角度在桥梁中的应用

2024-11-13 版权声明 我要投稿

角度在桥梁中的应用(共11篇)

角度在桥梁中的应用 篇1

摘要:指出了智能材料结构发展经历的几个阶段,介绍了传感器、驱动器和控制器的组成元件及功能,重点介绍了智能复合材料在桥梁中的应用,并对智能复合材料的应用进行了展望。

关键词:智能复合材料;智能混凝土;CFRP;智能结构系统;仿生 智能材料结构的发展

智能材料结构的发展经历了三个阶段。将传感器集成在材料中构成带有内置传感系统的结构,称为被动机敏结构。被动机敏结构能够监测自身的状态变化,从而确定自身结构的完整性、损伤程度、变形以及振动情况等,也即具有自诊断功能。在被动机敏结构中集成驱动器就形成主动机敏结构。主动机敏结构不但能感知自身状态的变化,而且能够修正自身的状态以满足不同的需要,也即具有自诊断、自适应或自修复的功能。主动机敏结构引入以人工神经网络为基础的自学习系统,即成为智能材料结构。

智能材料结构中应用最广泛的是以复合材料为基体的智能复合结构材料。实现智能的关键元件

智能复合材料实现智能功能的关键是植入了传感器、驱动器和控制器。

(a)传感器包括光导纤维、压电陶瓷、压电薄膜和电阻应变丝等,其主要作用是感知外界环境的变化。其中:光导纤维主要用于测量微应变和传输光信息;压电材料有压电晶体、压电陶瓷和压电聚合物,因具有压电效应,在受应变时表面产生电荷,在施加电场时能产生应变,故既是传感器,又可作为驱动器。

(b)驱动器埋在复合材料中,在接受到激励能后可产生改变结构形状、刚度、位置、应力状态等动作。主要有记忆合金、压电材料、电流变现象和磁致伸缩等,要求性能稳定、响应快、易于控制和激励能小。近年来,航天结构用电活化聚合物和导电聚合物驱动器也在开发之中。

(c)控制器 功能是传递来自传感器的信息,处理、变换和识别这些信息,诊断、预测和作出决策,触发驱动器以改变材料的响应特性。

智能复合材料在桥梁中的应用

当前,智能复合材料在许多领域有广阔的应用,如机械装置噪声与振动的自我控制,飞机的智能蒙皮与自适应机翼,桥梁与高速公路等大型结构的自增强、自诊断、自愈合功能,以及智能纺织品等。下面介绍几个智能复合材料在桥梁中的应用实例。

(1)智能混凝土

随着人类社会和科技的发展,混凝土材料不仅要承受荷载,还要适应多功能和智能建筑的需求。智能混凝土应运而生,例如:导电水泥基复合材料、屏蔽磁场水泥基复合材料、损伤自诊断混凝土、温度自调节混凝土等。其中有代表性的为自修复混凝土。该混凝土的原理是将含有粘接剂溶液玻璃空心纤维混入混凝土,混凝土材料在外力作用下发生开裂后,玻璃空心纤维就会破裂而释放粘结剂,粘结剂流向开裂处,使之重新粘结起来,达到愈伤的效果。此外,美国还根据动物骨骼的结构和形成机理,尝试制备仿生混凝土材料。其基本原理是采用磷酸钙水泥(含有单聚物)为基体材料,其中加入多孑L的编织纤维网,利用多孑L纤维在水泥水化和硬化过程中释放出聚合反应引发剂,与单聚物聚合成高聚物,聚合反应留下的水分参与水泥水化,使纤维网的表面形成大量互相穿插粘结的有机及无机物质,制成类似动物骨骼结构无机有机相结合的复合材料。同时当混凝土发生损伤时,多孑L有机纤维会释放高聚物,使损伤愈合。

(2)智能修复材料—CFRP 随着使用年限的增加和使用环境的变化,桥梁等基础设施的损坏和功能失效极为普遍和严重,都需进行补强加固修复。传统修复技术如钢板加固有一些缺陷,如钢板腐蚀,钢板不易变形,施工难度大,质量不易保证,施工周期长,难度大,费用高,特别是不能修复形体复杂构筑物。

先进复合材料中的碳纤维复合材料(CFRP),即碳纤维(一维或三维织物)为增强材料,高分子聚合物为基体的复合材料,是一种利用新材料新工艺制造的高级材料。

采用CFRP修复补强损坏的钢混构筑物(如桥梁、隧道等),其优点为:轻质高强,耐腐蚀,施工便捷不需要大型机具,施工周期短,合费用低。与传统修复方法比较,CFRP法施工周期为l/3~1/4,修复费用为l/2~1/3。进而以桥梁为例,CFRP法对旧桥修复补强费用仅为建新桥的1/10~3/10,因此颇受各国重视。

