钢筋混凝土桥梁耐久性设计的方法
钢筋混凝土桥梁耐久性设计的方法
发表时间：2018-04-16T14:53:40.580Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第32期作者：孙卫军
[导读] 随着我国经济的不断发展，人们生活质量的不断提高，生活环境的不断改善。
江苏交通工程咨询监理有限公司江苏南京 210000
摘要：随着科技的进步，城市化进程的不断加快，桥梁建设工程也得到了稳步的发展。本文主要针对桥梁耐久性进行研究，特别是钢筋混凝土失效的主要模式。通过对桥梁耐久性设计的分析，从而相应地提出相关防水理念，进一步加强对钢筋混凝土结构的防水设计。从设计、选材、施工等环节进一步提升钢筋混凝土桥梁的耐久性。文章仅供参考。
关键词：钢筋混凝土；耐久性；桥梁；设计；方法；
1.引言
随着我国经济的不断发展，人们生活质量的不断提高，生活环境的不断改善。人们对于城市化建设的关注度在普遍地提升。桥梁工程作为城市化建设过程中的一个重要环节，对于我国城市化面貌的改进有着非常重要的意义。从我国目前桥梁工程的发展现状来看，钢筋混凝土在桥梁工程中的应用是非常广泛的。曾经出台的《钢筋混凝土桥梁耐久性设计规程》明确指出了桥梁工程中耐久性设计的重要意义。在桥梁设计的过程中，充分地考虑桥梁工程的耐久性设计对于工程的发展有着重要作用。
2.关于钢筋混凝土桥梁耐久性设计的相关概述
就桥梁工程的耐久性而言，主要是受到环境影响的防护设计。在进行设计的过程中，需要相应地结合结构构造、结构体系、结构维护、结构材料等进行多角度、全方位的分析。特别是在进行选材、设计、施工的环节中，对于一些由于人为原因所导致的结构安全性要进行重点研究。明确施工环境下的结构模式，对于工程的设计合理性有着十分重要的意义。
3.关于钢筋混凝土桥梁破坏的主要形式
3.1关于盐冻破坏的形式
就盐冻破坏形式来讲，主要是针对我国的南北方气候而言的。由于我国北方的气候较为干燥，因此，盐水便会通过一些不防水的伸缩缝进一步流向墩台，紧接着便会通过桥梁渗入到混凝土中，由于盐水具有较高的渗透压和盐结晶压，从而产生膨胀，最终对桥梁工程的混凝土路面造成了严重的危害。
3.2关于盐结晶和盐腐蚀的破坏形式
在一些盐含量较高的地区中，地区环境水中的一些镁离子和硫酸根离子会对钢筋混凝土造成不同程度的腐蚀，从而生成具有膨胀作用的氢氧化镁、碳硫硅钙、石膏等物质。这些物质深入到混凝土的缝隙中，当环境发生一定程度的变化时，渗入到缝隙中的液体便会相应地产生一定的变化。有盐从缝隙中析出，借助于一定的湿度和温度转化为体积膨胀的结晶水化物。正是由于体积的膨胀，从而钢筋混凝土产生不同程度的破坏。更严重的还会导致体积膨胀、钢筋锈蚀。以此造成恶性循环。对于桥梁工程带来了极大的危害。
3.3关于水冻融破坏的形式
水冻融破坏形式在我国的三北地区较为常见。由于水在极低的温度下冻结，转化成冰，体积会相应地膨胀。此外，当温度降低时，毛细孔中的水也会结成冰，对周围会产生不同程度的挤压。正是由于长时间的结冰、融化过程的反复，便会最终影响到钢筋混凝土，使其结构疏松，从而失去了强度。
3.4关于结构受力的破坏形式
在桥梁工程的施工过程中，钢筋梁板都是需要一定的承载范围的。如果梁板的承载力度不够，便会相应地导致结构的承载力度不够，从而使得结构发生过早的破坏。除此之外，如果工程的地基发生不均匀的沉降、温度应力等造成局部应力集中的现象，最终便会导致结构开裂，从而引起钢筋的锈蚀。
4.关于桥梁工程的防腐和防水分析
从我国目前的桥梁工程防水和防腐方面来看，我国的桥面防水、防腐并没有一个统一法规范约束。在防水防腐方面还存在着一定的缺陷。如：桥面与防水层的粘接度不够、防水材料本身的质量不过关等等。这些问题对于桥面铺装层承受载荷是非常不利的。从而会影响到桥梁工程铺路段的早期破坏的出现。从以前的桥梁防水工程来看，主要针对的是桥面的防水，从分解论转化为整体论的发展理念。由于桥梁工程的环境相对复杂，因此，采用这种模式进行防水工作是远远不够的。需要进行整体性的把握。首先要做的，便是要减少混凝土中的电解液的含量。这对于降低钢筋混凝土的锈蚀速度，减少地区的电位差是非常有必要的。从整体性、全方位的进行考虑，按照相关的工艺和功能要求，对桥梁工程进行整体性的规划。并相应地制定出相关的科学实施方案，在进行施工的过程中，要充分地做到防水工程与施工结构工程相结合。从而有效地抵御空气中二氧化碳及其他有害化学物质对钢筋混凝土结构的侵蚀，进一步减缓各种病害发生的速度。最终达到桥梁工程具备良好的防水、防腐的功效。
5.关于钢筋混凝土桥梁耐久性设计的方法
5.1关于材料的耐久性设计
5.1.1关于钢筋阻锈剂的应用
在桥梁工程的施工过程中，对于钢筋的防护是非常重要的。严重地影响到混凝土的质量。如果施工质量或者是混凝土的材料不好、设计过程中存在缺陷等都会在一定程度上影响到工程的施工质量。特别是在一些高质量的混凝土中加入一些钢筋阻锈剂，这对于延长钢筋混凝土的寿命、延缓腐蚀破坏是非常有帮助的。加入到钢筋阻锈剂不仅有效地减缓了钢筋腐蚀的速度，还有效地推迟了钢筋生锈的时间。有效地提升了钢筋的耐久性。对于桥梁工程而言是十分有利的。
5.1.2关于普通混凝土的高性能化
从桥梁工程的混凝土设计来看，混凝土强度是一个重点考虑的因素。随着科技的不断进步，耐久性意识的不断提高。混凝土逐渐由普通混凝土向高性能化的混凝土方向转变。特别是一些颗粒更小材料的引入，如：矿渣、优质粉煤灰等。这些高性能化的混凝土通过使用较
桥梁结构设计方法的研究
