桥梁工程概念篇1
关键词：概念设计；抗震；桥梁；匝道；延性
中图分类号：U448文献标识码：a
引言
郑州市花园路与连霍高速公路互通立交，是郑州市城市路网中的一个重要节点，其中花园路是郑州市区南北方向的主要交通通道，是郑州市唯一的一条绿色通道，也是郑州市主要交通北出口之一。连霍高速公路郑州段是交通部规划的连云港至霍尔果斯国家主干道的组成部分，也是河南省交通最繁忙的路网中的一段，它横穿郑州市北部地区，是郑州市快速路网中的重要骨架道路。花园路立交桥梁工程：包括C匝道（跨连霍高速）桥、C匝道（跨花园路）桥、J匝道桥、K匝道桥、L匝道桥、m匝道桥、n匝道桥。本文只对C匝道（跨连霍高速）桥梁的抗震概念进行探讨。
C匝道（跨连霍高速）桥：跨径布置为（4x20m+4x20m）钢筋混凝土连续梁+（40.5m+39.5m）钢结构连续梁+（4x20m,4x20m）钢筋混凝土连续梁，部分桥段位于R＝67.75m曲线上。上部结构采用单箱多室斜腹板带圆弧断面，下部结构采用双柱式桥墩，采用矩形带弧形形式，墩顶设置横系梁，基础采用4根φ1.2m钻孔灌注桩。
图1C匝道(跨连霍高速)桥型布置图（单位:cm）
图2C匝道(跨连霍高速)桥桥墩横断面图（单位:cm）
基于抗震设计在城市桥梁设计工作中的重要作用和意义，在花园路立交设计工作中，抗震设计作为一条红线贯穿于设计工作的全过程。桥梁结构的抗震设计，包括两个范畴：概念设计和参数设计，这两者是相辅相成的。概念设计是桥梁结构设计的一个重要环节，在欧美规范中，在抗震的概念设计非常重视。经验表明：对结构抗震设计来说，概念设计比结构计算设计更为重要，结构抗震性能的决定因素是良好的“概念设计”。由于地震动的不确定性和复杂性，以及结构计算模型与实际情况的的差异，难以保证理论计算分析与实际情况完全吻合。作为正确的抗震设计，必须重视抗震概念设计，灵活而又合理地运用抗震设计思想，使计算工作不至于盲目而且更有针对性；同时，通过计算，可以对桥梁的抗震概念设计进行验证，或者对概念设计中考虑不周到的地方进行修正。
1桥梁抗震设计基本原则
结构抗震设计采用的是“小震不坏，中震可修，大震不倒”的三级设防思想。《公路桥梁抗震设计细则》采用的是两水平设防，两阶段设计。第一阶段的抗震设计，采用弹性抗震设计，第二阶段采的抗震设计，采用延性抗震设计方法，并引入能力保护设计原则。通过第一阶段的抗震设计，即对应e1地震作用的抗震设计，可达到和原规范基本相当的抗震设防水平。通过第二阶段的抗震设计，即对应e2地震作用的抗震设计，来保证结构具有足够的延性能力，通过验算，确保结构的延性能力大于延性需求。
2桥位选择
选择桥梁建设场址时，应根据桥梁工程的需要，全面掌握场址处的地震活动情况、工程地质和地震地质的有关资料做出综合分析。应避免将桥址选择在地质情况不良的地方：断层、易产生滑坡的陡峭的山区、存在容易液化砂土或软弱夹层的坡地、大面积采空区等；而开阔、平坦地带的基岩、坚实的碎石地基、坚硬场地土或密实均匀的中硬场地是桥梁选址的有利地区。如必须设置在可液化或松软土层的河岸地段时，桥长应适当增长，将桥台置于稳定的河岸上，而桥墩基础要加强。
3结构方案的选择
3.1立交匝道桥特点
互通立交的匝道桥，受地形、地物和占地面积等影响，其总体布局跟其他桥梁相比，有以下特点：
a)由于互动立交区匝道的最小平曲线半径可达到30m，如果桥梁刚好位于小半径曲线上，则该桥就可能做成曲线桥梁，且往往超高值较大，故桥梁的横坡较大；
b)由于要在短距离内实现高差，匝道桥往往纵坡较大；
c)桥面较窄；
d)匝道桥有时候要跨越主线或其他匝道，以及非机动车道，因此匝道桥的单跨跨径受到限制，不能减小。
综上所述，不难得出，匝道桥具有斜、弯、坡、异形等特点，属于不规则桥梁，在地震作用下的响应比较特殊，其抗震设计将更复杂，不仅要满足常规桥梁所规定的构造，而且在某些方面需要提出更高的要求。震害表明，曲线梁桥具有较高的地震易损性，薄弱环节较多，因此其抗震概念设计就显得尤为重要。
3.2上部结构
由于匝道桥自身的特殊性，受力复杂，需要采用抗扭刚度较大的截面，且桥梁上部结构的整体性要好。因此，尽量选取具有连续的上部结构形式，避免采用松散的简支梁形式，减少伸缩缝，以防止落梁。抗弯、抗扭性能强，整体性强的现浇箱型的截面形式，是较为理想的城市桥梁抗震设计的备选结构截面形式。
3.3下部结构
3.3.1桥墩的形式
匝道桥一般相对较窄，桥墩一般采用双柱墩或者独柱墩，桥墩的刚度相对较小。在地震作用下墩身的弯矩和剪力一般不大，但是位移相对较大，如有较好的限位措施，对于抗震来说，未必是不利的。而对于小半径匝道桥来说，地震作用下，可能会导致桥墩会产生较大的扭矩，所以桥墩墩身宜采用抗扭刚度相对较大且整体性较好的结构，如独柱实心墩或者空心墩，如采用双柱式墩，应对其进行全桥空间地震响应分析，对关键部位进行加强。
3.3.2桥墩的刚度
对于连续梁桥，同一联内各桥墩的高度不同而导致其抗推刚度相差较大，则水平地震力在各墩间的分配不均衡，刚度大的墩将承受较大的水平地震力，严重时可能导致刚度较大的桥墩发生破坏，从而导致全桥损毁。如果刚度中心和质量中心偏离，上部结构还将伴随产生水平转动，又可能导致落梁或者上部结构的碰撞，而匝道桥恰好容易符合这两个条件：纵坡较大，桥墩高差将会比较大；在小半径曲线上，地震作用下可能会出现上部结构的水平转动。
虽然匝道桥的桥墩高度相差较大，可以通过改变桥墩截面的形式或大小来对其抗推刚度进行调节。对于相对较高的桥墩，可以采用刚度较大的截面形式，或者增加其截面尺寸。如此一来，可以使得地震作用下各桥墩的水平地震相应达到均衡。
如果桥梁位于小半径曲线上，地震来临时，桥墩承受的水平力方向是不确定的，且有扭矩的存在。因此，桥墩截面的刚度在各个方向大致相同将会是比较好的处理方法。
3.3.3桥墩的配筋方式
提高桥墩的延性对其抗震性能作用巨大，配置数量足够的，锚固合理的横向钢筋，对于墩柱来说，可以起到三个方面的作用：约束塑性铰区域内的混凝土，提高混凝土的抗压强度和延性；提高抗剪能力；防止纵向钢筋压曲。因此，箍筋或螺旋筋的间距应小一些。各国抗震设计规范对塑性铰区横向钢筋的最小配筋率都作了具体的规定。
图3C匝道(跨连霍高速)桥桥墩横断面配筋图（单位:cm）
4桥梁细节构造
4.1支座
为保证桥梁刚度和质量的平衡，设计时应优先考虑采用等跨径、等墩高、等桥面宽度的结构形式。如不能满足也可通过调整墩柱的截面尺寸和支座等方法来改善桥的平衡情况。其中，调整支座可能是最简单易行的办法了，效果也显著。当采用橡胶支座后，由墩和支座构成的串联体系的水平刚度为:
Kt=KzKp/(Kz+Kp)
其中：Kt是由墩和支座构成的串联体系的水平刚度，Kz和Kp分别为橡胶支座的剪切刚度和桥墩的水平刚度。
水平地震力就是根据各墩串联体系的水平刚度按比例进行分配的。从上式可以看出，调整支座的刚度可以有效的调整各墩位处的刚度平衡。另外，如果地震设防烈度较高，须考虑将支座设计成抗震支座，以达到减、隔震的目的。
4.2梁连接方式
匝道桥，尤其处于小半径曲线上的桥梁，桥梁应采用挡块、螺栓连接和钢夹板连接等防止纵横向落梁的措施。
图4C匝道(跨连霍高速)桥梁纵向抗震连接构造立面图（单位:cm）
图5C匝道(跨连霍高速)桥桥墩横向抗震挡块构造立面图（单位:cm）
5桥梁延性设计
我国在2008年颁布实施的《公路桥梁抗震设计细则》中增加了桥梁延性抗震设计和能力保护原则有关规定，增加了延性构造细节设计的有关规定，以期增加初始强度没有明显变化的情况下的非弹性变形能力，避免结构在大震中倒塌。
新西兰学者鲍雷等提出了能力设计原理。在新西兰最先广泛应用能力设计方法，其他国家也先后在各自的结构抗震设计规范中采纳应用了能力设计原理的一些基本概念。能力设计强调构件之间的安全度差异，通过这种差异，保证结构在强震中延性形式的出现，避免发生脆性破坏。同时为了保证结构在强震中延性形式的出现，在高烈度震区桥梁设计中应该重视延性构建的细部设计。
6结语
匝道桥由于其特殊性，在抗震设计中应予以特别关注。概念设计可以总体上把握桥梁的抗震性能，在桥梁抗震设计中起到指导性的重要作用。只有根据具体工程，始终坚持将桥梁的抗震思想贯彻于桥梁设计的全过程，按照桥梁抗震原则，具体实施设计工作，采取一系列有效的抗震措施。才能达到结构的良好的抗震效果。
参考文献
[1]JtG/tB02-2008，公路桥梁抗震设计细则[S].北京：人民交通出版社，2008.
