2021年公路桥梁结构设计研究
公路桥粱下部结构设计方法探讨
公路桥粱下部结构设计方法探讨摘要：下部结构是公路桥梁的主体。
不仅工程量大，涉及的知识和技术种类也较多。
科学合理的子结构设计不仅是保证工程质量的重要手段，也是降低施工成本、提高工程效益的关键。
因此，加强公路桥梁下部结构的设计研究是十分必要的。
关键词：公路桥粱；下部；结构设计；方法导言：桥梁下部结构是桥梁承载能力的体现，是桥梁整体结构的关键部分。
因此，设计师更需要优化最先进的桥梁设计理念，遵循安全、耐用、满意的原则。
根据通行要求、造价低、养护成本低、施工方便、工期短的原则，对桥梁周围土体结构、水文资料、水流速度、河床特性等进行采集分析，并进行相关试验。
完成设计与上层结构一致的设计，形成完整统一的下层承重结构。
笔者根据多年的工作经验，分析了公路桥梁下部结构的设计要点和施工注意事项。
1公路桥台结构选型1.1轻型桥台轻型桥台的主要特点是重量轻、体积小，利用钢筋混凝土的抗弯能力减小桥台体积石工。
从而达到减小基台体积和质量的目的。
此类桥台多为直立薄壁结构，有箱型、扶壁型、支撑墙型等。
前墙间距控制在2.5-3.5m。
此外，还包括支撑梁灯台，多用于独跨或小跨度桥梁，通过在桥台之间或桥台与桥墩之间设置支撑梁进行固定，以保证支座的设计。
线下采用地脚螺栓连接桥台与上部结构，形成四铰框架结构，在端台后被动土压力作用下，承受共同受力，保持整体稳定。
1.2重力式桥台根据桥梁跨度、桥台高度和场地地形选择桥台类型。
重力式桥台包括U型结构、预埋式桥台和直式桥台等。
如果下部结构是为铁路桥梁设计的，也可以采用其他类型，如T形桥台。
以U型基台为例，这类基台主要包括台身、台帽、基础和侧壁从平面上看呈U字形。
桥台结构简单，基础受力面积大，受力小，稳定性和可靠性强，但同时砌体体积过大，易内部积水，积水结冰膨胀，导致基台开裂。
1.3预埋式基台预埋式基台的基台主体嵌入在基台前的斜坡中，无需另建侧墙，基台帽两端的耳墙为直接连接到路堤。
常见的结构有直立式、斜卧式等。
基于AASHTO规范的混凝土桥梁上部结构设计
第3期(总第263期）域命i祈5衫決2021 年 3 月U R B A N R O A D S B R ID G E S &FL O O D C O N T R O L桥梁结构D O I:10.16799/ki.csdqyfh.2021.03.018基于A A S H T O规范的混凝土桥梁上部结构设计韩雄刚(中国市政工程华北设计研究总院有限公司，天津市300000)摘要：在美国公路桥梁设计规范“AASHTO LRFD Bridge Design Specifications 2017-8th Edition”的基础上，采用 美国本土桥梁设计软件CSI Bridge,从强度极限状态、使用极限状态、疲劳极限状态等方面介绍了混凝土桥梁上部结 构的设计验算。
关键词：AASHTO LRFD;CSI Bridge;极限状态；桥梁上部结构中图分类号：U441 文献标志码：A文章编号：1009-7716(2021 )03-0059-030引言美国公路桥梁设计规范AASHTO LRFD BridgeDesign Specifications 2017-8th E d itio n(简称A A S H-TO L R F D规范）为目前现行美国桥梁设计的最新规范，相比之前版本有较大变化，我国现行《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JT G3362—2018)许多条文均参考了AASHTO L R F D规范。
很 多国内设计院对于按照AASHTO L R F D规范设计桥 梁还比较陌生，且用美标设计桥梁存在许多难点。
本 文通过按美标设计T梁的流程来介绍AASHTO L R F D规范，以期为国内设计院走出国门、承揽按美 标设计的桥梁项目提供技术参考和借鉴。
1工程概况本工程为某高速公路项目，标准跨径以30 m简 支结构为主,上部结构采用预应力混凝土T梁，桥梁 全宽20.56 m，横桥向由6片中梁和2片边梁组成，横 向设置2道端横隔板和3道中横隔板，间距7.04 m。
UHPC在桥梁结构中的应用研究
d o i :10.3963/j .i s s n .1674-6066.2021.02.009U H P C 在桥梁结构中的应用研究贾胜利(中铁十八局集团有限公司,天津300400)摘 要: 超高性能混凝土(简称UH P C ,U l t r a -H i g hP e r f o r m a n c eC o n c r e t e )因其优化的颗粒级配㊁较低的水胶比和较高的胶凝材料含量,使其具有超高的强度㊁韧性以及耐久性等性能,可以满足高质量桥梁建设的要求,解决了现有桥梁结构存在的技术性问题,是将来桥梁建设中应用前景广阔的新型混凝土材料㊂论文介绍了UH P C 在国内外桥梁工程中的应用现状,分析了在国内实际工程应用中存在的问题并提出了相应解决方案㊂关键词: UH P C ; 耐久性; 桥梁工程; 应用A p p l i c a t i o nR e s e a r c