桥梁结构设计方法的研究 摘要：目前桥梁结构耐久性研究中存在的问题。在比较了各国几种主要耐久性设计理论和方法的基础上，提出了一种新的耐久性设计思路和方法，即利用耐久度来衡量结构保持耐久性的能力，通过计算耐久性指标来评判某一时刻结构耐久性能否满足设计要求。该方法强调了多种因素共同作用、结构体系和构件荷载类别以及桥梁寿命周期经济性对耐久性设计的影响，具有概念明确、形式简单、便于应用等特点。 关键词：桥梁结构、设计、可靠性、创新 引言： 桥梁设计是一个复杂的，系统的工程。需要丰富的理论知识，并且尽量避免主观经验因素对设计的影响。在桥梁设计过程中仍然有许多重大的理论问题需要解决。目前，国内的桥梁结构设计普遍有这样的倾向：设计中考虑强度多而考虑耐久性少：重视强度极限状态而不重视使用极限状态，而结构在整个生命周期中最重要的却恰恰是使用时的性能表现；重视结构的建造而不重视结构的维护。这些倾向在一定程度上导致了当前工程事故频发、结构使用性能差、使用寿命短的不良后果；也与国际结构工程界日益重视耐久性、安全性、适用性的趋势相违背；也不符合结构动态和综合经济性的要求。 我国的桥梁设计理论和结构构造体系仍不够完善，在桥梁设计领域，特别是关于桥梁施工和使用期安全性的问题还有许多可以改进的地方。结构设计的首要任务是选择经济合理的结构方案，其次是结构分析与构件和连接的设计，并取用规范规定的安全系数或可靠性指标以保证结构的安全性。 一、结构的耐久性设计问题： 桥梁在建造和使用过程中，一定会受到环境、有害化学物质的侵蚀，并要承受车辆、风、地震、疲劳、超载、人为因素等外来作用，同时桥梁所采用材料的自身性能也会不断退化，从而导致结构各部分不同程度的损伤和劣化。 在大跨度桥梁领域，国内从上世纪80年代以来，建造了大量的斜拉桥。需要指出的是，很多这类问题与没有进行合理的耐久安全性设计有关，这也促使人们重新认识桥梁的耐久性问题。而这些研究大多是从材料和统计分析的角度进行的，对如何从结构和设计的角度来改善桥梁耐久安全性却很少有人研究。而且，长期以来，人们一直偏重于结构计算方法的研究，却忽视了对总体构造和细节处理方面的关注。因此，需要努力将耐久安全性的研究从定性分析向定量分析发展。 二、桥梁的超载问题：
桥梁耐久性设计-0
桥梁耐久性设计 桥梁设计基准期为100年。 本项目位于东北严寒地区，且为大量使用除冰盐。环境类别为II类，环境作用等级为D和E级，即II-D（E）级。 针对本项目的特点，对于钢筋混凝土及预应力混凝土结构进行耐久性设计。 一、提高混凝土质量 1、混凝土耐久性指标 混凝土的耐久性指标指混凝土的抗裂性、护筋性、耐蚀性、抗冻性、耐磨性及抗碱-骨料反应性等。根据结构的设计使用年限、所处的环境类别及作用等级，本工程的耐久性指标见下表： 2、加大混凝土保护层厚度。依据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004），按II类环境设置钢筋保护层。 3、提高混凝土密实度。选择质量可靠，牢固支撑的模板，避免漏浆；混凝土充分振捣，避免出现蜂窝、孔洞；防腐蚀混凝土中掺入优质粉煤灰，改变混凝土内部孔隙结构，提高混凝土密实度，同时增加对氯离子扩散的阻力。 4、采取措施，控制混凝土有害裂缝。 ①防止混凝土碱集料反应引起混凝土裂缝，不使用碱活性的集料，不使用含
碱的化学外加剂等。 ②防止集料膨胀反应引起的混凝土开裂，对集料生产、运输堆放及搅拌等工序进行科学管理，防止将含氧化镁或硫酸盐的膨胀集料或生石灰碎块混入集料中。 ③应用设计允许的最小水泥用量和能满足和易性要求的最小用水量，避免过大的坍落度，均匀浇筑混凝土，并及时对混凝土进行养护。 5、桥面侧边构件的外缘底面设置滴水檐，防止雨水从构件外侧面流向底面。桥面铺装层与混凝土现浇层之间设置防水层。 二、控制氯离子含量 混凝土中氯离子含量对钢筋腐蚀的影响极大，预应力混凝土构件最大氯离子含量为0.06%，钢筋混凝土构件最大氯离子含量不大于0.15%，混凝土必须振捣密实，且不宜采用蒸汽养护。通过优质混凝土矿物掺合料和新型高效减水剂复合，配以与之相适应的水泥和级配良好的粗细骨料，形成低水灰比、低缺陷、高密度、高耐久性的混凝土材料，增加对氯离子扩散的阻力。混凝土拌制过程中掺入阻锈剂，延缓氯离子对钢筋钝化膜的破坏。 三、提高桥梁防水、防冻功能 钢筋锈蚀主要是因混凝土保护层碳化和氯化物侵蚀，这两种腐蚀现象都是以水为载体进行，故桥梁防水应是桥梁结构防腐的第一道屏障。大量的桥梁检测资料表明，由于桥面防水层的过早破坏，加上桥面排水不畅，水从桥面渗入到桥面板下的梁、墩台等部位，加速了桥梁结构混凝土的碳化和混凝土内钢筋的腐蚀。为此： 1、桥面防水设计中，把水泥混凝土铺装设计为防水混凝土以达到自防水效果，柔性防水和刚性防水相结合。 2、加强梁端封锚混凝土、湿接缝、铰缝施工质量控制，避免梁端及湿接缝渗水。 3、桥面现浇层混凝土采用补偿收缩防水混凝土，防止桥面漏水降低桥梁使用寿命，其抗渗等级为W8。 四、采用防腐蚀混凝土
桥梁结构设计中的耐久性设计 王永超
桥梁结构设计中的耐久性设计王永超 发表时间：2018-04-02T16:23:41.447Z 来源：《基层建设》2017年第36期作者：王永超 [导读] 摘要：桥梁结构设计中耐久性问题一直以来是桥梁设计人员研究的重点问题，在桥梁设计过程中，采用哪种方式提升桥梁耐久性是非常重要的，结合作者实际，从桥梁安全性耐久性存在的问题以及提高桥梁结构耐久性设计的主要措施进行了分析，希望在分析过后能够给广大设计人员提供一些参考。 唐山市交通勘察设计院有限公司河北唐山 063000 摘要：桥梁结构设计中耐久性问题一直以来是桥梁设计人员研究的重点问题，在桥梁设计过程中，采用哪种方式提升桥梁耐久性是非常重要的，结合作者实际，从桥梁安全性耐久性存在的问题以及提高桥梁结构耐久性设计的主要措施进行了分析，希望在分析过后能够给广大设计人员提供一些参考。 关键词：桥梁；结构设计；耐久性 随着现代经济发展，桥梁建筑有了很大的发展空间，在施工过程中，使用建筑材料问题上，要重视混凝土以及桥梁结构的耐久性，两者在建筑过程中起到重要作用，减少施工问题发生的可能性。在设计前，要掌握各个结构的承载力、根据材料使用过程进行设计。在使用混凝土前，要对各个施工结构的承载力进行控制，根据基本原则进行设计。 1影响桥梁安全性与耐久性的因素分析 1.1环境影响不容忽视 现代建设桥梁过程中，其的施工过程以及施工环境问题与设计内容仍然存在着一定的距离，施工人员必须要重视环境影响问题。混凝土实际施工的抗拉强度只是设计抗拉强度的10%，早期水化热现象以及干缩现象都有较大变化，环境的温度以及湿度在加上日晒雨淋不断的冲击荷载力，导致混凝土的总体结构出现裂缝现象，出现裂缝后，遭到水分子以及氯离子进入到其中，使钢筋面层不断出现纯化现象，直至腐蚀，导致钢筋表面和混凝土之间的胶结力达不到化学标准，钢筋与混凝土在后期施工中无法顺利完成作业。混凝土结构的耐久性遭到破坏的主要原因是因为其构件的强度以及刚度都达不到标准。 1.2 施工和管理水平低 目前，大多数桥梁的安全性以及耐久性都达不到设计标准，其主要原因是因为在施工过程中，施工人员没能按照设计要求进行作业，在管理问题上也存在着很多问题。