價要比路塹開挖的方案高出2倍多。在同樣滿足功能性的情況下，對比兩種設(shè)計，如果僅僅以建設(shè)時的經(jīng)濟(jì)性為出發(fā)點，橋梁方案的資金投入確實是高于路塹方案，路塹方案無疑是最應(yīng)當(dāng)選擇的，但是建成后的弊端也是顯而易見的。通過以上的分析，路塹開挖后，一旦誘發(fā)次生災(zāi)害，危害行車安全，帶來的損失是無法估量的。如果對次生災(zāi)害進(jìn)行二次處理，那么投入也是巨大的，反而得不償失。本著體現(xiàn)“環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展”的設(shè)計新理念，設(shè)計時選擇了順山建橋、以橋代路的設(shè)計方案。這樣一來不僅可以最大限度地把工程環(huán)境的影響減到最低，而且可以得到較好的景觀效果。

橋梁方案的技術(shù)設(shè)計

因為線路要繞山而行，所以在此段線路形成兩處平曲線，分別為R=500m的圓曲線和R=180m、緩和曲線Ls=25m的平面曲線。為了縮短設(shè)計周期，簡化施工程序，最大程度地降低工程造價，橋梁布孔采用“彎橋直做”的方式，上部采用20m簡支橋面連續(xù)的預(yù)應(yīng)力空心板，該跨徑的空心板在吉林大道其他橋梁也同時應(yīng)用，可以方便地進(jìn)行模塊化預(yù)制（圖略）。全橋共11孔，分3聯(lián)布置，全長226.54m，橫橋向布置9片空心板梁，橋面總寬12m。下部采用樁柱式墩臺，墩柱直徑1.4m，墩高6~12m不等，基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁，樁基直徑1.5m。以上的布孔方式，使得該橋的第1~3跨處于R=500m的圓曲線內(nèi)，第5~7跨位于半徑R=180m、緩和曲線Ls=25m的平曲線內(nèi)。共需“彎橋直做”6跨?！皬潣蛑弊觥笔侵冈谇€橋梁的設(shè)計中，用中小跨徑的預(yù)制直梁代替彎梁，平面以曲線的弦線形成折線形布置，墩臺徑向于曲線布置，然后通過調(diào)整邊板的懸臂板長度、護(hù)欄和人行道的平面位置，來形成平面曲線線形。因為墩臺是徑向布置，所以每片預(yù)制板梁的長度是不相等的，則有：（式略）其中，L為每片板梁外側(cè)邊緣的長度(不含懸臂部分,懸臂用來形成圓曲線)；R為圓曲線半徑；d為圓曲線至每片板梁外緣的垂直距離。計算最外側(cè)板梁時，d的值即為梁體懸臂板的寬度，計算第二片板梁時，d的值即為外側(cè)板梁（含懸臂）的寬度，以此類推可計算出任一板梁的長度。緩和曲線段的計算思路與此類似，茲不贅述。

橋梁設(shè)計論文范文第4篇

（一）支座破壞，是指上部結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的地震慣性力通過支座構(gòu)件傳遞到下部結(jié)構(gòu)，當(dāng)傳遞的荷載強(qiáng)度超出支座構(gòu)件的設(shè)計強(qiáng)度值時，支座發(fā)生破壞的現(xiàn)象。對于橋梁的下部結(jié)構(gòu)，支座的破壞消解了大部分的地震力，避免了地震力傳遞至墩臺結(jié)構(gòu)，避免了橋梁下部主體結(jié)構(gòu)的損害程度，但同時支座的破壞可能會引起落梁等進(jìn)一步的橋梁震害，

（二）落梁破壞，是指橋梁的梁板構(gòu)件在地震時發(fā)生的水平位移超出梁板端部的支撐長度時發(fā)生梁體掉落的現(xiàn)象。落梁現(xiàn)象發(fā)生地震時在橋墩之間相對位移過大、支座喪失約束能力、梁的有效支撐長度不足、梁間碰撞劇烈等情況下。

二、橋梁抗震設(shè)計的基本原則

要達(dá)到合理抗震的設(shè)計目標(biāo)要求，橋梁設(shè)計工程師需要深入的了解影響結(jié)構(gòu)對地震反應(yīng)的基本因素，并擁有豐富的工程經(jīng)驗，在符合現(xiàn)行規(guī)范的前提之下充分發(fā)揮主觀的創(chuàng)造能力?；谀壳暗墓こ汤碚撝R和歷次橋梁地震災(zāi)害的經(jīng)驗教訓(xùn)，橋梁工程的抗震設(shè)計要遵循一些基本的設(shè)計原則。