ho fU H P C i nB r i d geC o n s t r u c t i o n J I AS h e n g-l i (C h i n aR a i l w a y 18t hB u r e a uG r o u p C oL t d ,T i a n j i n300400,C h i n a )A b s t r a c t : U l t r a -H i g hP e r f o r m a n c eC o n c r e t e (UH P Cf o rs h o r t )h a su l t r a -h i g hs t r e n g t h ,t o u g h n e s sa n dd u r a b i l i t y d u e t o i t s o p t i m i z e d p a r t i c l e g r a d i n g ,l o w e rw a t e r -b i n d e r r a t i o a n dh i g h e r c e m e n t i t i o u sm a t e r i a l c o n t e n t .I t c a n f u l f i l l r e -q u i r e m e n t s o f h i g h -q u a l i t y b r i d g ec o n s t r u c t i o na n ds o l v e t e c h n i c a l p r o b l e m so f e x i s t i n g b r i d g es t r u c t u r e s .I t i san e w t y p e o f c o n c r e t em a t e r i a lw i t h p l e n t y a p p l i c a t i o n p r o s p e c t s i n f u t u r eb r i d g e c o n s t r u c t i o n .I nt h i sa r t i c l e ,w ew i l l i n t r o -d u c e t h e a p p l i c a t i o no fUH P Ci nb r i d g ee n g i n e e r i n g a th o m ea n da b r o a d ,t h e na n a l y z ee x i s t i n gp r o b l e m s i nd o m e s t i c p r a c t i c a l e n g i n e e r i n g a p p l i c a t i o n s .F u r t h e r m o r ew ew i l l p r o p o s e s o m e f e a s i b l e s o l u t i o n s .K e y wo r d s : UH P C ; d u r a b i l i t y ; b r i d g e e n g i n e e r i n g ; a p p l i c a t i o n 收稿日期:2021-03-18.作者简介:贾胜利(1972-),工程师.E -m a i l :309779575@q q .c o m 随着我国经济的快速发展和科学技术的进步,人民生活水平的不断提高,城市化建设的步伐逐渐加快,我国的道路㊁桥梁等基础建设发展非常迅猛,特别是最近十多年,我国的桥梁建设数量㊁质量㊁规模等都是历史上最辉煌时期㊂据统计,到2019年底,全国建成的桥梁已超过80万座[1,2]㊂而制备桥梁用的混凝土凭借着成本低廉㊁耐久性好㊁取材便利等优点被广泛地应用㊂目前,随着人们对桥梁和公路质量要求的不断提高,尤其对跨海大桥㊁高铁桥梁的质量要求更加严格,耐久性要求也越来越高,使得过去采用的自重大㊁强度低和功能单一的普通混凝土已经无法满足现在桥梁建设的需求[3]㊂同时,几十年来大量的工程实践表明,有些桥梁结构存在无法解决的技术性问题,也会给桥梁结构安全带来诸多的隐患㊂因此,发展具有更高力学性能㊁更高耐久性的超高性能混凝土来替代常规的混凝土,以及采用UH P C 制造新的桥梁结构,将是今后发展的必然趋势㊂1 超高性能混凝土超高性能混凝土(UH P C )是采用最大堆积密度理论设计的,利用水泥㊁石英砂(不使用粗骨料)㊁超高效减水剂(聚羧酸系)㊁硅灰和纤维(钢纤维或复合有机纤维)制备的新型混凝土材料㊂UH P C 制备时因胶凝材料用量大,水胶比低,且掺有增韧材料,从而使UH P C 具有高强度㊁高韧性㊁高耐久等特性㊂随着设计理论的完善㊁超高效减水剂(聚羧酸系)问世和配制技术的进步,UH P C 已具备了普通混凝土的施工性能,甚至可以实现自密实,可以常温养护,已经具备了广泛应用的条件[4,5]㊂与普通混凝土和高性能混凝土相比,UH P C43建材世界 2021年 第42卷 第2期建材世界2021年第42卷第2期具有优异的力学性能与耐久性能,见表1㊂表1U H P