大部分桥梁的施工质量与规范要求以及设计要求存在着一定的差距，施工材料的强度以及施工技术都达不到规范标准，导致桥梁在短期使用中就出现破坏以及倒塌现象；另外，部分桥梁在施工过程中，管理人员没能做好管理工作，导致偷工减料现象发生，对桥梁的安全问题带来很大影响。 1.3设计理论和结构构造体系不够完善 设计过程中，在桥梁的施工过程以及使用过程的安全问题上设计不够全面。在设计桥梁结构时，应当根据合理的结构方案进行设计，做好整个桥梁结构的分析工作，设计出构件连接过程，并按照规范要求，掌握桥梁的安全系数以及指标，确保整个施工结构达到安全性。 在设计过程中，设计人员不能单只按照规范要求满足结构强度的安全度，应当根据结构的体系以及构造和使用材料、维护和耐久性等问题进行设计，总结出设计过程以及施工过程和使用过程出现的问题，在根据总结出的结果进行改进，加强桥梁稳定性的同时不断提升桥梁结构的安全性。 此外，在施工过程中，个别结构的整体性以及延性达不到标准，导致冗余性小；设计的计算图式与实际受力路线不相符，导致局部的受力超出设计标准；混凝土的强度以及保护层的厚度与钢筋直径和构件戴面都达不到设计要求；导致桥梁结构的耐久性达不到预算要求，无法确保桥梁结构的安全性。大部分桥梁结构达到设计规范要求强度的情况下，无法确保桥梁的耐久性，在使用时间上，达不到预算标准，导致结构的安全问题得不到保障。因此，在设计过程中，设计人员应当加强重视桥梁的结构以及使用的施工材料，提高桥梁结构的耐久性。 2桥梁结构耐久性设计 2.1要满足接混凝土耐久性指标 要想提高桥梁结构的耐久性，就要确保混凝土的耐久性能够达到标准。混凝土的耐久性是由混凝土材料决定的，材料中的水灰比例以及水泥的用量和强度等级与混凝土的耐久性有着密切联系。在设计时，应当围绕《桥规JTG1362》制定的标准进行设计，在施工过程中，根据不同的施工环境制定合理的施工方案，并要自觉遵守设计标准进行作业，控制好水灰比例以及水泥用量、了解强度等级以及大氯离子的含量与碱含量，提升混凝土的耐久性。 2.2 重视钢筋混凝土保护层设计厚度 钢筋的锈蚀程度是由混凝土的碳化决定的。一般情况下，混凝土的保护层一旦出现碳化，会直接影响到钢筋表层的钝化膜，导致钢筋出现锈蚀现象。在施工过程中，首先，要注重钢筋混凝土，应当根据标准增加其保护层的厚度，减少钢筋出现锈蚀的可能性，确保混凝土结构的耐久性。其次，相关管理部门制定钢筋混凝土保护层的厚度范围跟以往实际设计范围不同，两者之间存在着一定的距离。在设计过程中，根据现场实际施工情况增加混凝土保护层的厚度，确保混凝土结构的耐久性。 2.3 做好构造配筋设计，减少混凝土裂缝出现 混凝土一旦出现裂缝，桥梁整体结构会受到一定的损害，混凝土的结构在遇到日晒雨淋影响后容易出现裂缝现象，出现裂缝后，混凝土的渗透性有所提高，侵蚀速度不断提高，增加侵蚀力度，导致混凝土结构的耐久性达不到标准。因此，要想提升混凝土结构的耐久性就必须要预防混凝土出现裂缝现象，在施工过程中，必须要按照规范标准进行作业，并掌握实际施工情况围绕混凝土结构制定合理的施工方案，对混凝土施工过程做好监督工作，减少在使用中出来多数裂缝的可能性。 2.4提高后张法预应力钢筋管道压浆质量 根据了解《混凝土结构耐久性设计与施工指南》具体内容得知，在设计钢筋耐久性过程中，必须要重视预应力钢筋的锈蚀程度，在没有任何提示的情况下，其会直接影响到钢筋的整体结构，应根据实际情况制定合理的施工防护措施。对混凝土结构出现预应力氯盐侵蚀程度以及筋和锚具与连接器等钢材做好防护工作，可以运用环氧或锌对钢材进行涂抹，根据施工进度往密封性能方向制定合理的预应力体系，在施工过程中，不允许出现金属螺旋管，应当运用具有密封性能的塑料波形管进行作业，另外，在施工前，管理人员要对管道灌浆材
桥梁设计流程
桥梁设计流程 1.设计资料和技术指标（地形、地质、气象水文、活载、道路等级等） 2.总体方案设计（纵向线路、桥式方案比选、横断面设计等） 3.详细设计（重要构件的尺寸拟定和细节设计） 4.手算或软件计算（成桥阶段内力和变形、施工阶段内力和变形） 针对软件计算： （1）建模 （2）荷载输入 （3）边界条件 （4）运行分析 5.根据相关规范进行强度、刚度、稳定性验算（钢结构还应做疲劳验算） 我国桥梁设计程序，分为前期工作及设计阶段。前期工作包括编制预可行性研究报告和可行性研究报告。设计阶段按"三阶段设计"进行,即初步设计、技术设计与施工设计。 一、前期工作-- 预可行性研究报告和工程可行性研究报告的编制预可行性研究报告与可行性研究报 告均属建设的前期工作。预可行性研究报告是在工程可行的基础上，着重研究建设上的必要性和经济上的合理性；可行性研究报告则是在预可行性研究报告审批后，在必要性和合理性得到确认的基础上，着重研究工程上的和投资上的可行性。 这两个阶段的研究都是为科学地进行项目决策提供依据，避免盲目性及带来的严重后果。 这两个阶段的文件应包括以下主要内容： 1、工程必要性论证，评估桥梁建设在国民经济中的作用。 2、工程可行性论证，首先是选择好桥位，其次是确定桥梁的建设规模，同时还要解决好桥梁与河道、航运、城市规划以及已有设施（通称"外部条件"）的关系。 3、经济可行性论证，主要包括造价及回报问题和资金来源及偿还问题。 二、设计阶段-- 初步设计、技术设计和施工设计（三阶段设计） （1）初步设计按照基本建设程序为使工程取得预期的经济效益或目的而编制的第一阶段设计工 作文件。该设计文件应阐明拟建工程技术上的可行性和经济上的合理性，要对建设中的一切基本问题作出初步确定。内容一般应包括：设计依据、设计指导思想、建设规模、技术标准、设计方案、主要工程数量和材料设备供应、征地拆迁面积、主要技术经济指标、建设程序和期限、总概算等方面的图纸和文字说明。该设计根据批准的计划任务书编制。 （2）技术设计 技术设计是基本建设工程设计分为三阶段设计时的中间阶段的设计文件。它是在已批准的初步设计的基础上，通过详细的调查、测量和计算而进行的。其内容主要为协调编制拟建工程
桥梁初步设计方案比选