（一）工程建設(shè)場地的選擇橋梁工程的建設(shè)場地盡量選擇地質(zhì)情況穩(wěn)定的地方，盡量選擇土質(zhì)堅硬的區(qū)域，避免地震時可能發(fā)生的松軟場地的地基失效現(xiàn)象。

（二）結(jié)構(gòu)體系的整體性和規(guī)則性橋梁結(jié)構(gòu)較好整體性可以有效的防止橋梁構(gòu)件在地震發(fā)生時的掉落，并能是結(jié)構(gòu)發(fā)揮良好的空間作用，因此盡量采用連續(xù)的橋梁上部結(jié)構(gòu)以保證橋梁的整體性。除此之外，橋梁結(jié)構(gòu)的布置還要做到尺寸、剛度和質(zhì)量的均勻、規(guī)整及對稱，避免突然的變化引起地震力的集中。

（三）結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的強(qiáng)度和延性的提高地震時橋梁結(jié)構(gòu)的破壞源自于地震引起的橋梁結(jié)構(gòu)的震動，在橋梁抗震的設(shè)計中除了要盡量減少地震力從地基傳遞至橋梁結(jié)構(gòu)，還要使橋梁結(jié)構(gòu)本身具備足夠的強(qiáng)度和延性，來抵抗非預(yù)期破壞的發(fā)生。在現(xiàn)有技術(shù)條件下，在盡量不增加結(jié)構(gòu)自身重力和不改變結(jié)構(gòu)剛度的前提之下，提高橋梁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與延性兩種方式是提高橋梁結(jié)構(gòu)抗震能力的有效途徑。結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度與延性是保證結(jié)構(gòu)整體抗震能力的三個主要參數(shù)要素，剛度可以有效的控制結(jié)構(gòu)變形，而延性可以有效的控制強(qiáng)度與剛度在反復(fù)地震力作用下的衰退現(xiàn)象。

（四）能力設(shè)計的原則能力設(shè)計思想強(qiáng)調(diào)強(qiáng)度安全度差異，即在不同構(gòu)件，如延性構(gòu)件和能力保護(hù)構(gòu)件，和不同破壞模式，如延性破壞和脆性破壞模式之間建立各自不同的強(qiáng)度和安全度。通過強(qiáng)度與安全度的差異化，確保橋梁結(jié)構(gòu)在地震的作用下以延性形式進(jìn)行反應(yīng)，避免發(fā)生脆性的破壞模式。類似于建筑抗震設(shè)計中的強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎和強(qiáng)節(jié)點弱構(gòu)件的抗震設(shè)計思想

（五）設(shè)置多道抗震防線采用冗余設(shè)計的思想，盡量使橋梁結(jié)構(gòu)具備多道抵抗地震力的防護(hù)體系，以便在第一道抗震防線發(fā)生破壞后，有備用的第二道防線用于支撐橋梁結(jié)構(gòu)的抗震需求，避免發(fā)生嚴(yán)重的橋梁損壞。例如在同時設(shè)置抗震錨栓與抗震擋塊，可以有效的防止地震時落梁的發(fā)生。

三、橋梁抗震設(shè)計的幾個方法

（一）橋梁抗震的概念設(shè)計抗震概念設(shè)計是指根據(jù)以往地震災(zāi)害和工程抗震的經(jīng)驗等獲得的基本抗震設(shè)計原則和設(shè)計思想，用以提出正確地橋梁結(jié)構(gòu)總體方案、材料的選擇和細(xì)部的構(gòu)造等，從而達(dá)到合理抗震的設(shè)計目的。合理抗震設(shè)計即要求設(shè)計出來的結(jié)構(gòu)，在強(qiáng)度、剛度和延性等指標(biāo)上擁有最佳的指標(biāo)組合，使結(jié)構(gòu)實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性和抗震設(shè)防的雙重目標(biāo)。橋梁抗震概念設(shè)計的主要任務(wù)是選擇合適的抗震結(jié)構(gòu)體系，一般是根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的規(guī)范要求進(jìn)行。對于采用延性抗震概念設(shè)計的橋梁，還包括延性類型選擇和塑性耗能機(jī)制選擇。橋梁抗震的概念設(shè)計十分重要，其為抗震設(shè)計的數(shù)值計算創(chuàng)造了有利條件，使計算分析結(jié)果能更好的反映地震時結(jié)構(gòu)反應(yīng)的真實情況。

（二）地震響應(yīng)分析方法的改變隨著人們對地震動力和結(jié)構(gòu)動力不斷了解，抗震設(shè)計的理論和地震響應(yīng)的分析設(shè)計方法也發(fā)展出多種方法。從地震動的振幅、頻譜和持時三要素來看，抗震設(shè)計的動力理論不但考慮了地震動的持時，而且還考慮了地震動中反應(yīng)譜不能概括的其他特性，較之靜力理論和反應(yīng)譜理論有著更全面的優(yōu)點。

