桥梁设计分析大全11篇

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中图分类号： TU997文献标识码： A

一、桥梁的抗震设计原理

目前桥梁的抗震设计计算原理是建立在一定假设条件基础上的，尽管分析的手段不断的在提高，分析的理论不断的在完善，但由于地震作用的复杂性，地基影响的复杂性以及桥梁结构体系本身的复杂性，可能会导致理论计算分析和实际情况相差很大。现常见的桥梁抗震设计方法有：设计静力法、反应谱法和动态时程分析法。下面就分别对应不同的假设条件和设计原理做一探讨。

（一）静力法

静力法把地震加速度看作是桥梁结构破坏的惟一因素，忽略了结构本身动力特性对结构反应的影响，应用存在较大局限性[

]。事实上只有绝对刚性的物体才能认为在振动过程中各个部分与地震动具有相同的振动，所以只对刚度很大的结构例如重力桥墩、桥台等结构适用静力法近似计算。

（二）反应谱法

反应谱方法是目前我国公路及铁路桥梁采用的重要方法。其思路是对桥梁结构进行动力特性分析，对各主振动应用谱曲线作某强震记录的最大地震反应计算，最后一般通过统计理论对各主振型最大反应值进行组合，近似求得结构的整体最大反应值。

（三）动态时程分析法

动态时程分析法是上世纪60年代以后伴随有限元法、计算机技术两方面的发展而出现的。该法把大型桥梁结构离散成多节点、多自由度的结构有限元动力计算模型，将地震强迫振动的激振直接输入，借助计算机逐步积分求解结构反应时程。

二、桥梁抗震设计原则  

合理的抗震设计，要求设计出来的结构在强度、刚度和延性等指标上有最佳的组合，使结构能够经济的实现抗震设防的目标。要达到这个要求，就需要设计工程师深入了解对结构地震反应有重要影响的基本因素，并具有丰富的经验和创造力，而不仅仅是按规范的规定执行[]。以下为抗震设计应尽可能遵循的一些基本原则，这些原则基于历次的桥梁震害教训和当前公认的理论认识。  

1场地选择

除了根据地震危险性分析尽可能选择比较安全的厂址之外，还要考虑一个地区内的场地选择。选择的原则是：避免地震时可能发生地基失效的松软场地，选择坚硬场地。 

2体系的整体性和规则性

桥梁的整体性要好，上部结构应尽可能是连续的。较好的整体性可防止结构构件及非结构构件在地震时被震散掉落，同时它也是结构发挥空间作用的基本条件。无论是在平面还是在立面上，结构的布置都要力求使几何尺寸、质量和刚度均匀，对称、规整，避免突然变化。 

3提高结构和构件的强度和延性

桥梁结构的地震破坏源于地震动引起的结构振动，因此抗震设计要力图使从地基传入结构的振动能量为最小，并使结构具有适当的强度、刚度和延性，以防止不能容忍的破坏。在不增加重量、不改变刚度的前提下，提高总体强度和延性是两个有效的抗震途径。刚度的选择有助于控制结构变形；强度与延性则是决定结构抗震能力的两个重要参数。由于地震动可造成结构和构件周期反复变形，使其刚度与强度逐渐退化，因此，只重视强度而忽视延性绝对不是良好的抗震设计。 

4能力设计原则

能力设计思想强调强度安全度差异，即在不同构件(延性构件和能力保护构件-不适宜发生非弹性变形的构件统称为能力保护构件)和不同破坏模式(延性破坏和脆性破坏模式)之间确立不同的强度安全度。通过强度安全度差异，确保结构在大地震下以延性形式反应，不发生脆性的破坏模式。在我国以前的建筑抗震设计中，普遍采用“强柱弱梁，强剪弱弯，强节点弱构件”的设计思想。 

三、桥梁的抗震设计方法和抗震要点

1、桥梁抗震的设计方法

采用减隔震支座。

采用减、隔震支座(铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座等)在梁体与墩、台的连接处增加结构的柔性和阻尼以减小桥梁的地震反应；采用减、隔震支座桥梁结构的梁体通过支座与墩、台相联结，大量的试验和理论分析都表明采用减震支座对桥梁结构的地震反应有很大的影响，在梁体与墩、台的联结处安装减、隔震支座能有效地减小墩、台所受的水平地震力。

利用桥墩延性减震。

利用桥墩的延性减震是当前桥梁抗震设计中常用的方法，桥墩延性减震是将桥墩某些部位设计得具有足够的延性，以便在强震作用下使这些部位形成稳定的延性塑性铰产生弹塑性变形来延长结构周期、耗散地震能量。

采用减震的新结构。

型钢混凝土结构是在混凝土上包裹型钢做成的结构。它与钢筋混凝土结构相比具有一系列优点,其承载力可以高于同样外形的钢筋混凝土构件承载力一倍以上，具有较好的抗剪能力，延性比明显高于钢筋混凝土结构，滞回曲线较为饱满，耗能能力有显著的提高，从而呈现出良好的抗震性能。能够隔离、吸收和耗散地震能量，同时可以节约材料，降低造价。

2、减震设计中的要点

(1)结构的刚度对称有利于抗震，不等跨的桥梁容易发生震害。

特别是一座桥内墩身高度相差过大，在较矮的桥墩上会产生很大的地震水平力，跨径不同。在大跨径的桥孔的桥墩上也产生大的地震力。设计上应尽量避免在高烈度区采用这种桥型，如无法避免,宜在不利墩上设置消能措施降低墩顶集成刚度，如设置抗震支座等。

斜桥的抗震性能较差。

由于斜交桥的质心和扭转中心并不重合,导致了在地震反应当中上部结构有旋转的趋势。在地震中，斜交桥相对于正交桥更易遭到破坏。另外，地震时桥台处河岸不稳，易向河心滑移，使桥长缩短,桥孔发生错动或扭转,造成墩台身开裂或折断。如地基条件允许，可采用T型或型这类整体性强、抗扭刚度大的桥台。如在松软的地基上，桥梁宜正交,并适当增加桥长，使桥台放在稳定的河岸上。

四、小结：

桥梁结构有效的抗震措施还有许多， 此我们在桥梁设计过程中须认真分析和了解结构的地震反应和特性，精心设计并采取一系列有效的抗震措施。桥梁抗震设计是一项系统工程，体现在设计的各个阶段，需要认真对待。

参考文献：

[1] 范立础，胡世德，叶爱君.大跨度桥梁抗震设计[M].北京:人民交通出版社，2001

[2] 宋晓凯.桥梁抗震设[M].山西建筑，2007 

[3] 严家伋. 道路建筑材料第三版[M].北京：人民交通出版社，2004.01

[4] 刘滨谊．桥梁规划设计[M]．东南大学出版社，2002

[5] 赵永平，唐勇. 道路勘测设计[M].北京：高等教育出版社 ，2004.08

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体外预应力混凝土桥梁设计推动了桥梁工程行业的迅速发展，这种桥梁技术不仅仅能够减轻桥梁施工的难度，并且有效的提高了建设企业的经济效益，加强减少建设成本的力度，并且建筑物的安全系数较高，所以在建筑行业被广泛的应用。体外预应力的应用是非常广泛的，其技术原理是把木条一一围成桶的形状，然后用竹篾拉紧，让木条呈现出一个挤压的现象，这样就会形成了一个水桶，并且不会漏水，随着科学技术的进步，人类把这项技术应用在了桥梁设计中，大大提高了桥梁施工的便利程度，也加强了桥梁建筑物的安全性和稳定性，是一项优秀的施工技术。

1应用体外预应力混凝土桥梁设计的意义

体外预应力混凝土桥梁设计能够加强桥梁建筑物的硬度，并且这种预应力能够有效的应用在桥梁的截面外，这样不仅仅能够有效的减弱桥梁建筑物的重量，并且也能够提高工程的进度，这种桥梁技术还能够实现养护，以往的桥梁技术在于养护工作上有很大的难度，而体外预应力混凝土桥梁设计中能够对受到了腐蚀的建筑物进行替换，这样不仅仅提高了桥梁建筑物的安全性，也有效的减少了施工实践的次数，从而缩小了施工的难度，有效的改善了桥梁的结构性能，但是此桥梁技术也存在很多不足的地方，例如，桥梁建筑中的混凝土比较容易遭到损坏，并且这种桥梁技术的计算方法非常复杂，加工的费用也很高，所以要不断的优化桥梁技术的设计，这样才能有效的提高工作效率和质量，建筑企业提交高质量的桥梁建筑物。

2体外预应力混凝土桥梁设计的优缺点

2．1体外预应力混凝土桥梁设计的优点

体外预应力设计模式主要是呈现一种折现的状态，这样能够有效的减弱摩擦带来的损失，提高企业的经济效益，防止出现材料资源浪费的现象。其次是因为预应力筋是在腹板的外面，这样能够减少腹板的振动频率，并且这样更加容易去检查预应力筋的工作状态，阻止发生补拉应力的损失，有效的减少了施工难度，也更加加强了建筑施工的精确性。因为体外预应力是能够在结构的截面上进行施工，这样有效的提高了建筑物的承载力，施工也比较容易，提高了施工的进度，因为可以在截面上进行施工，所以截面的尺寸可以妥善的控制，有效的为建筑企业节约了原材料的支出，提高了跨越能力。

2．2体外预应力混凝土桥梁设计的缺点

因为体外预应力混凝土桥梁设计技术在不断的更新，得到完善，人们对其中存在的缺陷也就越加的重视，此技术也存在众多的缺点，其中包括:体外的预应力结构的锚固是在建筑物端部，这就形成了锚固端部与转向块两个方位需要和配筋有很好的配合程度，这就导致在施工中发现问题，必须改变易性和水灰比才能解决问题，并且此项技术不具备预警功能，使得在极限状态下也不容易发现。在体外预应力的计算中也比较复杂，需要非常的精确的计算结果才能进行施工。