一．桥梁初步设计 一工程概况 本册设计为猛河大桥初步设计，猛河位于湖南省境内。大桥的建设对推动该地区的经济发展具有十分重要的意义。 本桥设计综合考虑该地区地形、地貌、通航、河床特征、泄洪要求，在满足使用要求的前提下，力求结构经济安全，施工方便。 二设计规范 1．《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）； 2．《公路桥涵设计通用规范》（JTG-2004）； 3．《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG-2004）； 4．《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-1985）； 5．《公路工程可靠度设计统一标准》（GB/T50283-1999）； 6．《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）； 7．《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ 026-90）； 8．《公路工程抗震设计规范》（JTJ 005-96）； 9．《钢结构设计规范》（GBJ17-88）. 三技术标准 根据设计要求，主要技术指标如下： 1．设计荷载：一级公路，双向六车道； 2．设计车速：80km/h； 3．桥面宽度：双幅分离式，每幅桥宽17.5m：0.5m防撞栏+2m人行道+2.5m 右路肩+11.25m行车道+0.75m左路肩+0.5m防撞栏，两幅桥之间间距 0.5m. 4．桥面坡度: 纵坡3%，横坡1.5%；
5．通航标准：III-(2)级1个航道 ,双向通航孔，净高H为10m，净宽B为150m，上低宽b为131m，侧高h为6m,通航水位为326.473m；航道等级 Ⅲ-（2） 6．设计洪水频率: 按百年一遇洪水频率,设计水位为337.765m； 7．设计基准期：100年。 四水文地质概况 本桥工程区段为K3+700～K4+400，桥址位于内陆河，环境类别为Ⅰ类（温暖或寒冷地区的大气环境、与无侵蚀性的水或土接触的环境），桥位与河道两岸顺直。两堤间距约700m，桥址河床断面属宽滩式河床断面。 地质勘探结果表明，桥位区地质情况一般，河滩位置依次是低液限黏土，容许应力[σ0]=250 KPa；弱风化泥质灰岩，容许应力[σ0]=1000 KPa；微弱风化泥质灰岩，容许应力[σ0]=1200 KPa；微风化白云质灰岩，容许应力[σ0]= 2000 KPa，河槽部分依次是砂砾层，容许应力[σ0]=550 KPa，砂卵层，容许应力[σ0]=1200 KPa，根据上述地质条件，设置端承桩。 五大桥设计方案 5.1 大桥总体方案构思 全面贯彻“安全、实用、经济、美观”的技术方针。 （1）造价要求。所选桥型力求技术先进, 结构独特有别于附近已建桥梁, 同时满足工程数量省、造价低、投资少、经济合理的原则。 （2）施工要求。所选桥型应满足有成熟施工经验、所需施工设备少、工艺简单的要求, 以减小施工难度、加快施工进度、节省投资金额、保证施工质量。 （3）通航要求。为减少船舶撞墩的机率, 确保桥梁的安全, 适当增大和合理布置通航孔跨径, 并且抵抗船舶撞击具有足够的安全, 同时所选桥应保证在施工时不能影响船只通行。 （4）景观要求。桥梁作为一种功能性的结构物，同时也是一种美学的艺术。所以在满足桥梁实用功能和桥下通航要求的前提下，力求桥梁造型美观，使大桥
桥梁设计存在的主要问题
桥梁设计存在的主要问题 桥梁设计存在的主要问题 现在，国内的结构设计过程中，有这样的倾向：设计中考虑强度多而考虑耐久性少；重视强度极限状态而不重视使用极限状态，而结构在整个生命周期中最重要 。 的问题包括材料强度不足和施工工艺不合格等；也有个别桥梁存在诸如偷工减料、以次充好等严重的管理问题，更是对桥梁安全造成致命的损害。 而大量的桥梁在远没有达到预期使用寿命时，出现了影响正常使用的病害与劣化；特别是一些桥梁在只使用了几年、甚至刚建成不久就出现严重的耐久性不足的问题，这也与施工质量低下有重要关系，典型的问题有钢筋保护层不足及目前
广泛存在于施工现场的严重的构件开裂问题（主要原因包括：水泥选用、混凝土配合比、振捣、养护不当及预应力施加不合理等）。这些施工上的缺陷虽然短期不会对桥梁的正常使用产生明显的影响，但却会对结构的长期耐久性产生非常不利的危害。 2）设计理论和结构构造体系不够完善 在承认施工存在问题的同时，也不可否认，在桥梁设计领域，特别是关于 和构造等方面的要求。规范再详细也不能包罗本应由设计人员解决的各种问题、规范更新得再快也适应不了新认识、新技术、新材料快速发展对结构提出的各种新的要求。因此，合理可靠的结构设计除了满足规范的要求外，还要求设计人员具有对结构本性的正确认识、丰富的经验和准确的判断。 需要改进和努力的方向
1）应该更加重视结构的耐久性问题 桥梁在建造和使用过程中，一定会受到环境、有害化学物质的侵蚀，并要承受车辆、风、地震、疲劳、超载、人为因素等外来作用，同时桥梁所采用材料的自身性能也会不断退化，从而导致结构各部分不同程度的损伤和劣化。在大跨桥梁领域，国内从上世纪80年代以来，修建了大量的斜拉桥；虽然迄今为止出现倒塌或 强调使结构易于检查、维修，以保证桥梁的安全使用、尽可能地减少维修费用，取得了较好的综合经济效益。实际上，国内外的研究和实践都表明，结构耐久性对于桥梁的安全运营和经济性起着决定性作用。 2）重视对疲劳损伤的研究 桥梁结构所承受的车辆荷载和风荷载都是动荷载，会在结构内产生循环变
桥梁结构设计中的耐久性设计
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/c011758032.html, 桥梁结构设计中的耐久性设计 作者：张振华 来源：《科学与技术》2018年第13期 摘要：随着城市规模的不断扩大，城市布局错综复杂，为了是人们的出行更方便，城市中的桥梁建设越来越多，桥梁负荷越来越重，这就使得混凝土结构桥梁的耐久性大大降低。在目前的混凝土结构桥梁设计中还存在不少问题，这些严重影响了桥梁的使用寿命。因此，对混凝土结构桥梁耐久性设计进行研究，就显得十分有必要了。本文对桥梁结构设计中的耐久性设计进行了探讨。 关键词：桥梁结构设计；耐久性设计；措施 耐久性是桥梁工程结构设计的重要内容之一，其会受到设计问題和超载问题等因素影响。所以要保证桥梁工程结构设计整体质量，就应在优选结构设计材料的基础上，重视结构冗余设计和桥梁构造设计，确保可以增强其耐久性。 