談?wù)撝袊鴺蛄航Y(jié)構(gòu)設(shè)計
時間:2022-04-17 09:19:00
導(dǎo)語:談?wù)撝袊鴺蛄航Y(jié)構(gòu)設(shè)計一文來源于網(wǎng)友上傳,不代表本站觀點,若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師,歡迎參考。
一、引言
從目前我國的的橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計情況看,在設(shè)計上普遍存在這樣的現(xiàn)象:設(shè)計中考慮強(qiáng)度多而考慮耐久性少;重視強(qiáng)度極限狀態(tài)而不重視使用極限狀態(tài);重視結(jié)構(gòu)的建造而不重視結(jié)構(gòu)的維護(hù)。兇此,在橋梁設(shè)計中,要充分的考慮到結(jié)構(gòu)是否得當(dāng),還要明確提出橋梁設(shè)計使用年限的要求。
二、我國橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的現(xiàn)狀
我國橋梁設(shè)計理論和結(jié)構(gòu)構(gòu)造體系仍不夠完善,尤其在橋梁施工和使用期安全性兩個方面的問題上,仍有很多需要改進(jìn)的地方。橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的首要任務(wù)是選擇經(jīng)濟(jì)合理的機(jī)構(gòu)方案.并采取規(guī)范中所規(guī)定的安全系數(shù)或可靠性指標(biāo)以保證結(jié)構(gòu)的安全性。此外,有很多設(shè)計人員往往只是滿足于規(guī)范對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算上的安全度需要,卻總是忽視橋梁的結(jié)構(gòu)構(gòu)造、結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)體系等,這樣在整個施工的過程中就出現(xiàn)了許多人為的錯誤,影響了結(jié)構(gòu)的安全性。
三、橋臺結(jié)構(gòu)型式的選擇
(一)鋼筋混凝土薄壁橋臺常見的薄壁輕型橋臺主要有:扶壁式、懸臂式、撐墻式等,主要是由帶扶壁的前墻和側(cè)墻以及水平底板構(gòu)成。(二)輕型橋臺輕型橋臺臺身體積較小,多為直立的薄壁墻,兩側(cè)設(shè)有用于擋土的翼墻。在兩橋臺下部設(shè)置鋼筋混凝土支撐梁.上部結(jié)構(gòu)與橋臺通過錨栓連接,構(gòu)成四鉸框架結(jié)構(gòu)系統(tǒng),保持系統(tǒng)穩(wěn)定。
(三)埋置式橋臺埋置式橋臺又可分為肋板式橋臺、樁柱式橋臺和框架式橋臺。臺身埋置于錐形護(hù)坡中,大大減小了橋臺所受的土壓力,橋臺的體積也相應(yīng)減小。但是片石(或混凝土)作表面防護(hù)的一種永久性設(shè)施,有很多弊端存在,如被洪水沖毀而使臺身裸露,因此,橋梁設(shè)計前,必須要進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗算。
四、橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計
(一)橋梁下部結(jié)構(gòu)型的選用
l、鋼筋混凝土薄壁墩臺當(dāng)填土不高,河床窄時.為了.節(jié)省造價,不壓縮河床,可以用靠河較近墩臺身直立的樁基薄壁墩臺.橋梁構(gòu)成整體的結(jié)構(gòu)框架。
2、埋置式樁柱式橋臺,這種型式橋臺設(shè)于岸上臺身埋入錐形護(hù)坡中,采用該型式橋臺,不能過多地壓縮橋長.以保證路基的穩(wěn)定性。
3、墩臺的選用首先,減少超靜定個數(shù),以減少軟基位移對結(jié)構(gòu)的影響,還要適當(dāng)加大樁距,減少樁根數(shù):其次,樁底接近基巖表面時,承載力接近設(shè)計要求;若承載力不夠時,可把樁徑加大再算,盡可能用摩擦樁代替嵌巖柱樁,從而降低施工的難度。
(二)橋梁下部結(jié)構(gòu)
1、蓋梁內(nèi)力的計算蓋梁內(nèi)力的計算可以按《墩臺設(shè)計手冊》中所采用的計算方式:當(dāng)荷載對稱布置時,可以按杠桿法計算;當(dāng)荷載偏心布置時,則可以按偏心壓力法來計算,這兩種布載狀況的內(nèi)力均取大值進(jìn)行控制設(shè)計。但是這種算法沒有真正體會規(guī)范用意,不是各截面最不利狀態(tài)的內(nèi)力計算,僅僅是兩種布載狀況下的內(nèi)力計算,因此所算內(nèi)力存在著不安全因素。正確做法是應(yīng)該先畫出各截面內(nèi)力影響線,再對應(yīng)影響線用杠桿法及偏心法進(jìn)行最不利橫向布載,求出各截面內(nèi)力最大、最小值,然后根據(jù)內(nèi)力包絡(luò)圖進(jìn)行結(jié)構(gòu)配筋。