3体外预应力混凝土桥梁设计的方法

在体外预应力混凝土桥梁设计工作中要考虑很多因素，包括桥梁建筑物的重量、载重量等，如果一个环节出现了问题会影响整个工程的顺利运行，还会加大建筑物工程存在很大安全隐患，所以不管是在施工前还是在施工中都要详细的进行分析与计算，最大程度的提高建筑工程的安全性和稳定性，提高工程的质量和效率。

3．1结合计算机技术完成技术分析工作

因为体外预应力混凝土桥梁设计需要很精确的计算结果才能顺利的开始施工，所以在此项技术中结合计算机技术来完成工作是非常有必要的，包括桥梁的截面、承载力、摩擦阻力等都要应用相关的方程式进行分析和计算，这样能够有效的提高计算结果的质量和效率，充分的缩短了设计的时间，虽然此类方法比较复杂，工序较多，但是结果的精确度非常的高。

3．2有限元的技术分析

这种方法是把桥梁的实验数据和混凝土钢筋非线性的集合分析原理相互结合起来，这样就能够对桥梁工程进行简单的单元划分，计算出桥梁的受力情况和状态，虽然此类方法的计算精确度不高，但是能够把受力情况较为仔细的呈现出来。

3．3把有限元与计算机技术相互结合

如果把有限元方法和计算机技术相互结合起来，不仅仅能够提供精确的信息，还能够把仔细的原理过程体现出来，既提高了工作效率，也提高了工作质量，是很好的应用方案，把混凝土钢筋非线性集合分析原理和桥梁的数据结合起来，在利用计算机进行计算，较大的提高了分析的效率。

4总结

体外预应力混凝土桥梁设计被较为广泛的应用着，所以要不断的提高该项技术的水平，这样才能使得建筑企业提交出高质量的桥梁工程，提高桥梁建筑物的安全性和稳定性，有效的促进桥梁企业的可持续性、健康的发展之路。体外预应力混凝土桥梁设计相较于传统的桥梁设计技术有着很大的优势，不管是在准确性还是效率上，都是非常好的一项技术，所以要加大此项技术的创新工作，尤其是在施工过程中要重视每一个细节问题，做到及时发现问题和解决问题，从而更好的促进桥梁建筑业的发展。

参考文献

［1］许武．整浇装配式体外预应力桥梁设计方案分析［J］．城市建设理论研究(电子版)，2012，(18)．

［2］齐林，王宗林，赵庭耀．铁岭河体外预应力混凝土连续梁桥设计与施工［A］．中国公路学会桥梁和结构工程学会2002年全国桥梁学术会议论文集［C］．2002．

［3］张雷，杨欣然，窦建军等．呼准铁路黄河特大桥主桥设计［J］．桥梁建设，2013，43(4)．

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Abstract: Many viaduct construction due to socio-economic development, the growing scale of the city, are gradually starting to focus on the needs of landscape; vase pier because of aesthetics has been widely used in urban viaduct construction, but the pier at the top bit expanding head force is more complex, and therefore there are great difficulties in the design calculations. Based on this, With examples vase pier of bridge engineering design analysis.

Keywords: Design and analysis of bridge engineering; vase pier;

中图分类号：TU997文献标识码： A 文章编号：

由于社会经济的日益发展,致使人们对桥梁建设提出了更高的要求，除了注重经济实用性外,还将重点放在了以环境协调，经济以及技术合理性为基础的景观效果方面。如果想设计出更加美观的桥梁,和附近环境更加协调的桥梁,则桥梁上部以及墩台结构是否美观合理是非常关键的。现今得到广泛使用的箱梁以及T梁等这些梁式桥结构,对桥梁上部结构设计是否平淡以及单调有直接的影响，不易于进行大幅度的改变。不管是在我国还是在国际上处于不断变化中的桥梁,其实是以桥墩结构为基础，在这之上结合了多种新型结构形式构建而成的一种结构。因此城市中很多桥梁墩台设计逐渐抛弃了以往的那种结构，即重力式圬工结构,逐渐朝着纤细以及美观的趋势前进,大量造型独特的桥墩在实践工程中得到了运用，比如花瓶墩、悬臂墩、T形墩以及门形墩等。因为这些桥墩选择了梁柱结构，该种结构受力异常复杂,不易于进行计算，所以对该异形桥墩进行设计以及计算时需选择合理的分析模型, 对构架所有构件的具体变形程度以及内力进行认真验算以及配筋,确保其稳定性，强度以及刚度等与要求相符。所以，本文主要举了某一大桥的例子，在文中介绍了引桥桥墩的计算以及设计，并重点讲解了异形桥墩的具体设计以及计算过程,分析了其受力特点。

1实例概况

某大桥所处地理位置非常关键，其不仅具备了交通功能,而且也属于城市桥梁的一部分,在设计时结合了景观以及交通这两方面的需求,努力使桥型与众不同。正是因为如此，该大桥主桥选择了(64+88)m长度的独塔而且是单索面的斜拉桥（天鹅型预应力混凝土）,而且南北引桥各自选择4×25m以及2×25m的截面连续箱梁（预应力混凝土）,桥梁长度合计达到了308.4m,图1 是其具体桥型布置图。

图1大桥桥型布置图

引桥上部结构选择了25m长的跨等高度连续箱梁（预应力混凝土）,左幅和又幅单独布置,关于该桥梁的单幅桥面，其宽度达到了10.25m。箱梁梁高，顶板宽度以及地板宽度分别是1.4m,10.25m以及4.45m,其每侧悬臂大约是2.5m。关于引桥的单幅横向，其具体布置是这样的:即防撞护栏0.5m合并人行道1.75m合并车行道8m , 图2是引桥断面图。

图2引桥断面形式

2 引桥桥墩部位的结构选取

关于该大桥，其引桥单幅桥面以及箱底宽度分别是10.25m以及4.45m,整座桥都位于直线段。通常来说,只有边支点处安置了双支撑,而中支点处都设计成了独柱支撑。因为桥面在横方向上的布置不具有对称性 运营过程中汽车荷载较为偏载, 箱梁要承受较大扭矩,如果全部支点都选择双支撑, 那么扭矩就会降低很多。表1是单支撑以及双支撑各自对汽车荷载带来的扭矩。

表1 汽车荷载产生的扭矩

墩台号4#5#6#7# 8#

双支撑 支座间距(m)3.52.5 2.52.5 3.5

最大扭矩(kN.m)1947 1959195919591947

单支撑 支座间距(m)3.5-- -3.5

最大扭矩(kN.m)4139 26271373 26274139

由上表数据我们可以看出, 如果只于4#以及8#墩安置双支座,别的桥墩安置单支座,则汽车荷载带来扭矩的最大值是4139kN·m。若4#～8#墩都安置成双支座,则汽车荷载带来的箱梁扭矩最大值只有1959kN·m。

此外通过表1还能得出,在中支点处选择双支座有利于上部结构。由于引桥箱梁底板部位相对狭窄,桥墩最好不要选择双柱式,因此在设计过程中引桥桥墩采取双支撑, 而桥墩型式选择为实体墩，也可以是独柱加扩头,具体情况见图3。由于该桥墩具有这样的外形特点，所以通常也被叫做花瓶墩。在本工程中,该桥墩型式不仅与支座布置要求相符,而且和上部处的斜腹板箱梁相互协调,与美观需求相符。

图3 引桥桥墩结构图

3 对桥墩受力情况进行的分析

结合对上部结构进行的分析以及计算结果,针对桥墩顺桥向以及横桥向的具体受力情况，分别进行计算以及分析。

3.1 顺桥向方面

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随着经济的发展和建筑行业的持续发展繁荣，桥梁建筑行业无论从规模或是速度都实现了快速的发展和进步，为路桥的设计积累了丰富的经验。“桥是跨越障碍的通道”。桥梁与人们的生活息息相关，在城市建设中，桥梁不仅仅是交通系统中的重要组成部分，同时也是城市化建设中的标志性的建筑物。

1 桥梁设计原则和条件分析

1.1 道路、桥梁设计原则

对资源利用是否经济合理,技术先进,尊重实际,实事求是,是否科学,在很大程度上取决于设计的水平和质量。具体而言,在设计中应坚持以下原则:

1.1.1 严格执行国家现行的设计规范和国家批准的技术标准;

1.1.2 尽量采用标准化设计,积极推广应用“可靠性设计方法”、“结构优化设计方法”等现代设计方法;

1.1.3 注意因地制宜,就地取材,节省建设资金。在切实满足建设功能要求的同时,千方百计地节约投资、节约多种资源,缩短建设工期;

1.1.4 积极采用技术上更加先进、经济上更加合理的新结构、新材料。

道路桥梁的设计者应对施工处的气象、水文、地质、河道等基本状况熟悉，对施工中存在疑问之处应重新调查或是勘察。从而能有效避免由于基础资料原因造成的安全问题。

1.2 桥梁的线形安全

在以往的道路桥梁的设计中，为了便于施工，无论桥梁的长短，在桥梁的布线设计中往往布置成直线，造成了大规模的桥梁形成了超长的直线桥梁，而大量的小河以及山区的桥梁则做成了超短的直线急弯桥梁，增加了事故发生的概率性。

1.3 桥梁的安全直线长度

根据交通心理学的研究成果，桥梁的直线段长度不应超过以车辆计算形成速度70秒的长度距离。在桥梁的平面设计中，中长直线的桥梁使驾车者的反应敏感度降低，车速较高，从而引发了交通安全事故。同向平曲线之间以短直线相连，形成了所谓的“断背曲线”，相应的车辆在行驶经过这样的线路时，往往将直线段看做两端曲线相反的弯曲，线形并不连接在一起，由此，同向曲线之间的最小直线长度不应小于设计车速(以Km／h)的6倍(长度以m)。综合上述研究成果，道路桥梁的直线长度过长和过短都将影响行车的安全，根据交通安全的理论分析，可通过计算得出道路桥梁适宜长度的数值。