C㊁高性能混凝土㊁普通混凝土的主要力学和耐久性能指标UH P C高性能混凝土(H P C)普通混凝土抗压强度/M P a120~18040~9620~40抗折强度/M P a18~35-2~5弹性模量/G P a35~5531~5514~41徐变系数/C u0.2~1.21.6~1.91.4~2.5抗冻融性能100%耐久90%耐久10%耐久泊松比0.19~0.24-0.11~0.21抗表面剥蚀性能表面剥蚀量0.01表面剥蚀量0.08表面剥蚀量>1表1给出了UH P C与高性能混凝土(H P C)㊁普通混凝土的主要力学和耐久性能指标对比㊂从表1可以发现,UH P C的抗压强度是普通混凝土的5倍以上,抗折强度则为普通混凝土的近10倍;同时,徐变系数仅是普通混凝土的30%,抗冻融性能和抗表面剥蚀性能更是具有显著的优势㊂2U H P C在桥梁中的应用现状桥梁工程要求所有结构材料轻质高强㊁快速架设㊁经久耐用,这使得UH P C材料在桥梁工程领域具有明显的优势与广阔的应用前景㊂目前,UH P C已开始应用于各种桥梁工程中,包括主梁㊁拱圈㊁华夫板㊁桥梁接缝㊁旧桥加固等多方面[6]㊂据不完全统计,到2016年底,世界各国应用UH P C材料的桥梁已超过400座[7]㊂2.1U H P C在国外桥梁中的应用法国是第一个将UH P C成功商业化的国家㊂他们的UH P C桥采用先张法预应力UH P CΠ形梁组成㊂其中Π形梁间通过翼缘板现浇UH P C湿接缝连接㊂这座桥的自重只有传统预应力混凝土桥梁的1/3㊂除接缝连接钢筋和护栏㊁人行道板预埋钢筋外,主梁未配置普通钢筋㊂这座桥2001年建成,在11年后的2012年进行详细的检查评价,结果表明UH P C结构没有出现任何裂缝,桥梁的运行状况良好㊂这为如今UH P C 在桥梁上的大量应用奠定了基础㊂德国将UH P C与钢桁架组合成桥梁结构,同时让UH P C桥面板与桁架的上弦杆通过环氧树脂胶连接,建成了世界上首座UH P C 钢组合桥梁㊂这座桥梁,桥宽5.0m,为人行和自行车两用桥梁㊂荷兰在2013年建成了第一座UH P C桁架人行桥㊂当时为了减少桥梁的制造成本,设计师将桥梁分为桁架预制单元和桥面板预制单元㊂通过胶接缝和后张预应力张拉使桁架预制单元形成整体,在吊装桥面板就位后通过螺栓连接与桁架预制单元形成一体㊂美国在借鉴学习法国2001年建设UH P C桥梁的方法和经验后,设计了3种主梁为I形㊁T形和Π形的UH P C公路桥,并且UH P C主梁均未设置抗剪钢筋,只利用UH P C自身的优异的抗拉性能,从而大大简化了钢筋构造㊂同时,美国针对自己国家北方气候寒冷的特点,担心因冻融环境引发桥梁的一系列问题,设计出了 井 字形双向肋板UH P C桥面板,并用这种桥面板建设了一座桥㊂该桥的桥面板由14块预制 华夫板 组成,各预制板之间通过UH P C接缝连接成连续板,预制板与主梁通过剪力槽和纵向湿接缝连接成整体㊂与承载同样压力的普通混凝土桥面板相比,UH P C 华夫板 桥面板自重可减少30%㊂日本早在2002年设计了一款主梁截面形式为箱梁,采用预制拼装法施工的UH P C人行桥㊂该桥的预制梁段间采用预应力张拉拼接完成㊂这是日本首座采用UH P C建成的桥梁㊂在后来,日本总结自己的工程经验并参考法国的实例,完成了一座预应力混凝土波形钢腹板箱梁桥的顶推施工㊂该桥梁的下弦杆采用了UH P C材料,这也是世界首个将UH P C材料应用于顶推桥建设的实例㊂韩国的研究和工程人员以斜拉桥为主要应用对象,修建了世界上第一座U H P C人行斜拉桥,并在后来修建了第一座U H P C公路斜拉桥㊂该公路斜拉桥为独塔双跨斜拉桥,主跨100m,圆环形主塔高35m,主梁采用U H P C双主梁,桥面板厚15c m㊂采用这种结构设计的主梁在不损失承载能力的情况下,自重能减少30%㊂马来西亚在UH P C桥梁的建设中取得了非凡的成就㊂到2016年底,马来西亚就已经建成了约113座UH P C桥梁,累计应用面积达到80000m2㊂这些桥梁主要包括四类UH P C主梁结构:全UH P C-T梁型㊁UH P C-R C组合梁型㊁全UH P C箱梁型和全UH P C下承式槽形梁型㊂其中,UH P C R C组合梁下缘受拉53区采用UH P C U形或I形梁,上缘受压区采用现浇R C桥面板,可以充分发挥材料的性能并可节省上部结构造价㊂马来西亚在2015年建成通车的B a t u6桥是目前世界上单跨最大的全预制拼装UH P C箱形梁公路桥,该桥的UH P C主梁仅重670t㊂2.2U H P C在国内桥梁中的应用在1990年,黄政宇㊁覃维祖等分别发表了关于UH P C的论文,成为中国最早一批研究UH P C的学者㊂此后,国内的许多学者先后开展了有关UH P C材料性能与构件力学性能的研究,并取得了一系列的研究成果㊂在2015年我国颁布了UH P C材料的国家标准,为UH P C的工程应用及推广奠定了坚实的基础㊂据统计,国内已有超过30座桥梁使用了UH P C材料,其中有5座桥梁的主体结构是UH P C材料,其余桥梁则主要将UH P C材料用于钢-UH P C轻型组合桥面结构㊁维修加固㊁现浇接缝等方面㊂2006年,在迁曹铁路工程中,利用UH