[2]CJJ166-2011，城市桥梁抗震设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.
桥梁工程概念篇2
关键词：桥梁工程；混凝土结构设计；教材；概念设计
中图分类号：G6420文献标志码：a文章编号：1005-2909（2013）02-0058-03
“桥梁工程”是中国高校土木工程专业的一门重要课程。在目前各高校使用最多的几种《桥梁工程》教材中[1-3]，混凝土梁桥和拱桥的篇幅较大，斜拉桥和悬索桥的内容则相对比较概略。限于总学时，在课堂教学中一般也如此。
将混凝土桥梁作为本科“桥梁工程”教学的重点内容之一是合理的，这是因为混凝土桥梁在世界各国应用最广，在中国公路桥梁中占90%以上，是桥梁工程技术人员必须熟悉的桥型。讲授混凝土桥梁课程，一方面要求教师掌握其设计原理和分析方法，具备相关材料、设计理论与方法、施工工艺等方面的知识；另一方面也应当有高质量的《桥梁工程》教材。
一、国内教材《混凝土桥梁》内容的框架及若干问题
目前，国内多种《桥梁工程》教材中[1-3]，有关混凝土桥梁的内容大体相同，几乎都是“构造、分析、施工和工程实例”四部分，表1从教学角度分析了其中可能存在的若干问题。
二、与西方相关教材及规范内容的比较
西方高等院校普遍不设桥梁专业（归属于结构工程类），一般也没有专门的《桥梁工程》教材，课堂教学以授课讲义为主，同时列出多本参考书。据笔者了解，在北美混凝土桥梁教学中推荐的参考书目主要有prestressedConcreteBridges（C.menn）[4]，prestressedConcreteStructures（m.p.Collins）[5]，ReinforcedConcrete：mechanicsandDesign（J.G.macGregor）[6]等，这些教材反映了西方混凝土桥梁课程的主要教学内容。此外，涉及混凝土桥梁设计的主要规范，诸如美国aaSHtoLRFD桥梁设计规范、欧洲euroCodepart2-2、欧洲modelCode2010等设计规范，也是教学中的重要参考书目。
（一）区分B区与D区的混凝土桥梁设计
在混凝土桥梁的设计分析中，应当将混凝土结构划分为B区和D区分别对待。B区是指截面应变分布基本符合平截面假定的结构区域，D区是指截面应变分布呈现明显非线性的结构区域。混凝土桥梁中的预应力锚固区、承台、盖梁、横隔梁等都是典型的D区（图1）。
在西方相关教材及规范中，对于D区的分析与设计，都采用基于拉压杆模型（strutandtiemodel）的设计方法。反观国内混凝土桥梁的教学内容，仅将混凝土桥梁按照受弯构件来设计（认为全部是B区），对于混凝土梁桥的D区设计问题，几乎没有涉及。
（二）混凝土桥梁基于力流的设计方法
在中国钢筋混凝土桥梁承载力分析时，截面分析法被当作唯一方法进行讲授。实际上，承载力计算的桁架模型与压力场理论（图2），一直备受西方学者推崇，并且是西方规范中的主流方法。
（三）概念设计理念
modelCode2010是欧洲FiB（前CeB-Fip）组织面向未来制定的混凝土结构规范，包含全寿命周期设计、可持续发展、基于性能的设计等理念，应逐步贯穿到桥梁工程教学中。
三、教材的改进
近30年来，国内《桥梁工程》教材除了跟随规范的修订作必要修改外，在内容及编排体系上未有大的改变。笔者认为，高等院校的桥梁工程教育应当着眼于知识的基础性、先进性和应用性，正如林同炎先生所提倡的“工程师应当不盲从规范，而寻求利用自然规律”[7]。
（一）反映新的工程实践
随着桥梁工程技术在材料、设计和施工技术等方面的不断更新，桥梁工程教学也应当适时反映这些工程实践，应当增加节段预制拼装和体外预应力等新技术。对于一些趋于淘汰的技术、构造及工艺，如锥销锚、镦头锚以及混凝土支座等内容，应当删除或弱化。
（二）反映新的设计方法
自20世纪80年代以来，压力场理论、拉压杆模型等基于力流的D区设计方法，广泛见于西方混凝土桥梁相关教材。修订中的《中国公路混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》，即将引入D区设计方法。因而，建议在《桥梁工程》教材及课堂教学中，对相关内容进行介绍，使学生认识到预应力锚固区、横隔梁、桥墩盖梁、基础承台等应力扰动区，应当采用另类设计模型。
（三）加强概念设计环节
桥梁概念设计是近年来工程界讨论较多的话题，指工程师运用工程知识、经验与结构理论所形成的概念，进行总体方案设计、确定结构布置、拟定构造细节和判断计算结果。有必要在桥梁工程教学中结合桥梁结构选型、构造、计算分析及管养全过程，加强概念设计示例的讲解。
四、结语
客观地讲，国内的《桥梁工程》教材，普遍存在文字表述不够严谨、图形或公式表达错误等问题，某些数次再版的教材中，这些问题仍存在。相较于西方教材对基本理论的把握，对基本概念的系统性阐释，对基本问题的解读，对语句、图形及公式的细致斟酌，国内教材还存在较大差距。
国内的一些建筑工程教材，对完善《桥梁工程》教材也有借鉴作用，如东南大学邱洪兴教授主编的“十一五”部级规划教材《建筑结构设计》[8-10]。该教材内容以建筑结构形式为纽带，考虑实际工程的一般设计过程，以“结构选型与布置计算模型选取与结构分析构件设计与细部构造”为主线，将不同结构类型贯穿起来。全套教材分为三册，第一册基本教程，用于基本理论的教学；第二册设计示例，用于实践教学，包括课程设计和毕业设计；第三分册学习指导，用于课外研学。鉴于此，《桥梁工程》的定位应该在基本理论的灌输，依靠桥梁设计丛书来完成实践教学，对问题的深入探讨则有赖于后续学习。
总之，《桥梁工程》教材应努力做到基本、系统、翔实和严谨，通过提高自身质量获得权威性，被广泛认可和使用。
参考文献：
[1]范立础.桥梁工程：上册[m].北京：人民交通出版社，2001.
[2]姚玲森.桥梁工程[m].2版.北京：人民交通出版社，2008.
[3]强士中.桥梁工程[m].北京：高等教育出版社，2004.
[4]mennC.prestressedconcretebridges[m].Birkhuser，1986.
[5]Collinsmp，mitchellD.prestressedconcretestructures[m].prenticeHall，1991.
[6]macGregorJG.Reinforcedconcrete：mechanicsanddesign[m].3rd.prenticeHall，1997.
[7]林同炎.预应力混凝土结构没计[m].3版.北京：中国铁道出版社，1984.
[8]邱洪兴.建筑结构设计：基本教程[m].北京：高等教育出版社，2007.
[9]邱洪兴.建筑结构设计：设计示例[m].北京：高等教育出版社，2008.
[10]邱洪兴.建筑结构设计：学习指导[m].北京：高等教育出版社，2009.