1桥梁结构耐久性的概念与重要作用 桥梁结构设计过程中必须考虑其结构耐久性，为了更有助于相关设计人员采用有效合理的设计方案来保证桥梁的耐久性要求，首先有必要对结构耐久性加以充分仔细的了解，完全掌握领会其含义要求，所谓结构耐久性，是指结构所具备的在有限的使用寿命和维护措施的前提下，针对外界荷载、环境变化以及材料等因素可能受到的各种力的作用，能够有效抵御恶劣影响的能力，而这种能力，无论对于提升桥梁的安全运行效率、经济营收效益，还是促进社会交通秩序发展、百姓日常出行的便利都具有着无比重要的作用，这不再是某个人或某个企业为追求经济利润所做出的工程业绩，而是国家的公共交通基础设施建设的巨大需要，所以其作用意义是深远的。 2影响桥梁耐久性的因素 2.1结构构造与设计体系存在缺陷 桥梁结构的耐久性设计是桥梁设计领域急需解决的一个重要问题。在实际操作过程中，桥梁工程设计人员很容易只重视桥梁结构强度，用结构强度满足工程安全性的需求，而忽视溺寸过程和施工过程中的人为错误，因为人为错误极易使结构耐久性降低。当桥梁工程计算标准不明确、设计标准较低、混凝土强度较低时，会给结构的耐久性带来一定的影响。与此同时，按照工程的使用条件和使用环境的不同，对体系的设计要求也有所不同。要保证桥梁结构具有较强的可靠性，设计过程中一定要严格依据设计规范进御蜀十，确保设计人员深刻了解桥梁结构的本性，仔细判断设计结构是否真正科学合理日。 2.2设计规范存有不足
桥梁的结构形式和美学发展
桥梁的结构形式和美学发展 随着科学技术的进步，工业水平的提高，桥梁建筑技术得以迅速发展。千里江面上的座座跨江大桥、现代高速公路迂回交叉的立交桥、高架桥和城市高架道路，以及更长的跨海湾、海峡大桥，城郊高速铁路桥与轻轨运输高架桥等，犹如一条条“彩虹”使得天堑变通途，涌现出多种桥梁结构形式。桥梁建成之后，与当地自然环境、人文环境共同构成一处景观，具有时代的特征。 1、桥梁的结构形式 从桥梁的结构体系及其受力特点来看，现代桥梁可划分为梁式桥、拱式桥、刚架桥、斜拉桥、悬索桥。 1.1梁式桥 梁式桥是一种在竖向荷载作用下无水平反力的结构。由于外力的作用方向与承重结构的轴线接近垂直，故与同样跨径的其他结构体系相比，梁内产生的弯矩最大，通常需用抗弯能力强的材料（钢、木、钢筋混凝土）来建造。目前在公路上应用最广的是预制装配式的钢筋混凝土简支梁桥。这种梁桥的结构简单，施工方便，对地基承载能力的要求也不高，常用跨径在25m以下。当跨度较大时，需要采用预应力混凝土简支梁桥，跨度一般不超过50m。为了达到经济、省料的目的，可根据地质条件等修建悬臂式或连续式的梁桥，对于很大跨径，以及对于承受很大荷载的特大桥
梁，除建造使用高强度材料的预应力混凝土梁桥外，可建造钢桥。 1.2拱式桥 拱式桥的主要承重结构是拱圈或拱肋。拱在竖向荷载作用下，桥墩或桥台将承受水平推力，同时，此水平推力将显著抵消荷载所引起的拱圈或拱肋内的弯矩作用。因此，与同跨径的梁相比，拱的弯矩和变形要小得多。鉴于拱桥的承重结构以受压为主，通常就可用抗压能力强的圬工材料（如砖、石、混凝土）和钢筋混凝土等来建造。拱桥的跨越能力很大，在条件许可的情况下，修建拱桥往往是经济合理的。同时应当注意，为了确保拱桥能安全使用，下部结构和地基必须能经受住很大的水平推力的不利作用。 1.3刚架桥 刚架桥的主要承重结构是梁或板和立柱或竖墙整体结合在一起的刚架结构，梁和柱的连接处具有很大的刚性。在竖向荷载作用下，梁部主要受弯，而在柱脚处也具有水平反力，其受力状态介于梁桥与拱桥之间。当遇到线路立体交叉或需要跨越通航江河时，采用这种桥型能尽量降低线路高程，以改善纵坡并能减少路堤土方量。 1.4悬索桥 传统的悬索桥（又称吊桥）均用悬挂在两边塔架上的强大缆索作为主要承重结构。在竖向荷载作用下，通过吊杆使缆索承受很大的拉力，通常就需要在两岸桥台的后方修筑非常巨大的锚碇结构。悬索桥也是具有水平反力（拉力）的结构。现代的悬索桥上，广泛采用高强度的钢丝成股编制的钢缆，以充分发挥其优异的抗拉性能，因此结构自重较轻，能以较小的
结构设计大赛(桥梁)计算书
桥梁结构设计理论方案 作品名称蔚然水岸 参赛学院建筑工程学院 参赛队员吕远、李丽平、李怡潇、赵培龙专业名称土木工程
一、方案构思 1、设计思路 对于这次的设计，我们分别考虑了斜拉桥、拱桥、梁式桥和桁架桥的设计方案。斜拉桥可以看作是小跨径的公路桥，且对刚度有较高的要求，所以斜拉桥对材料的要求比较高，对于用桐木强度比不上其他样式的桥来得结实；拱桥最大主应力沿拱桥曲面而作用，而沿拱桥垂直方向最小主应力为零，可以很好的控制桥梁竖直方向的位移，但锁提供的支座条件较弱，且不提供水平力，显然也不是一个好的选择；梁式桥有较好的承载弯矩的能力，也可以较好的控制使用中的变形，但桥梁的稳定性是个很大的问题，控制不了桥梁的扭转变形，因此，我们也放弃了制作梁式桥的想法；而桁架桥具有比较好的刚度，腹杆即可承拉亦可承压，同时也可以较好的控制位移用料较省，所以，相比之下我们最后选择了桁架桥。 2、制作处理 （1）、截杆 裁杆是模型制作的第一步。经过试验我们发现，截杆时应该根据不同的杆件，采用不同的截断方法。对于质地较硬的杆应该用工具刀不断切磋，如同锯开；而对于较软的杆应该直接用刀刃用力按下，不宜用刀口前后切磋，易造成截面破损。 （2）、端部加工
端部加工是连接的是关键所在。为了能很好地使杆件彼此连接，我们根据不同的连接形式，对连接处进行处理，例如，切出一个斜口，增大连接的接触面积；刻出一个小槽，类似榫卯连接等。（3）拼接 拼接是本模型制作的最大难点。由于是杆件截面较小，接触面积不够，乳胶干燥较慢等原因，连接是较为困难的。我们采取了很多措施加以控制，如用铁夹子对连接处加强压、用蜡线进行绑扎固定等。对于拱圈的制作，则预先将杆件置于水中浸泡并加上预应力使其不断弯曲，并按照先前划定的拱形不断调整，直至达到理想形状。 在拱脚处处理时，先粘结一个小的木块，让后用铁夹子施加很大的压力，保证连接能足够牢固。 乳胶粘接时要不断用电吹风间断性地吹风，使其尽快形成粘接力，达到强度的70%（基本固定）后即可让其自行风干。 （4）风干 模型制作完成后，再次用吹风机间断性地吹粘接处，基本稳定后，让其自然风干。 （5）修饰 在模型完成之后，为了增强其美观性，用砂纸小心翼翼的将杆件表明的毛刺打磨光滑，注意不要破坏结构，以免影响其稳定。 3、设计假定 (1)、材质连续，均匀； (2)、梁与索之间结点为铰结；梁与塔柱（撑杆）之间的连接为刚结；
桥梁结构设计问题
