前言：我們精心挑選了數篇優質橋梁設計論文文章，供您閱讀參考。期待這些文章能為您帶來啟發，助您在寫作的道路上更上一層樓。

第1篇

1三維數字化設計發展與現狀

1．1計算機輔助設計系統發展從1963年美國MIT機械工程Coons，首次提出了計算機輔助設計系統（CAD）概念開始，軍工、航空航天以及精密制造業等領域就開始了CAD的研究與開發。到20世紀80年代，CAD技術開始走向成熟，并廣泛應用于商業領域，開始出現在PC終端系統中。1989年，PTC公司推出Pro／Engineer產品，用參數化的特征設計為CAD三維設計建立了新的標準。此后，隨著全球經濟的發展，三維CAD設計開始普遍應用于航空航天、船舶、汽車及精密儀器制造業等領域［1－3］。

1．2三維設計應用在國內外的基礎建設領域，三維設計技術也正在蓬勃發展，其中在水利水電、公用與民用建筑等行業已經取得較為廣泛的應用，初步實現了二維設計向三維協同設計的轉換。如圖1所示。圖1水電廠房剖切視圖對于公路工程，特別是橋梁設計領域，CAD設計系統的發展相對較為緩慢，大多還處于二維階段，或者應用其他主流的三維CAD平臺對橋梁結構進行三維展示，中國交通部公路科學研究所研發的橋梁三維造型系統Bridge3D，嘗試了采用參數化技術進行橋梁結構外觀造型設計。但是，相對于制造行業的參數化、變量化的三維CAD設計系統差距還很大［4－5］。

2基于BIM技術的工程設計概念

2．1BIM技術定義建筑信息模型（BuildingInformationModeling，簡稱BIM）技術和理念由AutoDesk公司于2002年率先提出，它是通過數字化技術，在計算機中建立一座虛擬的建筑，一個建筑信息模型就是提供了一個單一、完整、邏輯的建筑信息模型［6－7］。BIM是貫穿在工程整個生命周期中，使設計數據、建造信息及維護信息等大量信息保存在BIM中，在建筑整個生命周期中得以重復、便捷地使用，如圖2所示。

2．2BIM技術在橋梁工程中的延展BIM的發展是始于建筑行業，但其內涵及外延早已超出了模型的范疇，也延伸出了建筑行業，甚至覆蓋了整個工程建設行業。對于橋梁工程而言，可以參考美國國家BIM標準，對橋梁信息模型（BIM）闡釋如下：（1）一個橋梁工程物理和功能特性的數字化表達。（2）一個共享有關橋梁建設項目所有信息的資源數據庫。（3）一個分享有關橋梁工程的信息，為該工程從概念開始的全生命周期的所有決策提供可靠依據的過程。（4）在項目不同階段、不同利益相關方，通過在BIM中寫入、提取、更新和修改信息，以支持和反映各自職責的協同作業，如圖3所示。圖3BIM技術支撐的工程范疇

3三維數字化設計與二維設計對比

對于橋梁設計而言，采用BIM的理念與傳統CAD相比，改變的是整個設計流程與設計方法。（1）從線條繪圖轉向構件布置。（2）從單純幾何表現轉向全信息模型集成。（3）從各工種單獨完成項目轉向各工種協同完成項目。（4）從離散的分步設計轉向基于同一模型的全過程整體設計。（5）從單一設計交付轉向工程全生命周期支持。對于橋梁設計行業，采用BIM技術不僅僅意味著效率與質量的提升，更重要的是設計方掌握了工程項目最核心的信息模型資源，不僅向業主方提供工程設計服務，而是向全壽命周期內各個工程參與方提供高附加值的服務與咨詢，使工程項目的潛在價值向設計階段前移［6］。

4基于BIM技術的橋梁三維設計技術

4．1信息需求的系統分析了解橋梁工程對三維設計技術的需求是建立三維設計系統的基礎，雖然其他行業的三維設計技術已經較為成熟，也有了成功的工程案例，但是橋梁工程建設對三維工程信息的要求有自身的特點，并不能將其他行業的工程需求照搬過來。因此，需要重新根據橋梁設計、施工與管理的特點分析其對工程信息的實際需求。只有得到各個工程參與方對三維信息的需求，才能使三維信息模型發揮其在工程建設中的核心數據平臺的作用。