P C修建了国内第一座桥梁㊂该桥采用UH P C-T梁作为桥面板,一共使用了12片跨径为20m的梁㊂2011年,在肇庆马房大桥中,首次将UH P C与钢箱梁组合形成轻型组合桥面㊂桥面采用正交异性钢面板,良好的解决了铺装层严重破损和钢结构疲劳裂纹的问题㊂到目前为止,国内已有17座大桥采用了钢-UH P C轻型组合桥面,涵盖了梁桥㊁拱桥㊁斜拉桥和悬索桥等各类桥型㊂3U H P C在桥梁应用中存在的问题与解决方案3.1U H P C在桥梁应用中存在的问题尽管U H P C这种新型混凝土结构材料具有优异的抗拉性能㊁抗压强度和耐久性,但其较低水胶比和高胶凝材料用量,使得U H P C仍然存在高成本㊁高能耗,并且具有较大收缩等明显缺点,从而导致U H P C无法广泛应用于普通建筑的工程中,这也是U H P C在桥梁建设领域虽有发展,但远远无法普及和广泛应用的原因[8,9]㊂表2是一个典型的桥面UH P C铺装层的配合比㊂从表2可知,UH P C的水胶比大约在0.21左右,远低于普通混凝土0.5的水胶比㊂为了控制UH P C在凝结硬化过程中的收缩导致混凝土开裂,在微细粉掺合料中除掺有硅灰外,还掺有适量的膨胀剂和水泥增强剂㊂此外,每方混凝土中水泥的用量达到了800k g,而且钢纤维的掺量也较大,这导致UH P C的制造成本不会太低㊂不过为了降低UH P C的制造价格,国内已开始在UH P C材料组成中,采用粗骨料,如:可采用5~12mm粒径的玄武岩碎石,适当降低水泥用量,但7d强度只有120~130M P a,冬㊁春季还需要蒸汽养护㊂表2U H P C桥面铺装层配合比组成材料P O52.5水泥石英砂镀铜钢纤维微细粉掺合料水高性能减水剂每m3用量/k g8009502503001708.0表3U H P C桥面铺装层力学性能检测项目抗压强度/M P a7d28d抗折强度/M P a7d28d28dUH P C静力受压弹性模量/G P a实测值142.7170.431.435.745.6表3是上面UH P C组成材料和配合比的力学性能结果㊂从表3可知,该UH P C的7d抗压强度就可以达到140M P a以上,抗折强度也大于30M P a;28d抗压强度和抗折强度分别达到170.4M P a和35.7M P a,其力学性能非常优异㊂UH P C桥梁的另一个难题是UH P C自身的收缩往往较大,进而会使桥梁引发开裂等一系列安全性问题㊂UH P C的收缩通常发生在两个不同的阶段:早期和后期㊂第一阶段:浇注后24h内,这一阶段为混凝土凝固并开始硬化的持续过程㊂第二阶段:是指浇注后超过24h的龄期㊂两个阶段的收缩主要包括自收缩㊁干燥收缩和温度收缩,它们有重叠的结果,但机理不同㊂UH P C主要以自收缩为主,其自收缩量占总收缩的78.6%~90.0%,收缩范围约为700~800με,干燥收缩则较小,收缩范围约为80~170με㊂图1为普通混凝土和UH P C在收缩方面的对比分析模型图㊂从图1可以明显看出,UH P C的自收缩在各个方向上都远大于普通的混凝土㊂资料[10]的研究也表明,UH P C的收缩大小大约为普通混凝土的2.5倍左右㊂63建材世界2021年第42卷第2期3.2U H P C在桥梁应用中采用的方案针对上文提到的UH P C在桥梁应用中的两大问题,以及UH P C自身存在的一些缺点,目前,主要采用下面的解决方法㊂为了降低UH P C的使用成本,以及高能耗的问题,在满足强度及耐久性等性能的前提下,一般采用在桥面上浇筑一层UH P C铺装层,以增加桥面的力学性能,再进行沥青的铺设;使用UH P C为核心的桥墩,其余部分还是采用普通混凝土的方案㊂在这样的设计方案下,既能达到桥梁的建设标准,又能适当减少UH P C 的使用量,以降低一定的成本㊂而对于跨海大桥㊁高质量铁轨大桥等大型桥梁的建造,则结合目前提出的正交异性钢面板,合理采用不同的钢-UH P C轻型组合结构来替代构造复杂的钢-普混结合段及性能欠佳的轻质混凝土㊂UH P C的自收缩是UH P C在各个领域应用时都需要面对的问题㊂目前认为,养护制度对UH P C收缩发展影响较大,合适的养护制度有利于提高UH P C的强度和改善UH P C的收缩性能㊂为了防止收缩造成的开裂等问题,一般会采取热养护的方式,使UH P C在早期就形成收缩㊂在实际的工程应用中,使UH P C 在温度约为60ħ的条件下养护一段时间,再进行后续的桥梁施工㊂亦或是提前做好钢-UH P C轻型组合结构,利用它相较于普通的桥梁结构轻的优势,运输至施工地点再进行施工㊂4结论与展望UH P C桥梁具有自重小㊁力学性能和耐久性优异的特点,是解决现有常规桥梁结构存在钢桥面开裂和铺装易损㊁钢混组合梁自重较大㊁且负弯矩使混凝土易开裂等问题的一个重要方法,也是建造高质量㊁高技术桥梁的必然选择㊂但是,UH P C由于自身的收缩较大,使用成本和技术要求较高,限制了UH P C在桥梁工程中的广泛应用㊂同时,尽管国内已对UH P C桥梁结构进行了大量的研究,并研发了多类钢-UH P C的桥梁结构,但这些方案和构思都处于起步阶段,需要进一步的修改和完善,尚未能在国内桥梁工程中获得大量的应用㊂今后,应该在实验室研究的基础上,借鉴国内外实际工程应用的经验,解决UH P C在桥梁应用上的困难,推动UH P C在桥梁工程中的发展和应用,为我国桥梁技术的进步做出贡献㊂参考文献[1]王德辉,史才军,吴林妹.