Concretebridgesteachinginbridgeengineeringcourse
LiUZhao，HonGHao
（SchoolofCivilengineering，SoutheastUniversity，nanjing210096，p.R.China）
abstract：
桥梁工程概念篇3
关键词：大跨度桥梁；抗震设计；加固技术
抗震与加固是大跨度桥梁中的两个关键点，直接关系到桥梁的运营效益的安全性能。近几年，大跨度桥梁的承载逐渐增加，部分桥梁在抗震和稳固性方面，表现出一定的缺陷，干预了大跨度桥梁的安全与稳定。结合大跨度桥梁的设计与施工，需要全面落实抗震与加固，目的是保护大跨度桥梁在交通系统中的运行，加强桥梁结构的控制力度。
一、大跨度桥梁结构的需求分析
大跨度桥梁占到桥梁总数的60%以上，大跨度拉锁具有弹性支承的特点，其可增加桥梁的轴力，提高承载的能力。综合分析大跨度桥梁的设计及施工，发现桥梁结构在抗震和加固方面的需求非常大，以此来延长大跨度桥梁的使用寿命，最主要的是提升桥梁的安全性[1]。大跨度桥梁的抗震需求，能够提高其在使用中的抗震水平，即使遇到地震灾害，也能保护桥梁的安全性，而桥梁的加固需求，既可以落实抗震设计中的内容，也可以强调桥梁结构的整体价值，改善大跨度桥梁的加固设计的方式，优化现代桥梁的抗震与加固，体现抗震和加固的实践价值，进而大跨度桥梁设计、施工中，才能有效落实抗震和加固技术。
二、大跨度桥梁的抗震设计
大跨度桥梁的抗震设计，具有实践性的要求，严格按照桥梁周围的环境及自身需求，规划抗震的方案。分析大跨度桥梁的抗震设计，如下：
1、概念设计
大跨度桥梁工程中，涉及到锚固、索结构等多项技术，先要规划出大跨度桥梁的抗震设计，再安排抗震加固措施。概念设计在大跨度抗震中，有利于提高结构抗震的水平，决定了桥梁抗震的水平。概念设计与抗震计算，同属于大跨度桥梁抗震设计中的措施，而概念设计，起到关键性的作用，其可根据大跨度桥梁各部分的关系，设计出抗震的措施，促使桥梁抗震具有可实施的特性，而且概念设计还能评估大跨度桥梁对地震的评估能力，致力于设计出优质的抗震结构，设计人员可以根据概念设计，灵活的更改抗震设计的方式，促使抗震设计更加符合大跨度桥梁的实际情况。
2、延性设计
延性设计有助于降低地震对大跨度桥梁的破坏力度，防止桥梁结构发生坍塌。延性设计是桥梁抗震中比较常用的一类方法，其可在地震发生时，维持大跨度桥梁的原始状态，利用桥梁的延性特征，抵抗地震作用力，保护大跨度桥梁的结构。地震对大跨度桥梁的破坏，属于一种动态的因素，运动破坏多于力学破坏，因此，延性设计时，要重点考虑大跨度桥梁结构中的配筋设计，促使桥梁在预期的时间内，能够有效的保持稳固性，抗震设计人员还要准确的计算延性设计中的数据，验证桥梁的抗震能力，提高桥梁结构的抗震能力，进而最大化的保护大跨度桥梁结构。
3、减震和隔震设计
减震和隔震设计，是大跨度桥梁抗震设计中的两点重要工作，其可降低地震的冲击能量，削弱地震对大跨度桥梁的干扰[2]。减震与隔震设计，能够配合大跨度桥梁的结构变形，其在吸收地震波的同时，确保大跨度桥梁的合理性。以某大跨度桥梁的抗震设计为例，分析减震与隔震设计中的要点，如：（1）确保桥墩柱受力均匀，配合墩柱的自振周期，维护桥墩的抗震性能；（2）减震、抗震的设计中，需要考虑低频分量的影响，依照低频分量的特征，完善抗震设计的过程，发挥减震和抗震的作用；（3）改善减震、隔震的设计过程，考量其在其他大跨度桥梁中的应用案例，以便优化具体的设计应用；（4）减震与隔震设计中的设备选型，如支座、阻尼器，充分发挥设备的抗震作用，辅助提高减震、隔震设计的抗震性能。
三、大跨度桥梁的加固技术
大跨度桥梁的加固技术，是保障桥梁抗震的有效措施，加强桥梁的稳固性控制。大跨度桥梁根据抗震设计，落实加固技术，保障桥梁结构的安全。分析加固技术在大跨度桥梁中的应用，如下：
1、上部结构的加固技术
大跨度桥梁上部结构的加固技术，可以降低横向裂缝的干扰，保护上部结构的性能。上部结构加固中，比较常用的方法有：钢板加固、截面加固等，目的是提升锚固的性能，增加桥梁上部结构的抗弯能力，维护主梁的稳定性。由于上部结构加固中，涉及到大量的钢筋，由此需要预防超筋的问题，设置锚固筋等加固方式时，应该尽量降低上部结构的重量压力，减少上部结构的破坏干扰。以某大跨度桥梁中的结构转换为例，分析其在上部结构加固中的应用，该桥梁通过结构转换的方式，促使桥梁上部结构，可以承载负弯矩的压力，利用恒进连接主梁，形成多跨度、连续性的梁体结构，以便提升桥梁上部结构的承载水平，支撑大跨度桥梁的承载。
2、下部结构的加固技术
大跨度桥梁的下部结构加固，集中体现在基础部分，如支座、桥台、梁结构等位置，限制桥梁下部结构的变化，达到安全、规范的标准。下部结构加固中，比较常用的方法是帽梁加固、延长支座、填充缝隙等，在根本上加强下部结构的稳固性，预防结构变形，保护大跨度桥梁的下部结构[3]。例如：某大跨度桥梁下方结构的夹缝部分，使用钢筋、混凝土填充，消除夹缝的空隙，既可以保障该桥梁下部的受力均匀，又可强化桥梁结构的基础稳定性，为大跨度施工提供安全的环境。大跨度桥梁下部结构的载荷压力比较大，也是桥梁重心的根本部分，因此，适当增加下部结构的接触面或者重力，可以提高下部结构的承载水平，有效保护大跨度桥梁。
3、连接件的加固
连接件常用于大跨度桥梁上部、下部结构的连接位置，起到承接和连接的作用。连接件在桥梁中，面临着位移、变形的风险干扰，桥梁施工企业，做好连接件的加固工作，才能维护大跨度桥梁的加固性能。连接件的加固，不能仅集中在施工阶段，待大跨度桥梁进入运营时期后，同样需要落实加固措施，采取保养、维护的方法，控制连接件的性能，及时发现丧失功能的连接件并更换，维护人员要定期检查连接件的性能，以免影响加固的效果。
结束语：
大跨度桥梁对抗震、加固有一定的需求，属于桥梁实践中的必须方式，根据大跨度桥梁的要求，设计抗震及加固技术，规避大跨度桥梁中的风险，预防安全风险，做好桥梁加固及抗震的工作。按照大跨度桥梁的发展，深化抗震设计和加固技术，满足大跨度桥梁的需求，进而体现加固及抗震的优势和作用。
参考文献：
[1]史悦.桥梁抗震设计及加固技术探讨[J].科技创新与应用，2012，10：138.