4．2信息模型的參數化建立方法三維設計技術的核心是信息化的三維模型，通過前期分析得到各方的信息需求后，如何建立賦含上述信息的三維模型就成為關鍵。抽象化、變量化、參數化的設計技術是一種高效、直接和便于修改的信息化模型建立方法，該方法的核心思想是把工程項目中具有特征變化的圖元要素的特征值抽象為某個函數的變量，通過修改變量值，或者改變函數實現算法，就能夠獲得賦含各種信息的模型。主要工作在于尋找各類要素的特征變量及其與整個模型的邏輯函數關系［8－10］，橋梁三維模型如圖4所示。

4．3CAD－CAE信息共享技術橋梁設計的重要特點是結構計算分析在設計中占有極其重要的位置，計算分析結果決定了主要構件尺寸與構造形式，橋梁結構計算工作量在整個設計流程中占據較大的比例，對于復雜橋梁甚至是控制性的節點工作。因此，實現設計平臺與計算平臺的信息共享乃至無縫結合，對提高設計效率有著積極的作用。

4．4數字化工程的交付方式與標準數字化虛擬工程移交是三維設計發展的必然結果，因為傳統的二維圖紙載體已經被全信息模型所取代?；贐IM技術的橋梁工程設計產品是一個包含了各階段、各參與方所需信息的核心數據模型，這就需要針對不同信息接收方制定不同的產品交付方式與標準，交付方式與標準的確立，標志著三維設計階段轉向了三維信息化的施工與運營管理階段。

4．5一體化協同設計與管理技術從單點、離散式的分布設計轉向基于同一模型的一體化協同設計是BIM技術的重要標志，對于項目管理的效率與質量有著質的提升。同時，協同設計不僅僅指設計方內部的流程與設計過程管理，還包括設計產品交付、進入施工與運營階段后的協同信息交流與管理，甚至可以延展到工程全壽命周期內的各個參與方的協同工作。只有掌握了一體化協同設計與管理技術，才能發揮三維數字化設計對工程全壽命周期的技術支撐作用［7］。

5三維數字化設計發展存在的問題

（1）全行業對三維數字化設計的認識有待統一。目前整個交通建設行業的三維設計剛剛起步，政府主管部門、工程業主單位、設計單位與施工單位等各方對三維設計的理解與需求是不同的，而以上各方都應該是三維設計的參與方，也是受益方。因此，在交通行業發展三維數字化設計需要全行業對其有一個統一的認識。（2）從設計單位看，意味著設計習慣、工程流程與管理體系的再造。二維設計向三維設計的轉變，必然是一個緩慢的過程，大干、快上不符合技術發展規律。在三維設計起步階段，由于設計人員的技術不熟練，設計系統不夠完善，管理體系還不健全，可能會導致工作效率降低。因此，需要在工作中尋找發展與穩定生產的平衡點，這是一個不斷摸索、發展與調整的實踐工作。（3）從整個交通建設流程看，各個環節的發展節奏不一致。目前交通行業三維數字化的工作與重點集中在設計階段，大部分的實踐工作由設計院承擔。但是，設計階段只是工程建設的中間環節之一，其設計基礎數據的獲得要依靠前期的規劃與勘測方，后期產品要交付于審查與施工方，如果各個環節發展脫節，就難以發揮三維數字化的優勢。所以，三維數字化技術的變革比當年“甩圖板”工程涉及的范圍更廣，難度也更大。

6結束語

第2篇

橋址區地形較平緩，跨越的溝渠中部局部地段為負地形，大致呈鍋底狀，雨季排水較為不暢通，并經常存有死水灘，隨后幾日，緩慢下滲至地下深處。根據原始勘察資料，橋址區0～10.0m范圍內黃土（粉土）具Ⅱ級非自重濕陷性（中等），濕陷系數δs=0.023～0.080，自重系數δzs=0.015～0.034，自重濕陷量Δzs=6.19cm，總濕陷量Δs=56.88cm，橋臺基礎持力層位于該地層上，雖采用0.5m厚灰土墊層進行地基處理，但處理范圍僅在基礎之下局部范圍內，對基礎周圍地表水的下滲未起防水作用，從而使地表水擴散運移至基礎以下濕陷性黃土之中，在荷載作用下，產生濕陷下沉。其下沉速度較為緩慢，且隨季節具有一定的規律，在雨季期間，下沉較迅速，雨季后地下水下滲至地表深處時，下沉較為緩慢或停止。根據地勘報告,基底附加應力為203kPa，第一層土的平均附加應力+自重應力約為124.5kPa，大于9.4m以上土層的濕陷起始壓力，故第一層土在上部荷載作用和浸水狀態下，0～9.4m范圍內將會產生附加濕陷變形，變形量為56.88-2.46=54.42cm。據以上綜合分析，橋臺地基沉降量主要由濕陷變形量和土層壓縮變形量組成，其總的變形量為54.42+8.223=62.64cm，目前已沉降約33cm，完成總沉降的52.7%，以后還會繼續下沉，因此對其進行加固是非常必要的。