2、橋臺內(nèi)力的有關(guān)計算除了橋墩內(nèi)力計算項目外,橋臺豎向荷載還要增加土壓力、負(fù)摩阻力、搭板自重等項;同時,水平荷載要增加土壓力,其影響復(fù)雜。
(1闞筋混凝土薄壁臺土壓力計算軟土地基上帶基樁的薄壁臺土壓力計算要按深層考慮:
(2)埋置式橋臺土壓力計算土壓力一般是以填土前原地面或沖刷線起算的,要演算土質(zhì),再來確定是否考慮地面以下臺后深層土對樁水平壓力的影響;
(3板對土壓力影響設(shè)搭板橋臺還應(yīng)考慮搭板作用后活載土壓力改變對橋臺有利的影響;
(4)地震土壓力計算地震土壓力隨著橋梁等級的提高而加大;計算時不考慮活載作用。
(三)下部結(jié)構(gòu)配筋
1、極限法及容許應(yīng)力法應(yīng)用分析由于現(xiàn)行橋規(guī)將鋼筋混凝土橋原容許應(yīng)力法的彈性狀態(tài)設(shè)計改按承載極限狀態(tài)設(shè)計,大家對容許應(yīng)力法有淡漠趨勢。而實際上,極限法是在等截面簡支梁試驗基礎(chǔ)上獲得的,設(shè)計者需注意根據(jù)實際情況合理選用,有些方面還必須用容許應(yīng)力法,還有的范圍要受到限制。
2、樁筋及樁長設(shè)計注意事項
(1)樁筋設(shè)計目前采用極限法進(jìn)行樁體抗彎筋設(shè)計,但是對樁體抗裂還沒有明確要求,說法不一,因此,還有待于進(jìn)一步研討。對于基樁各截面的配筋,從理論上講,應(yīng)根據(jù)樁內(nèi)彎矩包絡(luò)圖進(jìn)行計算布置。通常是根據(jù)最大彎矩處進(jìn)行配筋,從樁頂一直伸到最大彎矩一半處下一定錨固長位置,減少一半配筋再一直伸至彎矩為零下一定錨固長位置。采用這種方式.對于摩擦灌注樁。樁體受力及節(jié)省工程費用等方面來看都是合理的。首先,節(jié)省大量鋼筋;其次,減少了底部斷樁處理的難度,減少扁擔(dān)樁發(fā)生機(jī)率;再次,鋼筋籠少,受樁長的變更而變更。
(2)樁長設(shè)計樁長計算采用的是容許應(yīng)力法,最大豎向力應(yīng)按容許應(yīng)力法要求計算,不需考慮極限荷載組合系數(shù)。
3、橋臺配筋注意事項’在老橋橋臺破壞最多的城市,破壞主要表現(xiàn)在樁基、臺身、臺帽、耳墻等開裂,尤其是根部裂縫最多。導(dǎo)致出現(xiàn)這種情況是和一些因素有著密切關(guān)系的:
(1)臺后順橋向水平土壓力對蓋梁的水平彎矩造成了蓋梁跨中附近側(cè)面豎向裂縫;
(2)蓋梁完工后與混凝土底模分開,以免增加白重;
(3)橋臺在土壓力、恒載、活載、梁反推力作用下,使蓋梁發(fā)生扭剪破壞;
(4)橋臺前移使有縫橋變成無縫橋,大梁就會對橋臺背墻產(chǎn)生巨大推力去平衡臺后的土壓力,這兩個力作用的結(jié)果導(dǎo)致了這樣的情況。
五、橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)該注意的一些事項
(一)加強(qiáng)對疲勞損傷的科學(xué)研究
橋梁結(jié)構(gòu)所承受的車輛荷載和風(fēng)荷載都是動荷載,會在結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生循環(huán)變化的應(yīng)力,不僅會引起結(jié)構(gòu)的累積疲勞損傷.同時也會引起結(jié)構(gòu)的振動。橋梁所采用的材料實際也都存在著許多微小的缺陷,因此,在循環(huán)荷載作用下,這些微缺陷會逐漸發(fā)展、合并形成損傷。出現(xiàn)的裂紋得不到有效控制,還有可能帶來更多的隱患。
(二)重視結(jié)構(gòu)的耐久性問題
對結(jié)構(gòu)耐久性的研究主要從材料和統(tǒng)計分析的角度來進(jìn)行的,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,在改善橋梁耐久性方面很少有人研究。因此,要努力將結(jié)構(gòu)耐久性的研究從定性分析向定量分析發(fā)展。
(三)積極借鑒國外的經(jīng)驗和成果
國內(nèi)橋梁設(shè)計還存在著很多問題,包括耐久性、使用性能等,要在短期內(nèi)解決也是比較困難的,因此要借鑒國外的先進(jìn)技術(shù),以便更好的做好橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。
六、結(jié)束語
文章通過對橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的一系列分析,可以總結(jié)出橋梁設(shè)計者要善于結(jié)合工程實際分析問題、解決問題,盡量避免主觀經(jīng)驗因素對設(shè)計的影響,做好橋梁設(shè)計的細(xì)致工作。