（三）多階段設(shè)計方法伴隨著地震產(chǎn)生機(jī)理、地震的動特性及地震作用下各類結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理、動力特性和構(gòu)件能力研究的不斷深入，加上不同的結(jié)構(gòu)在不同概率的地震作用預(yù)期下的性能目標(biāo)的各不相同，促使著結(jié)構(gòu)設(shè)計在設(shè)計原則、設(shè)防水準(zhǔn)等多個方面進(jìn)行著不斷的改變和進(jìn)步。橋梁工程的抗震設(shè)計也由原來的單一設(shè)防水準(zhǔn)的一階段設(shè)計，改進(jìn)為雙水準(zhǔn)或三水準(zhǔn)的兩階段和三階段設(shè)計方式，甚至是基于結(jié)構(gòu)性能的多水準(zhǔn)設(shè)防、多性能目標(biāo)準(zhǔn)則設(shè)計方式。

四、結(jié)語

橋梁設(shè)計論文范文第5篇

1橋梁概況

某立交橋跨越城市主干路處采用（30+51+30）m三跨變截面連續(xù)梁，橋梁上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土箱梁，下部采用覫1.2m鉆孔灌注樁群樁基礎(chǔ)，中墩由2根1.5m×1.4m的矩形墩柱組成，墩高6.8m，墩底外到外全寬為6m。為提高主梁的橫向穩(wěn)定性及主墩自身的景觀效果，在頂部3m范圍內(nèi)兩墩分別向外傾斜，頂部全寬為7.3m。中墩為固定墩，墩頂設(shè)置固定支座，其余墩頂設(shè)置活動支座。橋梁橫斷面及基礎(chǔ)平面圖見圖1。

2計算比較

2.1設(shè)計加速度反應(yīng)譜比較根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》，查得橋梁所在場地的設(shè)計基本地震動峰值加速度為0.1g，地震基本烈度為7度，區(qū)劃圖上的特征周期為0.35s（第1組），場地類別為Ⅳ類，反應(yīng)譜特征周期為0.65s。按照《公規(guī)》及《城規(guī)》，分別計算水平向加速度反應(yīng)譜Smax值，見表1。根據(jù)表1計算的水平向加速度反應(yīng)譜Smax值，分別繪制水平向加速度反應(yīng)譜，見圖2。由圖2可知，就水平向加速度反應(yīng)譜而言，《公規(guī)》與《城規(guī)》的不同之處為：1）反應(yīng)譜周期不同，《公規(guī)》為10s，《城規(guī)》為6s；2）反應(yīng)譜平臺寬度相同，高度《公規(guī)》比《城規(guī)》稍大，但在反應(yīng)譜下降段，《城規(guī)》又比《公規(guī)》稍大。

2.2E1地震作用下墩柱抗彎能力驗算比較在E1地震作用下，構(gòu)件還處在彈性階段，因此主要驗算墩柱的抗壓及抗彎強(qiáng)度。表3是依據(jù)《公規(guī)》和《城規(guī)》的計算結(jié)果，按偏心受壓構(gòu)件進(jìn)行驗算的結(jié)果。

2.3E2地震作用下墩柱變形能力驗算比較在E2地震作用下，首先應(yīng)判斷墩柱的抗彎能力是否進(jìn)入塑性狀態(tài)。當(dāng)進(jìn)入塑性狀態(tài)時，對墩柱截面的抗彎能力驗算轉(zhuǎn)變?yōu)閷Χ枕斘灰颇芰Φ尿炈?。該橋在E2地震作用下墩底均進(jìn)入塑性狀態(tài)。對于橫橋向，橋墩屬于多個潛在塑性鉸結(jié)構(gòu)，《公規(guī)》和《城規(guī)》中都推薦采用非線性靜力分析方法（Push-over）進(jìn)行分析，因此墩頂容許位移計算結(jié)果是一樣的。對于縱橋向，兩規(guī)范的驗算公式基本相同，但計算參數(shù)取值有所不同。其中，《公規(guī)》中計算等效塑性鉸長度Lp的計算公式為Lp=minLp=0.08H+0.022fyds≥0.044fyds；（1）Lp=23b。（2≥≥≥≥≥≥≥≥≥）計算結(jié)果取兩式的較小值；《城規(guī)》僅取前者的計算值。由以上公式可知，《公規(guī)》的等效塑性鉸長度LP受到截面尺寸的約束，不會隨著墩柱高度的增大而增大，而《城規(guī)》會隨著墩柱高度的增大而增大。因該橋墩柱不高，所以兩規(guī)范計算的Lp相等，均為82.6cm?！豆?guī)》和《城規(guī)》中對墩頂位移的計算均是將延性構(gòu)件的截面改為等效剛度后，采用反應(yīng)譜法進(jìn)行計算，然后再根據(jù)結(jié)構(gòu)周期對墩頂位移進(jìn)行修正。其中：1）《公規(guī)》的調(diào)整系數(shù)c按表4取值。2）《城規(guī)》調(diào)整系數(shù)Rd的計算方法為：Rd=（1-1μD）T*T+1μD≥1.0，T*T＞1.0；Rd=1.0，T*T≤1.0；T*=1.25Tg。表5比較了不同周期下的位移修正系數(shù)值。由表5可知，對于短周期結(jié)構(gòu)，《城規(guī)》比《公規(guī)》的位移修正系數(shù)大，且周期越短，比值越大；對于長周期結(jié)構(gòu)，兩者是相同的。兩規(guī)范的墩頂位移計算值見表6。