桥梁结构设计问题探讨 摘要：近年来，随着科学技术的发展，桥梁结构设计也得到了相应的发展，但是我国的桥梁设计理论和结构构造体系仍不够完善。本文通过桥梁结构设计中应注意事项，对桥梁结构设计的理论及设计问题进行探讨。 关键词：桥梁结构；设计问题；分析 abstract: in recent years, with the development of science and technology, the bridge structure design also got the corresponding development, but china’’s bridge design theory and structure system is still not perfect. this article through the bridge structure design should note, bridge structure design theory and design issues were discussed. keywords: bridge structure; design problems; analysis 中图分类号：u443文献标识码：a 文章编号： 一、桥梁结构设计现状 目前的桥梁设计中，对于耐久性更多的只是作为一种概念受到关注，既没有明确提出使用年限的要求，也没有进行专门的耐久性设计。这些倾向在一定程度上导致了当前工程事故频发、结构使用性能差、使用寿命短的不良后果，也与国际结构工程界日益重视耐久性、安全性、适用性的趋势相违背，也不符合结构动态和综合经济性的要求。
桥梁设计要点
桥梁设计要点 一、结构计算要点 1、根据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）第1.0.6条要求，公路桥涵结构的设计基准期为100年，市政桥涵据此采用设计基准期100年，各类主要构件及其使用材料应保证其设计基准期要求。 2、汽车荷载根据道路、公路等级分别采用公路-I级、公路-II级，特殊荷载根据业主要求确定。桥梁设计安全等级根据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）第1.0.9条，分为一级、二级、三级，重要性系数根据设计安全等级确定。设计中注意按照单孔跨径确定，对多孔不等跨径桥梁，以其中最大跨作为判断标准，同时在设计中结构重要性系数应大于等于1.0。 3、抗震设计标准：青岛市桥梁抗震设防烈度为6度，地震动峰值加速度为0.05g。其他地区及有特殊要求桥梁根据《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2001）附录A规定的烈度和地震加速度，结合桥梁抗震规范和实施细则进行抗震设计。 4、环境类别根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）第1.0.7条确定，并按照要求提出相应的耐久性的基本要求。 5、混凝土保护层厚度根据环境类别确定，详见《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）第9.1条，当受拉区主筋保护层厚度大于50mm时，
应在保护层内设置直径不小于6mm，间距不大于100mm的钢筋网（主要用于承台下层）。 6、护栏防撞等级根据《公路交通安全设施规范》（JTG D81-2006）和《公路交通安全设施设计细则》（JTG/T D81-2006）确定，中央隔离墩预制长度4米。设计规范需要在桥梁设计说明依据中列出。 7、桥涵应进行承载能力极限状态和正常使用极限状态设计，其中正常使用极限状态不应遗漏挠度计算和预拱度设置。 8、预应力混凝土受弯构件应根据规范进行正截面和斜截面抗裂验算，并满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）第6.3条的规定。 9、普通钢筋混凝土构件和B类预应力混凝土构件，在正常使用极限状态下的裂缝宽度，应按作用短期效应组合并考虑长期效应影响进行验算，其宽度限制根据环境类别确定，详见《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）第6.4.2条。 10、 T形截面梁的翼缘有效宽度和箱形截面梁在腹板两侧上下翼缘的有效宽度应根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）第4.2.2条和4.2.3条进行断面折减。各类受力筋应布置在有效宽度范围内。 11、由于日照正温差和降温反温差引起的梁截面应力，可按附录B计算。竖向日照温差梯度曲线可按《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）第4.3.10条计取，桥面混凝土铺装层不计入温度梯度，沥青混凝土铺装层厚度大于10cm的按照14度计算。
桥梁毕业设计方案比选参考.pdf
第1章基本资料 1.1基本资料 1.1.1设计标准 荷载：公路-I级＋人群作用； 桥面宽度：双向两车道14+2×2m人行道，单车道宽度为3.5米，自行根据规范设计其它细部构造尺寸； 地震荷载：按六度设防； 桥面纵坡：2%，对称设置，需采用圆弧线或缓和曲线连接，曲线设置需符合相关规范要求； 桥面横坡：1.5%。 1.1.2地质情况 表1.1 里程桩号与地面高程 1.1.3 气象情况： 年平均气温20~30℃；月平均高温32.5℃；月平均低温10.6℃；最高温度42℃，最低温度3℃。 1
1.1.4通航要求 V级航道，净宽38m，净高5.0m，航道断面为矩形截面。最高通航水位6.94m。 1.2 设计依据 1、《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004） 2、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004） 3、《公路工程抗震设计规范》（JTG/T B02-01-2008） 4、《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTG D61-2005） 5、《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》（JTG D63-2005） 6、《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG61-2005）