(3)智能结构系统的应用

——芜湖长江大桥长期健康监测与报警系统的建立

芜湖长江大桥是一座公铁两用的特大桥梁,是我国铁路路网和公路路网上的一座重要桥梁,它代表我国目前桥梁设计和建设的最高水平。实现该桥结构健康监测,对于验证和改进大型桥梁结构的设计理论,修改设计规范,提高大桥的检测、养护、维修及管理效率,促进我国大型桥梁结构的科学研究和建桥技术的发展具有重要的理论意义和实用价值。

如今,工程师们只要坐在办公室里就可以对千里之外的桥梁的安全和健康状况了如指掌。

芜湖长江大桥长期健康监测与报警系统主要由传感器系统、数据采集系统、数据传输系统、数据处理与管理系统、安全评估系统和信息显示系统等组成。实时监测桥梁工作环境和结构性能,定期检测混凝土桥面板应力,整体节点应力及公路、铁路纵横梁应力,并及时对监测结果进行分析、处理、存储及传输,便于工程师们快速查询各种监测结果。

但是,此系统还有一些待完善的地方,比如如何实现自动评价大桥结构承受动、静载的能力,评价结构的安全性和可靠性,自动进行结构的损伤识别和寿命评估等,要想解决还需要进行大量理论研究和现场实测数据的积累。智能复合材料的应用展望及发展趋势

 应用展望:未来的桥梁上的智能健康监测系统应该不仅能对超载车辆发出报警信号,还能发出阻击的行为;未来的衣柜能自动整理衣服并对未洗干净的衣服发出提示;未来的防盗门面对不法侵入者不仅能发出报警信号,还能发出像蜘蛛网、催泪弹、催眠香那样的物质阻止入侵者。 发展趋势:传感器和驱动器的多功能集成、”材料-结构-系统“一体化的智能系统的自动化设计与制造、智能材料器件的微小型化、智能材料系统和结构中各器件的自动修复和替换技术。结束语 智能材料的构想来源于仿生,它的目标是想研制出一种材料,使它成为具有类似于生物的各项功能的”活“的材料。因此智能材料必须具备感知、驱动和控制这三个基本要素,所以一个智能材料系统一般由两种或两种以上的材料复合构成,这也使得智能材料的设计、制造、加工和性能结构特征均涉及材料科学的最前缘领域。

参考文献

角度在桥梁中的应用 篇2

Dr.Bridge系统是一个集可视化数据处理、数据库管理、结构分析、打印与帮助为一体的综合性桥梁结构设计与施工计算系统。系统的编制完全按照桥梁设计与施工过程进行, 密切结合桥梁设计规范, 充分利用现代计算机技术, 符合设计人员的习惯。对结构的计算充分考虑了各种结构的复杂组成与施工情况, 计算更精确;同时在数据输入的容错性方面作了大量的工作, 提高了工作效率。

1.1 特别是对于直线桥梁, 能够计算钢筋混凝土、预应力混凝土、组合梁以及钢结构等各种结构体系的恒载与活载的各种线性与非线性结构响应。其中非线性的包括内容如下:

1.1.1 结构的几何非线性影响;

1.1.2 结构混凝土的收缩徐变非线性影响;

1.1.3 组合构件截面不同材料对收缩徐变的非线性影响;

1.1.4 钢筋混凝土、预应力混凝土中普通钢筋对收缩徐变的非线性影响;

1.1.5 结构在非线性温度场作用下的结构与截面的非线性影响;

1.1.6 受轴力构件的压弯非线性和索构件的垂度引起的非线性影响;

1.2 对于带索结构可根据用户要求计算各索的一次施工张拉力或考虑活载后估算拉索的面积和恒载的优化索力。

1.3 活荷载包括:汽车、挂车及人行荷载, 按公路规范和城市荷载规范, 铁路荷载按铁路规范, 还有特殊荷载与特殊车列。

可以按照要求对各种构件和预应力钢束进行承载能力极限状态和正常使用极限状态及施工阶段的配筋计算或应力和强度验算, 并根据规范限值判断是否满足规范要求。

2 桥梁博士的计算原理

有限元方法的步骤:

2.1 结构简化与离散化, 并对离散结构进行单元、节点编号;

2.2 整理原始数据, 包括单元、节点、材料、几何特性、荷载信息等;

2.3 形成各单元的单元刚度矩阵;

2.4 形成结构原始刚度矩阵;

2.5 形成结构荷载向量, 它是节点力与非节点力的总效应;

2.6 引入支承条件;

2.7 解方程计算节点位移;

2.8 求各单元内力和各支承反力。

直线桥梁结构计算采用常规的位移法进行, 即先形成单元刚度矩阵, 经坐标转换后形成总刚度矩阵, 形成荷载右端项, 求解结构位移列阵, 据此得到节点位移、单元内力以及支承反力。在此基础上考虑施工阶段, 采用增量理论, 逐步推进, 逐步累计, 获得最终结构效应。

对于结构总刚度矩阵的处理, 系统中有几种特殊情况, 其一是边界条件的处理, 对于刚性支承, 如果有强迫位移, 则在处理总刚度之前将强迫位移引起的右端项形成, 然后处理总刚度, 结构计算结束后再迭加其预处理结果;对于弹性边界, 则将弹性系数迭加到相应的总刚度位置上;如果结构中存在主从约束关系[1], 则在形成总刚度时将对应从约束刚度迭加到主约束位置上。