1.4 桥梁平曲线

根据实际调查分析的结果可知，就平曲线半径与事故关系的研究说明，小半径曲线段所发生的事故的可能性更大。时速为100km/h的道路桥梁，当桥梁的平曲线半径小于2000m，发生事故的概率明显提高，由此可作为曲线半径的安全下限。其他道路则以设计时速按照相应的比例进行取值。与此同时，缓和曲线的设置对圆曲线上的安全特性具有明显的影响。由此，一般而言，平曲线都应设置缓和曲线。

2 平纵线形组合以及衔接设计

2.1 平面直线与曲线的联接

在以前的设计过程中，桥梁的设计为了适应地形，从而造成了长直线与小半径的曲线相连，而根据道路行驶安全分析表明，长直线与小半径的曲线衔接处往往由于车辆高速行驶的惯性容易引发安全的隐患。具体恰当的直线长度以及衔接曲线的半径取值，应根据桥梁的设计车速以及桥位的地形，确定道路安全的设计区间范围。

2.2 弯坡叠加桥梁

平面曲线阶段有纵坡存在，形成了弯坡叠加状况，是高速公路桥梁设计中的常见的形式。根据直观状况分析，这样的设计形式并不利于行车。可通过对坡和弯的组合进行安全特性的研究和设计，利用设计指标求的DC的值，并利用经验公式得到预测事故的值。同时对于预测事故值相对较大的区域，可采用工程改造，以增加标志等措施减少交通安全隐患。

2.3 纵坡与平曲线的衔接

道路桥梁设计过程中，较长的下坡接上下半曲线是具有危险倾向的设计，容易导致车辆在高速行驶状况下驶入平曲线，从而造成事故隐患。纵坡在于平曲线进行衔接的过程中，坡长越长、坡度越大，其所衔接的平曲线半径越小，发生事故的概率也将越大。根据相应的规律，在桥梁设计中通过计算由相同衔接方式的区段，并进行一定的改进。

2.4 平衡桥梁上平面曲线与竖曲线

桥梁位于小半径如2000m以下平曲线上并且竖曲线部分或全部重叠时，应充分考虑平曲线的半径大小平衡状况，从而有益于交通安全，根据现有的研究结果表明，平竖曲线平衡的半径推荐值的设置应综合考虑安全和成本等要素。

3 桥面横向布置

3.1 行车道数量

行车道的数量应根据现有的道路形成安全运营调查比较，高速公路的桥梁应采用四个车道，从而保证了车道数量的设置满足了桥梁设计过程中的安全经济原则。当车辆的速度为120km/h，交通量超过四车道的道路桥梁可采用六车道或是八车道。当车辆形成速度小于120km/h，六车道或是八车道的采用应经过相关的技术认证。我国的二级和三级公路一般采用的是双车道，而四级公路则采用的是单车道。当二级公路的混合交通量较大时和，可采用两快两慢四个车道。城市的桥梁设置一本可采用六车道和八车道，只有很少的部分采用两个快车和两个慢车道等四个车道。根据实际的交通事故的调查表明，不应采用三车道的断面布置形式。

3.2 行车道宽度

高速公路、一级公路桥梁采用3．75m的车道宽度，四级公路桥梁采用3．5m的车道宽。

3.3 残疾人通道

城市桥梁的人行道设计，应专门考虑残疾人轮椅的上下行走要求，相应的道路桥面施工则应满足残疾人能自主推行的宽度确定。

4 桥孔布置

4.1 通航河流的桥孔布置

通航河流上，桥下的通航孔位置以及孔的数量直接影响了桥梁的是施工规模以及设计的难度。在具体的设计过程中，应根据船运、筏运等的通航特点，充分考虑河床演变造成的航道变化，将通航孔设定在稳定的航道上，必要时还应预留通航孔。

4.2 存在流冰及漂浮物河流桥孔布置

具有封冻以及流冰现象的河段，首先应调查冰层的厚度、冰块的最大尺寸、冰块的密度以及流冰的速度等基本的资料。桥孔布置过程中还应充分考虑到冰块的排泄，桥梁的墩台应建立破冰和防撞等措施。在具有大量的漂浮物以及冲积物的河流中，桥孔的布置应保证河流中洪水和泥沙的顺利宣泄。

5 结论

设计指导施工,设计过程不能随心所欲,也不能生搬硬套,设计中尽可能考虑到施工中的环节,做到心中有数,才不至于发生施工人员比照设计图无法顺利施工或按图施工却出现不良效果的现象。施工到一定程度发现问题采取补救措施,整个工程造价势必受到影响。

参考文献：

[1]胡长青. 道路桥梁设计与施工 [J]. 科协论坛（下半月）, 2011,(06).

[2]杨大为. 现代路桥施工中钢纤维混凝土的施工技术研究[J]. 科技致富向导, 2011,(23) .

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前言

山区地质条件复杂恶劣，导致桥梁基础设计繁杂。优质的桥梁设计，可以为山区高速公路的施工提供便利，因此加强对山区高速公路桥梁设计分析是非常必要的。

是非常必要的。

1 山区高速公路桥梁设计原则

1.1使用舒适

山区高速公路桥梁在满足承载力的同时，还应尽量减少伸缩缝，加长连续段长度，同时还要充分考虑构件具有充足的刚度，以满足乘车舒适性的要求。

1.2经济性好、施工养护容易：

山岭地区地形起伏大，路线布设困难，高速公路桥梁结构物多，导致造价远远高于平原区高速公路，所以桥梁的设计要考虑其技术的可行性以及经济性指标是否达到最佳范围。山岭地区地形起伏复杂，施工场地布设十分困难，在有预制条件时，中小跨径桥梁尽量采用预制结构，大跨径桥梁由于施工场地受限，尽量采用现浇结构，在材料的选择上应缩短运距，就地取材。处在不良自然条件的桥梁必须具有良好的耐候性，而且便于养护管理。造型优美与自然相协调：桥梁修建应避免对自然环境的破坏，尽量减少对自然界平衡的破坏，确保植被的恢复，在施工期间还应注意减少对河流的污染，使其降低到最小程度。

2 高架桥与高路堤的比较

山区由于地形起伏大，纵横坡陡，桥梁多受地形控制而不受水文控制设置为高架桥，山区高速公路通过“V”形谷地或“U”形山间平原时形成高路堤。高架桥最大优势在于能与山区特有的地形、地貌特征相融合，减少对自然环境的干扰与破坏，防洪抗灾能力也优于高路堤方案，但山区桥梁施工场地比较狭窄，材料和构件的运输较为困难；高路堤设计方案的最大优点在于能充分利用前后路段的挖余废方，减少弃方困难，但路堤方案占用土地多，在环境保护、自然景观等问题上也造成很大的破坏，此外高路堤的稳定性受基底地质条件、路堤填料性质影响较大，工程可靠度低。路基规范规定，“路基中心填方高度超过 20m 时，宜结合路线方案与桥梁作方案比选。”，高架桥与高路堤方案的论证比选涉及面广，比选因素多，要从路线总体布局的角度审视方案是否合理，环境保护、自然景观、工程可靠度、工程造价等因素进行论证。

3 半边桥与挡墙的比较

山区高速公路路线不可避免的沿半坡布设，当地形横向陡峭时，处在半填半挖的路段非常多。对于中心填挖不高，但路基边缘填方很大，填方坡脚无法收敛的情况下，主要通过设置挡墙收缩坡脚和半边桥方案来处理。采用挡墙方案征地较多，运营阶段影响路基稳定性的因素较多，半边桥方案可以节约用地，降低工程风险，但造价较高。当最大填土高度 15m 附近时，应结合地形、地物、地貌、工程地质等因素进行论证后确定。

4 桥梁结构体系

山岭地区山高谷深，地形复杂，坡陡流急，路线布设要么顺山沿水，要么横越山岭，山区桥梁不可避免的出现平面曲线半径小，纵、横坡大，桥长较长。为保证桥梁在运营使用阶段的安全、舒适、耐久性，桥梁多设计为预应力连续结构，预应力砼曲线连续梁桥的特点是弯扭耦合作用，在弯扭耦合作用下，曲线梁桥会沿着某一不动点变形；而对于大长纵坡桥梁，在汽车制动力频繁、反复作用下，上部结构具有沿着下坡方向滑移的趋势，而且梁体的下滑很难恢复。当桥梁上下构间采用支座连接时，梁体的错动将导致支座受力不平衡，甚至脱空、破坏，而采用墩梁固结的连续—刚构混合体系可避免这种情况引起的梁体开裂现象。当纵坡较大、墩高较高时，为防止梁体的纵向滑移，增强桥梁的整体刚度，联内取较高的中墩作墩梁固结。对于连续刚构桥，一联中主墩刚度相差较大，可通过边跨合拢前后加卸载、中跨合拢前顶推主梁的方法来调整墩身的受力。

5 桥梁上部结构设计

山区高速公路，桥梁所占比重大，种类繁多，几乎囊括了所有的桥型，从缩短设计周期、加快施工进度、节约工程造价来讲，多数宜采用预制结构。高墩大跨桥梁因地形、地质、地貌等不同，因此采用的方案也不尽相同，本文不在阐述，重点介绍预制装配式桥梁结构。5. 1 跨径选择山区高速公路桥梁多采用标准跨径 20、30、40m，从桥梁上、下部协调一致美观角度来讲，20m 跨径一般适用墩高 25m以下的桥梁，30m 跨径一般适用墩高 40m 以下的桥梁，40m 跨径一般适用墩高 40m 以上的桥梁，这样可以减少跨径的种类，以使设计、施工标准化。同一标段的结构物应尽量采用相同跨径，保证施工方便，节约造价。部颁标准预制结构断面有 T 梁、装配箱梁以及空心板。相同跨径，采用哪种横断面形式更合理，本文以路基宽 24. 5m 的桥梁进行比较。跨径 20m 时，装配箱梁造价比空心板高 10%左右，T 梁造价比空心板高 20%左右。本文还对跨径 20m、30m、40m 的装配箱梁与 T 梁进行对比，结果表明：同跨径 T 梁的经济性均比箱梁略差，但两者造价相差不大，跨径 20、30、40m 的 T 梁比装配箱梁造价高 10% ～14%。装配箱梁的安装重量较大，运输、施工场地布设极其困难，后期维修养护困难，T 梁安装重量较轻，施工简单、便捷安全，对施工场地要求较低，曲线上横桥向可通过调整边梁外翼缘板长来适用曲线变化，先简支后结构连续的设置及施工较装配箱梁简单，可以更好的适应山区高速公路弯道多、半径小、桥墩高的特点。对于净空受限制的通道、天桥等中小跨径桥梁可优先选用空心板，装配箱梁吊装重量大，经济性介于空心板和 T 梁之间。总之，高速公路桥梁跨径和断面的选择，应考虑路线平曲线对桥梁设计及施工的影响，同时考虑施工预制场地、模板、施工工艺和造价经济。