桥梁工程概念篇4
1.1风险识别依据，桥梁风险识别依据主要包括：桥梁主体结构形式、施工现场的水文地质情况、施工工艺和组织方案、施工过程中所选用的机械设备、施工队伍的技术水平、投资企业的服务质量（工程款支付情况、征地拆迁情况、水电供应等）。
1.2风险识别方法，随着风险管理理论的不断完善和发展，逐渐出现多种风险识别方法，如故障树、专家调查法、财务报表法、流程图法等。尽管风险识别的方法多种多样，但根据我国桥梁工程实际施工情况，我国没有建立桥梁施工事故的数据库。为能对工程建设实际情况做出风险评估，故障树结合专家调查法成为非常适合我国桥梁施工风险识别的方法。故障树结合专家调查法，是先通过故障树进行识别，然后进行专家评审，舍弃较离散的数据，直至专家的观点趋于一致。
2桥梁风险评价准则
2.1风险回避准则，风险回避准则是最基本的风险评价准则，也是最保守的。根据这一准则，对风险活动采取完全回避的方式，即在企业的经营过程中，宁愿放弃风险收益也不从事风险活动，或者付出较高的代价，以完全规避风险。
2.2风险权衡准则，风险权衡的适用条件是对于一些能够接受或者完全无法回避的风险。风险权衡是通过确定企业可以接受的风险程度，而进行的分析权衡。
2.3风险处理成本最小准则，风险权衡的前提是假设存在风险。这里的风险包括两层意思：一是不经过任何风险处理，就可以接受的风险；二是付出较小代价可以避免的风险。第二类就是风险处理最小成本准则。
3桥梁施工风险评价法
目前国内现行的桥梁工程风险评价法主要包括德菲尔法、模糊综合法、层次分析法等。针对桥梁来说，本文认为层次分析法比较适合国内工程。采用层次分析法时需要按照以下四个步骤进行桥梁工程风险评价。
3.1项目概念阶梯层次风险辨析，桥梁施工阶段的风险看似没有结构体存在，但通过归纳，可初步建立桥梁施工阶段风险的相关概念，这些概念就是施工阶段风险的重要组成因素。在分析中必须对这些施工阶段的风险因素进行管理和分解，才能够进行下一阶段分析。
3.2构造风险判断矩阵，将第一阶段各个风险因素进行一一对比，从而发现其中的逻辑关系，判定上下层之间的联系，根据判定结果列出判断矩阵。
3.3构造风险严重程度判断矩阵，利用高、中、低等三个风险指标来表示各个因子对桥梁施工过程的危害程度，通过aHp计算软件和专家评定进行工程风险的评审，直至不需要再进行重新判定时，进行矩阵检验，然后通过。
3.4层次总排序，层次总排序是将各个风险因素进行统一排序，然后求出风险可能发生的概率，由此判断该风险对桥梁工程的影响程度。然后按照aHp合成权重计算法进行总排序，从而为决策风险提供合理的判定依据。
4结语
桥梁工程概念篇5
桥梁施工课程在构建桥梁专业知识体系及培训学生施工实践技能方面均扮演着重要角色。但由于该课程知识结构的特殊性、教学条件及传统教学手段的不足，使得桥梁施工课程的教学效果不尽如人意，主要表现在以下几个方面。第一、桥梁施工技术与材料发展、施工机械及设计理论等方面的发展密切相关。目前随着新材料、大型专业设备及新结构体系的不断应用，使得桥梁施工技术的发展“日新月异”，但现在的桥梁施工课程教材知识更新严重滞后，因此，在教学实践中及时跟踪前沿技术尤为重要。
第二、桥梁施工实践性强，但桥梁施工课程知识体系主要围绕着实际工程中具体的施工方法、流程、设备使用等方面展开。因此，对于没有经过专业实习的学生而言往往觉得形象模糊、概念空洞。
第三、桥梁施工课程内容涉及面广。桥梁施工涉及到桥梁类型、施工方法、设备、材料、自然环境、社会环境及组织管理等各个方面，知识点繁杂众多，且知识点之间的逻辑性及关联性不强，使得学生对知识体系的梳理和掌握难度加大。针对桥梁施工及组织管理课程特点，为提高该课程的教学质量、实现学生综合能力培养目标，对课堂教学方法及实践性教学模式进行探讨。
一、灵活多样的课堂教学方法
(一)逆序三“w”教学法
三“w”教学法是一般目标教学的传统方法，所谓三“w”即what、where、why。针对某一知识元素，首先介绍概念，即wha，t在清楚概念基础上再介绍它的应用，即where;最后讲解该知识元素的应用条件及存在的问题，即why。三“w”教学法具有思路清晰、目标明确等特点，易于教学实施和学生的掌握，但如果多次重复应用也存在着形式单一、内容枯燥等问题，影响教学质量。结合桥梁施工知识特点，在传统三“w”教学法的基础上，适当调整三“w”的教学次序(见图1)，可以达到激发学生学习热情和加深知识元素记忆的目的。以下介绍两种逆序三“w”教学法的案例。
图1逆序三“w”教学法示意图
以桥梁施工临时设备的强度、刚度、稳定性要求知识点为例。普通方法为首先介绍强度、刚度、稳定性的概念，然后介绍哪些施工设备需要满足这些条件，最后讲解为什么要满足这些条件。针对这一知识点，将三“w”的次序调整为why、what、where，即先介绍近年来国内外大型桥梁的施工事故，配合多媒体图片播放，同时，特别强调事故原因、损失情况及事故处理。当学生兴趣激发起来后，再回过头来介绍造成事故根本原因的设备强度、刚度、稳定性概念及应用等问题。
以前支点施工挂篮知识点为例，教学实践中将三“w”的次序调整为where、why、what。首先回顾三角挂篮、梁式挂篮等普通梁桥悬臂施工挂篮结构形式、作用原理等，然后提出问题让学生为斜拉桥设计挂篮，以此引出前支点施工挂篮知识点的适用条件(where)。根据以往的教学经验学生由于不清楚前支点施工挂篮概念，往往会错误的选择三角挂篮、梁式挂篮等。通过故意引导学生“犯错”的方式，激发学生探知答案的热情，然后解释为什么(why)普通挂篮不合理、斜拉桥结构特点，最后提出前支点施工挂篮结构构造、工作原理及使用条件(what)。通过对于三“w”的次序调整及灵活应用，改变传统的教学模式，克服顺序教学法的僵化呆板，激发学生的主动参与及学习热情。使得在每个知识点的教与学的过程中，学生都有思考、理解和探知的环节，进而加深对知识点的理解和掌握。
(二)情景教学模式实践
情景教学模式通过在课堂上形成自由宽松的教学气氛，激发学生的参与热情。使学生在身临其境的模拟环境下论文从知识的接受者转变为知识的探索者。让学生在探索式学习中，激起求知欲望，敢于质疑，训练思维内力及实践技能。根据桥梁施工课程实践性及参与性强的特点，结合工程实践选取典型案例，设置情景教学模式。情景教学模式可以采用分组式或集中式两种形式。所谓分组形式即先由教师介绍知识元素及相关工程背景，然后将学生分组并扮演相应角色，进而展开自由的分析讨论，最后再由教师讲评。而集中情景形式中，教师与学生共同成为角色的双方，由教师的提问引导学生的思考及讨论，最后在教师的启发下形成正确结论。以下为情景教学模式下的两个教学案例。
在讲授扩大基础基坑开挖验收知识点时，相关内容包括基坑验收内容、检测手段、质量标准、施工单位需提交的资料及相关单位等。该知识点信息量大、内容繁杂，采用一般教学方法难以达到较好的教学效果。采用分组式情景教学模式时，将学生分为5人一组，分别扮演参建单位的建设、施工、监理、设计、质检单位代表，虚拟召开某桥扩大基础的基坑验收会。按照真实会议流程，由扮演监理的学生主持会议，有扮演施工方代表的学生介绍坑验收内容、检测手段及需提交的资料，而其他人根据该学生汇报情况及质量标准进行讨论评判，最终得出验收结论。由于所扮演的角色很可能是自己未来的职业或相关行业，可以此激发学生的参与热情。在学生的介绍、讨论中，实现书本知识与实践能力的联合，在完成教学目标的同时，实现了对学生解决实际问题和创新思维能力的培养。
集中式情景模式将教材知识要点投射到实际工程背景中，形成施工案例，在师生共同思辨气氛中得到最终结论。在讲授采用冷却水管控制大体积混凝土水化热知识点时，要让学生明白大体积混凝土水化热的产生原理及冷却水管的作用机理。采用集中式情景模式时，教师以施工方作为自身角色向学生提问:“为节约建设成本，是否可采用pVC管材作为冷却水管?”让学生从监理及设计角度对该问题进行思考和讨论。在此过程中，教师可通过启发引导学生对知识点的理解和掌握。在集中式情景模式中，师生关系由传统的教与学关系转变为可以平等对话的施工与监理角色关系，极大地活跃了课堂气氛，调动了学生的主观能动性。
(三)图文并茂的多媒体教学
制作精良、图文并茂的多媒体课件是桥梁施工课程中重要的教学手段。通过大量图片展示，可以使学生了解实际的施工情况，对机具设备、施工方法及材料等形成清晰直观的感性认识。对流程复杂、概念抽象的施工方法、施工设备的工作过程等，可以通过动画的形式加以展示，如钻孔灌装桩的施工流程、移动模架的工作原理等。施工动画的类型主要包括:简单的flash图形动画以及大型3D动画。图形动画具有制作简单、生动直观、概念清楚等特点，一般播放时长3~5分钟;大型3D动画一般制作精美、效果震憾，多为具体桥梁的施工建设全过程，时间为10~20分钟，在实际教学中可采用剪辑播放或集中播放形式来控制播放时间。