第2章方案比选 2.1 方案拟定 2.1.1设计原则 桥梁设计必须遵照“实用、经济、安全和美观”的基本原则。 （1）符合当地复杂的地质条件，满足交通功能需要。 （2）设计方案力求结构安全可靠，具有特色，又要保证结构受力合理，施工方便，可行，工程总造价经济。 （3）桥梁结构造型简单，轻巧，并能体现地域风格，与周围环境协调。 2.1.2 方案简介 根据当地的地形地质条件、水文条件和技术标准，且由于该桥有通航要求，在布跨的时候桥墩的位置不能影响通航，拟选出以下六个初选方案分别为： 1、方案一：45m+70m+45m连续梁桥； 2、方案二：45m+70m+45mT型刚构； 3、方案三：35m+90m（拱桥）+35m下承式钢管混凝土拱桥； 4、方案四：50m+80m+30m主跨80m边跨50m的独塔斜拉桥； 5、方案五：35m+90m+35m双塔悬索桥； 6、方案六：50m+110m单塔悬索桥。 从总体布局、环境协调、技术先进性、施工可能、景观要求、技术经济等多方面考虑，且在老师的指导下，选择方案一、二、三来作工程量计算，作进一步比较。 2.2方案比较 2.2.1 预应力混凝土连续箱梁桥方案 1、孔径布置 此方案的桥孔径布置主桥为45m+70m+45m连续梁桥。该桥跨越河道是V级航道，设计时必须考虑满足通航净空的要求，还要考虑与两岸接线道路的衔接。采用预应力连续梁桥可以很好的满足上述空间限制的要求，而且施工方便，经济实用。 2、桥跨结构构造 桥跨采用三跨预应力混凝土连续梁，中跨Lmax=70m，边跨与中跨比为0.64，即 3
公路桥梁耐久性设计研究
公路桥梁耐久性设计研究 为了有效解决桥梁耐久性方面存在的问题，选择公路交通中常用的混凝土桥梁为对象，通过现场调查和资料查阅确定病害发生的主要部位，分析了产生原因，并提出了耐久设计的主要内容和具体的应对措施，设计时材料和结构相结合不能仅仅从材料优化方面来考虑混凝土桥梁的耐久性。 标签：桥梁；耐久性设计；结构；混凝土 前言 桥梁作为道路跨越天然或人工障碍物的建筑物，在交通连接中发挥着重要的作用。然而，由于所处环境的特殊性及受力的复杂性，大多数桥梁并没有达到预期的效果，在寿命周期内出现大量的病害类型，导致强度降低、寿命缩短、经济损失严重。上述问题的出现，除了与设计、施工、环境因素及车辆荷载等因素有关外，更主要的是由于结构的耐久性不足引起的。随着我国西部大开发战略的不断推进，交通基础设施建设将迎来全面发展的时期，由于西部地区地理、地质等条件的限制，桥梁在道路中比重会有所提高，因此加强对桥梁结构耐久性方面的研究就显得十分必要和更有意义。 1 公路桥梁耐久性 资料显示，世界上大多数国家和地区采用的桥梁结构，混凝土桥占有很大的比重，其中欧洲混凝土桥梁的比例为70%，美国混凝土桥梁比重为52%，我国的混凝土桥梁占80%以上，结合国内外实际，以下仅以混凝土桥梁为例来说明桥梁的耐久性设计。通过对某地现役混凝土桥梁调查发现，混凝土桥梁以下部位容易产生病害现象，制定措施时要根据部位特点采取合理的方法，混凝土桥梁的上部主体结构和桥面系为病害发生的主要部位，基础和附属结构发生病害的概率并不是很高，只占到26.0%，但也应引起足够的重视。 对于混凝土桥梁而言，影响结构耐久性的主要问题有：冻融循环、钢筋锈蚀、碱集料反应、结构构造、施工周期及结构维护等，这些问题涉及桥梁结构的设计、施工、养护、管理及使用等方面。 2 桥梁耐久性设计 查阅文献发现，目前关于桥梁结构耐久性的研究大多是从材料方面来考虑，而对结构设计改善混凝土桥梁耐久性的研究比较少。在桥梁设计阶段，设计者往往只重视结构强度是否满足规范要求，很少从结构方面来考虑桥梁的耐久性，结果导致桥梁在服役期内出现大量的病害，这也再次印证材料和结构设计的重要性，仅仅从材料角度来改善桥梁的耐久性是行不通，需重视混凝土桥梁的结构设计。
桥梁结构设计负责人的几点总结与感受
精心整理 作为特殊桥梁结构设计负责人的几点心得与感受 （转载） 近年来，铁路建设项目数量不断增多，技术难度不断加大，项目负责人在生产组织和技术管理面临巨大挑战。以下是我担任项目负责人（直接参与结构设计）以来的一些心得与感受，借此机会与大家交流、沟通，希望能够达到相互学习、共同提高的目的。 统一II 建立目 现阶段在建或拟建的铁路线很多，每当拿到一个任务，工期都比较紧张，保证工期就成了控制因素中的硬性指标，所以作为项目负责人就要比较准确的估计工作量，确定人员需求。 项目工作量的大小与设计阶段、工期长短、结构形式、难易程度等有关。比如2008年作京沪连续梁施工图设计，由于计算量大，画图量大，工期又紧张，需要的人员自然就很多，其中32+48+32m 无砟连续梁分支架现浇和挂篮悬浇两套，根据轨道板类型又分为Ⅰ型板和Ⅱ型板两种，这一种跨度
就要出四套图；其他跨度正线连续梁还有45+70+70+45m、32+48+48+32m、36.45+53+53+36.45m等也都在开展设计，那段时间几乎全室都在忙这个项目。 又比如今年的松花江特大桥主桥（包括桥墩设计）方案设计、初步设计以及鉴修，结构计算、画结构概图、全桥图以及联系效果图公司作效果图，这个项目主要是我一个人在作，虽然桥式结构复杂，比选方案多，但由于不是施工图设计，重点是在工程数量估算和桥式方案的可行性上，许多细节构造现阶段都不用详细计算和画图，可以施工图设计阶段时再研究，所以能精简人员就尽量精简，毕竟现在施工图太多，人力资源非常紧张。 韵律感。的公路斜拉桥。尽量做到“ 拱连续梁、刚性悬索连续钢桁结合梁等多种桥式方案，通过从实用性、经济性、景观性、施工方法等多方面的比选，最终确定了变高系杆拱加劲变截面连续梁。 上面叙述的是方案设计阶段的主要过程，当设计阶段进行到施工图阶段时，所要做的工作就需要详细繁杂的多了，为了设计工作有条不紊的进行，首先规划设计思路、想到可能遇到的技术难点及关键技术节点，然后充分利用现有技术资源，有目的性、针对性的查阅国内外相关资料，做到心中有数，为施工图做好前期工作准备。 以跨度125m正交异性桥面系简支钢桁梁为例，技术难点在于该桥位于R＝700m的曲线线路，采用曲梁直做时，由于曲线半径较小造成的桁宽较宽、内外侧弦杆不对称的空间受力行为、正交异
什么样的桥梁结构承重最大