结构的主从约束关系主要用于处理结构的各种位移不连续情况, 即结构中的各种铰节点, 其中有单向铰、双向铰等, 使用的方法是在铰节点处设置多于一个的节点号, 节点号之间用主从关系描述, 如果三个方向都有主从关系则等价于节点处固结, 即所有位移在此都连续。结构的节点坐标, 系统是根据各节点单元通过的情况确定的, 对于节点不重合的情况下, 系统自动形成刚臂, 无需输入刚臂[2], 仅在输入单元的节点坐标时应输入关心位置的坐标。桥梁博士系统的恒载索力优化采用的是以整个结构的弯曲能量最小为目标的;具体的计算方法是将各工作单元的面积充大数而将结构按一次落架求得拉索的索力, 此索力即作为恒载的最优索力。

3 模型的建立

3.1 数据输入

采用标准界面人机交互进行, 并配有强大的数据编辑和自动生成工具, 使原始数据的输入更加明了和方便:

3.1.1 输入数据的过程中可同步以图形或文本查看输入数据的信息;

3.1.2 新加了单元、截面、钢束与CAD的互导模块, 使得输入更加方便;

3.1.3 新增的引用参考线, 大大简化了曲线钢束的输入, 参见图1;

3.1.4 系统对原始数据采用三级检错以确保原始数据的可靠性;

3.2 数据输出

系统对计算结果的输出采用详尽的思想, 通过分类整理, 可以按照要求一次或多次输出, 便于分析中间数据结果或整理最终数据文档。

3.3 输出方式

输出的方式有图形、表格及可编辑的文本, 参见图2, 并配有专门的图形结果后处理系统, 便于打印出图纸规格化的计算结果图形。

新增的报表输出, 可自定义输出报告格式模板, 各种计算数据、效应图形按设定自动输出。

3.4 数据准备

3.4.1 结构离散:

在进行结构计算之前, 首先要根据桥梁结构方案和施工方案, 划分单元并对单元和节点编号, 对于单元的划分应遵从以下原则:a.对于所关心截面设定单元分界线, 即编制节点号;b.构件的起点和终点以及变截面的起点和终点编制节点号;c.不同构件的交点或同一构件的折点处编制节点号;d.施工分界线设定单元分界线, 即编制节点号;e.当施工分界线的两侧位移不同时, 应设置两个不同的节点, 利用主从约束关系考虑该节点处的连接方式;f.边界或支承处应设置节点;g.不同号单元的同号节点的坐标可以不同, 节点不重合系统形成刚臂;

对桥面单元的划分不宜太长或太短, 应根据施工荷载的设定并考虑活载的计算精度统筹兼顾。因为活载的计算是根据桥面单元的划分, 记录桥面节点处位移影响线, 进而得到各单元的内力影响线经动态规划加载计算其最值效应, 对于索单元一根索应只设置一个单元。

3.4.2 施工分析

划分施工阶段, 确定施工周期;各施工阶段的具体操作包括安装的单元号、张拉的钢束号、添加的外力荷载、本阶段的内部、外部约束条件、挂篮的操作步骤、拉索单元的索力调整等等。桥梁结构不同的施工方法将导致结构的最终成桥内力不同。施工阶段的划分, 对于结构设计有很大的影响。

3.4.3 荷载分析

这部分包括施工荷载分析和运营荷载分析。

结束语

桥梁博士软件是一项功能强大的软件, 本文对其总体功能及原理进行了简单的介绍, 并对其建模过程进行了简单的阐述, 供相关人士参考。

参考文献

[1]范立础主编.桥梁工程[M].北京:人民交通出版社, 1990:211-217.

车刀角度在车削刃磨教学中的应用 篇3

关键词:刀具角度 刃磨 车工

在车床上进行切削工作主要依靠主轴带动工件的旋转主运动和刀具的进给运动相互工作来完成,所以车刀角度的选择合理与否,车刀的角度正确与否,都直接影响到工件的加工质量和切削效率。

切削加工中,车刀前后刀面处于剧烈的摩擦和切削热的作用下,会使切削刃口变钝而失去切削能力,只有通过刃磨才能使切削刃口恢复和保持正确的角度。而车刀的刃磨有机械刃磨和手工刃磨两种,虽然机械刃磨质量好、效率高,操作方便,但在小型加工厂仍以手工刃磨为主,所以车工必须掌握手工刃磨车刀的技术方法。因而对于一个车床操作工人来说,不仅要懂切削原理和车刀角度知识,还必须熟练地将所选角度应用到刃磨中去。下面以90°外圆车刀为例分析角度和刃磨关系。