6 桥梁下部结构设计

6. 1 桥墩

山区桥梁因地形条件的限制往往采用高桥墩，桥墩形式的选择多从桥梁的整体刚度和构件稳定性来考虑。桥墩的种类主要有柱式墩、薄壁墩及空心墩。高度较矮的桥墩（h < 40m）多采用施工方便、结构轻巧的圆柱桥墩，墩柱直径可以随墩高阶梯变化，既适应高墩受力特点，又节约工程造价。对于矮桥墩，设计由强度控制，但当墩高较高时，设计应考虑其稳定性以及墩顶因活载或温度荷载产生过大水平位移对上部结构产生不利影响。根据桥梁设计规范，L0/h >30 时，构件已由材料破坏变为失稳坡。当墩高大于 40m 时，应考虑采用薄壁墩，对于空心薄壁墩应注意预留通气孔，已调节内外温差，改善受力性能。6. 2 桥台山区桥梁桥台的设计往往受山区地形的限制，桥台型式的选择直接影响到两侧山体开挖和台前填土是否可以实施。桥台常用的型式有重力式 U 型台、肋式台、桩柱式台。位于倾角较大的山体斜坡上的桥台不宜采用台前设有填土锥坡的桥台类型，如肋板台，避免台前锥坡的不稳定性，只有在地形较为平缓的地段可以采用填土锥坡桥台，如桩柱式桥台；对边坡稳定性有十分的把握可采用 U 型台，扩大基础外，一般应采用桩式桥台或组合式桥台较安全。根据《墩台与基础》规定，U 台的高度宜控制在 10m 以内，由于纵横坡较陡，根据地形、地质、地貌做成台阶状，节省台身材料数量。当山体较为平缓，填土高度小于 5m 时，可以采用桩主式桥台。

6.2 基础

山区高速公路桥梁由于地形条件复杂，两侧的地质岩性差异较大，往往将一侧设置成扩大基础而另一侧则采用桩基础，扩大基础与桩基础是山区桥梁最常用的基础类型。由于山区一般地质情况较好，桩基础多为嵌岩桩，地质情况较差地段采用摩擦桩。根据桥梁纵、横断面地形变化以及岩性差异情况，基础可采用台阶式。

7 结束语

高速公路桥梁由于地形条件复杂，岩性差异大，设计人员需要先收集完整的资料，并根据具体地段的实际情况，进行充分的对比分析和论证，选取最佳的山区高速公路桥梁设计方案确保高速公路桥梁的安全、舒适、经济性。

参考文献：

篇（6）

随着城市桥梁病害的增多，桥梁养护与维修工作日趋繁重，管理者亟需一套针对城市桥梁结构的实际安全性能，进行远程动态监测与实时评估的智能管理系统，以确保城市桥梁以及整个交通运输体系的安全运营。因此将现代城市桥梁管理理论与“数字城市”技术相结合从而形成城市桥梁集群化、网络化的监测管理，将是未来城市桥梁信息化管理的新模式。

1 城市桥梁健康监测现状

我国已有约60座以上的大型桥梁安装了桥梁健康监测系统，其中包括了一部分城市桥梁，这些健康监测系统由少则50、多则500个以上的传感器组成，其费用约占到桥梁总造价的0.5-2.0%，但是按照功能要求和效益-成本分析两大准则来看，系统还存在着以下问题。

1）监测范围满足不了需求。开展监测的范围较小，一般只注重大江大河，而随着城市桥梁的发展，城市干道桥梁的管养任务日益繁重。

2）只针对具体某一座或某几座桥梁，还只能作为单个的“信息孤岛”，并没有从城市桥梁管理的角度集成为统一的平台，信息不共享，缺乏与其它管理系统的有机衔接。

3）缺乏引导与规划，系统功能还不够全面，偏重监测内容和技术轻视测试数据处理和评价的设计方案越来越不易被桥梁业主所接受，系统投入使用后，后续升级及再开发困难。

4）软硬件开发平台不统一，由于城市桥梁的类型众多，监测项目不尽相同，针对每一座具体桥梁开发出一套专用的监测软件，存在着开发周期长，代码可移植性差，不能重复等缺点，造成人力资源和开发成本的增加。

5）目前的健康监测系统由于监测时间较短，尚未能充分利用监测数据在各种时间尺度上蕴含的信息，实现从中挖掘数据演变规律的长效机制，也还没有将桥梁结构的健康状态监测上升为对结构整个生命过程的跟踪式监测，从而实现指导养护管理的目的。

2 城市桥梁集群监测系统设计

2.1集群监测系统设计的关键因素

城市桥梁集群监测系统是一个“开放”式的系统，它的建立和完善是一个相当庞大的工程，在系统设计和规划时，应考虑以下关键因素：

1）资金规划

目前我国大规模的桥梁建设其投入是巨大的，进行健康监测系统的开发有充足的资金支持，这也是目前健康监测系统建立的主要资金来源，但对于大范围的城市在役桥梁，其养护管理的投入严重不足。因此，城市桥梁集群监测系统研发资金的一次性筹集存在一定的困难，在现阶段，提倡“综合规划，分步实施”的集散型方式更具有现实意义。

2）技术规划

在技术上，由于健康监测所面临问题的解决不可能一蹴而就，高新技术和自动化设备的研制和应用在我国还刚刚起步，许多关键性的技术还有待突破，目前的理论研究与实践应用还存在着较大差距，需要在实践中逐步发展完善，以达到最佳的效果。

3）桥梁寿命

对于新建桥梁，其建成初期安全状况大多良好，此时建立健康监测系统主要是为桥梁积累重要的原始数据以及监测突发性事故(地震、撞击等)下结构的响应，因此只需在关键部位布设测点即可。

4）仪器寿命

桥梁健康监测系统自身也有使用期及寿命的问题，而且由于系统大多使用电子设备，在恶劣环境中损坏的可能性更大。根据桥梁的实际情况采取分阶段实施的方案，不仅可以节省费用，还可以延长系统使用周期。

2.2 集群监测系统及其功能分析

在国内外桥梁健康监测系统设计准则研究的基础上，城市桥梁集群监测系统以基于GIS的城市桥梁管理系统为基础，增加分布式远程桥梁监测系统、数据传输网络系统、系统集成管理平台等三个核心部件，具体由不同的模块组成，如图1所示。GIS系统的电子地图技术将与桥梁属性相关联，方便对城市全部范围的桥梁分布状况及属性的把握。

2.2.1 分布式远程桥梁监测系统

主要包括传感器模块、数据动态采集模块和远程数据传输模块。其中传感器模块由各种类型的传感器及二次仪表等部分组成，主要监测载荷变化、结构所处环境变化及结构实际工作状况；数据采集模块主要由微机控制的数据采集仪器组成，功能是收集由传感器传来的原始信号，并进行信号调理、根据系统功能要求对数据进行分解、变换等预处理，以获取所需要的参数；数据传输模块主要是建立远程传输的通讯链路，实现网络传输。分布式远程桥梁监测系统是集群监测系统最前端和最基础的系统。

2.2.2 数据传输网络系统

主要由监测系统局域网模块、与其它局域网或主干网的连接模块及远程控制模块组成，以实现数据远程通讯、传输及远程控制功能，是联系分布式远程桥梁监测系统与系统集群管理平台的桥梁。

2.2.3 系统集群管理平台

系统集群管理平台由中心数据库管理模块、数据分析及处理模块、结构状态评估模块、决策支持模块以及监测系统控制管理与维护模块组成。

上述三个组成部分分别在不同的硬件和软件环境下运行，承担着各自不同的功能，它们之间的协同工作，将实现集群监测系统对城市重要桥梁的在线监测及评估的功能。

3 结论

本文为保障城市桥梁的公共安全，提出了城市桥梁集群监测系统的概念，此系统利用现代信息技术构建了一个覆盖城市重要桥梁的结构安全远程在线监测系统，对保障城市交通安全畅通具有极其重要的意义和价值，并随着研究的深入，逐步实现桥梁管理的信息化和科学化。

参考文献：

篇（7）

302线阿尔山段公路地处内蒙古东部大兴安岭中段，设计标准为一级公路，设计速度80km/h。项目区属典型高寒山区，年最高气温34.5℃，最低气温－47.4℃，最冷月平均气温－27.6℃，年平均气温－2℃。冬季漫长，全年冰冻期和霜期8～9个月，无霜期70～120天，年平均最大冻土深度达3.1m。恶劣的的自然条件给桥梁施工、运营、养护及结构耐久性带来极为不利的影响，本文主要就冰雪严寒地区桥梁结构的普遍病害及该公路桥梁设计中采取的对策措施进行总结分析，以期为后续类似项目提供相应经验。

