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关键词：工程结构可靠度综述
对于结构可靠性这一学科，从其诞生到现在已经有了长足的发展：从基于概率论的随机可靠性到基于模糊理论的模糊可靠性以及近年来提出的非概率可靠性，使得这一理论日臻丰富和完善，并深入渗透到各个学科和领域。
一、结构可靠性理论研究历史
长期以来，人们就广泛采用“可靠性”这一概念来定性评价产品的质量。这种靠人们经验评定其产品可靠、比较可靠、不可靠，没有一个量的标准来衡量。1939年，英国航空委员会出版的《适航性统计学注释》一书中，首次提出飞机故障率不应超过10-5次3h，这可以认为是最早的飞机安全性和可靠性定量指标[1]；二战后期，德国的火箭专家R.Lusser首次对产品的可靠性作出了定量表达。他提出用概率乘积法则，将系统的可靠度看成是各个子系统可靠度的乘积，从而算得V-Ⅱ型火箭诱导装置的可靠度为75%[2]；1942年，美国麻省理工学院一个研究室开始对真空管的可靠性进行深入的调查研究工作。二战期间，军用电子设备的大量失效使美国付出了相当惨重的代价。于是引起了美国军方对可靠性问题的高度重视，同时率先对可靠性问题进行了系统地研究，并于1952年成立了“电子设备可靠性咨询组”，简称AGREE(AdvisoryGrouponReliabilityofElectronicEquipment)。该组织于1957年发表了著名的《电子设备可靠性报告》。报告中提出了一套完整的评估产品可靠性的理论和方法。该报告被公认为是可靠性研究的奠基性文献。1965年，国际电子技术委员会(IEC)设立了可靠性技术委员会TC-56，协调了各国间可靠性术语和定义、可靠性的数据测定方法、数据表示方法等。上世纪60年代以来，可靠性的研究已经从电子、航空、宇航、核能等尖端工业部门扩展到电机与电力系统、机械设备、动力、土木建筑、冶金、化工等部门[3]。
结构可靠性理论的产生，是以20世纪初期把概率论及数理统计学应用于结构安全度分析为标志，在结构可靠度理论发展初期，只有少数学者从事这方面的研究工作，如1911年匈牙利布达佩斯的卡钦奇就是提出用统计数学的方法研究荷载及材料强度问题；1926年德国的迈耶提出了基于随机变量均值和方差的设计方法，这是最早提出应用概率理论进行结构安全度分析的学者之一。1926～1929年，前苏联的哈奇诺夫和马耶罗夫制定了概率设计的方法，但当时方法不够严格，因此，未付诸实施。1935年斯特列律茨基，1947年尔然尼钦和苏拉等人相继发表了这方面的文章，结构安全度的研究逐渐开始进入了应用概率论和数理统计学的阶段。值得指出的是，弗罗伊登彻尔差不多和尔然尼钦等人同时开展了结构可靠性的研究工作。他提出的在随机荷载作用下结构安全度的基本问题首次得到工程界的赞同和接受。1947年他发表了“结构安全度”[4]一文，奠定了结构可靠性的理论基础。
从20世纪40年代初期到60年代末期，是结构可靠性理论发展的主要时期。现在所说的经典结构可靠性理论概念大致就是这一时期出现的。随着结构可靠性理论研究工作的深入，经典的结构可靠性理论得到了全面的发展。基于概率论的结构设计方法逐渐被工程界所接受。但在这一时期，结构可靠性理论还未能马上被工程界广泛应用，其原因如下[5]：
1．传统的确定性结构设计方法当时在人们头脑中根深蒂固，认为没必要改变已用的结构设计方法，而且，结构的失效很少发生，即使发生结构失效，绝大数是由于人为差错造成的，并非结构设计方法问题。
2．基于概率理论的结构设计方法似乎比传统的确定性结构设计方法麻烦，涉及到当时比较难处理的统计数学问题。
3．当时有用的统计数据极少，不足以定义重要的荷载、强度的尾部分布。
除上述妨碍结构可靠性理论应用的原因外，当时结构可靠性理论本身也面临两大难题：
（1）结构可靠性理论所采用的数学模型不足以完全准确地反映应用情况，即模型误差是未知的。
（2）即使是对一个简单的结构，其失效模式可能多到难以计数，更不用说进行可靠度分析。
因此，二十世纪60年代初期，许多学者致力于克服上述困难的研究。例如林德等人把规范化的结构设计问题定义为寻求一套荷载和抗力系数的最优值问题，他们建议采用一种迭代过程确定结构的安全度和造价，康奈尔（C.A.Cornell）等人提出了与尔然尼钦相同的一次二阶矩法，并建立了比较系统实用的一次二阶矩设计方法，利用结构的可靠指标β，而不是失效概率Pf，，作为结构可靠性的一种量度量，使结构的可靠性理论达到实用的目的。
二、国内外工程结构可靠性理论研究现状
二十世纪70年代至80年代，是结构可靠性理论完善并被各国规范、标准相继采用时期，自从康奈尔（C.A.Cornell）提出了一次二阶矩法之后，林德（N.C.Lind）根据康奈尔（C.A.Cornell）的可靠指标，推证出一整套荷载和抗力安全系数，这次研究使可靠度分析与实际可接受的设计方法联系起来。随后，德国的拉克维茨（R.Rackwitz）和菲斯勒（B.Fiessler），对基本变量为非正态分布情况提出了一种等价正态变量求法，这种方法经过系统改进之后，作为结构安全度联合委员会（JCSS）的文件附录推荐给土模工程界。该方法也被许多国家规范所采纳，我国的《建筑结构设计统一标准》（GBJ68-84）[6]也是以该方法作为可靠性校准的基础[7]。
桥梁可靠性设计要解决的问题是[8]：在结构承受外荷载和结构抗力的统计特征已知的条件下，根据规定的目标可靠指标，选择结构(构件)截面几何参数,使结构在规定的时间内，在规定的条件下，保证其可靠度不低于预先给定的值。可靠性的数量描述一般用可靠度。我国对结构可靠度的研究只限于理论方面，且侧重于可靠度设计方面，对结构耐久性方面的研究，特别是对耐久性评估理论的研究还很落后。实际上对现有桥梁结构做出正确的可靠性评估，准确预测出其剩余寿命，才能保证结构在寿命延续期内的安全性，节省大量的维修加固资金。我国在桥梁设计过程中，存在着考虑强度多而考虑耐久性少;重视强度极限状态不重视使用极限状态;重视桥梁结构的建造而忽视其检测和维护，使结构安全性存在不同程度的隐患和缺陷。近几年来，国内发生的几起大桥坍塌或局部破坏事故在很大程度上是由于构件疲劳损坏(如结构开裂、变形过大等)所导致，从而严重影响桥梁结构的承载能力和使用性能。为了保证桥梁安全运营、延长其使用寿命以及提高桥梁的安全性和耐久性，减少早期桥梁病害，从而节约后期桥梁的维修费用，因而对桥梁结构可靠性研究非常必要和迫切[9]。
四、工程结构可靠性理论研究发展趋势
进入二十世纪80年代后，结构系统的可靠性理论研究工作已经成为结构工程中的研究热点，并已出版了许多专著，对于复杂的结构系统可靠度分析和先进的计算方法蓬勃发展。概括而言，如下几方面是结构可靠度理论研究的热点：
1．结构系统的可靠度分析。对于结构系统可靠度分析的非常复杂的研究课题，许多学者对此从不同角度进行了研究，提出了一些概念和方法。如结构可靠度分析的一阶矩概念及荷载为FerryBorgesCastanheta组合情况下的计算方法问题；利用系统系数，针对结构各种破坏水平所对应的极限状态不同，计算系统可靠度并进行结构设计的方法；利用蒙特卡洛（Monte-Carlo）法采用重要抽样技术计算结构系统的可靠度等，同时，一些学者还研究了系统可靠度界限的问题。总之，系统可靠度分析研究内容丰富，难度较大。