一、对车刀角度进行分析

车刀切削部分有六个独立的基本角度:主偏角kr、副偏角kr,前角γo、主后角αo、副后角αo和刃倾角λs,还有两个派生角度:刀尖角εr和楔角βo。

1.基面投影面内的角度

(1)主偏角kr:主要影响车刀的散热条件、切削分力的大小和方向的变化及对切屑厚薄的影响。选择其大小时主要考虑工件的形状和刚性。

(2)副偏角kr:主要减少刀具副刃对工件已加工表面的接触,影响工件的已加工质量和车刀的强度。

(3)刀尖角εr。

2.正截面投影面内的角度

(1)前角γo:前角的大小主要影响刀具刃口的锋利程度、切削力的大小及车刀的强度和散热情况。在刀体强度允许的情况下,应尽量选择较大的前角以减小切削力提高刀具的锋利程度。

(2)主后角αo:主要是减小后刀面与工件上过渡表面之间的接触,以提高加工质量,提高刀具的使用寿命。

(3)楔角βo。

3.副截面投影面内的角度

副后角αo:一般和主后角αo角度想到,但在切断等这样的特殊情况下,为了保证车刀强度,副后角应选较小的数值。

4.切削平面投影面内的角度

刃倾角λs:主要控制切屑的排出方向。当具有负值刃倾角时,可增加刀具的强度,并在刀具进行冲击切削时能保护刀尖。

二、车刀的刃磨

第一,磨去车刀前、后面上的焊渣,并将车刀地面磨平。

第二,粗磨主后面刃磨时,需要考虑车刀将要形成的角度,使刀具轴线平行于砂轮中心轴线,刀具后刀面对应砂轮处于略高于砂轮中心的水平位置。为了形成刀具的主偏角和主后角的角度,将车刀向左前一个角度让出主偏角的角度,将车刀在倾斜处主偏角的角度后再向上翻转一个后角的角度,然后保持姿势,在刃磨过程中左右轻轻移动,直到角度磨出。

第三,粗磨副后面刃磨时,同样需要考虑车刀将要形成的角度,使刀具处于略高于砂轮中心的水平位置。为了形成刀具的副偏角的副后角的角度,使刀具轴线垂直于砂轮中心轴线,副后刀面对应砂轮处于略高于砂轮中心的水平位置。然后将车刀前面部分抬起一个副后角的角度,同时车刀后面部分向右偏移一个小的角度,目的是为了修出副偏角的角度,保持姿势,在刃磨过程中左右轻轻移动,直到角度刃磨出。

第四,粗精磨前刀面,使刀具前刀面对应砂轮,刀具轴线平行于砂轮中心轴线,将刀具沿轴线方向向操作者方向翻转一个前角的角度,同时让刀具刀柄部分向砂轮方向水平旋转一个刃倾角的角度,保持姿势,左右轻轻移动刃磨刀具,修出前角及刃倾角,保证前角前角γo=3°~5°,刃倾角λs=0°~3°。

第五,粗精磨后刀面和副后刀面。在粗磨的基础上再加以精磨,最后保证主偏角kr=90°~93°,主后角αo=6°~8°,副偏角kr=6°~8°,副后角αo=6°~8°的角度。

第六,刃磨刀尖圆弧,即将后刀面和副后刀面的交线进行倒圆一个很小的半径,目的是为了保证刀尖强度,提高刀具的使用寿命。

第七,研磨。在砂轮上刃磨出来的车刀,由于砂轮的粒度及使用情况,可能会导致切削刃有时会不够光洁平滑。这样的车刀在使用时不仅会影响工件的加工质量,而且会降低刀具的使用寿命,切削中还可能会崩刃。所以手工刃磨的车刀还要用油石研磨。研磨时,手持油石在刀面上沿刀刃来回移动,保证动作平稳,用力均匀。最终消除刃磨后的痕迹,使刀面粗糙度值达到Ra0.4~0.2μm。

总之,要想在加工过程中获得更好的加工质量,合理正确地刃磨刀具是至关重要的一个因素。在教学和学生的学习过程中,必须将刀具的角度和不同角度对生产过程的影响加以分析并掌握,才能很好地利用角度知识刃磨出合理角度的刀具。

参考文献:

[1]彭德荫.车工工艺与技能训练[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2002.

[2]王为健.金属切削原理与刀具[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2007.

角度在桥梁中的应用 篇4

锚喷网支护属于主动制约机制的支挡体系,其技术实质是隧道施工技术中锚喷支护技术在软土地基中的延伸,它在其加强的.复合土体中能够起箍束骨架作用,提高土坡的整体刚度和稳定性.对于类似桥梁工程的施工,具有非常突出的借鉴意义.

作 者:张丽娟 Zhang Lijuan  作者单位:石家庄铁道学院,河北,石家庄,050043 刊 名:石家庄铁路职业技术学院学报 英文刊名:JOURNAL OF SHIJIAZHUANG INSTITUTE OF RAILWAY TECHNOLOGY 年,卷(期): 8(2) 分类号:U445.55 关键词:锚喷网支护   基础开挖   施工要点  

角度在桥梁中的应用 篇5

壁可注入法在修补桥梁裂缝中的应用

“壁可”注入法是桥梁裂缝修补施工中采用的.一种新型方法,它的应用解决了桥梁结构裂缝的修补难题,既保证质量,又便于施工,效果显著.文章以钦州市小董大桥裂缝修补为例,介绍采用SZC518裂缝灌注胶材料进行“壁可”注入法修补桥梁裂缝的技术.