1桥梁平纵面设计经搜集整理并分析

2005～2014年阿尔山地区公路交通事故，冬季交通事故占全部事故率的76%。排除超速、超载、人为等因素后，路线纵坡大于4%路段或平曲线半径小于250m路段交通事故占比41%，主要是由于冰面行驶时车辆制动失效、车辆爬坡能力丧失导致下滑或弯道侧滑引起。纵坡小于3%且平面半径较大路段交通事故下降巨大，占比仅8%，说明在积雪冰冻地区路线指标对安全运营影响较大。桥梁作为架空结构，在严寒气候下桥面温度较路基段落路面温度低，桥面更易形成积雪冰冻现象。路线平纵拟定时桥梁路段宜提高标准并加强交通安全设施设置，保证后期运营安全。国道302线阿尔山段公路采用分幅设计，桥梁路段上坡时最大纵坡按3%控制，下坡路段最大纵坡按4%控制，平面半径不低于规范规定的一般值，同时在桥梁路段加强交通安全标志、标线设置，以加强后期运营安全。

2上部结构选型

考虑到项目区年施工周期短，设计时尽量采用可大规模生产的预制结构，以便在霜期仍可进行架梁施工。常规的预制结构主要有空心板、T梁及箱梁。空心板梁以其施工便捷，造价经济在国内中小跨径桥梁使用较多，但由于空心板铰缝配筋较少，在重载交通下铰缝易开裂，严寒地区铰缝进水后引起透水、泛白、冻胀等情况发生，大大降低结构耐久性，严寒地区尽量避免使用预制空心板结构。本项目对20m跨径以下桥梁上部均采用钢筋混凝土现浇板，20m及以上采用预制箱梁，避免空心板梁在该项目的使用。

3混凝土桥梁常见病害及相应对策措施

3.1基础冻胀

阿尔山地区广泛分布季节性冻土，冻胀是该地区桥梁的一种主要病害，寒冷季节桥梁基础地下水向上集聚并冻结成冰即发生冻胀，使桥梁基础产生上拔力，造成桥梁基础不均匀沉降，严重时甚至影响桥梁结构安全。影响冻胀的主要因素有地基土种类、土体含水量及地下水源、冻结时间、地基土压实度等。易发生冻胀的土体主要有粉土、粘土、砂土、腐殖土等，其中尤以粉土、腐殖土为重，粘土、砂土次之。粉土主要是由于土体中毛细水上升快，水流聚集严重，且含水量较高时土体强度降低较快，导致冻胀程度高。腐殖土主要是由于土体中含有大量腐殖质和易溶盐加大了水流聚集，导致冻胀程度高。粘土中毛细水上升高度虽高，但上升速度慢，发生冻胀的程度不强。砂土孔隙率较大，毛细水上升高度小，发生冻胀程度小。土体含水量越高，越易发生冻胀。地下水的高度及补给也是影响冻胀程度的重要因素，地下水位较高且补给充足时，冻胀易发生，反之则不易发生。如内蒙、新疆等干旱地区，土体、温度都满足冻胀要求，但由于地下水位低，土体干燥，则不会发生冻胀病害。冻结时间越长，表层土体冻结后下部毛细水仍源源不断向上聚集，冻胀越大。地基土压实度与土体含水量也有直接关系，压实度低则含水量大，冻胀程度大。冻胀对桥梁基础的病害主要有基础不均匀沉降、墩台侧移、结构开裂等，大大降低桥梁使用功能及耐久性，严重时甚至发生塌桥风险，设计时应应引起高度重视。设计防治措施:(1)冻胀严重路段墩台尽量采用桩基础，若采用扩大基础或轻型基础，基础底务必埋置于最大冻深线下不低于50cm。(2)墩台系梁、承台等埋置于最大冻深线下不小于50cm，同时，墩台四周1米宽度内换填不易发生冻胀的土体。(3)对于基础冻胀上拔力大于上部恒载的中小跨径桥梁，当桩长较短时，应适当加大桩基长度，并在桩基外侧冻土深度内增设分离式套筒，避免切向冻胀力。(4)台后路基采用不易冻胀的土体进行填筑，避免冻胀产生桥台侧向变形。

3.2冻融环境对结构的破坏

当混凝土抗渗能力不足时，水进入混凝土毛细孔或裂缝内，温度降低时，毛细孔或裂缝水体结冰膨胀，对周边混凝土产生挤压，长期冻融现场易导致混凝土结构疏松进而失去强度或剥落，导致钢筋外露锈蚀，影响结构安全及耐久性。当水体或土体有腐蚀性时此类情况更加严重，设计时应予以重视。设计防治措施:(1)通过混凝土内添加引气剂增强混凝土密实性，减少孔隙率。(2)加强主筋保护层厚度及主筋配置，降低裂缝宽度。对于大体积混凝土如承台、桥台等结构外侧增设防裂钢筋网，避免混凝土干缩裂缝。(3)采用高标号混凝土，并添加必要的添加剂，提高混凝土抗冻、抗渗性能。(4)对于土体或水体有腐蚀的路段，查明腐蚀性质，并在混凝土内根据腐蚀性质增加对应的添加剂，保证混凝土耐久性。

3.3受盐蚀结构的防护

阿尔山地区年降雪期长，路面冰冻积雪严重，公路养护时为除雪需大量使用除冰盐，除冰盐中氯离子对桥梁护栏、桥面铺装、伸缩缝等损害严重。若桥面防水措施未施做好，氯离子对梁体也产生损害。伸缩缝破损时，盐水自伸缩缝下渗至盖梁及墩柱处，引起桥墩盖梁及墩柱的盐蚀，以上种种大大降低桥梁结构的正常使用功能及耐久性。桥梁设计时主要从提高混凝土性能、提高保护层厚度、结构选型、材料选用解决盐蚀病害。(1)提高混凝土保护层厚度及混凝土密实性、抗冻、抗渗性，明确混凝土中氯离子含量及碱含量，并在混凝土增加阻锈剂。(2)加强桥面防水设计，桥面整体化层采用防水混凝土并在表层增加防水层，采用柔性防水和刚性防水相结合的双保险方案，同时要求做好精细化施工并严格控制施工工序。(3)防撞护栏内侧盐水腐蚀严重部位，刷涂防腐涂层，兼顾防腐及警示功能，提高护栏美观性。(4)取消桥面盲沟设置，避免盐水进入梁体与防水混凝土之间。同时适当增加泄水管数量，避免桥面积水。泄水管采用高性能抗冻PVC管材，不宜采用铸铁管。(5)做好伸缩缝防水设计，防水带采用天然橡胶或合成橡胶，保证低温环境的拉伸性能，防治脆性破坏。同时，加强伸缩缝下桥梁下部结构的混凝土性能。

3.4桥梁支座

在低温环境下，板式橡胶支座的剪切模量、容许转角、剪切变形、橡胶与钢板的剥离强度、滑板支座的摩阻力均较正常环境下降较大，支座较易发生破坏，经调研阿尔山地区公路桥梁支座使用情况，支座破损率达18%，主要破损部位是四氟滑板支座及联长较长的次边墩固定支座。破坏机理主要是剪切破坏，支座变形达不到实际梁体变形要求，导致支座剪切破坏。常规的氯丁橡胶支座已经不适用于严寒地区，而天然橡胶支座与合成橡胶支座则能够较好的适应低温环境，严寒地区应选用此类橡胶支座，如三元乙丙橡胶支座等。同时，考虑到项目区年温差大，桥梁联长不宜过长，以减少支座的变形要求，且应适当提高橡胶支座高度，减小支座剪切刚度，提高支座变形能力。

4结语

积雪冰冻地区桥梁病害类型多样，除设计人员对此类地区建设条件认识不足导致的桥梁先天不足外，混凝土材料、防水材料、橡胶、沥青等筑路材料的性能也是影响桥梁耐久性的主要因素，如何利用项目区地材合理配比出适合项目区建设环境的高性能材料也是设计人员应重点关注的问题。桥梁安全、耐久的使用除设计因素外，施工质量及后期管养也是桥梁结构安全耐久的控制性因素，只有优良设计、精细施工、精心保养三者结合才可减少桥梁病害的产生。

参考文献:

［1］曲超，秦玉峰，李健．积雪冰冻地区城市化快速路纵坡坡度分析研究．城市道桥与防洪，2015，12(12):153－156．

［2］张立敏．严寒地区桥梁在盐冻环境下的耐久性技术研究．北方交通，2013(12):29－31．

［3］王爽．寒冷地区公路桥梁基础冻胀的防治．黑龙江交通科技，2009(1):95－96．

篇（8）

1 工程基本情况

某大桥的桥位处于平原区蜿蜒型河段，其中左岸是河漫滩，已经建有人工的江堤，右岸则为高漫滩，河床坡降小，河床土质为低液限粘土、细砂、中砂。该处河段左岸修有围堤，经建国以来多年的治理，围堤已具备抵御100年一遇洪水的防洪能力。

桥位区属于吉黑褶皱系松辽中断陷中央凹陷，与东南隆起相临。桥址区地层主要为三层：第一层为第四系全新统的冲积层，以粉细砂、中砂为主，厚度20～22m，第二层为上第三系的半成岩内陆湖盆相沉积层，以粉质粘土层及砂层呈互层状产出，厚度25～30m，第三层为白垩系泥岩，埋深46～54m，全风化层3～10m厚，其下为弱风化泥岩。

主要技术指标：

1)荷载标准：汽车―超20级，挂车―120。

2)设计洪水频率：特大桥为1/300。

3)桥面宽度：特大桥采用上、下行分离式断面，单幅桥面宽度为12.70m(0.50＋净-11.75＋0.45)。

4)桥面采用单向横坡2%。

5)护栏防撞等级：特大桥行车道内侧护栏防撞等级为Sm级，外侧护栏防撞等级为PL3级。

2 桥型方案总体设计原则

桥型方案的研究是桥梁设计最为关键的环节。桥型方案研究不仅仅是对桥梁方案本身的研究，事实上应首先考虑桥梁总体设计，即桥位处所在区域政治、经济、文化及历史背景，桥位处的自然、人文、景观、地形、地貌、地质、水文、气象条件等因素，提出可供比选的桥型方案。

桥型方案的选择在满足使用功能和经济适用的前提下，力求技术先进，结构新颖，行车舒适安全，同时考虑泄洪、通航、地质、地震条件以及城市交通发展的要求，富有时代气息，考虑和地形、地貌和周围环境景观的协调配合，充分体现现代化桥梁建设新水平。