超高性能混凝土在中国的研究和应用[J].硅酸盐通报,2016,35(1):141-149.[2]魏亚雄,方志.预制装配式活性粉末混凝土箱梁桥的结构性能[J].公路工程,2016,41(5):11-16.[3]谢峻,王国亮,郑晓华.大跨径预应力混凝土箱梁桥长期下挠问题的研究现状[J].公路交通科技,2007,24(1):47-50.(下转第42页)73浮浆气泡的影响㊂c.建议改进骨料粒形和级配,特别是粗骨料超逊径,尽量保证组合连续级配曲线整体顺滑㊂d.保证混凝土和易性的情况下,为满足现场泵送施工,建议砼拌和物坍落度按160~180mm控制[4],不宜太大,避免离析造成骨料分离,从而产生泌水浮浆㊂参考文献[1]李根,杨昌容,赵翼,等,混凝土浮浆产生机理及原因分析[J].四川建材,2018,44(12):22.[2]洪根,陆海梅,徐海源.外加剂对混凝土气泡质量的影响研究[J].广东建材,2017,45(1):23-24.[3]蒋玉水,李鹏,程文华.浅谈泵送混凝土泌水和浮浆问题及解决措施[J].水利建设与管理,2010,30(11):28-29.[4]杨问苏,邹剑平,许光明.三峡三期工程混凝土泌水㊁浮浆及骨料分离研究[J].人民长江,2006,37(5):7,13-14. (上接第37页)[4] Y a z i c iH,Y a r d m c iM Y,A y d i nC,e t a l.M e c h a n i c a lP r o p e r t i e so fR e a c t i v eP o w d e rC o n c r e t eC o n t a i n i n g M i n e r a lA d m i x-t u r e sU n d e rD i f f e r e n tC u r i n g R e g i m e s[J].C o n s t r u c t i o na n dB u i l d i n g M a t e r i a l s,2009,23(3):1223-1231.[5] P a r kJ J,Y o oD Y,K i m S W,e t a l.A u t o g e n o u sS h r i n k a g eo fU l t r a H i g hP e r f o r m a n c eC o n c r e t eC o n s i d e r i n g E a r l y A g eC o e f f i c i e n t o fT h e r m a l E x p a n s i o n[J].S t r u c t u r a l E n g i n e e r i n g a n d c h a n i c s,2014,49(6):763-773.[6]邵旭东,吴佳佳,刘榕,等.钢-UH P C轻型组合桥梁结构华夫桥面板的基本性能[J].中国公路学报,2017,30(3):218-225,245.[7]管亚萍.预制超高性能混凝土π形梁桥的设计与初步试验[D].长沙:湖南大学,2016.[8]李丽.高性能混凝土收缩与开裂规律的研究及机理分析[D].南京:东南大学,2004.[9] R e z v a n M,P r o s k eT,G r a u b n e rCA.M o d e l l i n g t h eD r y i n g S h r i n k a g e o f C o n c r e t eM a d ew i t hL i m e s t o n e-r i c hC e m e n t s[J].C e m e n t a n dC o n c r e t eR e s e a r c h,2019(115):160-175.[10]邵旭东,邱明红,晏班夫,等.超高性能混凝土在国内外桥梁工程中的研究与应用进展[J].材料导报,2017,31(23):33-43.24。
装配式桥梁上部结构的设计要点李锋丹
装配式桥梁上部结构的设计要点李锋丹发布时间：2021-12-23T14:11:47.929Z 来源：《建筑科技》2021年11月中32期作者：李锋丹[导读] 用途不同桥梁的建设结构自然也有所不同，对于中小跨径的桥梁中，使用最为普及的就是装配式桥梁。
而装配式桥梁一般分为上部和下部两个部分，上部结构特点中最常见的就是空心板、T梁桥和箱梁。
这种桥梁建筑相对于传统桥梁建筑，安全性更好、建造速度也更快。
本文就装配式桥梁上部结构的设计要点展开分析，并提出几点策略。
山东省公路设计咨询有限公司李锋丹摘要：用途不同桥梁的建设结构自然也有所不同，对于中小跨径的桥梁中，使用最为普及的就是装配式桥梁。
而装配式桥梁一般分为上部和下部两个部分，上部结构特点中最常见的就是空心板、T梁桥和箱梁。
这种桥梁建筑相对于传统桥梁建筑，安全性更好、建造速度也更快。