作 者:黄斌 蔡昭林 HUANG Bing CAI Zhao-lin  作者单位:广西壮族自治区沿海公路管理局,广西,钦州,535000 刊 名:西部交通科技 英文刊名:WESTERN CHINA COMMUNICATION SCIENCE & TECHNOLOGY 年,卷(期):2009 “”(5) 分类号:U445.7 关键词:桥梁裂缝   壁可法   修补  

角度在桥梁中的应用 篇6

以忠县长江大桥忠县岸引桥盖梁悬空支架施工为例,阐述了采用常备式结构贝雷梁、万能杆件作为悬空支架来浇筑盖梁的技术,列举支架设计计算实例以及施工要点,指出该方法结构简洁,受力明确,安全可靠且具有较好的经济性.

作 者:胡娟 孙晓义 HU Juan SUN Xiao-yi 作者单位:胡娟,HU Juan(陕西铁路工程职业技术学院,陕西,渭南,714000)

孙晓义,SUN Xiao-yi(中铁一局集团桥梁工程有限公司,重庆,401121)

角度在桥梁中的应用 篇7

1 大跨径桥梁施工技术要点

1.1 基础施工部分

1.1.1 深水承台。

承台处于深水区, 容易受到水流和水压的影响, 为了减轻影响就要将孔柱之间的距离减小。但是承台的整体尺寸较大, 若想减少孔柱的距离就会增加施工的难度。为了减小这种影响, 目前的有效方法就是使用钢吊箱和钢套箱。在使用钢吊箱时, 是在水上进行整体吊装, 在深水区进行封底, 这样安装的准确度会更高。在搭建深水大型钻孔平台时, 钢护筒平台要将护筒埋入较深的土层还要在顶部安装顶板进行加固钻柱。这是因为承台的底部土层较软水流较大, 承台与河床的间距较大, 如果钻柱固定不稳, 承台无法搭建。

1.1.2 地下连续墙。

地下连续墙是大跨度桥梁的基础组成, 修建地下连续墙可以减弱施工过程中的噪声和振动, 同时它的刚性和防渗性能很优越。

1.1.3 大型沉井。

沉井的施工形式多数是钢筋和混凝土相结合的, 而且沉井在施工中要求尺寸较大, 精度较高。在施工的过程中, 要使用其他的器械进行辅助定位和导向, 控制合理的着床高度和时机。

1.2 索塔施工

1.2.1 钢索塔。

钢索塔是需要提前加工的, 将已经加工好的部件运到施工现场进行组装。钢索塔组装完毕后要选择合适的塔吊, 根据负载和施工条件来选择塔吊。

1.2.2 混凝土。

电梯和塔吊是混凝土索塔的主要施工设备。塔吊的主要作用就是将塔柱模板提高到规定位置, 起到一定的支撑作用, 配合整个施工进度的调整。在进行混凝土索塔横梁施工时, 要着重注意落地钢管的浇筑。在浇筑时要一层层, 一部分一部分的进行, 确保混凝土的紧实度和平整度。混凝土浇筑不均匀会使浇筑后的混凝土内部应力不稳定, 出现裂缝或粘着性降低等现象。

1.3 上部结构施工

1.3.1 梁段。

桥梁施工的浇筑方式主要有悬臂施工法、就地浇筑法、顶推施工法以及逐孔施工法等。大跨径桥梁的梁段结构的施工主要运用混凝土箱梁再加以钢管支架法的辅助, 对于PK断面的箱梁需要运用分块浇筑的方式来避免裂纹的产生, 而整体式的箱梁可以采用整体箱梁浇筑的方式。中跨合龙运用顶推辅助合龙的施工工艺, 在满足了理论设计线形与受力的同时还保持了桥梁的几何尺寸大小。

1.3.2 斜拉桥斜拉索。

斜拉桥斜拉锁承受较大的牵引力, 因此需要采用梁段牵引或张拉的施工工艺, 在施工过程中可采用桥面吊机与梁端牵引导向装置一体化的设计来减少悬臂前端的载荷大小, 进而保证斜拉索弯曲的半径。与此同时, 只有保持斜拉索钢丝稳定性才能有效地保证其受力及索长的要求。