通过对各比选方案就桥长、跨径组合、结构体系、施工工艺、工程造价、桥梁美学等方面进行综合技术经济分析比较，提出桥型推荐方案。

结合该大桥工程实际，桥型方案构思原则如下：

1）该大桥在满足使用要求的前提下，结构形式的确定以符合技术先进、安全可靠、适用耐久、经济合理的要求。标准化、系列化、因地制宜、方便施工和养护为原则，注重环保设计，并考虑美观，使其富有时代气息。

2）桥孔划分考虑因素，一般为桥位处地形、地质、水文以及通航要求等，诸如地质条件、水面宽度、水深、流速、河床断面变化及堤防、通航净空等。充分考虑桥孔的合理配置，尽量达到结构受力和理、造型美观。

3）尽量使桥梁上、下部结构工程造价总和最小，全寿命造价最小。

3 方案比较

3.1 方案提出

该大桥为该段的控制性工程，在桥型方案选择上，根据地质、地震、通航、水文等要求，对主桥提出了5个方案桥梁结构型式进行比较。

第一方案：装配式预应力混凝土简支转连续T梁，桥孔布置33×40+（12×50）+6×40，桥长2160m。

第二方案：100m变截面预应力混凝土连续箱梁，桥孔布置32×40+（65+5×100+65）+6×40，桥长2150m。

第三方案：368m双塔双索面预应力混凝土斜拉桥，桥孔布置30×40+（39.4+160+368+160+39.4）+4×40，桥长2126.8m。

第四方案：107m中承式钢管混凝土拱，桥孔布置34×40+（36.5+5×107+36.5）+4×40，桥长2128m。

第五方案：648m连续钢箱梁悬索桥，桥孔布置26×40+（230+648+230），桥长2128m。引桥采用跨径40m装配式预应力混凝土简支转连续T梁，联孔长度为4孔一联和5孔一联，简支T梁现场预制，在桥上现浇连续段接头，完成体系转换，形成连续结构。

结构型式详见表1。

表1 结构型式

项目 第一方案 第二方案 第三方案 第四方案 第五方案

平桥上部结构型式 装配式预应力棍凝土简支转连续T梁 预应力混凝土连续箱形梁 双塔双索而预应力混凝土斜拉桥 中承式钢管混凝土拱 三跨连续钢箱梁悬索桥

上部 主桥桥孔布置(孔×m) 12×50 65+5×100+65 160+368+160 36.5+5×107

+36.5 230+648+230

雅达虹岸引桥(m) 33×40 32×40 30×40+39.4 34×40 25×40

炼油厂岸引桥(m) 6×40 6×40 39.4+4×40 4×40

下部 主桥主墩结构型式 圆柱式墩 矩形墩倒 Y形塔 重力式墩 H形塔

主桥边墩结构型式 矩形柱式墩 圆柱式墩 矩形柱式墩 圆柱式墩

引桥桥墩结构型式 圆柱式墩

引桥桥台结构型式肋 板式桥台

基础 主桥主墩结构型式 钻孔灌注桩基础 沉井基础

其它墩台结构型式钻 孔灌注桩基础

3.2 方案必选

各方案从结构受力、施工养护难易程度、使用舒适性、桥梁美观等方面进行如下的比较。

第一方案：该种结构形式采用较普遍，主梁集中预制，双导梁安装，在桥上完成体系转换，形成连续结构，施工工艺简单，施工工期短，造价低，可以满足使用功能和通航要求，但桥型单调、呆板，孔径小，桥墩多，由于航道在桥位处为弯道，通航条件差。

第二方案：造型简洁、线条明快，结构刚度较大，对固接墩下部的抗震性能要求高，为了满足桥梁的抗震要求，主桥需采用两个固接桥墩，由于桥墩高度不高，因此由于温度变形对主梁及桥墩受力均不利，中孔合拢前需对两侧主梁进行顶压，以降低收缩、徐变、降温与升温的不对称程度。主梁截面采用分离式单箱单室断面，三向预应力结构，主梁采用悬臂浇筑方法施工，设计及施工技术成熟，造价略高。

第三方案：该方案跨径大、主塔高，造型宏伟美观，景观效果好，技术先进，体现时代精神和现代气息，结构采用全飘浮体系，抗震性能大大提高。主塔采用倒Y型或A型，拉索为空间双索面，主梁采用双主肋断面，主塔采用爬模施工，主梁采用悬臂浇筑施工，设计、施工及控制复杂、要求高，造价高。

第四方案：该方案桥型新颖，主桥主梁高度小，与桥高配合协调，但结构抗震性能较差，设计及施工工艺复杂，且引道路基需加宽；桥位处地质情况差，沉井基础工程量大，使该方案造价较高。

第五方案：该方案跨径较大，造型宏伟，技术先进，主梁采用混凝土主梁，自重较重，造价较高，主桥锚碇采用重力式锚，施工复杂，该方案造价最高。

通过论证可以看出：第三方案双塔双索面斜拉桥、第四方案中承式钢管拱、第五方案三跨悬索桥均较美观，但造价较高，施工困难，桥面以下的高度较矮，较难发挥这几种桥的立面美观的特点。第一方案结构简单，但下部多，总造价虽较低，但对通航不利。综合考虑各方面因素，采用第二方案体系较合理，主桥为预应力混凝土半刚构-连续箱形梁，引桥为装配式预应力混凝土简支转连续T梁。

4 结束语

桥型方案设计本身就是一项复杂和灵活的工作，特别是对于一些桥位比较复杂的桥梁，具有曲线、大超高、大纵坡、高墩和长桥等特征的桥型方案设计，还处于摸索阶段，有很多新的问题需要进一步的探讨和研究。随着社会经济和公路事业的日益发展，大力发展高速公路将成为必然，因而高速公路桥型方案设计必将日趋成熟。

参考文献：

篇（9）

在桥梁建设过程中，应重点关注其抗震能力。为了设计出抗震性能较强的桥梁，相关工程师应不断深化对隔震设计的研究，以降低地震产生的经济亏损与人员伤亡。在进行桥梁设计与隔震设计时，应在理论联系实际的基础上，综合考虑多方面要素，展开分析与研究，找到合理的抗震理论。

1桥梁工程隔震技术的原理与特征

1.1桥梁的隔震设计

在进行道路建设时，桥梁是重要的连接装置，需要对其制定科学且合理的设计方案，从而不断提升桥梁工程的安全与抗震能力，可以从如下几个方面展开详细处理。首先，应做好充足的前期准备工作。众所周知，桥梁的抗震能力受到各个方面要素的影响，比如地质、气候等，在桥梁隔震设计过程中，应充分考察各个相关要素的实际情况，并获取精确的考察数据，之后精准计算出桥梁的隔震设计周期。其次，加强桥梁隔震装置的应用稳固性。隔震装置对于隔震设计而言十分重要，应给予充分的重视。在设计桥梁隔震装置时，只要发现桥梁上部结构存在移动情况，就应立即进行处理，保证桥梁的安全，合理规避安全事故的发生；要想全面提升抗震装置的有效性，应对相关设计规范进行优化，从而制作出高质量的隔震装置。最后，改善桥梁的抗震能力。在设计桥梁工程的抗震能力时，应严格根据相关法律文件展开设计工作，并保障符合具体需要，同时在设计具有抗震能力的桥梁过程中，其强度应高于普通桥梁。

1.2隔震设计基本原理

建设桥梁工程时，应大量采用隔震技术，其设计原理是为了减弱地震对桥梁工程产生的重大危害，进而降低主体结构的损坏程度，提升桥梁抗震能力。同时，应完善隔震设计方式，确保提升桥梁抗变形能力与强度。还可应用防震设计方式与柔性设备来降低地面移动与结构部件间的联系所引发的桥梁变形现象。如果出现地震或其他自然灾害时，桥梁工程显著低于地面的反应速度，如此有利于降低桥梁工程受损程度。在桥梁工程设计过程中，运用隔震设计手段，能有效消除地震灾害引起的负面影响，地震出现时，造成的破坏性能量会不断向桥梁结构进行传递，能够有效减弱其带来的负面影响。此外，工程师在进行桥梁工程抗震设计时，应按照如下原则进行设计：首先根据场地的实际情况，合理设立隔震等级；其次，桥梁设计人员还应建立相应模型开展对隔震装置以及桥梁主体架构的模拟研究，利用合适的相关理论模型，得到最接近施工实际的受力数据，以确保桥梁的安全性。

1.3隔震设计的技术特征

在桥梁工程隔震设计过程中，其主要目的是提供良好的桥梁结构设计理论。在桥梁工程结构的相关隔震设计过程中，应将桥梁的各个部分单独设立隔震设施，要特别关注在此过程中采用柔性支柱，进而保证结构的完好无损，保证有效降低桥梁构部件的损坏。设置隔震装置是隔震设计中最简单且基础的部分，应强化隔震设备等效阻尼与刚度的计算，并保证选取合适的隔震装置。在隔震设计过程中，还可以通过辅助附属结构展开相关工作，同时，在开展设计工作时，务必精细化处理相关细部设计，确保提升桥梁建筑的抗震能力。附属结构主要包括伸缩缝装置与防水落梁装置等[1]。