本文就装配式桥梁上部结构的设计要点展开分析，并提出几点策略。
关键词：装配式桥梁；上部结构；设计要点传统的桥梁施工多会采用支架方式支模，现场浇筑混凝土，劳动力工作也较为密集，施工过程中操作不当就容易出现坍塌事故。
这不仅影响城市交通和环境质量，也会对企业造成一定的经济损失。
针对这种情况，应合理运用装配式桥梁，它更符合当下绿色城市环保理念，且安全性更高，建造成本更低。
但装配式桥梁上部结构的设计中仍存在一些问题，需要优化和解决。
一、装配式桥梁上部结构存在的缺点当下搭配式桥梁大多应用在城市建设中，而城市桥梁却面临着交通、环境、车流量等多种因素的挑战。
虽然，搭配式桥梁得到了广泛的应用，但在部分技术领域的应用上还存在一些问题。
众所周知，装配式桥梁上部结构主要是采用钢筋混凝土结构及预应力钢筋混凝土结构，但由于混凝土本身的特点，导致桥梁建造可能会存在以下缺点：第一，桥梁上部的重量较大的，为了平衡和稳定，对下部结构的要求更高，因此桩基础、墩台等结构的造价要比传统桥梁更高一些；第二，混凝土本身密度较高、质量较大，自身还有其他特性，并不适合长距离运输，更多是在现场制作并使用，容易造成资源上的浪费；第三，整体性较差，仔细观察建造多年的桥梁上部，会发现或多或少出现了一些裂缝，严重影响了使用寿命和耐久性；第四，震后易损坏，恢复难度较大，且不再使用后会产生大量建筑垃圾，大多不容易降解，容易影响生态环境[1]。
增大截面法加固桥梁构件的设计方法研究的开题报告
增大截面法加固桥梁构件的设计方法研究的开题报告1. 研究背景和意义：桥梁是连接两岸的必要交通设施，其结构稳定性和安全性对行车和行人的安全至关重要。
但是任何结构在长期使用中都会受到自然和人为因素的影响而导致损坏，因此需要经常进行维护和加固。
其中，增大截面法是一种常用的加固方法，可以在不拆除原有结构的情况下增加梁的截面面积，提高结构的承载能力。
目前，国内外对于增大截面法加固的研究较为广泛，但是不同类型、不同材料的梁的加固方法和设计方法都存在一定的差异，需要进一步研究。
2. 研究内容和方法：本研究的目的是探究增大截面法在不同类型和材料的桥梁构件中的应用，研究不同的加固方案和设计方法，以及预测和分析加固后结构的承载能力。
主要研究内容和方法如下：2.1 系统分析增大截面法加固桥梁的基本原理和应用技术，研究其在不同材料和类型的桥梁中的适用性和可行性；2.2 根据实际的加固需求和工程条件，设计不同类型和材料的梁的增大截面加固方案，分析其加固效果和经济性；2.3 进行模型试验和数值模拟，通过对加固后结构的荷载试验和FE 分析来预测和评估其承载能力和结构的安全性；2.4 提出完善的加固方法和设计规范，为实际工程提供参考和支持。
3. 研究进度和计划：本研究计划从2021年9月开始，具体的研究进度和计划如下：阶段一：2021年9月至2022年2月系统分析增大截面法加固桥梁的基本原理和应用技术，撰写文献综述和研究方案，确定研究的加固对象和试验方案。
阶段二：2022年3月至2022年8月根据研究方案设计不同材料和类型的梁的加固方案，并进行模型试验和数值模拟分析，评估加固后结构的承载能力和安全性。
阶段三：2022年9月至2023年2月总结和分析试验和分析结果，提出完善的加固方法和设计规范，撰写研究报告和论文，完成毕业设计。
4. 研究的意义和价值：本研究将借鉴国内外的研究成果，系统地研究增大截面法的加固方法和设计规范，为桥梁工程的加固和维护提供了新的思路和方法，特别是在采用现有结构进行加固时，有效地提高结构的承载能力和安全性。
路桥结构设计的优化研究
大跨径简支钢-混凝土组合梁桥设计及计算分析
219 2021年第8期工程设计孙龙龙台州市交通勘察设计院有限公司，浙江 台州 318000摘 要：经综合考虑施工工期及桥下道路和航道的通行需求，台州路桥机场进场道路工程小伍份立交桥主跨采用1～55m 大跨径简支钢-混凝土组合梁。
钢-混凝土组合梁桥由槽型钢结构主梁与混凝土桥面板组合而成，中间通过剪力键连接，充分利用了钢结构的受拉性能和混凝土的受压性能，实现了工厂化制作，具有现场操作少、结构适应性强的优点。
文章通过对1～55m简支钢-混凝土组合梁桥设计进行计算分析，旨在为同类项目的设计提供参考。
关键词：钢-混凝土组合梁桥；大跨径；简支中图分类号：U442.5 文献标志码：A 文章编号：2096-2789（2021）08-0219-03钢结构桥梁具有跨越能力强、结构自重轻、建筑高度小、施工方便、周期短、对交通影响小等优点，而钢-混凝土组合梁桥除具有钢结构桥梁的优点外，还具有节省钢材、增加结构刚度和稳定性、减少钢梁腐蚀等优点，近年来得到了广泛的应用，但其也存在工程造价高、后期维护费用高等不足。
钢-混凝土组合梁桥可分为钢板组合梁桥、钢箱组合梁桥、钢桁架组合梁桥和波形钢腹板组合梁桥等，其施工过程一般是先由工厂制作钢梁节段，运至现场后进行吊装，拼装完成后施工桥面板，桥面板可采用预制和现浇两种施工方法制作。
钢-混凝土组合梁桥施工过程及施工方法的不同会影响最终主梁结构受力，可通过一些措施改善桥梁受力状况。
1 工程概况台州路桥机场进场道路工程为双向四车道一级公路，设计速度为80km/h，路基宽度为28m，预留远期拓宽条件。