多媒体教学方法的正确运用及与传统教学手段的恰当结合是确保桥梁施工课程教学质量的重要保证。多媒体教学方法作为传统课堂教学方式的补充和发展，具有信息量大、直观清晰、易于接受等特点，但如果使用不当往往适得其反，产生所谓的信息化“填鸭式”教学效果。因此在桥梁施工课程教学实践中应注意以下几个问题。
第一、多媒体教学方法与传统教学手段的相结合，加强师生交流与互动，恰当的配合板书和简单图形，避免形成“报告式”教学模式。
第二、多媒体教学方法适度运用，控制好信息传递的量及速度，留给学生足够的时间及空间理解认识信息，并及时地回应反馈信息。
第三、多媒体课件的艺术性，在满足课件内容的结构性及系统性要求同时，需注重课件设计如幻灯片平面布局、图文比例、颜色搭配等问题，确保信息的传递及接受过程中线路畅通，避免造成学生学习过程中视觉及心理疲劳。
二、实践性教学模式探索
桥梁施工课程是与工程实践贴合得最为紧密的课程之一，在培养学生基本施工技术理论的同时，还应注重培养学生解决实际工程问题的能力和未来职业角色所面临的组织协调能力等。但仅通过课堂教学方式，对学生的实践能力培养效果并不理想。有人认为读了一学期的桥梁施工，还不如在工地呆一星期学的东西多，这样的看法虽然片面，却也发人深省。桥梁施工课程合理引入教学实践环节是提高教学质量和学生综合素质培养的重要途径。在现有教学条件下，施工课程教学实践环节的实施模式及质量控制措施，是实现实践性教学的前提和保证。
施工课程教学实践环节必须具有可操作性，且便于管理。考虑到课程安排、工程环境及学生个人安全等方面的问题，集中组织学生大规模的参观实习难以实施，而且实习效果并不理想。因此必须转变传统工地实习的组织形式，结合学校现有条件，探索灵活多样、便于实施的课程教学实践途径。
第一、充分利用学校在交通建设领域的地缘优势，建立多个实习基地，学生可以利用寒、暑假或节假日参与内业资料整理、测量等相关工作。
第二、以本校本科生导师制度及班主任制度为平台，引导学生参加与工程实践密切联系的科研项目如施工控制、桥梁检测等。
第三、鼓励学生利用寒、暑期参加桥梁建设项目的实地调研。另外还应加强学生的安全教育，采取有效手段，避免在实习过程中可能出现的安全事故。施工课程教学实践环节必须引入约束评价机制，便于质量控制。实践环节作为桥梁施工课堂教学的重要补充，对提升课堂教学质量、发展学生实际动手能力具有重要作用。而激发学生的参与热情、提高实习质量，需要从约束评价机制入手。在以往单一的课业考试评价方法基础上，增加实际环节评价指标，综合考察学生施工理论及实践操作能力。
桥梁工程概念篇6
关键词：公路桥梁施工建设抗震技术
中图分类号：X734文献标识码：a文章编号：
前言
地震是我国的常见高危自然灾害之一，我国地处于环太平洋地震带和亚欧地震带这世界两大地震带的交界处，我国在世界上也可算是地震高发的国家。过去几年里我国因地震灾害造成了人员伤亡和经济损失无可估计，汶川地震、玉树地震以及前不久发生的四川雅安地震都给我国的经济建设、人民生产生活、生命财产造成了无可估量的损失。因地震带来的社会问题、经济问题、精神问题等也长期困扰着我国的方方面面。虽然我国抗震救灾力度在不断加强，我国千千万万的领导与群众在地震救援工作中进一步拉近了彼此心灵的距离，但是地震对于我们的正常生产生活来说仍然是一个挥之不去的阴影，我国正在不断加强建筑施工对地震抵御能力的提升研究，公路桥梁项目建设作为我国交通事业的重要推动力也应该将抗震减灾作为施工技术研究的重要课题，加强工作力度与创新能力提升，最大限度减轻地震灾害中的各种损失，真正为人民和国家筑起保卫的屏障。
一、公路桥梁发生严重震害的原因分析
想要切实寻找到公路桥梁建设设计过程中避震抗震方法和措施，就必须首先对当前我国公路桥梁容易遭受震害的原因进行认真严肃的分析，寻找到公路桥梁易遭受震害的原因及灾害的主要表现形式。从世界各国公路桥梁遭受震害的大概统计来看，震害的表现形式及原因主要有以下几个方面。
首先，在地震来袭的时候，桥梁的地震位移为给上部活动节点的活动空间造成非常严重的挤压作用，而我国许多公路桥梁尤其是梁式桥梁在盖梁设置中往往会出现未能充分考虑地震影响而未作过多设置的情况，这就让梁式桥梁在遭受地震侵袭时会因为上部活动节点的空间不足而引起落梁或者梁体之间的相互碰撞，从而遭到破坏。对于拱式桥梁而言，地震所引发的破坏主要表现在引起拱上建筑、腹拱以及拱顶与拱脚部分的破损断裂甚至隆起变形。
其次，地震发生之后，桥梁地基会出现大面积的严重液化，地基液化与地面位移的双重作用加剧了整个桥梁结构的变形错位，从而极大的增加了地震中落梁危险的发生几率。
再次，公路桥梁在支座抗震设计过程中往往会因为历史往期当地未发生过地震而对支座的抗震设计考虑不足，从而在地震来袭之时让支座发生了超乎预料的大位移以及严重变形，从而引起支座的构造破坏，进而引发桥梁其他部分的结构受损，造成连锁破坏效应。
再次，桥梁下部的结构抗力在桥梁施工设计阶段对地震危害的考虑不足也会让桥梁在地震过程中出现下部结构因抗力不足而出现严重开裂、剧烈变形以及作用失效，从而引发整座桥梁的坍塌破坏危险。
二、公路桥梁抗震设计的要点分析
为了最大限度减轻地震对公路桥梁的破坏作用，在地震区进行桥梁建设的过程中，应该遵循一些基本的设计原则来进行设计。
（一）努力减轻桥梁自身结构重量
地震对桥梁的危害加剧，很大程度上是来自于地震力与桥梁结构之间的力量对抗，所以要最大限度减轻桥梁自身的结构重量，并努力降低桥梁自身重心，从而实现提升桥梁面对地震时的自身内力与稳定性。而且要在设计中努力做到让桥梁的质量中心与刚度重心最大限度的重合，从而减少地震灾害中桥梁因地震扭转引力而遭受的地震附加作用力等等。具体而言，有几下几个方面。
（二）加强对桥梁结构刚度对称的设计
根据物理学原理来看，结构的刚度对称性越强，其因地震而遭受震害破坏的可能性就越小。如果是一座桥梁内墩的身高差过大的桥梁，当发生地震时，较矮的桥墩就会因地震而产生非常强大的地震水平力，从而严重危害到整座桥梁的稳定性。而对于具有大跨径的桥梁而言，跨径过大的桥孔部分的桥墩也会产生较大的地震力。所以在桥梁结构设计过程中，就要努力避免在地震高发区或潜在危险区域采用这种类型的桥梁结构设计，若果因为实际需要而无法避免的话，也要加强桥墩的消能手段，降低桥墩的自身刚度，或者进行抗震支座的设计。
（三）加强抗震性分析
抗震性分析是桥梁建筑设计工作中的第一步，要对所有普遍采用的结构设计形式进行全面深入的抗震性能分析研究，严格不免不适宜地震区的桥梁结构和设计方案出现，同时还在适应地震区的桥梁的原有结构基础之上，加强抗震性能的改造与提升。而且在抗震性能的研究工作中也要摆脱被动抵御地震作用力、专注强度运算及变位运算的僵化思想，更要从桥梁总体结构的设计角度出发，提高整个结构的抗震等级，全方位提升桥梁的抗震能力。
三、加强公路桥梁抗震设计的思考
（一）加强设计理念学习
公路桥梁的设计结构是否合理与成功是桥梁抗震设计是否成功的关键。尽可能采用合理的设计能够大大减轻地震灾害对桥梁所造成的破坏程度。在设计过程中，应该关注的是两个方面，一个是桥梁抗震的概念设计，另一个是桥梁抗震构造方面的细节设计。但是这两个方面其实与具体的抗震计算工作关系不大，目前许多抗震设计工作往往将关注重点都放在了如何计算上面，但我们应该明确一点，计算只是抗震设计工作中的辅助手段之一，其作用只是在于验证设计概念与设计细节是否存在不合理的地方，所以作为抗震设计的桥梁设计师而言，应该将更多的关注点放在如何深入认识抗震概念和相关原理。
（二）加强结构分析
公路桥梁从构造上来说，种类繁多，结构形式也多种多样，而作为设计师应该首先对各类构造有一个深入了解，如桥梁形状、桥梁的上部结构、桥梁的下部结构、桥梁墩台以及桥梁基础结构等等，要明确哪些构造有利于抗震，而哪些构造是绝对不能够出现在地震区的桥梁结构设计当中。这样就能够首先寻找到正确的设计出发点，而不会在不适宜的结构上面白费功夫。
（三）强化构造细节的抗震
除了要对总体构造进行分析设计之外，构造细节的有效把握也是提升桥梁抗震能力的关键。正所谓细节决定成败。所以必须加强构造细节的抗震设计。比如对于桥梁支座的选择、桥梁挡块的有效设置等等，同时还要加强对细节的抗震辅助施工，如对桥墩部位的箍筋有效配置，对节点的配筋构造研究等等。
参考文献
[1]赵国辉,刘健新.汶川地震桥梁震定分析及抗震设计启示[J].震灾防御技术,2008,3（4）：363-369.
