路桥设计中的安全性和耐久性研究.pdf

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1、垫丝』堡塞垒塾!．盟簋!!!塑1江酉建挝窒通王程路桥设计中的安全性和耐久性研究一陈剑锋一江苏省交通规划设计院股份有限公司厦门分院。福建厦门361000摘要：在我国市场经济快速发展的背景下，交通基础建设日趋完善，我国道路桥梁在数量和质量上都有了长足的进步。本文笔者结合多年工作经验，主要针对桥梁设计中的安全性和耐久性进行了阐述。并对完善路桥设计提出了合理化建议，切实提高路桥的安全性和耐久性。供同行参考。关键词：路桥设计安全性耐久性混凝土结构近年来，随着我国市场经济的快速发展，人们生活水平也在不断提高。而交通设施建设不但为经济发

2、展增速，也为城镇居民出行带来了便捷，公路和桥梁工程是交通基础设施建设战略中的重要组成部分，在各级管理部门高度重视下得到了快速发展。与此同时，公路桥梁设计中的安全性与耐久性受到了广泛关注。路桥工程分为上部结构和下部结构，根据结构的设计不同，施工方法、施工工艺也不同，其所采用的技术、施工机械也不同。而混凝土路桥是最主要的一种路桥结构，在我国的公路、市政建设中得到了广泛的应用。但在调查分析结果表明。很多事故是因为设计不规范或施工不注意质量控制而造成的。路桥的安全性和耐久性问题虽然不仅是设计原因引起的，施工、选材也是重要影响因素，

3、但设计是路桥结构功能最基本的保障。因此，路桥的安全性与耐久性一直是设计与施工人员一直探讨的难题。以下就怎样在设计中提高路桥的安全性和耐久性谈谈自己的一下经验。1路桥设计原则(1)路桥设计总原则：安全、舒适、经济、美观、环保；(2)路桥布设是根据沿线河流及水文地质情况，结合就地取材、施工方便的原则进行方案拟定；(3)方案拟定及布设除考虑结构本身的合理性外，还应注重与周围景观的协调；(4)尽量采用预制安装的标准化、定型化结构；(5)注重桥梁高跨比的选择，在无特殊要求时，尽量采用经济跨径；(6)桥梁方案选择时，应充分考虑施工场地

4、、施工工艺及工期，避免设计与施工脱节。2路桥结构设计的安全性分析路桥结构设计的安全性主要内容包括：等效荷载、预应力损失、截面抗裂性以及挠度等。2．1等效荷载在预应力混凝土结构设计中，等效荷载主要是指代替预应力钢筋对混凝土结构进行负载作用的一组荷载。它是预应力混凝土结构设计中的一个重要的安全性参数。等效载荷主要是由两部分组成，一部分是在结构锚固区引起的弯矩和压力；第二部分是受到预应力钢筋曲率影响产生的垂直束中心线横向分布力或者由于预应力钢筋折转影响产生的集中力。不过在一般情况下，我们不仅要等效荷载，还需要计算等效荷载的内力。

5、计算等效荷载及其内力的步骤主要包括：首先根据相应的裂缝控制等级计算出预应力钢筋根数，然后根据预应力钢筋根数以及非预应力面积等计算出个跨支座和跨中截面的预应力损失，接着计算预应力损失平均值，然后根据各跨的预应力损失平均值计算出有效预加应力，接着根据有效预加应力和线性计算出等效荷载，然后再进行等效荷载作用下内力分析，接着根据线型计算出各截面的主弯矩，最后根据综合弯矩和主弯矩计算出次弯矩。、2．2预应力损失预应力混凝土结构中，引起预应力损失的原因主要包括六种：第一是由于预应力钢筋环受到混凝土挤压直径变小引发的预应力损失；第二是由

6、于孔道与预应力钢筋之间的温差引发预应力损失；第三是由于预应力钢筋发生松弛现象引发的预应力损失，预应力钢筋松弛主要表现为钢筋长度不变、预应力变小；第四是由于孔道壁与预应力钢筋之间产生摩擦引发预应力损失；第五是由于预应力钢筋内缩以及锚具变形引发预应力损失；第六是由于混凝土的徐变、收缩等原因引发的预应力损失，混凝土徐变指的是混凝土发生形态变化但是应力不变。由于预应力损失是分批发生的，在预压前发生一批预应力损失，在预压后发生一批预应力损失，所以在计算过程中，应该分批计算预应力损失。预应力的次内力包括主弯矩、综合弯矩、次弯矩、次剪力

7、以及次轴力。2．3截面抗裂性截面抗裂性的计算应该根据不同级别的结构分别计算。预应力混凝土结构的裂缝等级共分为三级：三级结构是指允许出现裂缝的预应力混凝土结构，二级结构是指一般情况下要求不出现裂缝的预应力混凝土结构，一级结构是指严格要求不能出现裂缝的预应力混凝土结构。二级结构截面抗裂性的规定分为标准组合以及准永久组合两种。在截面抗裂性计算的最后，还要进行轴心受拉结构和受弯结构的裂缝宽度验算。2．4挠度以及其他安全性指标预应力混凝土结构的挠度分为两部分，一部分是由荷载产生，部分是由预应力产生。其他安全性指标包括抗震能力、斜截面

8、受剪力、最小配筋率等。抗震能力也是分为三级，但是三个等级的抗震能力均不能小于1．0，斜截面受剪力包括斜截面要求和配箍要求，最小配筋率分为有粘结预应力钢筋、无粘结单向预应力和无粘结双向预应力。3设计中如何提高桥梁结构的耐久性2004年新颁布的桥梁规范《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中明确规定了