路线总体呈南北走势，起点位于椒江区下陈街道，与椒新路平交，终点位于路桥区蓬街镇，与东方大道相交，路线全长约5.2km。
2 桥梁方案选择小伍份立交桥需要跨越石八线与青龙浦，由于石八线位于青龙浦北侧岸边，两者之间无设墩条件，桥梁与被交路和河流交叉角度约为124°，受通航净空限制，水中无条件设墩，需要采取一跨跨越。
荆州楚都大道跨海子湖特大桥设计
第4 P 总第264期）2021年4月URBAN ROADS BRIDGES & FLOOD CONTROL 桥梁结构D0I:10.16799/ki.csdqyfh.2021.04.019荆州楚都大道跨海子湖特犬桥设计黄权锋[林同t 国际工程咨询（中国）有限公司武汉分公司，湖北武汉430000]摘 要：楚都大道是荆州市城市向北发展的主干道，也是进入荆州市园博园的主通道，桥型方案采用多跨变截面连续梁桥，整体一联布置,桥梁跨径布置为65 m+123 m+156 m+123 m+10 x 90 m+55叫全长1434 m （含桥台）。
此类 跨度和长度的桥梁没有成熟的工程实例，大桥连续梁长度为国内和国际同类型桥梁的总长度第一。
关键词：景观桥;超长联连续梁；混凝土结构;悬浇施工中图分类号：-448.21 文献标志码：B 文章编号：1009-7716（2021 ）04-0069-0352801工程概况楚都大道跨海子湖桥梁工程位于楚纪南城、海子湖， 目为沟通 湖北两岸的主要功能 桥梁，是规 楚都大道的 要控制工程， 跨 汉 和 湖， 城城 和 湖。
目为楚都大道道平交口，设计起点桩号为K3+040.910，从北跨规 通道 湖 汉道大道，终点桩号为K5+130.000，全长2 089.09 m 。
桥型方案采用多跨变截面连续梁桥，整体一联布置， 桥梁跨径布置为 65 m+123 m+156 m+123 m+10 x90 m+55 m ，全长1 434 m （含桥台）。
道路定位为城 市主干路，布置形式为双向道+ 道+道。
主桥标准横断面见图1，主桥总体布置见图2。
2主要技术标准楚都大道跨 湖 大桥采用 进行设计：（ 1）道城市主干 ， 向 道;（2） 设计时速:50 km/h ;（3） 城-A ，人群荷载2.5 kN/m 2；（4） 桥梁 面布置275 m （ 道）+3 m （非道）+22.5 m （ 道）+3 m （道）+2.75 m （人行道）=34.0 m ;收稿日期：2020-11-02作者简介：黄权锋（1983―）,男，学士，工程师，从事桥梁工程设计工作。
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2021年公路桥梁结构设计研究
公路桥梁是一个国家交通运输的主要方式之一，有利于经济发展和社会进步，而其规模水平彰显出国家经济基础和技术能力。
自1990年代初至今，关于国内公路桥梁的建造发展迅猛，公路桥梁总数达67万架，比如江阴大桥、苏通大桥等著名特大型桥梁。
关于公路桥梁的设计和建造，涉及多门学科，其发展水平依赖于桥梁技术的进步。
工程技术制度标准是所有建筑建造的约束规范，其基于的理论系统能投射出建造水平的高低。
就力学方面而言，公路桥梁架构设计手段由应力允许设计→磨损阶段设计→极限设计的发展，设计采取的概率分析包括半概率法、近似概率法等，其中建造材料由概率分析得出，而安全系数靠经验判断。
最近几年以来，一些经济发达国家逐步展开对基于性能设计理念下的公路桥梁结构设计的研究，来强化交通设施的建造水平。
除此之外，这种理念和手段的转变促使基于使用寿命的可持续发展制度规范的构建和完善，为我国桥梁建造技术在世界占据一席之地奠定基础。
1基于性能设计理念下公路桥梁结构设计的标准框架
以性能设计为基础的结构设计是以性能目标为依据，尽量达到该目标的设计总和，也就是基于设计制度规范、稳定的结构、合适的规划，来确保工程各细节设计，监控工程质量与后续维护，保障工程结构在某段使用时间内受到外部压力时，磨损程度低于某个极限状态，结构功能高于标准范围下限，同时还要具备可修护至性能目标的功能。
性能设计要考虑使用寿命内各结构的性能标准，同时要求客户和
设计者全面掌握，进而选择各设计、施工、维护手段来保证实现预期性能目标。
因此，所谓的性能设计理念是指所设计的建筑结构在寿命内、在各外部压力情况下，能始终保持预期的性能目标，具体可表示为以下几点:(1)根据结构功能与客户需求来明确性能标准，也就是所谓的性能目标构建(尽管各需求差异较大，然而需要大于社会或行业的基本标准);(2)选择一定的设计、施工、维护手段来调节性能目标;(3)判断考核各性能指标，确保设计的结构能符合所有的性能目标。
以性能设计为基础的结构设计除了保障社会人身安全之外，还需考虑后期磨损引起的成本费用，需最大限度地实现结构设计的预期性能目标，即使用寿命的标准需求，这些是性能结构设计最近几年迅猛发展的关键所在。
所以，该结构设计方法需要整个设计过程基于使用功能的实现，并非采取传统设计、建造模式，其是性能结构设计区别于其他传统设计的独有特点。