2桥梁工程中隔震设计的要点探讨

2.1隔震装置的设计策略

在设计桥梁过程中，设立隔震装置是完成隔震设计的基础，优化隔震装置并改善主体结构构件的设计是其重要组成部分，进行隔震设计其主要部分是设立良好的隔震装置。为提升桥梁抗震能力，应最大程度地运用隔震装置提升结构周期来减弱地震能量，进而减弱结构响应。如今，我国重点使用弹性反应谱法进行隔震装置设计，此方法被广泛使用，并且能达到较好的应用成效。这是由于该方法所应用的相关理论等通俗易懂，而且能够根据行业规范进行有效约束，进而确保设计精度的准确性。将隔震装置主体进行优化设置，可以大大减小隔震装置被地震袭击后遭受的震荡变形。隔震装置自设计到运行的每一个步骤均需要参与其中。为了有效提升桥梁工程抗震性能，应不断学习先进的隔震技术。桥梁设计工程师应掌握隔震装置设计的隔震原理及相应周期等重点内容，提升桥梁建筑的抗震能力，进而提高其安全性能。在实际计算过程中，已有的计算方式存在较大偏差，相关设计人员应合理规避这一问题，寻找能够精确计算桥梁结构反应程度的方法，进而制定有效方案，提升桥梁设计的科学性。在设计桥梁隔震装置过程中，也应重点关注桥梁的附属结构，比如限位装置、防落梁装置等，应开展对地震灾害与动力过程的相关分析，从而得出细部构件对桥梁结构动力响应程度与隔震成效的影响程度。然而实际情况下，由于附属结构计算公式难以快速计算，大部分工作人员忽视了细部构件的作用。

2.2隔震设计的相关原则

在进行桥梁工程设计时，应设计完善的桥梁隔震装置，以提高桥梁的抗震能力。要想有效提高桥梁的抗震能力，应按照如下原则进行隔震设计：第一，采取实地调研的方式检查其隔震设计是否合理，桥梁工程已有的隔震设计是否适当，以及运用这一体系提升震后能量吸收能力的判断依据等。在设计相关的隔震策略时，应尽量选择结构简便并且能有效加强隔震能力的设备。第二，应选择对称结构以预防由于地震引发的桥梁倒塌现象。在加入相关隔震策略后，应转变其结构周期，预防地震引起的共振作用，进而减弱桥梁遭受的地震冲击力，增强稳定性与防震功效。第三，应重视桥梁的整体性能，如果桥梁整体能力较弱，则不能充分体现结构的空间作用，极易导致结构与非结构的相关构件被震掉。应尽可能选用持续不断的上部结构，并使用能提高结构整体性能的连接方式，于所有连接点制定减震措施，进而高效地提高桥梁稳固性。第四，在进行具体抗震设计时，应制定构造措施，采取冗余的方式，加强桥梁结构的抗震能力。如此能有效地提升桥梁的安全与稳定，最大化规避桥梁坍塌的情况[2]。

2.3隔震设计的相关方法

首先，可以采用桥梁延性控制方法加强桥梁结构抗震能力，这种方式主要利用结构确定相关部位的塑性变形，从而有效抵御地震作用。通过相应部位的塑性变形，能够减弱地震能量并增加结构周期，进而降低结构反应。由于地震作用致使弹性结构设计并不符合具体情况，且具有较低的性价比。存在严重的地震灾害时，容许结构进入塑性，进而产生局部塑性变形，此时可以通过结构延展性展开有效抗震。在地震出现概率较低的地区，设置延性结构能够有效节约成本。然而这种方法在具体应用时仍存在一定的限制，原因是地震强弱引发的灾害等级不一定，并且在不同地震作用下，桥梁的抗震能力不确定，在产生地震时，所造成的严重破坏力会影响桥梁结构构件的功能，严重会引发桥梁结构构件失效，进而造成桥梁坍塌。其次，在进行抗震设计时，还可采用减隔震技术有效提升桥梁的抗震能力。当出现地震时，隔震支座与阻尼器能快速降低震力，减小桥梁上部结构响应，从而提升桥梁结构的抗震能力。通过选择摩擦力小的滑动摩擦型减震支座（此类支座是由不锈钢与聚四氟乙烯材料制成），水平地震作用会引起上部结构的横向移动，致使支座间存在滑动摩擦力，上部结构到下部结构会出现很大的地震力，致使支座出现最大摩擦力，支座移动使力量减弱的同时，材料间的相互摩擦力又使得部分地震能量被削弱。然而这种支座不能主动恢复原位，并且上下结构造成的位移大，不易掌握支座响应时的相关性质，因此应与阻尼器或其他支座共同使用[3]。最后，在减隔震设计过程中，要想充分展现减隔震装置的减耗能作用，应在减隔震装置中加入非弹性变形与耗能环节，如此能有效避开下部结构的屈服作用，并确保下部结构刚度高于减隔震装置的水平刚度。在设计过程中，应考虑上部与下部结构的相关特性。总之，在开展结构延性抗震设计过程中，提升延性的方法之一是加大相应结构断面尺寸与配筋比率，能有效降低纵桥向地震作用。在严重地震灾害作用下，使用减隔震装置能够减弱固定墩和主梁间的刚性约束力，极大减弱桥墩的地震响应，然而利用桥墩梁会使相对位移变大，应建立合适的阻尼装置与构造策略，来掌控桥墩的相对位移。

3结语

总之，桥梁专业设计人员应提升自身隔震设计意识，掌握隔震设计相关理论知识并运用到实际建设中，进而有效改善地震对桥梁的冲击作用。在我国社会主义市场经济体制不断完善的背景下，桥梁工程快速转型，要最大程度地提升桥梁结构质量，工程师应按照桥梁场所、结构特征等开展隔震设计工作，来提升其抗震能力与稳固能力。工程施工单位与设计单位，也应主动选取有效的设计理论与隔震技术，以提升有关桥梁工程的抗震能力与安全性能，进而确保桥梁工程的快速进步与发展。

参考文献：

[1]纪丹琳，乐玥.桥梁设计中的隔震设计要点分析[J].交通世界，2020（33）：66-67.

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中图分类号：U448文献标识码： A

引言

随着我国经济的快速发展，公路桥梁建设取得了巨大的成就，但是从当前我国公路桥梁的建设情况来看，公路桥梁的安全性和耐久性仍然存在一定的问题，一些公路桥梁的改建、加固、维修工程普遍存在，这些问题的存在给公路桥梁设计有关安全性和耐久性的内容提出了新的问题。在我国当前的公路桥梁设计中，安全性和耐久性问题很多只是停留在一种概念的基础上，对于公路桥梁的使用年限并没有提出具体的要求，公路桥梁耐久性也没有相关专门的设计要求，这也直接导致了当前我国公路桥梁安全性和耐久性经常出现问题。

一、我国公路桥梁设计中安全性和耐久性的现状

在我国现阶段公路桥梁的设计过程中存在这样明显的倾向：公路桥梁设计过程中更多的对桥梁的强度进行考虑，而对桥梁的耐久性考虑相对较少；重视桥梁的强度极限，而对于桥梁的使用极限并没有特定的设计要求，而公路桥梁的使用极限则是桥梁的整个生命周期中最重要的组成部分；重视公路桥梁结构的建造，而对于公路桥梁结构的维护工作重视程度不够。这些公路桥梁设计中存在的普遍倾向使得当前的公路桥梁工程事故经常发生，桥梁的整体使用性能普遍不高，公路桥梁的整体使用寿命较短等问题，这不仅与当前国际上对公路桥梁安全性和耐久性不断重视的实际相反，而且还会给人民的生命财产安全带来巨大的隐患，同时，还与公路桥梁结构动态和综合经济性等要求相违背。我国近些年来发生了很多公路桥梁安全性和耐久性事故问题，给人民群众的生活带来了巨大的经济损失和生命威胁。

二、影响公路桥梁安全性和耐久性的主要问题

1、设计方案不合理

公路桥梁安全性和耐久性差的原因主要是由于公路桥梁建筑工程设计不合理而导致的，部分的设计人员由于缺少足够的理论知识和实际的操作能力，致使公路桥梁工程的设计方案不够科学、严谨，很多的设计人员在进行公路桥梁工程设计时，只侧重于对公路桥梁结构强度中的安全性的设计，而忽视了公路桥梁建筑工程的具体施工形状、公路桥梁建筑工程由那些部分构成、建筑材料的选用、以及施工路线的设计等方面的考虑，没有对公路桥梁施工过程中经常出现的和可能出现的问题进行设想。这些问题在一定程度上影响了公路桥梁建筑工程的，公路桥梁建筑工程的施工质量得不到保证，自然就会影响公路桥梁的安全性和耐久性。

2、施工单位能力不足，管理力度薄弱

近些年来，我国频繁的发生公路桥梁坍塌的事故，给我国的国民经济和人民群众的生命财产安全造成了极大的威胁。日前，据一家媒体不完全统计，自2001年开始至今，我国在短短的5年来共有37座桥梁垮塌，其中13座在建桥梁发生事故，共致使182人丧生、177人受伤。平均每年都会有7.4座桥梁发生垮塌，在对桥梁事故原因的调查中发现，公路桥梁事故频发的主要原因与施工单位能力不足是分不开的。部分的施工单位在进行公路桥梁建筑工程施工过程中对公路桥梁的重要性认识不足，为了节省公路桥梁建筑工程的施工成本、牟取私利，在公路桥梁建筑工程的建筑材料的选用过程中以次充好，弄虚作假；缺乏专业的管理部门对工程施工进行监督和管理，从而导致公路桥梁建筑工程在施工过程中管理力度薄弱；同时，部分的公路桥梁施工单位的施工队伍大多是由农民工组成的，施工人员的专业技能过低，对混凝土的配制以及振捣技术等常用的技能掌握不足，在施工过程中缺乏安全意识和质量意识，这些问题在一定程度都严重影响了公路桥梁建筑工程的安全性和耐久性。通常我国对公路桥梁的使用寿命定为100年左右，而实际上，很多的公路桥梁在投入使用5年～10年左右就会出现质量问题，甚至是发生垮塌事故。

三、公路桥梁设计安全性和耐久性的完善

1、公路桥梁设计过程中重视耐久性问题

我国对于公路桥梁耐久性的研究，主要是从施工材料和统计分析两个角度来进行，但是对于如何从结构和设计的角度以及设计和施工人员易于接受的方式来进行公路桥梁的耐久性进行改善问题研究相对较少。总的来讲，公路桥梁的耐久性设计与普通结构设计之间存在明显的不同，应该努力将传统的桥梁耐久性定性分析朝着定量分析的方向发展。当前，国外将公路桥梁的耐久性设计作为公路桥梁设计的重要组成部分，对桥梁的结构布局以及构造细节等进行综合细致的考虑，并注重桥梁结构便于检查和维修的设计方式，尽量保证桥梁的安全以，减少不必要的维修费用。