桥梁工程概念篇7
关键词：桥梁；结构优化；设计理念；发展趋势
引言
桥梁是公路工程的一部分，桥梁的优化虽然不等同于公路的最优，但是却有益于公路最优，并促进桥梁结构的发展。因为对局部的优化设计变量相对较少而使研究的难度大大减小，研究的深度因而能更透彻。大跨度作为公路工程的一部分，很多方面需要探讨。大跨度方案的确定应遵循“安全、舒适、经济、美观”的原则，只有把握好规律，抓住侧重点，高速桥梁的布置和设计才能准确无误。
1桥梁建设的基本目标
概括地讲，桥梁建设的基本目标是安全、适用、经济、美观。围绕这一基本目标，桥梁技术的发展应表现在：桥梁具有较大的跨越能力和承载能力；车辆能安全运行于桥上并使旅客有舒适感；讲求经济效益，力图降低造价（按经济规律办事，在跨度上不盲目追求攀比）；考虑结构与环境的协调。
2桥梁结构优化设计的要求
2.1安全性
桥梁的结构在正常施工以及使用的时候，需要承受可能出现的各种压力，这主要包括振动过程中的恢复力、荷载引起的内力以及由约束变形、外加变形所引起的内力。结构在设计规定的偶然事件发生时和发生后，仍能保持必需的整体稳定性，不发生倒塌或连续破坏。2.2适用性
结构在正常使用时具有良好的工作性能，不发生过大的变形或宽度过大的裂缝，不产生影响正常使用的振动。
2.3耐久性
桥梁的结构在正常的定期维护中，需要具备一定的耐久性，包括不发生混凝土的严重风化以及钢筋锈蚀等现象。所谓足够的耐久性能，系指结构在规定的工作环境中，在预定时期内，其材料性能的恶化不会导致结构出现不可接受的失效概率。
从工程概念上讲，足够的耐久性能就是指在正常维护条件下结构能够正常使用到规定的设计使用年限。
结构的功能要求――安全性、适用性、耐久性。这些功能要求概括起来称为结构的可靠性。即结构在规定的时间内（设计基准期），在规定的条件下（正常设计、正常施工、正常使用维护）完成预定功能（安全性、适用性和耐久性）的能力。
显然，增大结构设计的余量，如加大结构构件的截面尺寸或钢筋数量，或提高对材料性能的要求，总是能够增加或改善结构的安全性、适应性和耐久性要求，但这将使结构造价提高，不符合经济的要求。
因此，结构设计要根据实际情况，解决好结构可靠性与经济性之间的矛盾。既要保证结构具有适当的可靠性，又要尽可能降低造价，做到经济合理。
桥梁结构设计基准期：所谓设计基准期，是为确定可变作用及与时间有关的材料性能取值而选用的时间参数。《公路工程结构可靠度设计统一标准》（GB/t50283-1999）规定：桥梁结构取100年的设计基准期。设计基准期表示在这个时间域内结构的失效概率是有效的。结构的设计基准期虽与结构使用寿命有联系，但不等同。当结构使用年限超过设计基准期后，表明结构的失效概率将会比设计时的预期值大，但并不等于结构丧失功能或报废。
3混凝土结构耐久性的优化设计
3.1混凝土结构耐久性概念
结构的耐久性是指结构在使用环境下，对物理的、化学的以及其他使结构材料性能恶化的各种侵蚀的抵抗能力。在设计混凝土结构时，除了进行承载力计算、变形和裂缝验算外，还必须进行耐久性设计。
混凝土结构的耐久性设计实质上是针对影响耐久性能的主要因素提出相应的对策。3.2影响混凝土结构耐久性的因素
耐久性不好往往是外部的不利因素和内部的不完善性综合作用的结果，而结构的缺陷往往是施工不良、设计不妥引起的，也有因使用维修不当引起的。
外部因素主要有Co2含量、湿度、侵蚀性戒指、环境温度等；内部因素主要有混凝土的强度、保护层厚度、渗透性、水泥品种和标号以及用量，集料的活性、外加料等。
混凝土结构耐久性问题主要有：侵蚀性介质腐蚀、碱一集料反应、机械磨损、混凝土冻融破坏、钢筋锈蚀、混凝土碳化等。
3.3提高耐久性的措施
目前对混凝土结构耐久性的研究尚不够深入，关于耐久性的设计方法也不完善，因此，耐久性设计主要采取以下保证措施：
3.3.1划分混凝土结构的环境类别
混凝土结构耐久性与结构的工作环境条件有密切的关系。《桥规》（JtGD62-2004）将混凝土结构的使用环境分为四类。
3.3.2规定混凝土保护层厚度
《桥规》根据混凝土结构所处的环境条件类别，规定了混凝土保护层的最小厚度。
3.3.3规定裂缝控制等级及其限值
裂缝的出现加快了混凝土的碳化，也是钢筋开始锈蚀的主要条件。因此，《桥规》根据钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构所处的环境条件类别和构件受力特征，规定了裂缝控制等级和最大裂缝宽度限值。
3.3.4规定混凝土的基本要求
根据结构的环境类别，合理地选择混凝土原材料，控制混凝土的氯离子含量和碱含量，防止碱集料反应。改善混凝土的级配，控制最大水灰比、最小水泥用量和最低混凝土强度等级，提高混凝土的抗渗性能和密实度。《桥规》规定：公路桥涵应根据其所处环境条件进行耐久性设计。
4我国桥梁的发展方向
从上世纪90年代初开始，我国的桥梁建设者就积极开展从内陆建桥向跨海建桥的研究和谋划。刘自明说，大跨、轻型、快速施工是21世纪的跨海桥梁发展的方向。2005年建成的东海大桥是我国第一座真正意义上的跨海大桥，全长32.5km，当时是全球30多座跨海大桥中最长的一座；而刚刚贯通的杭州湾跨海大桥，全长约36km，又改写了这项世界之最。正在建设中的跨海工程还包括上海崇明越江通道工程、青岛跨海大桥、厦门跨海大桥等。
改革开放以来，我国公路建设事业迅猛发展，作为公路建设重要组成部分的桥梁建设也得到相应发展，一般公路和高等级公路上的中、小桥、立交桥，形式多样，实用效果不断提高，跨越大江（河）、海峡（湾）的超大桥梁建设也相继修建，为公路运输提供了安全、舒适的服务。
随着经济的发展、综合国力增强，我国的建筑材料、设备、建筑技术都有了较快发展，为桥梁建设不断提供新突破，特别是电子计算技术的广泛应用，为广大工程技术人员提供了快捷、高精度的计算分析手段，我国广大桥梁工作者，充分认识到这一难得的机遇，发挥自己的聪明才智，不断推进我国公路桥梁建设事业的发展。
由于计算机工业的高速发展，CaD技术在铁路桥梁工程中的应用也越来越广泛。桥梁CaD技术的主要内容有以下几部分：结构分析、图形绘制、结构优化、工程数据库、专家系统等。目前使用较多的是前三部分。在我国，除采用国外商业化通用程序进行结构分析外，还逐步开发了一些桥梁结构分析及CaD专项软件，较大地提高了设计质量和效率。
对于未来桥梁的发展方向，我国要致力于发展大跨度和特大跨度的桥梁，开发中小跨度预应力混凝土桥的新的截面型式，完善的桥梁的标准设计，提高桥梁建造的机械化、自动化水平，加强科学管理，以极限状态法和可靠性理论为基础指导桥梁设计，应用新的和高强度材料，准高速和高速铁路桥梁的设计、施工及加固，建立桥梁管理系统，提高既有桥梁的养护、评估和加固水平。