2．对结构极限状态分析的改进，除考虑强度极限状态外，还应考虑结构的正常使用极状态、破坏安全极限状态，以及地震和其他特殊情况下考虑能量耗损极限状态等。
3．目标可靠度的量化问题。虽然校准法已经部分解决了这个问题，但与实际情况相比，这方面的问题还远远没有解决。
4．人为差错的分析。许多结构的失效并非由荷载、强度的不确定性造成，而往往是设计、施工、使用等环节中人为差错造成的，这方面事例很多，已成为目前研究热点之一。
5．在役结构的可靠性评估与维修决策问题。对在役建筑结构的可靠性评估与维修决策正成为建筑结构学的边缘学科，它不仅涉及结构力学、断裂力学、建筑材料科学、工程地质学等基础理论，而且，与施工技术、检验手段、建筑物的维修使用状况等有密切的关系。同时，经典的结构可靠性理论，在在役结构的可靠性评估中也必将得到相应的发展。
6．模糊随机可靠度的研究[10]。模糊随机可靠度理论研究是工程结构广义可靠度理论研究的重要内容，随着模糊数学理论与方法的完善，模糊随机可靠度理论也必将进一步完善和发展。
五、结语
桥梁工程问题的解决总是理论与工程经验的结合，掌握的知识越多，主观经验越少，桥梁结构的设计越合理，这也正是桥梁工程技术研究追求的目标。桥梁结构可靠度理论研究是内容极其丰富且复杂的重大研究课题，不仅仅在理论上有许多重大问题需要解决，而且，将其应用到桥梁结构设计、评估及维修决策之中尚有许多细致的工作要做。
参考文献
[1]王超，王金等．机械可靠性工程[M]．北京：冶金工业出版社．1992．
[2]刘惟信．机械可靠性设计[M]．第一版,北京：清华大学出版社．1995．
[3]拓耀飞，李少宏．论结构可靠性的发展[J]．榆林学院学报．2006,16(4):32-35．
[4]A.M.Freudenthal,Safetyofstructures,Trans.ASCE,112(1947)．
[5]刘玉彬．工程结构可靠度理论研究综述[J]．吉林建筑工程学院学报,2002,19(2):41-43．
[6]中华人民共和国国家标准．建筑结构设计统一标准(GBJ68－84)．北京,1985．
[7]贡金鑫，赵国藩．国外结构可靠度理论的应用与发展[J]．土木工程学院．2005,38(2):1-7．
[8]张建仁，刘扬．结构可靠度理论及其在桥梁工程中的应用[M]．北京：人民交通出版社．2003．
1工程概况
某桥梁工程6#墩基础采用钻孔灌注桩基础，基础之上为承台，每个承台上设一个墩柱，双墩柱之上为盖梁。6#墩桩基础、承台、墩柱和盖梁结构均处于铁路30m范围内，施工均列入临近营业线施工范围。所有施工都必须在铁路运行天窗进行，且必须严格按照临近运营线施工安全管理规定进行，施工环境非常复杂、施工条件差、施工难度大。
2主要施工方法
(1)基础施工
6#墩基础是由4根准1.2m长的钻孔灌注桩基础组成，，桩的长度为22m，可用C30混凝土灌注，灌注桩时注意让桩端嵌入岩层。桩基础持力层为中风化岩层，可用CZ－5型冲击钻机钻进成孔。在成孔前要先确定钻机的位置，注意使钻机钻锤的中心与桩孔的中心保持在同一垂线上，稳定好扒杆和揽风绳。在成孔钻进过程中，要先用小冲程慢慢的钻进，使钻头全部进入土层后，查看桩位复测是否合格，合格后再进行正常钻速钻进。同时要注意，地勘结果不同的地层，要采用不同的冲程和泥浆的比重，做好记录。在钻进中遇到数据突变等异常情况时要及时排查原因，排除隐患，再进行钻进。吊放钢筋笼时也要据计算确定吊装点，注意入孔时须对准孔位轻放、慢放，防止碰撞孔壁，混凝土浇筑要保证一次性连续浇筑完成，这样可保证整根桩混凝土均匀，密实。
(2)承台施工
根据本承台基坑支护的特点，可采用支护结构受力简单，明确的钢板桩支护方案，它不仅对基坑支护有很可靠的稳定性，其在插打工艺上机械设备也都狠成熟，工程造价低，可在钢板桩插打后拔除重复使用，施工速度也挺快。对于6#墩的承台，它的平面尺寸是4.8m×4.8m，厚度是2.4m的钢筋混凝土做的矩形承台。承台的开挖主要以机械为主，人工为铺的分层开挖，按基坑边坡1∶1的比例开挖。当基坑开挖超过基坑底标高的20cm时，改用人工开挖，破坏基底的原状土结构，便于之后的施工。在整平基底后，进行基底验槽，合格后才能开始用混凝土浇筑垫层，在桩基检测合格后，才能进行承台的施工。承台模板由于都是采用大块拼装的钢模板，在用吊机分块吊装时注意用法兰螺栓连接，并用混凝土一次连贯建筑成型，浇筑砂石泵采用6BS，并采用初凝时间大于6小时的C30标号混凝土，其塌落度在15－18cm间，注意浇筑中应充分振捣，使混凝土密实。
(3)墩柱施工
本工程6#墩墩柱为双柱墩，墩平面为1.7×1.85m(横桥向×纵桥向)的矩形，高6.641m，平面四角设半径15cm的倒圆，采用C40混凝土浇筑。为了能够保证墩柱的外观质量，墩柱模板可采用表面平整光滑，拼接严密的定型钢模板，连接时可采用连接螺栓来栓接，为保证接缝的平整，还可设定准确的定位孔并用销钉过渡配合使用。墩柱混凝土浇筑是分层浇筑的，但每层的浇筑都必须保证一次浇筑完成，每层的厚度也都要控制在30cm左右。可以用串筒下料，要注意串筒口与浇筑面间的距离尽量控制在2m内，边浇筑边用振动棒振捣，这样可保证浇筑的混凝土的密实性。
(4)盖梁施工
盖梁支架采用满堂式和碗扣式钢管脚手架，支架底落在承台顶高程处，承台间及两头需开挖并进行地基硬化处理，其中承台基坑范围用山皮石回填，基坑范围外用30cm厚山皮石回填，用10cm厚碎石垫层和20cm厚C20混凝土进行硬化，来达到满足支架地基的承载力。安装盖梁模板，先要沿着横桥方向在碗扣支架顶托上安放10槽钢，并在沿桥纵向槽钢上每隔20cm布置10×10方木，在方木上铺设15mm厚竹胶板，盖梁侧模板用15mm厚竹胶板，模板外侧在竖直方向每隔15cm安放5×10方木，方木外侧安放2道水平钢管围棱，另外还需沿水平方向和竖向每间距0.61m设置准20对拉螺杆，保证模板稳定。盖梁骨架钢筋采用闪光对焊或双面焊接成型，钢筋骨架在平地上制作焊接成型，吊装至盖梁上搭架子进行安装，局部需焊接时底部需垫木板，焊接时不能烧坏底模，双面焊缝长度不小于5d，焊缝要满足要求。本工程盖梁为变高盖梁，结构体积将近200m3，为大体积混凝土结构。盖梁混凝土浇筑拟分3次进行，第1次浇筑3.2m+0.55m高+挡块部分，第2次浇筑1.84m高+挡块部分，第3次浇筑支承垫石。盖梁混凝土用C40商品混凝土，混凝土分层浇筑，每层浇筑厚度控制在30cm左右，边浇筑边用插入式振捣器振捣充分使混凝土密实。为防止混凝土内部因水泥水化热反应导致温度过高产生不良温度裂纹，影响盖梁施工质量，在盖梁内每隔2m设置准=32mm的循环冷却水管，在高度和宽度方向各布置一道。在浇筑承台混凝土前应进行闭水试验，保证管道严密性，管道还应与钢筋绑扎牢固，确保管道在浇筑混凝土时不发生位移。
二桥梁下部结构施工中的质量控制关键点
1模板配置