2 大跨径连续桥梁施工技术应用于桥梁施工之中

2.1 斜拉桥中的应用。

斜拉桥桥梁施工的重点是混凝土主梁、索塔、长拉索、钢主梁、合龙梁段以及大跨径主梁等环节的施工。混凝土主梁主要采用挂篮悬浇的方式进行施工, 并定期对挂篮进行试拼、检验、预压以测定其相关性能状况, 同时还需通过施工控制来解决因温度变形及支承的影响;索塔的施工方法则主要有劲性骨架挂模提升法、爬模法等, 应根据索塔的材料、结构来选择合理的施工设备与方法;长拉索的施工则应将抗风能力与抗振能力列入考虑范围之中, 可以利用固定一方的方法来检校振动的影响;钢主梁的施工则强调选用符合设计标准的合格材料, 安装时还应注意温度变化对材料尺寸与形状的影响;合龙梁段的施工需运用防止施工荷载超平衡变化以及预埋临时的连接钢构件的相关措施, 从而防止裂缝现象的产生。

2.2 悬索桥中的应用。

悬索桥的桥梁施工过程之中需要注意锚道面架设、索力调整、吊装以及锚锭大体积混凝土施工等问题。锚道面架设需要注意监测塔的偏移量以及承重索的垂度;索力调整则需要将设计参数作为主要依据, 并辅之以现场施工中的实际测量值;吊装需要结合实测塔顶位移及设计的要求来合理安排安装的顺序, 注意及时修正合龙段长度以及节段时间的预留间隙, 从而保证施工的安全与质量水平;锚锭大体积混凝土施工则需着重注意温度的控制, 在必要时采用通水冷却、添加外掺剂、优化水泥的选择以及分层施工等有效措施, 从而避免因混凝土内部产生应力而开裂分离现象的发生。

2.3 拱桥中的应用。

拱桥在我国出现很早, 建筑技术也应用的较为广泛, 虽然有了现代的无支架施工的建桥技术但拱桥依然是大跨径桥梁的主要桥型。拱桥一般分为上中下三种承式, 又可以按照施工材料分为石拱桥、混凝土桥等。拱桥在我国存在时间长, 在应力结构上有着独特的优点, 能够减少桥梁的形变增加桥梁的稳定性。拱桥是在竖直荷载的作用力之下, 并承受结构拱肋压力的拱式桥梁, 其支座在承受竖直方向力度的同时还承载着水平方向的力, 因此相较于普通梁桥而言拱桥对地基的要求更高, 这也要求在施工中要加强地基的夯实。

3 施工技术的控制

3.1 计算参数。

大跨径桥梁的施工需要明确很多的数据, 其中混凝土的力学指标是最常用的, 也是最为重要的。为了最后桥梁施工的质量达标, 一定要明确实际操作中混凝土的力学指标。在桥梁施工中应力对桥梁的影响很大, 控制好应力的变化对桥梁的建筑质量也是非常重要的。通常将桥梁的结构断面作为研究对象, 了解结构实际应力构造是非常必要的。

3.2 标高施工。

线形控制在桥梁的施工中也是非常必要的。桥梁建筑完成后, 桥梁会因为基地和材料的原因发生沉降或者是收缩, 为了保障桥梁与设计的数据相一致, 就要对桥梁进行预拱。通过公式进行计算预拱高度。

3.3 合拢施工在桥梁进行合拢时, 要先在两端挂上等重的配重, 调整两端的高差, 当高差稳定后, 才能进行焊接。

在进行合拢时要先从边跨开始, 边跨合拢完毕才能进行中跨合拢。在进行合拢时要考虑温度的影响, 多选取一天中温度最低的时候进行。

4 结论

现今社会科技和经济在大步伐前进, 桥梁的结构形式也在不断优化和改进。大跨度桥梁施工技术是现代最先进的施工技术, 可以将时间性、技术性和协调性融合在一起, 指导整个桥梁的施工过程, 也是未来桥梁建筑的发展趋势。桥梁工作者还需要继续探索研究, 不断的完善大跨径桥梁的施工技术。我国的公路建设技术已处于世界前列, 如何优化建筑结构和模式, 提高桥梁的使用寿命和质量安全依然需要我们继续努力。

摘要:社会经济在不断发展, 基础建设在不断完善, 道路桥梁的建设也成为经济建设中的重要组成部分。交通业的快速发展, 我国的公路建设技术已居于世界先进水平。大跨径桥梁施工技术是目前公路建设中较为常用的施工技术并得到广泛的推广。本文主要对大跨径桥梁的施工技术特点及其应用进行简要分析。

关键词:大跨径桥梁,桥梁施工,应用

参考文献

钻孔灌注桩在桥梁施工中的应用 篇8

【摘要】随着我国交通行业的快速发展,桥梁工程建设规模也不断扩大,这对钻孔灌注桩也提出了越来越高的要求。钻孔灌注桩具有施工效率高、质量好、技术成熟等众多优点,文章对桥梁施工过程中钻孔灌注桩的施工技术特点和施工工艺展开了分析。