2、重视公路桥梁疲劳损伤的设计研究

对于公路桥梁而言，它所承受的各种荷载，如车辆荷载、风荷载等都会在桥梁的内部产生一种循环变化的应力，而这种应力会使得公路桥梁的不同结构产生振动，从而导致结构累积疲劳损伤。由于累积损伤不断扩大，最终导致公路桥梁宏观性裂缝的产生，这些宏观性的裂缝如果得不到有效地控制，最终将导致公路桥梁结构出现断裂坍塌的等事故。通常公路桥梁的早期疲劳损伤不容易被发现，但是这种损伤给桥梁带来的影响缺失非常巨大的，甚至是无法挽回的。通常疲劳损伤一般被认为是钢结构桥梁设计中最重要的问题之一，主要是由于疲劳损伤导致的钢结构开裂和桥梁坍塌事故较多，近些年来，疲劳损伤的研究开始向混凝土桥梁结构发展。此外，对于疲劳损伤的研究不单单局限于桥梁的整个结构而言，公路桥梁结构中，往往是由于某一个部位或构建出现疲劳损伤，使得这一部分失去其原有的效用，最终导致整个公路桥梁由于疲劳损伤出现失效现象，最常见的就是斜拉桥拉索锚固端的疲劳损害。

3、重视公路桥梁的超载问题

公路桥梁的汽车超载一般有三种基本的情况：（1）桥梁超出使用年限的超龄负载运营；（2）公路桥梁上通行的车辆超出桥梁设计流量；（3）车辆自身超载行驶。前面两种情况的主要原因是桥梁荷载变化和交流流量变化，而第三种情况则是司机违法运营导致的。公路桥梁超载问题，一方面会导致桥梁出现疲劳损伤现象。桥梁的超载使得桥梁所受的疲劳应力变大，桥梁自身的疲劳损伤变得更为严重，严重的时候甚至可能导致桥梁结构出现损坏；另一方面，桥梁超载问题导致的内部结构损伤是无法得到恢复的，这使得桥梁在正常的荷载情况下，工作状态出现变化，最终导致桥梁的安全性和耐久性出现降低的现象。例如，混凝土桥梁一直被认为具有足够的耐久性，但在汽车超载作用下，可能发生开裂；裂缝即使在荷载卸除后能够闭合，但由于混凝土结构内部已经受到损伤，构件的开裂弯距降低、刚度下降；于是在正常使用荷载作用下，本来不该开裂的结构产生裂缝或本来较小的裂缝成为超出规范允许的裂缝或产生较大的变形。这些都会对结构长期的使用性能和耐久性产生不利的影响，因此除了交管部门要加强管理外，也需要对超载带来的后果进行研究、分析。

结束语

总而言之，公路桥梁建筑工程是十分复杂和繁琐的，在设计和施工过程中涉及的专业知识特别的多。公路桥梁建筑工程是一项长期的工作，更是一项系统的工程，国家和政府一定要加大对公路桥梁工程的监督和管理力度，加大对公路桥梁设计中的安全性和耐久性的研究力度，为促进公路桥梁建筑工程的可持续发展提供保障。

参考文献

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1 高墩大跨径连续钢构桥简介

钢构桥结构较为特殊，是将墩台与主梁整体固结。其承担竖向荷载时，主梁通过产生负弯矩减少跨中正弯矩。桥墩作为钢构桥的主体部分，主要承担水平推力、压力以及弯矩三种力。墩梁固结形式较为特殊，可通过节省抗震支座减少桥墩厚度，借助悬臂施工从而省去体系转换，减少了施工工序。该结构可保持连续梁无伸缩缝，使行车平顺。此外还具有无需设置支座和体系转换功能，桥梁结构在顺桥向和横桥向分别具有抗弯和抗扭刚度，为施工提供具有便利。高墩大跨径连续钢构桥形式优缺点并存，其缺点在于受混凝土收缩、墩台沉陷等因素影响，结构中可产生附加内力。作为高柔性墩，可允许其上部存在横向变位。其优点在于弱化墩台沉降所产生的内力，并减轻其对结构的影响。

其突出受力结构表现为桥墩与桥梁固结为整体，通过共同承受荷载进而较少负弯矩；该桥梁结构受力合理，抗震与抗扭能力强，具有整体性好，桥型流畅等优点。作为高柔性桥墩，可允许桥墩纵横向存在合理变位。

2 桥梁震害的具体表现

2.1 支座

在地震中支座损坏极为常见，支座遭到破坏后能够改变力的传递，进而影响桥梁其它结构的抗震能力，其主要破坏形式有移位、剪断以及支座脱落等。

2.2 上部结构

上部结构遭受震害主要是移位，即纵向、横向发生移位。移位部位通常位于伸缩缝处，具体表现为梁间开脱、落梁、顶撞等。有资料显示，顺桥向落梁在总数中所占比例高达90%，由于这种落梁方式会撞击到桥墩侧壁，对下部结构造成巨大冲击力，因而破坏力极大。

2.3 下部结构

桥梁的下部包含基础、桥墩以及桥台，其遭受破坏后可导致桥梁坍塌，且震后修复难度大，基本不能再投入使用。受水平力影响，薄弱的截面经过反复震动后受到严重破坏。延性破坏多指长细的柔性墩，表现为混凝土开裂、塑性变形，其产生原因为焊接不牢、部件配设不足等。脆性破坏多指粗矮桥墩，表现为钢筋切断，究其原因为墩柱剪切强度不足。桥台多表现为滑移、颠覆。基础的破坏表现为不均匀沉陷、桩基剪切等，其破坏具有隐蔽性，修复难度极大。

3 桥梁震害原因

造成桥梁震害原因较多，主要有地震强度过大，超出桥梁的抗震设防标准；桥梁所处的地理位置不佳，致使地基变形；此外认为原因也可导致桥梁抗震能力不足，例如设计不合理，原材料质量不达标，施工出现操作失误等。

4 高墩大跨径连续钢构桥结构的抗震设计分析

4.1 重视高墩大跨径连续钢构桥的总体布置

地震时桥墩顶部位移较大，采用连续钢构结构有助于减少落梁。墩梁固结为整体，则多余的约束可形成塑性铰，从而提高桥梁的抗震能力。建设高墩桥时，受地理位置影响，易出现刚度和质量问题。合理调整相邻桥墩高度，对于连续梁桥，应尽可能保持其刚度相近，并根据桥墩刚度比与周期比进行严密计算，减少误差，增强高墩桥整体抗震能力。

4.2 选择合适桥墩

在地震中，桥墩形式影响桥梁结构，因而其设计与选型对于抗震安全性具有重要意义。地形与地貌均对桥墩设计产生影响，常见的桥墩形式有门架墩、双柱墩等，但抗弯与抗扭刚度较差，当桥墩超过30m时，易产生失稳现象。高墩大跨径连续钢构桥根据实际情况多采用空心薄壁墩（如图1、2所示）或者独柱T型墩，二者各个方向抗扭与抗弯刚度都较好，具有整体性好等优点。而独柱T型墩适用于高度低于60m时，其原理是将悬挑式盖梁与墩柱充分结合，其截面尺寸与刚度均较小。而心薄壁墩适用于高度低于80m时，外观与独柱T型墩相似，其截面尺寸与刚度均较大。

5 高墩大跨径连续钢构桥的抗震计算

5.1 计算时所需考虑的因素

通常受地形、断层、桥身长度限制，应考虑多点激励的影响。同一地震，其在地表所呈现的反应不同，因而幅值、频谱特征各异，再加上空间变化复杂，因而需考虑多方面因素。

地震时，受到高墩自身质量或周期影响，可形成两个及其以上塑性铰，而忽略高阶振型会导致设计时出现误差，从而影响桥梁抗震时安全性，因而在设计时应将桥墩高阶振型的影响计算在内。

5.2 反应谱方法

在桥梁抗震分析中，反应谱方法较为常用，但其弊端在于地震时假设支座运动规律相同，没有考虑运动的不一致性。对于处于地形复杂的高墩桥而言，这种不合理的假设造成非线性问题出现较大误差。

5.3 随机震动法

该方法是公认的较为合理方法，其结合地震发生的概率，但是计算量较大，同样也会使非线性问题出现误差。随着科技的发展，随机震动虚拟激励法应运而生，不仅解决计算量的问题，同时确保计算的精度，具有效率高，使用方便等优势，在高墩桥梁设计中应用广泛，但在处理罕见地震时存在局限。

6 高墩大跨径连续钢构桥抗震措施

6.1 重视桥墩台处档块设计

地震中抗震档块出现剪裂现象，表明其设计对于提高桥梁整体抗震能力具有重要作用。在设计过程中，应重视其余主梁刚度的比值、剪裂的程度，此外针对不同跨径与结构的桥梁，应根据实际需要设计不同尺寸的档块。

6.2 可对支座M行隔振处理

设计高墩桥梁时，可采用叠层、铅芯橡胶等隔震支座，在桥梁与桥墩的连接处增加柔性，从而降低对地震的反应。

综上所述，分析高墩大跨径连续钢构桥梁结构抗震设计，有助于完善桥梁总体设计，提高桥梁抗震能力，减少经济损失，并提高桥梁安全性。

参考文献

[1] 宗周红，夏坚，徐绰然.桥梁高墩抗震研究现状及展望[J].东南大学学报（自然科学版），2013（02）：445-452.

[2] 王东升，岳茂光，李晓莉，等.高墩桥梁抗震时程分析输入地震波选择[J].土木工程学报，2013（S1）：208-213.

[3] 何松涛.高墩大跨径桥梁在悬臂施工阶段刚构的非线性稳定分析[J].公路交通科技（应用技术版），2013（12）：174-177.