桥墩的施工中，主要的就是模板的配置问题，它可以直接影响到整个桥墩工程施工的质量，所以，配置模板一般要注意以下几点:首先就是确保模板的材料，数量齐全，保证施工所需;其次，对模板本身来说，它的质量，尺寸要严格按照规范要求执行，质量偏差要控制在有效范围内;然后，用洗刷脱模剂的话，便于拆卸;最后，模板的刚度和强度上要保证，避免在施工中发生变形或者裂缝等现象，影响施工进度。
2钢筋质量控制钢筋
在桥梁施工中占据着重要的纽带作用，是很重要的施工材料，因此在钢筋入库时，都要进行严格的质量检测，检验等。钢筋材料一定要有齐全的相关证书，经技术主管审核后可进入开料的程序，把钢筋按编码分开堆放，做好防潮防雨等措施，避免在使用前生锈而影响后期使用，要严格控制钢筋的质量。
3混凝土质量控制
在混凝土质量控制上，主要就是控制各个实验室的配比单操作了，是把各类原料按照一定比例混合搅拌生成混凝土，这个过程要加强监督，管理，控制原料的用量，成分，以及质量上要合格，才能生成合格的混凝土材料。
4施工管理要加强施工中的管理
对施工队伍而言，要明确各个岗位的负责人，分工明确，落实到位，职责分明。指定完善的规章制度，和建立质量管理小组，健全质量管理体系。
三结语
首先根据剪力连接件对钢与混凝土结合面相对滑移约束程度的不同将组合梁分类，结合典型实例，对适用于不同形式钢-混组合梁的传统与新型剪力连接件的构造与受力特点进行比较分析，探讨了剪力连接件在组合结构桥梁上的应用与钢混结合面设计的新理念。
完全组合梁的剪力连接件设计
圆柱头焊钉连接件。圆柱头焊钉连接件是完全组合梁最常用的剪力连接件。其在剪切方向上的力学性能具有各向同性，密布时可有效限制钢与混凝土之间的相对滑移；圆柱头焊钉的头部埋入混凝土中，可起到抗拉拔的作用，防止混凝土板掀起[1]。上海浦东内环高架的一座跨线桥采用了钢板梁与混凝土板结合的组合梁桥形式，其剪力连接件采用了密布的焊钉，如图2所示，实桥施工阶段测试显示梁端钢混相对滑移量很小[2]。美国ArthurRavenelJr桥为钢与混凝土组合梁斜拉桥，索梁锚固区采用了锚拉板结构，剪力连接件也采用了密布的焊钉，索梁锚固区焊钉布置如图3所示。根据同类结构的有限元仿真计算分析结果[3]显示：由于索力会引起锚固区局部钢梁相对于混凝土板较强的滑移趋势，因此在该处设置密集、直径较大的焊钉连接件时，将导致锚固区结合部焊钉受到的剪力很不均匀，锚固区附近的焊钉剪力常常过大，不易满足规范要求，其他区域的焊钉剪力较小而不能充分发挥作用，锚固区附近的混凝土也因为焊钉剪力集中而引起局部较大的拉应力。
开孔钢板连接件。开孔钢板连接件主要通过钢板圆孔中混凝土的抗剪能力将钢与混凝土组合为整体，如图4所示。沿主梁纵向连续布置开孔钢板连接件，可提供较大的结合面抗剪刚度与抗剪承载力。日本北陆新干线铁路上的连续梁桥，采用钢管混凝土构件作为主梁，在负弯矩区设置开孔钢板连接件，在正弯矩区设置焊钉连接件，在不同位置的钢管中分别填充气泡混凝土及其轻骨料混凝土，并在桥面板负弯矩区使用钢纤维混凝土[1]，如图5所示。开孔钢板连接件存在的一个问题是其设置将削弱混凝土板纵向截面积，对桥面板横向受力会产生一定影响，设计时宜加以考虑。
复合粘结层连接件。瑞士的Lebet教授等[4]通过试验研究了一种粘结作用很强的新型钢混结合方式，即在结合面上设置了带刻痕的钢板并涂装复合材料粘结层，以使钢混间形成很强的粘结作用，如图6所示。试验显示，这种结合形式受力前期钢混结合面抗滑移能力很大，一旦结合面进入塑性后，抗滑移能力下降很快，但后期仍能依靠残余的粘结摩擦等因素抵抗一定量的结合面剪力，具有较好的后期延性。
部分组合梁的剪力连接件设计
2.1部分组合梁的设计新理念。在满足钢-混凝土结合面抗剪承载力要求的前提下，适当减小结合面抗剪刚度，允许其发生适量的相对滑移，即将组合梁设计为部分组合梁，使各剪力连接件剪力分布更加均匀，是改善钢与混凝土组合梁受力性能的设计理念之一。通过合理改进剪力连接件的构造，设计开发一种抗剪承载力较大、抗剪刚度较小、施工简易的新型柔性连接件，是上述理念付诸实践的一个研究方向。
2.2刚度时变型连接件。日本学者北川幸二等人[5-7]曾研究了根部包裹树脂的刚度时变型焊钉并应用于多座组合梁桥，如图7所示。当混凝土板早期收缩发展迅速时，其树脂的硬度较低，此时该焊钉的抗剪刚度较小，混凝土板前期可以较自由地伸缩变形，约束应力相对较小，且预应力施加效率较高，一定程度上降低了混凝土板受拉开裂的风险。当后期荷载施加后，树脂已经变硬，此时该焊钉的抗剪刚度提升，滑移将会被控制在较小的范围内。对直径为19mm、高度为110mm、外包树脂高度为70mm、外包树脂厚度为8mm的树脂硬化前、硬化后以及普通焊钉的三组焊钉试件进行了推出试验，图8所示为试验所得的剪力-滑移曲线，可见：对于硬化前的试件，加载前期抗剪刚度较普通焊钉试件小，加载后期抗剪刚度明显较前期提升，且抗剪极限承载力与普通焊钉抗剪极限承载力接近；对于硬化后试件，加载全程中抗剪刚度的发展同普通焊钉类似，且抗剪极限承载力与普通焊钉抗剪极限承载力接近。
外包橡胶柔性焊钉连接件。实桥焊钉往往密布，对于刚度时变型焊钉连接件，逐一包裹塑性的树脂是较为繁琐的工作，钢筋的布置也易引起树脂的破坏，树脂在混凝土内的硬化时间会对工期产生影响。袁明等[8]提出了外包橡胶套管的柔性焊钉连接件的设计理念。外包橡胶柔性焊钉连接件是一种在根部安装了橡胶套管的结构工程用焊钉抗剪连接件，其焊钉采用标准的电弧螺柱焊用圆柱头焊钉，橡胶套管采用低硬度、耐久性好的天然橡胶制成，如图9所示。其施工较刚度时变型焊钉连接件方便，且同样能达到抗剪刚度较同规格焊钉小、抗剪抗剪极限承载力与普通焊钉抗剪极限承载力接近的效果[3]。
非组合梁的剪力连接件设计
设计中通常认为简单叠合起来的梁结构的极限承载力等于混凝土板与钢梁各自极限承载力的较小值，梁的强度不会因为叠合而得到提高。实际按照非组合梁设计的结构中，由于正常使用的需要，常常会在钢混交界面的钢板上布置一定数量的柔性连接件，例如图10所示的钢筋连接件。如果想进一步提升钢板与混凝土的粘结效果，还可以在钢板上铺洒环氧树脂和硅砂。
结语
第二次世界大战以后，组合结构以其整体受力的经济性，发挥钢与混凝土两种材料各自优势的合理性以及便于施工的突出优点，在欧美各国和日本桥梁建设中得到了广泛的应用。
关键词：大跨径刚构一连续组合梁结构设计探讨
一、前言
在大跨径桥型方案比选中，连续梁桥型仍具有很强的竞争力。连续梁桥型在结构体系上通常可分为连续梁桥、连续刚构桥和刚构一连续组合梁桥。后者是前两者的结合，通常是在一联连续梁的中部一孔或数孔采用墩梁固结的刚构，边部数孔解除墩梁团结代之以设置支座的连续结构。在结构上又可分为在主跨跨中设铰、其余各跨梁连续和全联不设铰的组合梁桥两种形式，通常称后者为刚构一连续组合梁。在我国已建成的该桥型的比较典型的例子有东明黄河大侨，跨径比之更大的该类型桥现已初见尝试。
二、刚构一连续组合梁桥的结构受力特点及应用
1结构特征及受力特点