【关键词】钻孔灌注桩;桥梁;施工

一、钻孔灌注桩施工技术特点

根据不同的护壁形式,钻孔灌注桩技术可以分为泥浆护壁钻孔灌注桩和全套管钻孔灌注桩。桥梁工程施工过程中,泥浆护壁钻孔灌注桩施工需要先按照桥梁工程施工设计要求,以一定比例制备水泥浆液,达到悬浮钻渣和冷却钻头的目的。桥梁工程泥浆护壁可以用于润滑器械和保护钻具,防止护壁形成泥皮过程中发生钻孔坍塌。桥梁工程施工应用全套管钻孔灌注桩技术,节省了清理钻孔和制备泥浆的环节,这种新型钻孔灌注桩在我国桥梁工程中应用广泛。钻孔灌注桩技术成熟,施工噪音和震动较小,适用于多种桥梁地基,但是也存在一定的局限性,因此在实际的桥梁工程施工过程中应规范施工操作,充分发挥钻孔灌注桩技术应用优势。

二、桥梁施工中的钻孔灌注桩技术应用

1.钻孔施工

(1)平整施工场地。桥梁工程施工之前,仔细平整和处理施工场地,彻底清除桩基地面垃圾和杂物,将地基地面压实平整,保障桥梁工程施工场地的密实度。

(2)桩位测量。桥梁工程施工设计人员应结合施工现场实际情况,参考施工设计图纸,对桥梁工程的各个桩基地点,测量桩位坐标,使用经纬仪严格控制测放控制点和桩位,确保桩位测量误差小于10mm,测定施工场地桥梁高程,确定桩埋深度和桩顶高度。

(3)埋设护筒。桥梁工程钻孔灌注桩施工采用铁质材料的护筒,选用4±1mm 类型钢板,确保钢板的刚度和硬度达到施工设计要求,避免发生形变,对钻孔灌注桩护筒的上部、中部和下部分别进行加固处理,钻孔灌注桩埋设过程中,应确保桩位轴线和中心保持对称,桩埋设深度控制在110~120cm,地面和护筒顶面高度距离35cm,将误差控制在3cm内,护筒倾斜度误差控制在2度以内。

(4)安装钻机。桥梁工程施工过程中,钻孔桩护筒埋设好后,在设计的标准孔位上安装固定钻机,确保钻机保持垂直下钻,使用线锥和经纬仪双向控制钻机,将钻孔对准误差控制在3cm以内,在钻机底座位置放置枕木,避免钻孔过程中受到机械震动作用造成钻孔塌陷、位置倾斜或者移动,一旦出现问题,及时调整扶正,钻机运行过程中,由慢到快调节钻机速度,逐步增大钻进力度,施工操作过程中要使钢轨和钻机保持稳固性和平直度。

(5)钻孔成型。钻进成孔过程中,采用冲洗液,按照正循环方向进行钻进,钻孔开始时使用清水进行冲洗,使施工现场原土形成泥浆,施工人员要合理控制孔口位置泥浆比例,确保钻孔操作的规范化和专业化,防止发生塌孔。

(6)清理孔壁。当钻机下降到桥梁工程施工设计位置以后,钻机停止运行,采用换浆清孔法,仔细清理孔壁,合理控制泥浆含沙量,混凝土含砂率应保持50%~60%,水泥石灰比大于0.4,严格控制粗骨料直径,确保浆液在注塑和研磨时保持通畅供应,粗骨料直径应小于40mm,确保混料凝固后具有较高的稳定性,保障施工质量和施工效率,孔底沉渣厚度应控制在10cm以下。

(7)泥浆排放。桥梁工程钻孔灌注桩施工过程中,钻孔和清孔施工时往往会溢出大量泥浆,结合桥梁工程施工现场具体情况,合理排放泥浆,最大程度地降低对桥梁工程周围自然环境的影响。

2.钢筋笼制作和安装

桥梁工程钻孔灌注桩施工过程中钢筋笼发挥着重要作用。首先,控制钢筋楼质量,根据施工设计要求,加工制作钻孔灌注桩施工所用的钢筋,钢筋笼加工制作时,仔细检查钢筋的类型和型号,确保其达标后再制作将钢筋笼。同时,钢筋笼加工制作时,应严格把关各个制作环节,仔细控制除锈、截断、调直、弯折、焊接等环节。一般情况下,桥梁工程钻孔灌注桩施工过程中,钢筋笼制作时要用整根钢筋作为主筋,对于一些特殊条件,可以采用两段焊接钢筋,钢筋搭接长度不能小于5d,焊接末端严禁弯折,测量钢筋笼主筋的间距、直径、顺直度等误差,测量误差应小于20mm。另外,钢筋笼下放过程中,使用专业探孔器仔细探测钻孔深度,结合钻孔直径大小,选择合适型号的探测器,探测孔壁是否坍塌、是否有杂物或者障碍物,确保钢筋笼顺利下放到底部,若钢筋笼下放过程中遇到障碍物,应立即停止下放,将障碍物清理掉,严禁猛烈敲击孔壁障碍物或者将钢筋笼快速提起,防止钢筋笼触碰到孔壁造成坍塌或者钢筋笼弯曲变形。