2.4E2地震作用下墩柱剪力設(shè)計值比較在E2地震作用下，墩柱屈服后要按保護(hù)構(gòu)件能力的大小驗算墩柱的抗剪強(qiáng)度?！豆?guī)》的剪力設(shè)計值順橋向與橫橋向均是根據(jù)最不利軸力對應(yīng)的抗彎承載力來計算；《城規(guī)》的剪力設(shè)計值，縱橋向與《公規(guī)》類似，但軸力取的是恒載作用的軸力，而橫橋向兩者計算方法有較大差異，《城規(guī)》采用的是迭代方法計算。對于塑性鉸截面抗剪能力的計算，兩規(guī)范都分別考慮了混凝土和鋼筋的抗剪能力，但對混凝土的抗剪能力計算則差異較大。1）《公規(guī)》中混凝土抗剪能力的計算公式為：VC=0.0023f′c姨Ae；2）《城規(guī)》中混凝土抗剪能力的計算公式為：VC=0.1νcAe；νc=0Pc≤0λ（1+Pc1.38×Ag）fad姨≤min0.355fad姨1.47fad姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨；0.03≤λ=ρcfyh10+0.38-0.1μΔ≤0.3。根據(jù)兩規(guī)范的計算公式可知，《公規(guī)》對混凝土的抗剪能力計算結(jié)果是《城規(guī)》的下限值。表7分別計算了兩規(guī)范的剪力設(shè)計值及塑性鉸截面的抗剪能力值（塑性鉸加密區(qū)箍筋直徑16mm，鋼筋等級HRB400，間距10cm，同一截面縱、橫向均為7肢）。由表7可知，由于《公規(guī)》基本忽略了混凝土的抗剪能力，因此在相同情況下，需配置較多的箍筋才能滿足抗剪需求。

2.5E2地震作用下基礎(chǔ)驗算比較對于基礎(chǔ)，均按保護(hù)構(gòu)件能力進(jìn)行設(shè)計?；A(chǔ)順橋向、橫橋向的彎矩、剪力和軸力設(shè)計值應(yīng)根據(jù)墩柱底部可能出現(xiàn)塑性鉸處沿順橋向、橫橋向的彎矩承載力、剪力設(shè)計值和墩柱最不利軸力來計算。當(dāng)墩柱進(jìn)入塑性狀態(tài)時，基礎(chǔ)內(nèi)力的設(shè)計值僅與截面強(qiáng)度有關(guān)。其不同之處在于驗算基礎(chǔ)內(nèi)力容許值時，《城規(guī)》規(guī)定在地震作用下的非液化土中，單樁的抗壓承載能力可以提高至原來的2倍，單樁的抗拉承載力可比非抗震設(shè)計時提高25%；在驗算樁基礎(chǔ)截面抗彎強(qiáng)度時，截面抗彎能力可采用材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計算。而《公規(guī)》中，非液化地基的樁基進(jìn)行抗震驗算時，柱樁的地基抗震容許承載力調(diào)整系數(shù)可取1.5，摩擦樁的地基抗震容許承載力調(diào)整系數(shù)可根據(jù)地基土類別分別提高系數(shù)。在驗算樁基礎(chǔ)截面抗彎強(qiáng)度時，截面抗彎能力仍然采用材料強(qiáng)度設(shè)計值計算。在E2地震作用下，群樁基礎(chǔ)會出現(xiàn)偏心受拉，表8取1組代表值就兩規(guī)范的驗算結(jié)果進(jìn)行了比較（樁徑覫1200mm，混凝土等級C30，主筋直徑25mm，主筋根數(shù)30，鋼筋等級HRB400）。由表8可知，由于材料強(qiáng)度取值及提高系數(shù)差異，同一截面《城規(guī)》抗拉強(qiáng)度較《公規(guī)》有大幅度提高。

3結(jié)語