在连续梁桥中，将墩身与主梁团结而成为连续刚构桥。由于墩身与主梁形成刚架承受上部结构的荷载，一方面主梁受力合理，另一方面墩身在结构上充分发挥了潜能，因此该桥型在我国得到迅速的应用和发展[2]。具有一个主孔的单孔跨径已达270m，具有多个主孔的单孔跨径也达250m，最大联长达1060m。随着新材料的开发和应用、设计和施工技术的进步，具有一个主孔的单孔跨径有望突破300m的潜力。而对于多跨一联的连续刚构是不是也能在联长上有更大的发展呢？众所周知，墩身内力与其顺桥向抗推刚度和距主梁顺桥向水平位移变形零点的距离密切相关。抗推刚度小的薄壁式墩身能有效地降低其内力，但随着联长的加大，墩身距主梁顺桥向水平位移变形零点的距离亦将加大，在温度、混凝土收缩徐变等荷载的作用了，墩顶与主梁一道产生很大的顺桥向水平和转角位移，墩身剪力和弯矩将迅速增大，同时产生不可忽视的附加弯矩，致使刚构方案无法成立。在结构上将墩身与主梁的团结约束予以解除而代之以顺桥向水平和转角位移自由的支座，这样就变成刚构一连续组合梁的结构形式。于是边主墩墩身强度问题得以解决，且在一定条件下联长可相对延长。可见，刚构一连续组合梁是连续梁和连续刚构的组合，它兼顾了两者的优点而扬弃各自的缺点，在结构受力、使用功能和适应环境等方面均具有一定的优越性。
2.在我国的应用情况
东明黄河大桥开创了刚构一连续组合梁桥在我国应用的先例。
由于放松了多跨连续刚构桥对边主墩高度的要求，因此刚构一连续组合梁桥适用于不同的地形、地质条件、通航要求等。下面将介绍的武汉军山长江公路大桥初步设计刚构一连续组合梁桥方案就是一个典型的设计实例。目前国内在建的典型的大跨径刚构一连续组合梁有杭州饶城公路东段钱江六桥，其技术设计阶段主桥为127＋3X232＋127=950m的五跨预应力混凝土刚构一连续组合梁体系，中、边主墩均为双壁墩，中主墩墩身与主梁固接，边主墩墩身与主梁分离，分别设置4个65000kN的支应与主梁连接，悬臂施工中墩梁通过预应力粗钢筋临时固接。受地形影响解除边主墩墩身与主梁固结的刚构一连续组合梁桥还有黑河大桥，该桥布跨为6016＋6×100＋60＝720m，墩身为单箱墩，最外边墩设支座。
刚构一连续组合梁桥还适合于某些特殊布跨情形。如厦门海沧大桥西航道桥，布跨为70＋140十70十42＋42（m），其中两孔42m跨锚碇，避免了设两孔连续或简支梁，并减少了伸缩缝。像这样将边墩设支座的小边跨与连续刚构主体相连而成为非典型的刚构一连续组合梁桥的桥还有很多。
三、设计实例
武汉军山长江公路大桥初步设计作了斜拉桥和连续刚构两个方案同等深度的经济技术比较。其中连续刚构方案最初的跨径布置为138＋24O＋240＋240＋138（m)，三个主跨的四个主墩均为双薄壁墩，墩身与主梁固结。设计中发现两个边主墩由于高度较矮，受力很不合理，因此，将其与主梁的固结约束予以解除，桥型变为刚构一连续组合梁的结构形式（后出于总体布跨考虑，将跨径布置调整为138＋240＋240＋240＋138＋56（m））。现以布跨138＋240＋240＋240＋138（m)的大跨径刚构一连续组合梁桥的设计为例对其结构设计加以介绍和探讨。其结构设计简介如下：
1.结构体系
桥梁分左右两幅，采用138＋240＋240＋240＋138（m）五跨一联三向预应力混凝土刚构一续梁组合梁桥型方案，双壁墩结构，中主墩墩身与主梁固结，边主墩及边墩墩顶设支座。边主跨比L边：L主＝0.575：1，纵坡3％，纵曲线要素为T＝5l0m，R=17000m，E=7.65m。横坡2％，由箱梁顶板坡度形成。桥面铺装为6cm钢纤维混凝土垫平层加6cm沥青混凝土。
2.下部构造
主墩墩身为普通钢筋混凝土结构，采用50号混凝土，双壁墩结构。P2，P5号墩为边主墩，墩高28m，左右幅每片墩墩顶各设两个吨位为60000kN的球形钢支座，墩身为矩形实心断面，断面尺寸320cmX800cm，顺桥向外缘距12m；P3，P4号为中主墩，墩高39.9m，墩身与主梁固结，墩身为矩形实心断面，断面尺寸280cmX750cm。，顺桥向外缘距12m。承台采用30号混凝土，均为整体式，厚5m。P2～P5两号墩桩基础采用25号水下混凝土，均为18根直径2．5m的钻孔桩，桩长分别为55m，35m，40m，37.5m，均按支承桩设计。下部构造平面布置.P3,P4及P5号墩基础拟采用双壁钢围堰方案施工，P2号墩拟采用钢管桩平台加钢套箱方案施工。为有效抵抗偶发的巨大船撞荷载，各主墩均设计为整体式基础和承台。防撞构造立足于墩身自身防撞，因此墩身按实心断面设计。
3上部构造
主梁为分离式单箱单室直腹板箱梁，采用50号混凝土。根部梁高h根=13.2m，h根：L主=1：18.18；跨中梁高h中=4.0m，h中：L主=l：60；箱梁底线变化曲线y＝4.0+（9.2/114）×X。箱梁拟采用对称悬臂现浇施工工艺，施工梁段长度分为3m，4m，5m三种类型，0号块现浇段17m，合龙段3m。1/2标准跨的分块布置为：（l/2）x17m＋10x3m＋10x4m＋8x5m＋（1/2）x3.0m＝120m。最大悬臂施工长112．5m，共28对施工块件，块件重量在140.8～234.5t之间。箱梁顶宽16.45m，底宽7.5m，翼缘板悬臂长4.475m（含承托），外侧厚15cm，根部厚50cm。0号块顶板厚45cm，其他位置顶板厚28cm。0号块腹板厚100cm。向跨中分70cm，60cm，40cm三个梯段变化。根部底板厚130cm。；跨中底板厚28cm，中间按y＝0.28＋（1.02／114）×x变化。箱梁仅在墩项及梁端设横隔板，墩顶横隔板位置及厚度与每片墩身相对应。为增强箱梁整体性，还在墩顶设置了箱外横隔板。
箱梁纵向预应力体系采用15－22，控制张拉力4296.6kN，横向预应力体系采用15－4，控制张拉力781.2KN。纵、横向预应力均采用φ15.24mm预应力超强、低松弛钢绞线，极限抗拉强度为1860MPa，计算弹性模量E=1.95x10''''MPa。竖向预应力体系采用φ32mm轴轧螺纹粗钢筋，控制张拉力542.8kN.箱梁典型断面纵向预应力钢束布置。
4.结构分析
(1)计算模式
顺桥向总体结构静力分析采用平面杆系综合程序进行。接施工阶段将结构分为328个单元325个节点，共63个施工阶段。由于地质条件相对较好，因此未按等刚度原理将桩基础进行模拟，即不计桩基础的影响，近似按承台底固结考虑。中主墩与主梁固结，边墩为单向交承，计算中计入了边主墩。
(2)计算荷载
汽车：半幅桥横向按布置4个车队数考虑，横向折减系数为0.67，纵向折减系数为0.97，偏载系数1.15。
挂车：按全桥布置一辆考虑，偏载系数1.15。
满布人群:3.5KN/平方米
二部恒载：7t／m。
温度：结构体系温差考虑升温20℃，降温20℃；梁体温差考虑了由于太阳辐射和其他影响引起上部结构顶层温度增加时产生的正温差及由于再辐射和其他影响，热量由桥面顶层散失时产生的负温差，参照BS5400荷载规范取用；箱内外温差为5℃；桥墩墩体考虑日照不均匀温度差：升温时，两片墩身的一侧比另一侧和中间高5℃，降温时，两片墩身的一侧和中间比另一侧高5℃。温度效应考虑两种组合：体系升温十正温差十升温时墩体温差，体系降温十反温差十降温时墩体温差。
