力学原理在桥梁施工规范中的应用.doc

力学原理在桥梁施工规范中的应用摘 要：对桥梁设计施工荷载与实际施工荷载进行了概括性介绍,对施工力学与一般力学的差异性进行了探索性分析,主要是设计施工荷载与实际施工荷载，并在此基础上研究了力学原理在桥梁施工规范中的应用。关键词：桥梁 施工 力学中图分类号：u445 文献标识码：a 文章编号：1674-098x（2011）12（a）-0000-00桥梁是供铁路、公路、渠道、管线等跨越河流或其他障碍并具有承载能力的架空建筑物，其建设经历了从小跨度到结构复杂的大跨度发展阶段。在当前，随着高新技术新材料的不断的应用，促使人们加紧了桥梁力学问题的研究，在理论和实践上都推动了桥梁力学的发展，桥梁力学的研究成果也使得桥梁的设计、施工及管理水平得到了进一步的提高。文章将力学原理在某座桥梁工程现场监理中的实际应用进行了总结。1 力学理论与设计施工荷载对于同一桥梁的设计结构可采用不同的施工方法，按理论设计出来的设计结构和一个按照施工图纸和技术规范一步步建筑起来的实际结构也会有着较大的差异性的。因此需要在实际设计桥梁时候结合理论与实际施工需要进行设计，主要考虑如下两方面问题。1.1 设计施工荷载桥梁设计除了对设计结构进行各种永久荷载还要考虑施工过程中的体系转换问题，对相应的施工荷载进行分析。在桥梁的设计使用期内，恒载随时间的变化与平均值相比可忽略不计。永久荷载包括结构自重，桥上附加荷载等。可变荷载在设计使用期内随时间而变化，且变化与平均值相比是不可忽略的。如行车荷载、风载等。偶然荷载是指船只或漂流物的撞冲力和地震荷载等。设计施工荷载指在桥梁设计中考虑到了的施工荷载。1.2 实际施工荷载在桥梁建设期间，结构所承受的实际施工荷载要远远多于设计时所考虑到的施工荷载。它包括在桥梁施工的全过程中所承受的各类临时性荷载，以及由于施工原因所造成持久性施工荷载。(1)持久性施工荷载:施工过程中的安装误差、箱梁内模模板和内支撑的永久性存留均会引起持久性的施工荷载。(2)非设计性重复性荷载:为满足桥梁施工方法或施工工序的需要，施工结构常常会承受各种非设计性的加荷与卸荷等附加外力的作用，如钢模板、养生水箱等的安装与拆除，桥上吊具起吊、卸落等持续性工作等。(3)施工动荷载:桥面铺装时振动压路机的振动，桥面各种杂物造成的施工车辆的颠簸，桥面开放初期伸缩缝处的车头跳车等都是造成非设计性施工动荷载的原因。2 力学原理在桥梁施工规范中的应用为了适应我国公路桥涵建设规模不断扩大的需要，建设部门人员总结了实际经验教训编写了公路桥涵施工技术规范(jtj041一2000)，从不同方面体现了力学原理的应用。2.1 力学原理简单桥梁设计的应用在设计桥梁时，首先拟定组成桥梁结构的各构件的尺寸，然后再对其进行强度、刚度和稳定性等方面的计算，从而判断所拟定的尺寸是否合理，如果合理，则所拟定尺寸通过，反之再重复以上过程，直到所设定的尺寸满足要求为止。对于简支梁桥的设计，一般先计算行车道板，再计算主梁、横隔梁、支座，最后计算墩台基础。还需要重点研究荷载横向分布概念及荷载横向分布系数的计算方法，对主梁、横隔梁的受力特点进行分析，给出公路桥涵结构按承载能力极限状态、正常使用极限状态设计时效应组合的计算方法。2.2 支座设计的力学支座是设置在桥梁上部结构与下部结构之间的重要联系构件，其主要作用是将上部结构的支承反力(包括结构自重和可变作用引起的竖向力和水平力)传递到桥梁墩台，同时保证结构在汽车荷载、温度变化、混凝土收缩和徐变等因素作用下能自由变形，以使上、下部结构的实际受力情况符合结构的静力图式，梁式桥的支座一般分成固定支座和活动支座两种。固定支座既要固定主梁在墩台上的位置并传递竖向压力，又要保证主梁发生挠曲时在支承处能自由转动；活动支座只传递竖向压力，但要保证主梁在支承处既能自由转动又能水平移动。橡胶支座具有构造简单、施工方便、造价低、吸震好、结构高度小、安装方便和使用性能良好的优点。此外，方便地适应任意方向的变形，故特别适应于宽桥、曲线桥和斜交桥。橡胶的弹性还能削减上、下部结构所受的动力作用，对于抗震十分有利。在当前，橡胶支座已经得到越来越广泛的使用。当竖向力较大时则应使用盆式橡胶支座。它由不锈钢滑板、聚四氟乙烯板、盆环、氯丁橡胶块、钢密封圈、钢盆塞及橡胶防水圈等组成。它是利用设置在钢盆中的橡胶板达到对上部结构承压和转动的功能，利用聚四氟乙烯板和不锈钢板之间的平面滑动来适应桥梁的水平位移要求。盆式橡胶支座按其工作特征可以分为固定支座、多向活动支座和单向活动支座三种。与板式橡胶支座相比，盆式橡胶支座具有承载能力大、水平位移量大、转动灵活等优点，因此特别适宜在大跨度桥梁上使用。2.3 拱桥构造与设计拱式结构具有悠久的历史，在各种构造物中得到了广泛的应用。在桥梁工程中，拱桥也是应用较多的桥形结构之一。拱式结构在竖向荷载作用下，在支承处不仅产生竖向反力，而且产生水平推力，正是由于水平推力的存在，使得拱内弯矩大大减小，从而使整个拱的受力状态以承压为主，截面应力分布较为均匀，可以充分发挥材料的强度，增大跨越能力。由于拱的上述受力特点，拱桥不仅可以利用钢材、钢筋混凝土等材料修建，也可以利用抗拉性能较差而抗压性能较好的石料、混凝土等修建。3 结语目前，常见的都是桥梁美学或桥梁建筑艺术方面的专著。而对结构受力特性的研究、力学与美学关系的研究、桥式方案设计构思与比选的研究等则寥寥无几。作为桥梁方案构思与优化的桥梁建筑学应不仅包括桥梁美学，美学应是其中一部分，桥梁不仅是具有形状、尺度、色彩和材质等因素的立体作品，具有观赏性，更重要的应具有实用与功能性。桥梁之美只有通过结构的构思与建筑设计满足实用与功能需要方能得以实现，它才应为桥梁建筑学的核心。在过去，由于设计理论的落后，尤其是结构的计算主要采用手算、计算尺和机械式计算机进行，当需要深入理解结构的受力性能，还需要进一步将力学理论用于桥梁设计与施工规范中。参考文献1 黄皓, 陈俊宏. 桥梁施工控制的一些力学问题j. 中国城市经济, 2011,(09)2 刘海忠, 王萌. 大跨径箱型连续刚构桥施工监控研究j. 科技