基于性能设计理念的公路桥梁结构设计的标准框架见下图1所示，该层次结构图中的第一层“目的”是结构设计社会层面的目标，也就是性能设计的根本目的;第二层“性能要求”是工程的实际功能需求，也就是按照功能对根本目标进行细分;第三层“性能水准”是功能实现的检验原则和检验标准，有明显的强制性;最后一层“验证方法”是功能实现检验手段。
其中符合性能标准的手段被称作实现手段，其不受强制约束，伴随科技的发展成熟，肯定相关技术人员充分有效地运用新成果。
除此之外，以性能设计理念为基础的结构设计还涉及多个问题，比如尽管提高了设计的开放自由性，然而极会导致设计人员难以应对突发情况，尚未建立系统的评价体系，工程完工
程度受设计者水平高低的影响明显，所以难以检验性能设计的有效性。
所以需要建立一定的检验手段体系。
总而言之，基于性能设计理念的公路桥梁结构设计可分为明确功能需求、分类性能标准、建立性能目标和检验性能目标等几部分。
2公路桥梁性能设计的根本原则
公路桥梁是社会交通运输的重要设施之一，其设计、施工、维护和广大群众有直接联系，所以其在设计时就要考虑社会因素影响。
西方国家对桥梁结构设计要求满足功能性、经济性、美观性的基本原则，这和国内当前安全性、功能性、经济性、美观性的原则是相同的，而基于性能设计理念的结构设计是对当前设计手段的拓展，所以该新型设计方式也要涵盖目前的设计标准和设计原则。
另外，还应将桥梁的使用寿命、后期维护、实际建造、可持续发展等纳入考虑范围，也就是需要按照安全、功能、经济、美观、绿色环保等原则进行建造。
伴随经济社会的发展，现今公路桥梁结构设计已针对以上原则有一定的补充，提出了“高技术、安全可靠、经济合理、耐久适用”的新原则，同时在其基础上结合桥梁建造的特征制定了有关规定，将其安全性能分为三个级别，具体如表1所示，其分类原理和性能设计目标是类似的。
在具体设计时，结构的使用寿命表现为耐久性与经济性。
基于公路桥梁的结构复杂、种类繁多的特征，应恰当地限制桥梁整体和零件的使用候命，同时还可结合桥梁归属的道路级别限制其使用寿命。
另外，结构适用性是裂缝、易形等情况，在具体设计时以极限状态监控;美观环保要求桥梁的景观价值和可持续发展，和整体结构息息相关。
所以，目前的工程制度规范应涵盖性能结构设计的根本原则，方能推动基于性能设计理念的公路桥梁结构设计的完善。
3公路桥梁结构设计的性能标准
结构性能标准是按照功能要求对结构整体目标的细分，公路桥梁结构的设计、建立、保养等应在使用寿命中以最经济适用的手段来达到性能标准:(1)在实际建造过程中，可以解决各突发状况，可运用各组合方法;(2)在投入使用后，维持预期的性能效果;(3)在后续维护保养时，保证一定的耐久适用性;(4)在发生不可预估的龙卷风、高温等突发情况下，结构能维持稳定性，降低损坏程度的严重性，避免结构崩塌。
据上述可知公路桥梁的设计原则有安全性、适用性、耐久性和维护性等，按照极限状态设计原理，与之相应的状态是负荷能力极限状态、正常使用极限状态、耐久极限状态与维护极限状态。
其中，负荷能力极限状态是用于判断公路桥梁结构安全程度;正常使用极限状态是用于判断实际使用功能;耐久性极限状态是用于检测桥梁使用周期;维护极限状态除了判断突发情况的破坏程度之外，还用于判断后续维修保养得难易性，要结合各判断对象来决定相应的极限状态。
4公路桥梁结构性能目标
以性能为基础的结构设计要求建筑工程在各种压力强度下符合预期的性能目标，也就是在各压力强度下明确对应性能标准，进而明确结构性能目标。
就公路桥梁来讲，性能目标的确认应了解其使用情况、功能需求、经济美观性等，要遵循以下两点原则:(1)客户和结构设计者共同确认结构性能目标，保证高于标准范围下限;(2)结构性能
指标的确认应结合各性能标准，即最大限度的压力强度、最高的温度等。
公路桥梁的性能标准是结构安全系数、后期维护、经济适用水平的检验指标，除了要符合客户需要，还要考虑社会因素影响，比如文化程度、经济水平等。
就工程结构荷载而言，公路桥梁的荷载分为自然荷载与社会荷载两种，前者是龙卷风、高温等自然灾害，后者则是汽车负重、船撞等，和社会发展密切相关。
由此可见，负重标准应基于社会经济因素来制定各等级，而结构性能目标则由客户与设计者共同确认。
事实上，性能结构设计能符合各社会要求，客户按照自身要求提高性能目标标准，进而确保桥梁设计最大限度满足客户的特别需求，值得注意的是，不能小于社会基本标准。
在性能目标明确的前提下，结合工程结构的特征来设置对应的评价检验指标，比如检验标准、检验手段，其实性能结构设计的未来发展趋势。
关于性能目标的实现和结构的设计建造等，应给予相关技术工作者与公司以自由选择理念和方法的权利。
5结论
总而言之，基于性能的结构设计是未来的发展趋势。
目前基于概率分析的极限状态设计就是以性能结构设计为原理，各性能都有可测量指标为判断依据，也就是极限状态设计的改善有关于基于性能的结构设计的发展。
因此，基于性能设计理念的公路桥梁极限状态设计已得到充分关注和有效发展，而未来发展的关键在于量化各结构性能指标。
针对基于性能设计理念下的公路桥梁结构设计展开研究，一方面促进结构性能理论体系的完善和桥梁技术的成熟，另一方面强化国内
工程建设的制度标准，真正推进我国向桥梁强国的发展。