静风荷载：施工风速按30年一遇，成桥风速按100年一遇计。横桥向风力按规范公式计算。
船撞力：横桥向18400kN，顺桥向9200kN。作用点位置按规范或专题确定。
(3施工方法及主要工况
拟采用悬臂浇注法施工。为确保施工阶段单T的顺桥向抗弯及根桥向抗扭稳定性，将P2、P5号墩墩顶与主梁临时固结，在次边跨合龙施工完成后予以解除，完成体系转换。主要工况为；①施工基础及墩身，悬臂浇筑至最大悬臂状态，形成单T；②满堂支架浇筑边跨现浇段，配重施工；③边跨合龙，现浇段支架拆除；④次边跨合龙；⑤中跨合龙，形成结构体系对施加二部恒载；⑦运营。
(4)计算参数及荷载组合
混凝土：徐变特征终级值2.3，弹性继效系数0.3，徐变速度系数0.021，收缩特征终级值0.00015，收缩增长速度系数0.021。
预应力：松弛率0.03，管道摩阻系数0.22，管道偏差系数0.001，一端锚具变形及钢束回缩值0.006m。
考虑五种组合：①恒十汽；②恒十汽十温度；③恒十挂;④恒十满人；⑤恒十汽十温度+船撞力。
(5)计算结果
主梁次边跨跨中汽车活载挠度为0.111m，中跨跨中为0.096m。
主梁应力：成桥状态混凝土应力最大约155kg／平方厘米，最小约26kg／平方厘米，组合①混凝土应力最大约17Ikg／平方厘米，最小约10kg／平方厘米，组合②混凝土应力最大约215kg／平方厘米，最小约一6kg／平方厘米。
五、几个问题的探讨
1.结构方案比较
在维持主跨规模不变的前提下，为寻求一个受力合理、结构安全、适用美观的方案，对结构形式及主墩厚度作了计算比较。比较的方案有138＋3X240＋138（m）连续刚构方案，墩厚2.5m；138＋3x240＋138（m）连续刚构方案，墩厚2.1m；138＋3x240＋138（m)刚构一连续组合梁方案，固接墩厚2.5m；138＋3x240＋138（m)刚构一连续组合梁方案，固接墩厚2.lm。经过计算分析得出如下结论：
(1)相同布跨和墩厚的两种方案，主梁的内力和位移相差较小，中主墩由于高度较大，且距顺桥向变形零点较近，内力相差也不大，而边主墩受力则相差悬殊。在连续刚构方案中，由于高度较矮，且距变形零点很远，因此，尽管在设计上采取了措施，在恒载、活载及温降组合工况下，墩身两端仍产生了很大的弯矩，而且靠外侧的墩身轴力难以提高，而在刚构一连续组合梁方案中，墩底弯矩是由支座最大静摩阻力决定的，因此相对较小，另外墩顶轴力通过配重措施可以得到很好的解决。
(2)墩身厚度的降低，迅速降低了墩身刚度，从而迅速减小了温度产生的墩身的荷载效应，对边主墩效果更为明显。但墩身厚度同时受截面应力状态和稳定性的限制，存在一个低限。
2边主墩合理型式的选择
对于规模较小的桥梁，最不利组合下的墩顶竖向力相对较小，支座数量少且容易布置，而且最大悬臂状态下的稳定性问题显得次要的情况，采用单柱式墩是合适的。但对于大跨径刚构一连续组合梁桥，从以下几方面的研究可见，采用双柱式墩是边主墩的合理型式。
(1)结构受力比较
设单柱式墩的截面尺寸为BX2H，双柱式墩为BXH，中心距2r，墩高相同。在其他条件相同的前提下，经计算，边主墩若采用单位式墩，与采用双柱式墩相比较：
主梁内力：中跨跨中的M，Q，N略有减小，边跨跨中和次边跨跨中的M，Q，N均略有增大；边主墩顶和中主墩顶的N，Q均略有增大，变化值不大，但M却增大很多，对边主墩顶：成桥状态增大81％，最不利组合增大45％，对中主墩顶：成桥状态增大1.3％，最不利组合增大6.l％；
中主墩墩身内力：N，Q略有增大，M成桥状态增大9％，最不利组合增大8％；
主梁挠度；次边跨跨中汽车荷载挠度增大36％，中跨跨中汽车荷载增大8％。
可见，边土墩采用双柱式可减小上部结构的计算跨径，降低箱梁截面内力和挠度。
(2)采用双柱式墩有利于施工阶段最大悬臂状态下的安全性
施工阶段，由于墩身与箱梁临时固结，因此，采用双柱式墩的顺桥向抗弯惯性矩为
而采用单柱式墩的顺桥向抗弯惯性矩为
对于本桥，前者为后者的5.92倍。
(3)能保证桥梁横向抗风的要求
施工期间，桥梁处于悬臂状态，其横向抗风稳定性尤为重要。此时墩顶与主梁固接，对于单柱式墩，当其受到横桥向扭矩后，柱身产生扭转角，从而产生抵抗扭矩，对于双柱式墩，桥墩的抗扭能力由两部分组成：一是两片柱身扭转产生的抵抗扭矩，二是由于柱身产生横桥向水平力Q，从而产生抵抗扭矩，其值为Q与2r的乘积，它是双柱式墩的主要抵抗扭矩。从数值上看，后者远大于前者，因此能保证大跨径桥梁横向抗风稳定性的要求。
（4）构造和美观要求
最不利组合下墩顶的竖向力决定了支座的数量，大尺寸的大吨位支座的布置及在施工期间墩身与主梁的临时固结构造决定了墩身的最小平面尺寸。对本桥而言，若采用单柱式墩，其墩身厚度在6m以上，显得过于厚重，与轻巧的中主墩不协调，在材料用量上与双柱式墩相差很少。
3边主墩支座力的平衡措施
由于边主墩距桥梁中心线较远，加上特定的合龙顺序和边中跨比，在不采取措施的前提下，两片边主墩墩身的竖向力会相差较大，这样一会导致支座吨位很大且规格相差悬殊；二来增加基础的工程量。为解决此问题，在边跨合龙前在外侧悬臂端施加配重能较好的解决。
本桥的设计措施是在边跨合龙前在外侧悬臂端施加90t的永久配重，其与不配重计算结果。
可见，配重对平衡边墩墩顶轴力的效果是明显的。
最大悬臂状态下顺桥向施工稳定性取决于该状态下的最大不平衡荷载，其由箱梁已浇筑梁段的自重偏差、挂篮等机具的安装偏差、正浇筑梁段的自重偏差、浇筑时的动力系数偏差、两端挂篮装拆和移位的不平衡和墩身两侧的风压不平衡等其中的几种相组合得出，其值往往达100t以上。因此，配重施工前采取的有效措施并在良好的施工环境下，配重施工时顺桥向的施工稳定性是可以得到保证的。
4计算模式的处理
中主墩墩身与主梁固结，两者相连接的部位可用综合程序系统的带刚臂杆件单元来处理，能比较准确而简单地模拟构件交汇点的刚域效应。对于边墩，其对结构总体受力影响很小，一般不计入总体结构计算中，而从中分离出来，其对结构的效应用该处的约束（单向支承）来代替。而对于边主墩，其对结构总体受力影响较大，宜计人总体结构计算模型中。为此，综合程序增设了两个特殊杆件元，来解决实际结构中非刚性中间节点的约束模拟问题。
在本桥计算中，将P2，P5号墩与主梁间的支座连接约束用两端铰接刚性杆（А∞，I0）来处理，使计算图式归为全部刚结的形式。
5其他方面
由于主梁受力状态同连续刚构相差不大，因此三向预应力设计基本相同。但由于施工过程中的配重措施，必然使得在各合龙阶段施工时，合龙段两端的高程会有所差值，这可以通过设置预拱度或采取加卸载措施进行施工挠度控制于以解决。另外，由于0号块同连续刚构相比，其边界条件有了变化，应作相应的空间有限元分析。
关键词：桥梁结构；设计；问题
中图分类号：K928文献标识码： A
引言
桥梁结构设计的基本要求是要保证安全性、适用性以及经济性，不仅要求设计者要具备丰富的理论知识，还要具一定的工程经验，如果有经验上的偏差就会严重影响设计的准确性。桥梁结构设计要坚持因地制宜的基本原则，要充分结合建设单位公布的桥梁设计方案，积极学习国外的先进技术，引进一些新设备、新材料，严格依照施工设计的总则、荷载以及每种材料技术条件要求等施工设计标准，采取适当的设计方法，能最大限度地规避主管因素对桥梁结构设计造成的影响。