2橋梁的加固設計

本文針對其出現的橋臺整體沉降的病害提出了兩個具體加固方案。

2.1方案一

a）在原兩側橋臺前1.35m加設雙柱式橋墩，形成（1.7+12.6+1.7）m跨徑的雙懸臂板結構,橋臺的支撐作用慢慢消失，新的柱式墩主要起支撐主梁作用，b）鏟除后期養護逐年增加的瀝青混凝土，以減輕上部恒載，利用液壓頂升設備將空心板抬升，恢復原橋面的設計標高。c）在墩頂原鋪裝層增設一層直徑25mm的鋼筋網用以承擔墩頂負彎矩。d）墩蓋梁達到設計強度后，頂升主梁，落梁于墩頂支座上，形成雙懸臂結構，完成體系轉換。e）將原橋的背墻和側墻均相應進行加高，原橋臺基礎周圍需做防水封閉處理，以防止其繼續滲水下沉。

2.2方案二

a）先采用直徑為127mm的鉆頭鉆孔，鉆孔按梅花型布置，孔間距為1m，鉆孔深度為7m，要求鉆孔必須穿透原橋的擴基底部，用直徑為127mm的PVC管做護壁。b）通過PVC管將直徑為110mm，長度為8m鋼管樁垂直擊打到原橋擴大基礎底以下8m處，利用鋼管樁加固原有橋位處的地基，通過樁土復合作用共同承擔橋梁的上部荷載。c）為了減輕上部的自重，鏟除原橋面瀝青混凝土鋪裝25cm，利用液壓頂升設備將主梁進行頂升，梁下墊增高度為25cm焊接好的槽鋼，同時更換原橋支座。d）待主梁放下與支座緊密結合好后，需對橋臺處進行橋面連續的施工，澆筑鋼筋混凝土和瀝青混凝土，重新攤鋪瀝青混凝土鋪裝層。e）原橋臺基礎周圍需做防水封閉處理，以防止其繼續滲水下沉。

3設計方案比對

針對前述橋梁病害以及現行橋梁規范，為徹底消除隱患，保證現有橋梁的正常使用，本文擬定了兩個加固設計方案。

4結論

第3篇

上個世紀末我國公路建設高速發展，而在全國進行大范圍公路建設中因為橋梁樁承載力好，節省用料和人力的優點得到廣泛運用。橋梁的橋體的承載力主要就是靠橋梁樁來承擔，因此橋梁樁的基礎加固是公路工程建設的基本保障。尤其是在我國這種地形地質條件相對復雜的山區，公路橋梁路段多且承載量要求較高。但是，我國大范圍的橋梁樁基本上是鋼筋混泥土進行建設的，很容易出現一些問題。1）水分的自然侵蝕。首先是鋼筋混凝土中的鋼筋極容易被滲透的水分侵蝕，破換鋼筋的支撐力。當水分的侵入混凝土中的時候還會因為同堿性的水泥融合產生膨脹力，甚至導致混凝土裂開從而破壞掉整個橋梁樁，這個時候就會影響到整個橋梁的穩固，因此僅僅是自然的長時間的侵蝕就會造成整個橋梁樁的不穩定。2）極端氣候的破壞作用。除了水分的滲入會導致橋梁樁被破壞，低溫作用到水上會導致混凝土結構橋梁樁小孔中的水分結冰膨脹。而長時間的氣溫變化作用的不斷循環，就會導致混泥土結構的逐漸剝離甚至瓦解，事實上這個過程并不長，尤其是在地質和氣候比較復雜的地區，因此要特別注意防范和處理這種情況的發生。