桥梁工程概念篇8
关键词：桥梁工程；抗震破坏；抗震设计
中图分类号：tU997文献标识码：a
我国是世界上的多地震国家之一，随经济建设和城市化进程的进展，城市抗震防灾日趋
重要。在城市综合防灾的研究中，作为交通工程的枢纽-桥梁工程的抗震设计与研究则是重中之重，因为它将极大影响震后救灾工作的开展。本文将在介绍桥梁抗震设计方法的基础之上，重点探讨反应谱法及动态时程分析法的研究现状和展望。
1桥梁抗震设计方法
1.1桥梁抗震概念设计
抗震概念设计是指根据地震灾害和工程经验等获得的基本设计原则和设计思想，正确地解决结构总体方案。材料使用和细部构造，以达到合理抗震设计的目的。合理抗震设计，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，使结构能够经济地实现抗震设防的目标。应当指出，强调概念设计重要，并非不重视数值计算，而是为了给抗震计算创造出有利条件，使计算分析结果更能反映地震时结构反应的实际情况。桥梁抗震概念设计阶段的主要任务是选择良好的抗震结构体系，主要根据桥梁结构抗震设计的一般要求进行，对于采用延性抗震概念设计的桥梁，还包括延性类型选择和塑性耗能机制选择。
1.2桥梁延性抗震设计
目前延性抗震验算所采用的破坏准则主要有：强度破坏准则、变形破坏准则、能量破坏准则、基于低周疲劳特征的破坏准则以及用最大变形和滞回耗能来表达的双重指标破坏准则等。在对悬臂式单质点系统的非线性地震反应进行分析后，将其破坏机理总结为：在形成完全的塑性反应之前，出现某种程度的塑性应变，由此而消耗的能量自然的构成结构等效粘滞阻尼的一部分；当完全进入塑性变形后，产生塑性漂移，并在单方向发展直到倒塌发生，他认为塑性反应阶段，保证结构不破坏的条件是让其保有足够的耗能能力。
1.3地震响应分析及设计方法的改变
随着人们对地震动和结构动力特性理解的加深，目前已经发展了多种抗震设计理论和地震响应的分析设计方法。从地震动的振幅、频谱和持时三要素来看，抗震设计的静力理论只考虑了高频振动振幅的最大值；反应谱理论虽考虑了振幅和频谱，但持时则始终未能得到明确的反映；动力理论不但考虑了地震动的持时，而且还考虑了地震动中反应谱不能概括的其他特性。
2设计方法的研究动态
因反应谱法和动态时程分析法都明显地各有其成功的一面，所以目前国内外主要是针对这两种方法进行了广泛的研究。
2.1反应谱法
反应谱方法概念简单、计算方便，可用较少的计算量获得结构的最大反应值。但是它
显然存在一些不足，近些年众多学者均在围绕以下几方面来发展这种方法：
1）该法基于弹性假设，应用叠加原理，只反应了地震动强度和平均频谱特性，属于一
种等效静力方法，使用范围受限，目前众多学者致力于发展非弹性反应谱。
2）该法只得到最大反应，不能求得结构在地震激励下的反应时程，略去了地震动持续时间这个重要因素对结构物的影响，需研究如何提出反应谱的合理组合方法提高计算的准确度。
3）对于大型桥梁，地震动的空间变化非常明显，采用何种方法使应用反应谱法能考虑这种多点地震动激励的行波效应。解决好上述三方面问题，反应谱曲线的长周期部分将得到补充，能合理解决非线性问题，则反应谱法的应用范围能够较大拓展，从研究进展来看该法至今还是一种很有潜力的方法。
2.2动态时程分析法
动态时程分析法虽然计算繁杂，但是能精确考虑地基与结构的动力相互作用、地震时程相位差以及多点多维激励、结构的各种复杂非线性因素（包括几何、材料、边界连接条件等）以及分块阻尼等，所以是一种公认的精细分析方法。目前的研究主要围绕地震动多点多维变相位激励输入、土-桥梁动力相互作用、结构的各种非线性以及地震分析的专用程序这些方面。
3桥梁结构抗震设计计算模型
3.1缆索单元
目前计算缆索线形的方法可以分为解析法和有限元法。现在重点谈谈在有限法计算缆索单元的非线性刚度矩阵等效弹性模量。
在斜拉桥或悬索桥中,缆索的垂度影响缆索的表观刚度,随着缆索张力的增加,垂度减少,倾斜缆索的轴向表观刚度增加,简便计算方法是等效弹性模量计算方法。
3.2支座单元
支座是桥梁结构最易受地震作用损害的部位之一。支座及其它连接部件的力学性能和构造特点对桥梁主体结构的地震反应和抗震性能的影响很大。桥梁减震、隔震措施也重点放在支座以及其它连接部位的减震耗能处理上面。正确地设计和描述支座的性能在桥梁抗震、减震和地震反应分析中十分重要。
3.2.1支座系统
一般的桥梁支座由四部分组成。普通板式橡胶支座、滑板橡胶支座、弧形钢板等耗能器、挡板或预应力拉索。
3.2.2支座计算模型
普通板式橡胶支座的恢复力特性可近似按线弹性。滑动支座和弧形钢板条耗能器均理想弹塑性的恢复力模式。对于滑动支座模式的屈服力亦即最大滑动摩擦力,考虑它随相应的正应力的变化。
3.3桩土相互作用模型
3.3.1桩土结构相互作用对地震反应影响
在动力模型中,由于覆盖土层的存在使得结构体系变柔,从而降低了体系的固有频率。桥梁结构桩－土结构相互作用,则是自由场地地震反应加上考虑土壤对桩基约束作用的多点激振下的桥梁结构地震反应。
3.3.2大跨度桥梁桩基计算模型
在大跨度桩基桥梁非线性地震反应分析中,桩基周围土的约束作用可以用等代土弹簧来代替。用一个单质点体系来代表桥梁上部结构,用一个质量－弹簧体系来代表桩基础和地基,建立桩基桥梁平面和空间杆系有限元力学模型。
4结语
1）同一桥梁对不同地震动输入有不同地震反应，桥梁设计中究竟取怎样的地震动输入将起决定作用，合理的地震动输入至少应是桥址区的可能地震动，所以地震动记录以及地区
地震危险性分析研究变得相当重要。
2）桥梁的地震分析本质上是一种结构的随机振动计算，理应发展桥梁抗震的随机分析方法。
3）从已有的许多桥梁震害分析来看，桥梁地震破坏不能单独看做是结构的强度不足所致，需由传统的强度理论向延性抗震理论转变。
4）加强桥梁结构各种减隔震、地震动控制的研究，目前国内外这一领域的研究非常活跃。各种减隔震装置的应用效果、各种控制算法等均得到了广泛的关注。
5）目前大跨度桥梁结构的抗震设计广大国内设计单位基本上是请专业科研人员完成，这是很不正常的，因为他们往往并没有参加对桥梁抗震性能起决定作用的方案设计。只有广大设计工程师们亲自参与抗震设计，才能将抗震设计思想融入桥梁设计的各个设计阶段，达到预期的抗震效果，才是真正的抗震设计。
参考文献:
[1]范立础,胡世德,叶爱君.大跨度桥梁抗震设计[m].人民交通出版社,2001.