一、桥梁工程结构设计的状况
自改革开放之后，我国的经济建设一直在紧锣密鼓地进行着，各项工程建设也是百花齐放、不断涌现，其中，桥梁工程建设也得到了飞速的发展，作为维系、连接与输送城乡交通的主要建筑设施，其工程的安全质量的重要性不言而喻，虽然无论哪个行业的工程建设都在严格把控质量、安全大关，然而依然不断出现严重的安全事故，为了保证其正常的使用年限，必须从桥梁结构设计开始就考虑其耐久性因素，而目前在桥梁结构的设计当中，很多设计人员形成了错误的设计观念，比较偏向于对桥梁强度极限的控制，只是保证其达到良好的强度要求，却忽略了更为重要的耐久性因素，没有对使用极限状态记忆控制把握，重建造轻维护，同时缺乏有效的结构耐久性规定和要求来作为设计依据，那么对桥梁使用年限、耐久性的考虑自然无法真正落实。
二、桥梁结构设计存在的问题
当前结构越来越复杂、跨越距离越来越远、功能越来越多的桥梁正在出现，在提高交通通行能力和确保行车便捷的基础上，正在发挥着改善生活质量、加速经济建设的作用，这就需要桥梁设计者不断提高各方面的能力，以此来满足社会、生活、交通、公路等各方面的需要。随着经济建设的不断变化与发展，人们生活质量在逐渐提高，桥梁设计的难度也在增大，这会产生桥梁设计问题，应该对桥梁设计工作进行全面分析，以达到对相关问题的防范。目前，桥梁设计存在的主要问题有以下几个。
（一）桥梁结构设计问题
结构体系是桥梁设计的关键，也是桥梁的核心部分，是整个桥梁建设中最为重要的部分。结构设计如果存在问题，则会直接影响桥梁相关参数，桥梁可靠性就会下降，结构材料的应用就会出现问题。特别是一些桥梁设计人员会盲目地进行结构体系设计，导致桥梁结构设计存在极大的不合理、不科学等问题，进而影响桥梁的安全与功能。
（二）桥梁设计的耐久性问题
当前一些桥梁设计片面重视结构强度计算，忽视桥梁构造、材料、施工等重要环节，这会导致桥梁耐久性降低、整体性变差、延展性不足，不能以充分的冗余来提高桥梁的耐久性能。常见的问题有桥梁受力线路不清晰、混凝土强度不足、钢筋结构坚度不足、保护层厚度偏小，这些都会影响桥梁的安全与寿命，进而导致桥梁病害的形成。
（三）桥梁设计的疲劳损伤问题
桥梁在运行中会受到车辆荷载、地震和风荷载等动荷载的影响，会在结构内产生循环变化的应力，不但会引起结构的振动，还会引起结构的累积疲劳损伤。疲劳和超载对于桥梁结构耐久性的影响非常大，因此设计师在桥梁设计方面要充分重视对疲劳损伤的研究。
（四）桥梁结构的抗震性
有些桥梁会应用在经常发生地震的区域，地震会对桥梁产生严重的破坏，因为在桥梁结构设计中已经考虑到了动荷载的作用，所以要在巩固动荷载的基础上，加强桥梁结构的抗震性能，将动荷载和抗震性能合二为一的进行综合考虑。
（五）桥梁的超载
桥梁的结构设计都要达到正常的使用标准，可是在实际的桥梁运行阶段，桥梁荷载并不能都达到在设计的允许范围之内，超载会导致动荷载的应力幅值增加，同时损伤出现的几率也会增加。因为超载所造成的损伤是巨大的，这些损伤是很难修复的，超载甚至会破坏桥梁的结构，导致事故的发生。设计人员要加强对桥梁超载问题的研究力度，保证桥梁结构的耐久性以及安全性。
三、桥梁结构设计的优化
（一）桥梁结构的可靠性
目前设计人员从很多角度对桥梁结构的可靠性进行了研究，也取得了一定成果，另外还研究了系统可靠性界定的方法，总之，桥梁结构的可靠性是一个比较复杂的研究内容，其中蕴含了很多种知识，研究具有一定的难度，需要设计人员深入的进行探索。
（二）人为差错
在桥梁结构中出现的问题，大多数都是因为施工人员或技术人员的专业知识或经验缺乏导致的，很多工程中的事故都是因此而发生，所以人为差错的优化已经成为桥梁结构设计中的工作重点。
（三）桥梁结构耐久性的设计要求
在桥梁的结构设计中，要想保证其结构耐久性的设计目标，就必须把握好设计过程中的细节，依据一定的设计要求来进行设计工作。首先，桥梁的设计方案要进行仔细地对比分析，在满足其耐久性设计原则的基础上，考虑其使用性能、美观程度、经济成本等因素，这样综合考量之后，筛选出最合适的设计方案，从而确保其质量过关，其次，一定要注意混凝土的结构耐久性的规定要求，在设计时注意控制其混凝土最小保护层厚度，使预应力管道与钢筋存在一定的距离，为混凝土的振捣做好基础准备，同时对于所采用的水灰比要仔细分析检查，保证其适用性，以达到增强混凝土自身密实度和抗损坏能力的要求，最后，在设计过程中一定要选用具有防腐作用的钢筋，因为在实际施工过程中，经常会发生钢筋腐蚀的现象，所以对钢筋的构造、材质的选用上，必须做到认真、细致，也可以在混凝土中掺入钢筋阻锈剂，通过此种方法来延缓钢筋腐蚀破坏，不仅在时间上有效控制腐蚀，而且及时有效地延缓了其遭受腐蚀的速度。
（四）桥梁结构的抗震设计
由于桥梁的可以起到联络交通的作用，所以在许多山区等地都需要搭建桥梁，但像我国的云贵山区等地又是地震的多发处，所以在这里地区的桥梁结构设计就需设计者充分考虑地势问题，通常采用先简支后连续或墩梁固结的连续－刚构混合体系，这是为了保证行车舒适，结构耐久适用。除此之外即使在非地震区域的桥梁结构设计也应当将地震损坏因素列为考虑范围内，因为地震灾害具有的不确定性，这时为了应对突如其来的灾难，设计人员就需要对于桥梁结构的接缝处，地基墩台和桥面的整体强度，加固连接件等等关键部位进行仔细的核算与周全的考虑，而且需要提前预算到地震后可控状态下桥梁的完整程度，对于桥梁抗震结构的设计就需要不吝惜原料，全面考虑，精细核算，这样才能保证桥梁结构的优质性。
（五）强化桥梁结构设计的抗载荷能力
在桥梁抗高负荷承载的情况下，就需要设计者对于桥梁目前和未来所要面临的载荷能力能高瞻远瞩，应用合理的结构来应对这一情况，而且可以再桥梁设计中的关键部位添加相应的减震装置，如粘滞阻尼器，可以通过气弹性部件可以有效的减少桥梁震动时产生的能量，以减少对桥梁主体的损害;铅芯橡胶支座，可以有效减少支座的硬性撞击，通过有着良好力学性能的铅芯和橡胶的配合，就可以达到这样的效果。总之，在抗重载荷情况下，桥梁的结构设计需要提前预估和计算出将要面对的负载情况，并且利用缓冲部件来直接降低重载荷所引起的桥梁压力过大。
结束语
桥梁设计过程中如果对相关要点和因素不严格控制，极容易引发安全与结构问题的积累，进而影响桥梁施工和使用等后续工作，形成各种病害而影响桥梁。作为桥梁设计人员，应该对设计工作进行强化，借鉴国内外先进的经验与措施，将先进的设计理念、科学的桥梁结构体系更好地应用到桥梁设计之中，在不断创新的同时，达到推进桥梁设计质量与水平双提高的目标。
参考文献：
[1]马建,孙守增,杨琦,赵文义,王磊,马勇,刘辉,张伟伟,陈红燕,陈磊,康军.中国桥梁工程学术研究综述・2014[J].中国公路学报,2014,05:1-96.
[2]张铁军.山区桥梁结构设计关键问题研究[J].交通标准化,2009,13:117-121.
[3]贾成刚.冻结法凿井井壁结构设计关键问题探讨[J].山西焦煤科技,2012,07:13-15+19.