什么样的桥梁结构承重最大 （春光小组：周鹏徐德闯） 一、项目概述 1. 开展年级：五年级、六年级 2.学科：科学、数学、信息技术 3. 简介： 本学习项目主要对象是五年级至六年级学生，桥梁是他们日常生活中常见事物，但桥梁的承重量有多大，什么样的地理环境适合建造什么结构类型的桥梁等等问题却很少同学去关心。本次项目探究 活动，将从少年儿童身边熟悉的桥梁入手，让他们自己提出有关对桥梁感兴趣的问题，设计探究方法，通过调查、实验、观察、搜集资料、整理信息等方法，培养他们对科学探究的兴趣及数学、信息技术 应用的能力。 二、学习团队 1. 教师： 周鹏：综合实践 徐德闯：科学 2．学生： 旅顺口区迎春小学： 庄河光明山中心小学： 三、学习目标与任务 1. 教学目标分析 认知目标：了解不同结构的桥梁承重力是不同的 能力目标：能通过改变桥梁的结构来改变桥梁的承重力 情感与价值观：培养学生科学探究的方法与能力，知道科学就在我们身边。 信息素养：提高学生利用现在网络技术、高科技手段搜集、整理文字、图片信息的能力。 2. 学习任务
5位同学为一小组，合作完成以下任务: ●任务1：从日常生活中同学们司空见惯的桥梁入手，让学生提一些比较感兴趣、乐于研究的问题， 确立研究主题。 ●任务2：从电视、杂志、互联网等寻找一些有关桥梁的图片、数据信息。 ●任务3：通过信息的整理与分析，从中发现问题及思考解决问题的方案，设计对比实验。 ●任务4：把任务1、2、3的研究成果进行整理，做出一份可以相互交流的项目报告。 四、学习过程 项目学习活动过程（概念图）： 任务一寻找世界各地的桥梁设计
?报章、杂志：你们可以从报章或杂志寻找你们所熟悉的桥梁结构，把图片及设计方案(或有关新闻)剪下，并记录你是从哪一份报章(报章名称)和哪一天(日期)取得的。 ?互联网：你亦可以从互联网上寻找桥梁结构设计并把它打印出来，记录你是从哪个网址中取得的。 ?其他途径：其实，若你能细心观察，亦可以从其他途径发现桥梁结构的设计应用，例如电视节目等。把有关的桥梁结构设计记录下来，并记录你是从哪里获得有关资料。 想一想以下的问题: ?桥梁的整体形状是什么样子? ?桥梁的主体结构是怎样设计的? ?最突出的、最令人印象深刻的桥梁结构设计对你的启发? 任务二设计桥梁结构设计图 学生搜集力学原理，结构以什么样的形式制作最稳定？ 注意：进行访问时，紧记要表现应有的礼貌! 根据搜集讨论得来的思路绘制桥梁设计图（可以是多个设计方案） 从绘制成的桥梁结构设计图中，你们发现什么? 有什么总结? 把你们的发现记录下来。并思考问题: ?桥梁的整体形状及桥体的结构特征? ?你会如何解释你们的发现? ?你们的发现对你有什么启示? 任务三制作项目实践探究整理
桥梁结构设计中的耐久性设计
桥梁结构设计中的耐久性设计 摘要：桥梁作为交通基础设施的重要组成部分，在交通网络中的作用不言而喻。在桥梁设计的过程中，其建筑设计的耐久性往往无法得到有效保证，严重制约了 桥梁的正常使用。本文就此展开了深入研究。 关键词：桥梁；结构设计；耐久性 前言 伴随着我国经济的快速发展，我国交通事业呈现突飞猛进的态势。从行业数据调查分析 得知，我国交通基础设施工程在施工过程中，仍然存在较大质量缺陷。桥梁作为交通基础设 施的重要组成部分，其在交通网络中的作用不言而喻。在桥梁设计过程中，其架构设计的长 久性往往无法得到有效保障，从而严重制约着桥梁的正常使用。 1关于耐久性定义的讨论 本文认为结构耐久性可以从两个层次界定： 在最普遍的意义上，为了认识其本质，结构的耐久性就是指其维持初始性能（包括安全性、 适用性及美观）的能力； 从专业研究及便于量化的角度，结构的耐久性可更具体的定义为：结构在外界环境及其 他因素（设计预期的正常荷载，对于突发性灾害事件不应过多考虑）共同作用下，在同样 （或等效的）的建设和运营维护总成本（寿命周期总成本）下，在设计使用寿命期内，保持 预期的安全性、适用性的能力。即耐久性的内涵应包括耐久的长寿命及经济的耐久。 该提法有以下考虑：耐久性的核心是结构的寿命问题；避免了较模糊的因素，例如关于 正常维护条件以及正常维护费用的定义；耐久性的优劣不可避免地要涉及到经济性的问题， 只有以考虑了建设成本、维护管理成本的桥梁全寿命经济性最优作为控制条件才可以对耐久 性做出全面、公正的评价。运用该提法可以方便地进行耐久性的比较和评价，当明确了使用 条件（外界环境及其他因素）和总体成本，可以通过计算其实际使用寿命来评估一个具体结 构的耐久性能否满足使用寿命的要求；当明确了使用条件和使用寿命，则可以通过计算总体 成本来评估不同耐久性设计方案的优劣。 2提高市政桥梁设计耐久性的策略 2.1总体设计 增加耐久性设计是结构设计理念上的重大突破，是工程结构科学的重大技术进步，对提 高设计质量具有重大的指导意义。以下以某大桥的施工图设计为例来阐述结构性耐久设计。 桥梁结构的总体设计，应主要考虑以下几点： 2.1.1结构可靠度、耐久性是时间的函数，这是由于荷载是时间的函数，材料性能也是如此。例如，使用期分别为 30、50、100、120 年的桥梁结构，若要保证到使用期末都具有相 同的可靠概率，则所选择的截面尺寸或所用的材料强度必然是使用期长者大于使用期短者。 同时，要求采用变异系数较小的高性能钢材和高性能混凝土，以提高相应的可靠度指标和耐 久性。 2.1.2桥梁病害分析是全寿命管理中的一个必要环节。人为因素也是一个必须考虑的因素，例如，一个工人不小心丢了一颗烟头，很可能这个小病害引起一场大火，导致桥梁结构的破坏。病害分析之后，在全寿命管理中，尽量消除桥梁病害，以达到提高结构耐久性的可能。 所设计的结构在设计基准期内，应经济合理地满足使用功能要求，在偶然事件发生时及发生后，能保持必要的结构稳定性和耐久性。 2.1.3运用可靠性修正理论，通过现场数据（如标准车辆下的位移、应变、应力等）的测定，修正、推断出当前阶段的可靠度指标。对于判断结构是否达到使用寿命，具有重要的意义。一般，我们认为可靠性指标β为 3 及以上的结构是可靠的，基于本桥梁的重要性，按可 靠性指标为 4 进行设计（实际结构可能达到 5～6 左右）。分析可靠性修正后的结果，如可靠 性指标β 降为 3 或以下，则需要进行维护，否则可以不用维护、继续使用。这样就为是否需 要维护提供了一个定量的指标，避免了不必要的维修经费。相应的经费，可以投入到桥梁系 统中更有需要的维护中，从而在固定数量的维护经费下，进行系统调配，从而保证整个路桥 系统的正常运转。