桥梁工程概念篇9
关键词：地震；桥梁抗震设计理论；适用范围
中国图分类号：U445文献标识码：a
引言
我国是世界上地震活动最强烈的国家之一，尤其近年来，我国地震发生频繁，给我国人民生命和财产的安全造成了严重的危害。地震灾害表明，震区桥梁的损坏坍塌，不仅阻碍当时的救灾行动，而且影响灾后的恢复工作。其次，因地震造成的桥梁关闭对经济的影响随桥梁关闭时间、交通线路的经济重要性、替代线路引起交通延期和重造新桥费用的增加而增加。因此，提高桥梁的抗震性能，进而减少因地震引起的桥梁坍塌造成的生命财产损失，具有重大意义。
一、桥梁抗震设计理论的分类
桥梁抗震设计理论可按以下方法分类：
1.按结构地震反应分析方法分类：静力理论、反应谱理论、动力理论（动力时程分析）
2.按设计方法分类：强度设计理论、延性设计理论、减隔震设计理论、振动控制理论
二、桥梁抗震设计理论及其适用范围
（一）静力法
抗震设计的静力法理论最初由日本学者大房森吉在1899年提出，其假设结构各个部分与地震力具有相同的振动，把地震的加速度引起的惯性力（即地震力）视为静力作用于结构物上进行结构线弹性静力计算。地震力计算公式：
式中：——结构总重量；
——地面运动加速度峰值与重力加速度的比值，也称为地震系数
从动力学的角度来看，静力法在理论上存在极大的局限性，因为它把结构的动力反应特性这一重要因素忽略了。只有当结构物可以近似为刚体时，静力法才能成立。但因静力法概念清晰，计算公式简明扼要，在实际应用中仍受到欢迎，如桥台及挡土墙的抗震设计。
（二）反应谱法
对于任意给定的地震输入和已知的结构阻尼比，把谱速度作为结构的自需用频率或周期的函数来计算，对于每一种频率给出谱速度值得一个点，在一定的有实际意义的结构周期范围内把这些点连起来，就得到了速度反应谱，按照反应谱的相关关系式就可得到位移反应谱和加速度反应谱。
反应谱理论建立在以下基本假定的基础上：1)结构的地震反应是线弹性的，可以采用叠加原理进行振型组合；2)结构物所有支承处的地震动完全相同；3)结构物最不利地震反应为其最大地震反应；4)地震动的过程是平稳随机过程。
反应谱法概念简单，计算方便，可以用较少的计算量获得结构最大反应值。当获得场地所需的地震谱以后，计算工作主要集中在将结构振型方程进行分解，最后通过适当的方法将各振型反应最大值组合起来得到结构反应的最大值。
（三）动力法—动态时程分析法
动力时程分析法是将实际的加速度记录输入结构计算模型，直接分析结构的地震反应的一种方法。此法可直接获得地震过程中结构节点各时刻的位移、速度和加速度，从而计算各时刻竖向地震作用和构件的地震内力。
在非线性时程分析中，荷载用一系列短的时间间隔来划分，在每一个时段，系统按线性来计算。系统的特性采用时间段开始时刻的特性，并且需要调整时间步长结束时的系统特性，以反映新的应力或应变状态，形成新的切线刚度矩阵用于下一个时间步长。由于对结构的分析有复杂的全循环特性，这一计算过程相当冗繁，需借助专用计算程序完成。
三、结语
在桥梁抗震设计中，可根据不同的情况选择合理的抗震设计理论：
1.静力法概念明确，计算简便，当结构物可以近似地视为刚体时，可考虑应用静力法。
2.反应谱法是假定在所有的支承处地震动完全相同，不能考虑多点激励，这将给复杂地质条件下的大跨度桥梁带来局限性。到目前为止，反应谱理论只限于线弹性范围，还没有真正意义上的弹塑性谱曲线。
3.时程分析法不但突破了反应谱方法的局限，而且还可以精确地考虑桩一土相互作用；可利用地震波相位差或者不同的地震波多点输入作为激励，以较为真实地、合理地模拟结构的地震响应；可以考虑结构的比较复杂的各种非线性因素；可以比较详细地揭示结构每一时刻的位移、速度、加速度的响应过程，从而可以拟结构从初始的弹性逐步发展到塑性甚至直到破坏的整个过程。此外，非线性时程分析法可以使桥梁的抗震设计从单一的强度保证转入强度、变形(延性)的双重保证，同时使桥梁工程师更清楚结构地震动力破坏的机理，有利于提高桥梁抗震设计的水平。
参考文献：
[1](美)陈惠发，段炼.桥梁工程抗震设计.机械工业出版社.
桥梁工程概念篇10
【关键词】桥梁工程；施工质量控制；施工监理要点
一、桥梁工程施工监理的概念
所谓的桥梁工程的施工监理工作就是指桥梁工程的监理单位在其施工单位的委托下，在所签订的监理合同的约定范围内，严格的遵守相关的法律法规以及施工的技术标准对项目工程的设计、施工等过程所进行的监督工作。当前新形势下，我国的社会主义经济不断发展并取得了飞快的进步，因此在桥梁工程施工的各个阶段和各个环节推行施工监理的制度，也已经是大势所趋了。桥梁工程的施工质量的总目标，通过前期所设计图纸文件确定其在经济上是最为合理节约的，在技术上是最为先进可行的，在结构上是最为安全可靠的，而经济、技术以及结构也是影响项目施工质量的决定性的因素。那么要想确保工程的施工质量并最大化的获得经济效益和社会效益，实行相关的技术标准对工程的设计质量进行严格的监督和管理就是很重要的工作了。
二、桥梁工程施工监理工作的控制要点
（一）对工程项目施工技术的控制和管理。桥梁工程的施工技术的技术含量是非常高的，比如在桥墩墩身、墩基础以及主桥箱梁等施工环节中技术含量都是很高的，另外在施工的过程中还要考虑到施工现场的气候、环境以及地质条件等客观的情况，从而不断的克服施工中所遇到的技术难题，这对完成项目的质量目标是很关键的因素。因此，工程项目部的技术负责人应成立一个专门技术攻关部，他们在面对技术上的困难时要具备科学严谨的态度以及勤奋务实的精神，敢于创新，勇于探索，这就才能有效的解决施工中遇到的一切难题，从而为工程项目的顺利竣工提供技术支持。
（二）对工程项目施工进度的控制和管理。在施工的准备阶段，工程的项目部首先会制定一个总工期目标的，在施工之前相关的工期规划人员就应根据这个总目标倒排工期并且绘制施工的总体进度计划网络图，在这个图表中应明确的标出施工的关键工序以及施工的关键线路，而这些关键工序和关键线路就应该是这个项目施工控制和管理的重点工作了。在工程项目的施工阶段，而监理单位也应该按照各个阶段进度计划实施要求并制定阶段性的网络计划，另外监理工程师还应定期的检查计划的落实情况。
（三）对工程项目施工质量的控制和管理。在工程项目施工之后，工程项目应在工程整体质量目标的指引下，逐步形成质量高于一切的观念，并且优质并且高效的完成各个分项工程的质量目标。另外，工程项目部还应依据相关标准和要求建立完善的质量安全控制体系以及质量安全管理制度，任何管理人员以及一线作业的施工人员都应严格的按照制度执行，从而形成一套完善的质量安全控制网络。
三、桥梁工程的施工管理措施
（一）建立健全的项目施工质量管理体系。首先要重视对施工机械设备的维修和养护的工作，只有专业的机械维修人员才能在计算机的辅助下对机械设备进行维修和养护，同样机械设备的操作人员应尽量配合并对设备进行日常的监督和管理工作，在平时操作设备的过程中要细心，认真观察，对设备日常养护时应遵循“一日三查”的原则，谨慎操作。还应具备了健全的赏罚制度，当工程施工的过程中出现隐瞒质量、擅离职守、弄虚作假以及违规操作等错误行为或质量事故时，才能有法可依的对相关责任人进行处罚；而遵照赏罚制度的原则，对于工作态度积极认真或是提前预防安全事故或是质量事故的集体或是个人也应给予相应的物质奖励和精神奖励，进一步增强他们努力工作的责任心。
（二）建立完善的施工安全的管理措施。首先为防止安全事故的发生，应合理的安排一线施工人员的作息时间，一线施工作业人员应采用轮班制的作息方式，如果发现有员工长时间的工作并未得到足够的休息时，应强制其停止工作并保证其得到足够的休息时间。工程项目部还应适当的开展文体活动从而使施工人员的身心都得到健康的发展。另外还应定期的对一线的施工人员进行培训，提高他们施工作业的规范性和合理性，减少不规范操作的出现，还应提高他们使用施工机械设备的熟练程度，提高生产效率，最大限度的减少安全事故发生的概率。
（三）重视施工质量的控制与管理工作。（1）充分的发挥试验室的检验和控制的职能作用。试验室作为施工现场质量控制工作的最重要的依据部门，是保证工程施工质量的核心环节之一。因此在桥梁工程的施工过程中，必须建设具备完善检验功能的工地试验室，还应设有与之配套的具有专业知识的操作人员和实验人员，经试验室检测后的数据应编制报告反馈的信息，从而确保施工的安全性和可靠性。（2）建立全新的质量概念，提高质量意识。在施工的准备阶段，就应进行全员质量培训的工作，进行全面质量管理的知识学习，在每个人心中都应树立质量第一思想，在施工的过程中质量意识应贯穿在每道工序、每个岗位以及每个环节中，并有专门的人员对维修人员和施工人员进行考核。通过执行严格的质量管理制度提高质量管理工作的有效性和持续性，这样当人员变动或是组织机构变化时也不会产生过大的影响。在工程项目的施工过程中，因工期的问题或是质量的问题肯定会不断出现新情况以及新问题，因此工程项目的负责人应参考这些新情况对于工程的影响程度对质量管理体系和管理制度进行更改和完善。
桥梁工程的施工质量管理工作是一项复杂并且巨大的系统工程，而要想确保工程项目的整体的施工质量，这就要求了施工中的各道工序以及各个环节都必须得到全方位的管理和控制，同时工程项目的监理单位应严格的履行自身的职责，保证工程的施工质量，只有这样，才能提高我国公路桥梁工程的使用性能和服务质量，才能保证我国交通运输行业的流畅运行，才能继续促进我国国民经济的快速发展。
参考文献