关键词：临时结构；设计；施工荷载
桥梁结构种类多式多样，不同的桥梁采用不同的施工技术方案，所需要的临时结构的种类也不尽相同，临时结构存在的每一个安全隐患都将影响到整个桥梁施工的安全效果[1]。目前我国没有专门针对桥梁施工临时结构的设计规范，常用的临时结构的设计，大都由施工单位来完成，针对临时结构的设计，还有一些问题需要进一步探讨，对这些问题进行更好的研究与探讨，能够更好的避免桥梁事故的发生。
1桥梁施工临时结构设计采用的规范
现行的国家标准和行业标准中均无专门的临时性的设计规范，仅有部分条款散落在设计、施工规范中，使得临时结构的设计缺乏系统的依据。目前常用的《公路桥涵施工技术规范》仅对模板、支架做了比较详细的规定，但对钢围堰的规定相对较少。2015年新版的《公路钢结构桥梁设计规范》也主要是针对永久桥梁结构而言，相比之前的《公路钢结构与木结构设计规范》去除了对临时钢结构设计的规定。相对于桥梁而言，建筑施工采用的临时结构规定要稍微完善，2010年《施工现场临时建筑物技术规范》，2013年了《建筑施工临时支撑结构技术规范》。
2桥梁施工临时结构的设计方法
众所周知，对于永久结构的设计方法有容许应力法、破损阶段法、极限状态法和概率极限状态法几种。对于桥梁施工临时结构，采用的是容许应力法，并且对于模板和支架的设计规定了设计计算时的荷载组合，对于建筑施工临时结构，2011版的《混凝土结构工程施工规范》则明确规定模板及支架的设计采用以概率理论为基础，以分项系数表达的极限状态设计方法。
3施工荷载的取值
目前所采用的施工荷载的取值大多都采用的都是永久结构的取值，对于永久荷载而言，临时结构的取值可以参考永久结构的取值方法，但是对于可变荷载，尤其是施工期的环境荷载，例如施工期的风载、水流力及波浪力存在着极大的不确定性，极易造成施工阶段的工程事故，因此为了保证临时结构的设计安全，必须结合现场的实际情况进行施工荷载的取值，笔者认为对于施工期变化比较大的环境荷载，例如施工期的风载、水流力及波浪力等，在不确定性很大的情况下，还是应该多增加施工期环境测试，对施工现场的风速、水速及波浪等情况进行持续的跟踪，确定出最不利荷载。
4施工工况与荷载组合
在桥梁的施工过程中，要根据具体的施工方案对临时结构进行工况分析，确定临时结构在每一工况受到的施工荷载并进行荷载组合，使临时结构在各工况下的强度、刚度及稳定性满足要求[2]。对此，《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T-2011）对于模板与支架设计计算的荷载组合已有比较详细的规定，如表1所示。表1模板、支架设计计算的荷载组合[3]和模板与支架相比，施工采用的挂篮、围堰则没有如此比较详细的规定。挂篮型式很多，构造上也有很大不同。施工时选用哪种型式的挂篮要根据具体情况而定。根据挂篮施工的主要步骤、受力状态，经常可以将挂篮分为空载、行走和浇筑混凝土三种施工工况。在桥梁的深水围堰中，钢围堰应用的比较多，工况也比较复杂。钢围堰的的施工工况大体可以分为4个阶段：吊箱下放阶段、混凝土封底阶段、抽水阶段和浇筑承台混凝土阶段。对于不同的施工工况，对应着哪些荷载，笔者认为规范对此进行很好的完善可以有利于施工临时结构的设计，从而保证施工的安全。
5安全系数的取值
对于临时结构设计的安全系数，2013年了《建筑施工临时支撑结构技术规范》直接采用的永久结构设计的安全系数。对于桥梁施工所采用的临时结构，规范对于缆索吊装系统中各种索的钢丝绳和锚碇安全系数做了比较详细的规定；对于挂篮在行走时的安全系数、自锚固系数和限位系统的安全系数做了规定。相比挂篮和缆索吊，围堰还有待继续完善。
6建议
6.1目前桥梁施工临时结构设计中主要用到的是容许应力法，但是对于施工荷载的调查和统计还甚少，建议相关部门增加施工期的风载、水流力及波浪力的调查及跟踪。6.2对于经常重复利用的临时结构的材料，例如钢结构和钢丝绳等经常利用的材料进行相关的养护和维修，建议规范增加不能重复利用的临时结构标准，进行报废。6.3对于一些重复利用的临时结构，设计时能标准化的将尽量标准化，能够节省不少经济投资。
作者:郑俊杰 向 群 单位:天津铁道职业技术学院
参考文献
[1]李艳哲,冯广胜.桥梁施工大型临时结构设备标准化研究[J].桥梁建设,2007:18-21.
本预应力混凝土连续梁桥共分为三跨（30m+50m+30m）主跨50m，边跨对称30m；主梁采用单箱单室预应力混凝土箱梁，跨中梁高为1.5m，支座处梁高为2.8m，截面高度按二次抛物线形式变化；桥面净宽为7+2×1.5m；设计荷载为公路-Ⅰ级。
在设计中，运用了桥梁设计软件Midas建立桥梁模型，并对桥梁恒载、活载及徐变内力进行分析计算，得出预应力钢束的预估值。最后对主梁的应力、变形等进行验算。经分析比较及验算表明该设计计算方法正确，内力分布合理，符合设计任务的要求
关键词桥梁设计;预应力混凝土;箱梁;变截面连续梁;Midas桥梁模型
Abstract:Thedesignisbasedontherequirementsofthedesigntaskand"HighwayBridgeRegulation".Thedesignofthebridgeiscarriedoutintheeight-characterprincipleof"safety,pratically,economicallyandaeshetic"bycomparingandchoosingthebestone.Thefirstprogramiscontinousprestressedconcretegriderbridge,thesecondonethebeamcombinationofarchbridge,andthethirdoneisthesuspensionbridge.Accdodingtotheaboveprinciplesandconstructionfactors,theprestressedconousbridgeischosentotheultimate.
Thecontinousprestressedconcretegirderbridgeisdividedintothreeinters,(30m+50m+30m),withthemainspanof50m,and30m-symmetryone.Prestressedconcreteboxgriderisusedasthemainbeam;thebeamdepthinthemid-spanis1.5m,whileatthesupportbearingitis2.8m.Thesectionaldepthischangedintheformofparabolic.Thenetwidthofthedeckis7+2x1.5m,andthedesignloadisforthehighway-I.
Inthedesign,thebridgedesignsoftwareMIDASisusedtogetthecalculationmodel.Byanalyzingandcomputingthedeadload,liveloadandinternalforce,theestimatedvalueoftheprestressedstrandisgot.Finally,checkingcalculationiscarriedouttothestressanddeformationofthemainbeam.Theresultsoftheanalysisandcheckingcalculationshowthatthedesigncalculationmethodiscorrect,andtheinternalforcedistributionisreasonabletothedesigntask.
Keywords:bridgedesign;prestressedconcrete;box-girder;non-uniformcontinuousbeam;MIDASbridgemodel
目录
设计原始资料…………………………………………………………………………….1
第一章方案比选………………………………………………………………………2
第二章上部结构形式及尺寸拟定…………………………………………………5
一．主跨径的拟定……………………………………………………………………5
二．顺桥向梁的尺寸拟定……………………………………………………………5
三．横桥向的尺寸拟定………………………………………………………………5
四．桥面铺装…………………………………………………………………………6
五．本桥主要材料……………………………………………………………………6
第三章桥面板的计算…………………………………………………………………8
一．桥面板的设计弯矩………………………………………………………………8
二．悬臂板的内力计算………………………………………………………………11
三．桥面板的配筋……………………………………………………………………12
第四章主梁内力计算…………………………………………………………………14
一．全桥节段的划分…………………………………………………………………14
二．恒载活载内力计算………………………………………………………………17
第五章主梁配筋计算…………………………………………………………………32
一．预应力筋的估算原理……………………………………………………………32
二．预应力筋的估算…………………………………………………………………34
三．预应力筋布置……………………………………………………………………38
四．非预应力钢筋截面积估算及布置………………………………………………45
第六章截面承载能力极限状态计算………………………………………………47
一．正截面承载力计算………………………………………………………………47
二．斜截面承载力计算………………………………………………………………47
第七章钢束预应力损失计算………………………………………………………50
第八章应力验算…………………………………………………………………………56
一．短暂状况的正应力验算…………………………………………………………56
二．持久状况的正应力验算…………………………………………………………57
第九章抗裂性验算………………………………………………………………………59
一．正截面抗裂性……………………………………………………………………59
二．斜截面抗裂性……………………………………………………………………61
第十章主梁变形计算……………………………………………………………………62
参考文献…………………………………………………………………………………63
英文翻译…………………………………………………………………………………64
致谢………………………………………………………………………………………90
致谢
首先感谢何建老师在此次毕业设计中认真辅导了我设计的每一个环节，何建老师对待学生认真负责、和蔼耐心的态度和对待工作一丝不苟的作风给我留下了深刻的印象，为我今后的学习工作树立了榜样。此外还有学多老师给予了耐心的指导和点拔，令我受益匪浅。在此对各位老师的敬业表示真挚的感谢。