2加固橋梁樁方法

橋梁樁對整個橋梁乃至整個公路的運行的重要作用不言而喻。因此在防范橋梁樁的損害問題上，必須迅速采取積極的應對處理方法，而這些方法必須是科學地針對橋梁樁的特點和問題，能夠切實地保障橋梁樁的穩固，主要從以下三個方面堅持：1）做好防范工作。為了保障橋梁的穩固性，除了針對進行橋梁設計之外，橋梁樁的本身質量要進行較為嚴格的鑒定并且明確后期追加的加固的方案。加固設計方案無外乎三個方面：硬度方面，強度方面和持久度方面。首先在硬度方面就是橋梁樁建造的穩固性；強度方面就是確定保證橋梁樁的整體性的穩固；持久度方面就是在建造的時候采用耐性良好的同時還要方便之后進行損傷部分的修復。從這三個方面著手，可以比較全面的做好橋梁樁的穩固性的防范工作。2）堅持效益最大化。在工程設計和建造中最基本的原則除了安全穩固之外就是經濟，以最小的原料和人工投入獲得最優的經濟效益，這就要求工程建造人員在橋梁和建設的時候做到效益最大化。3）務求實事求是。在公路建設前橋梁樁做好各項加固工作之外還必須實事求是，不能盲目加固浪費工程建設。合理的加固技術必須在原有的公路建設基礎上不僅起到實際加固的效果還可以有效控制工程再建的風險，降低工程建設的成本。

3橋梁樁加固設計的基本方案

3.1增加樁基進行加固

為了保證公路橋梁的整體的安全性，增加橋梁樁和擴大整個承臺的承載范圍和作用力，可以在橋梁樁基的載重能力不足采用。準確來講就是將原來的橋梁樁的承重進行擴大并且可以增加新的橋梁樁，這樣就可以提高橋梁樁的承載能力并且增加整個橋梁工程的穩定性。這項方法不僅能夠節省工程工作量，并且有著較為明顯的加固效果，但是它的局限性就在于為了達到加固效果會對原有的交通運行情況有所影響，因此也要考慮到它的實際操作性。

3.2橋梁樁基自體加固法

這個方法是在原有的混凝土樁基礎上進行加固，尤其是直徑偏小的鋼筋混凝土橋梁樁。因此這種方法不僅施工工程相對較小還提升了橋體的承載力。很多縣城上的小橋都是采用這種結構，工程實例上來說，某縣的公路橋橋寬近六米，橋梁樁為鋼筋混凝土結構，隨著經濟的發展還有橋梁的自然消耗，橋梁本身需要進行拓寬處理，而相應的橋梁的穩固性要求增加。

3.3橋梁樁的本身修補加固法

顧名思義，這個方法主要是針對已經出現受損狀況的樁基進行修補處理，從而增加橋梁樁的本身的強度，硬度和持久性。從工程實例上面來說，有一駕橋梁在建設初期河流比較充沛，受侵蝕情況相對比較嚴重。而最近幾年河流河床下降，樁基狀況比較明顯，尤其是橋梁樁的本身混凝土的表面受到較為嚴重的侵蝕，甚至鋼筋也因為橋梁轉的而發生銹蝕，橋梁樁的承載力受到非常嚴重的損害，整個橋身的安全性也得不到有效地保證。經過多重的分析和方案選擇，還有實地的調研考察，最終決定采用橋梁樁修補加固法對整個橋身進行修補加固。首先要調查和考評所有橋梁樁的受損情況和修補范圍，然后再通過鋼筋水凝土的修補和澆筑封裝橋梁樁和樁基。這個辦法不僅可以修補損害嚴重的橋梁樁，而且對橋梁樁的本身強度的增加有著較為明顯的作用。這個方法對于承載能力要求不高的橋梁有著較為明顯的作用，在大范圍的同類工程問題中值得借鑒和推廣，有助于為我國橋梁工程建設節約資源。

3.4擴大橋梁基加固法

這個方法是從整體的結構方面來進行加固的，橋梁樁的加固和橋梁基緊密聯系在一起。這樣一來整體上的穩固性能夠更加全面的增加橋體的穩固和安全。舉例來說，某個交通橋梁在進行年度檢測的時候發現橋梁樁樁體破壞比較嚴重，有比較嚴重的被侵蝕的損害現象，并且鋼筋也因此暴露出來，混凝土的上還出現了空洞現象，這樣一來明顯降低了橋梁樁的整體承載能力，并且整個橋梁的樁基承受力也隨著降低，因此進行加固處理是十分必要的。

4結束語