通过这次毕业设计，我比较系统的串连了我大学本科四年所学的知识，深感我们这门专业系统的博大精深，觉得自己存在的差距还很大。但是，在这炎炎夏日工作的几十天，我的收获也是很大的。在毕业设计的反复修改，一遍一遍的看书，和同学一次又一次的讨论，一次又一次的请教老师的过程中，通过集中的毕业设计和专业系统的培养，我提高了自己综合运用所学的基础理论，基本知识和基本技能，分析解决问题的能力。在老师的指导下，通过独立系统的完成一个工程项目的设计，比较具体的了解了一个工程设计的全过程，巩固已学课程的基础上，培养了自己考虑问题，分析问题，解决问题的能力，同时接触到和掌握一些新的专业知识和技能。这次毕业设计为自己提供了一次很好的实践机会，为我将来的学习工作做了很好的铺垫，是我人生中很重要的一次经历。
最后，感谢学院的领导和老师在百忙之中为我们细心指导设计，我衷心的感谢各位老师！
南华大学船山学院本科生毕业设计（论文）开题报告
设计（论文）题目
宝石路5号桥
设计（论文）题目来源
设计（论文）题目类型
起止时间
2008.12.1~2008.12.12
一、设计（论文）依据及研究意义：
桥梁的形式可考虑连续梁桥、梁拱组合桥和斜拉桥。对此三种桥型作比较，从安全、适用、经济、美观等方面比选，最终确定桥梁形式。
二、设计（论文）主要研究的内容、预期目标：（技术方案、路线）
本桥的设计是根据设计任务书的要求和《公路桥规》的规定，本着“安全、实用、经济、美观”的八字原则，提出了三种不同的桥型方案进行比较和选择。方案一为预应力混凝土连续梁桥，方案二为梁拱组合体系桥，方案三为悬索桥。经由以上原则以及设计施工等诸多方面考虑后，确定预应力混凝土连续梁桥为最终设计方案。
三、设计（论文）的研究重点及难点
计算量大，工程量大，绘制上部结构的一般构造图、钢筋构造图及施工示意图很复杂
四、进行设计（论文）所需条件：
本预应力混凝土连续梁桥共分为三跨（30m+50m+30m）主跨50m，边跨对称30m；主梁采用单箱单室预应力混凝土箱梁，跨中梁高为1.5m，支座处梁高为2.8m，截面高度按二次抛物线形式变化；桥面净宽为7+2×1.5m；设计荷载为公路-Ⅰ级。
在设计中，运用了桥梁设计软件Midas建立桥梁模型，并对桥梁恒载、活载及徐变内力进行分析计算，得出预应力钢束的预估值。最后对主梁的应力、变形等进行验算。经分析比较及验算表明该设计计算方法正确，内力分布合理，符合设计任务的要求
关键词 桥梁设计; 预应力混凝土; 箱梁; 变截面连续梁 ;Midas桥梁模型
Abstract: The design is based on the requirements of the design task and "Highway Bridge Regulation". The design of the bridge is carried out in the eight-character principle of "safety, pratically, economically and aeshetic" by comparing and choosing the best one. The first program is continous prestressed concrete grider bridge, the second one the beam combination of arch bridge,and the third one is the suspension bridge.Accdoding to the above principles and construction factors, the prestressed conous bridge is chosen to the ultimate.
The continous prestressed concrete girder bridge is divided into three inters, (30m+50m+30m), with the main span of 50m, and 30m-symmetry one. Prestressed concrete box grider is used as the main beam; the beam depth in the mid-span is 1.5m, while at the support bearing it is 2.8m.The sectional depth is changed in the form of parabolic.The net width of the deck is 7+2x1.5m,and the design load is for the highway-I.
In the design, the bridge design software MIDAS is used to get the calculation model. By analyzing and computing the dead load, live load and internal force, the estimated value of the prestressed strand is got. Finally, checking calculation is carried out to the stress and deformation of the main beam. The results of the analysis and checking calculation show that the design calculation method is correct , and the internal force distribution is reasonable to the design task.
Key words: bridge design; prestressed concrete; box-girder; non-uniform continuous beam; MIDAS bridge model
目 录设计原始资料…………………………………………………………………………….1
第一章 方案比选 ………………………………………………………………………2
第二章 上部结构形式及尺寸拟定 …………………………………………………5
一．主跨径的拟定 …………………………………………………………………… 5
二．顺桥向梁的尺寸拟定 …………………………………………………………… 5
三．横桥向的尺寸拟定 ……………………………………………………………… 5
四．桥面铺装 ………………………………………………………………………… 6
五．本桥主要材料 …………………………………………………………………… 6
第三章 桥面板的计算 …………………………………………………………………8
一．桥面板的设计弯矩 ……………………………………………………………… 8
二．悬臂板的内力计算……………………………………………………………… 11
三．桥面板的配筋…………………………………………………………………… 12
第四章 主梁内力计算…………………………………………………………………14
一．全桥节段的划分………………………………………………………………… 14
二．恒载活载内力计算……………………………………………………………… 17
第五章 主梁配筋计算…………………………………………………………………32
一．预应力筋的估算原理…………………………………………………………… 32
二．预应力筋的估算………………………………………………………………… 34
三．预应力筋布置…………………………………………………………………… 38
四．非预应力钢筋截面积估算及布置……………………………………………… 45
第六章 截面承载能力极限状态计算………………………………………………47
一．正截面承载力计算……………………………………………………………… 47
二．斜截面承载力计算……………………………………………………………… 47
第七章 钢束预应力损失计算……………………………………………………… 50
第八章 应力验算………………………………………………………………………… 56
一．短暂状况的正应力验算………………………………………………………… 56
二．持久状况的正应力验算………………………………………………………… 57
第九章 抗裂性验算……………………………………………………………………… 59
一．正截面抗裂性…………………………………………………………………… 59
二．斜截面抗裂性…………………………………………………………………… 61
第十章 主梁变形计算…………………………………………………………………… 62
参考文献 ………………………………………………………………………………… 63
英文翻译 ………………………………………………………………………………… 64
致谢 ……………………………………………………………………………………… 90
致 谢 首先感谢何建老师在此次毕业设计中认真辅导了我设计的每一个环节，何建老师对待学生认真负责、和蔼耐心的态度和对待工作一丝不苟的作风给我留下了深刻的印象，为我今后的学习工作树立了榜样。此外还有学多老师给予了耐心的指导和点拔，令我受益匪浅。在此对各位老师的敬业表示真挚的感谢。
通过这次毕业设计，我比较系统的串连了我大学本科四年所学的知识，深感我们这门专业系统的博大精深，觉得自己存在的差距还很大。但是，在这炎炎夏日工作的几十天，我的收获也是很大的。在毕业设计的反复修改，一遍一遍的看书，和同学一次又一次的讨论，一次又一次的请教老师的过程中，通过集中的毕业设计和专业系统的培养，我提高了自己综合运用所学的基础理论，基本知识和基本技能，分析解决问题的能力。在老师的指导下，通过独立系统的完成一个工程项目的设计，比较具体的了解了一个工程设计的全过程，巩固已学课程的基础上，培养了自己考虑问题，分析问题，解决问题的能力，同时接触到和掌握一些新的专业知识和技能。这次毕业设计为自己提供了一次很好的实践机会，为我将来的学习工作做了很好的铺垫，是我人生中很重要的一次经历。
最后，感谢学院的领导和老师在百忙之中为我们细心指导设计，我衷心的感谢各位老师！
南华大学船山学院本科生毕业设计（论文）开题报告 设计（论文）题目 宝石路5号桥 设计（论文）题目来源 设计（论文）题目类型 起止时间 2008.12.1~2008.12.12 一、设计（论文）依据及研究意义：
桥梁的形式可考虑连续梁桥、梁拱组合桥和斜拉桥。对此三种桥型作比较，从安全、适用、经济、美观等方面比选，最终确定桥梁形式。
二、设计（论文）主要研究的内容、预期目标：（技术方案、路线）
本桥的设计是根据设计任务书的要求和《公路桥规》的规定，本着“安全、实用、经济、美观”的八字原则，提出了三种不同的桥型方案进行比较和选择。方案一为预应力混凝土连续梁桥，方案二为梁拱组合体系桥，方案三为悬索桥。经由以上原则以及设计施工等诸多方面考虑后，确定预应力混凝土连续梁桥为最终设计方案。
三、设计（论文）的研究重点及难点
计算量大，工程量大，绘制上部结构的一般构造图、钢筋构造图及施工示意图很复杂
四、进行设计（论文）所需条件：
《结构设计原理》土木工程专业毕业设计指南—桥梁工程分册
《预应力混凝土连续梁桥设计》 《桥梁工程》 《基础工程》 《桥涵水文》 《桥梁计算示例集》《桥梁上部结构计算示例（二）》
五、指导教师意见：
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