3.混凝土灌注施工

(1)做好准备工作。桥梁工程钻孔灌注桩施工时,严格按照相关施工设计要求,采购高质量的原材料,优化混凝土配比,对混凝土搅拌用水进行化学检测,加强混凝土质量控制。钻孔灌注桩施工过程中往往采用4 mm厚的钢板制作下放护筒,钢板卷曲后进行焊接,结合钻孔灌注桩设计长度,合理设计护筒直径,护筒直径应小于护壁直径。若桥梁工程钻孔灌注桩施工中不在施工现场焊接护筒,要考虑到方便拆卸或者运输,合理确定每一个小节护筒长度。施工人员在将护筒下放到孔中时,应使护筒丝扣連接紧密,提高其密封性。孔心和护筒中心重合,避免护筒损伤钢筋笼或者护筒位置跑偏。

(2)混凝土灌注施工。混凝土灌注施工时,孔底和护筒底部应保持400~500mm距离,初灌过程中使用球胆止水,保障混凝土初灌施工质量,充足配置灌入的混凝土,严禁在钻孔中灌入不足量的混凝土,影响后续的混凝土灌注施工。同时,混凝土灌注施工时,应充分考虑到混凝土凝结时间,还应注意护筒不能脱离混凝土面,灌注施工过程中实时监测孔壁情况,合理控制混凝土灌注施工速度和灌注时间,防止孔壁坍塌。

(3)灌注施工结束管理。桥梁工程钻孔灌注桩施工混凝土灌注结束后,等到混凝土初凝时,谨慎操作拆除钢筋笼固定设备,使混凝土和钢筋笼同步收缩,有效减少粘结力丧失,当混凝土强度达到钻孔灌注桩施工设计指标时,将护筒拆除,清除多余混凝土。

三、结语

桥梁工程使用过程中,只有合理运用施工技术,才能保障桥梁工程施工质量和使用性能,钻孔灌注桩技术是一种重要的施工技术,其在桥梁工程项目中的应用具有很多优势,结合钻孔灌注桩施工技术特点,加强桥梁工程钻孔灌注桩施工质量控制和管理,注意施工细节问题,不断探索和创新钻孔灌注桩施工工艺,积极总结经验,推动桥梁工程钻孔灌注桩技术快速发展。

参考文献

角度在桥梁中的应用 篇9

摘要:桥梁施工经常运用预应力技术采取构建、维护和稳定技术性措施,其在整个施工工艺中充当着非常重要且关键的技术角色。在实践中预应力技术的使用有着特定要素和优缺点,文章以桥梁施工为基础,来对当前预应力技术的应用范围和存在的优点展开分析和描述。以期为预应力技术的广泛推广和发展提供一些有益的借鉴。

关键词:预应力;桥梁施工;实践运用

相对于平底交通而言,桥梁对于道路的通畅有着非同一般的重要意义,尤其在江河或者湖海,或者大山之间的沟通中,桥梁起着衔接两端的重要作用。预应力是为了提高结构承载能力而针对性地人为对构件预先施加有利的力。该技术有施工面积广、工程量、效果显著、适应能力强等诸多优势。在道路桥梁中采用之后,对桥梁的养护、稳定均起到了非常亮好的保证作用。不但提升了道路桥梁的承重力,也强化了施工的成效。

1预应力技术的优点和施工范围

1.1预应力技术的优点

预应力是为了提高结构承载能力而针对性地人为对构件预先施加有利的力,在梁投入使用之前,人为地在梁下部施加的压力,使得梁下部受压,上部受拉。随着道路施工工艺的成熟,施工技术的不断更新和进步,预应力技术的适用范围和使用技术也更好地扩大,并且使用频率越来越高,对道路桥梁的施工质量的保障,起到的作用也越来越大。除了原有的桥梁主体之外,桥梁的边坡的锚固也可以充分利用该技术进行加固施工,并能够节约大量的建筑材料。桥梁原有的主要拉应力得到了良好的降低。在整体性上,由于预应力技术的运用,使得桥梁无论是在施工还是设计上的安全系数更高,施工周期明显缩短,操作更为简单便捷。因此在当前的桥梁施工中起着非常重要的现实作用。

1.2预应力技术的施工范围

随着国际上机械工业和材料工业的快速的发展,新技术的不断运用,让预应力技术在多方面的应用有着广泛的基础。相对于平底交通而言,桥梁对于道路的通畅有着非同一般的重要意义,尤其在江河或者湖海,或者大山之间的沟通中,桥梁起着衔接两端的重要作用。(1)对桥体进行加固和正弯矩或者负弯矩的加强。其广泛的使用基本上分布到了桥梁建设的方方面面。(2)采取预应力技术对构件实施补强,可以很好强化构件,反弹至初始承载力,延长桥梁的寿命。(3)在桥梁的混凝土受拉伸部位采取碳纤维贴片的方式进行加固,对其进行加固处理,不但实施的方法简单,而且效果明显。

2预应力在施工中的应用

2.1应用于钢绞线选择

而在上述的几个研究对象中,目前较为关注的重点是第一种,因其使用较多,外观稳重等优势,因此呗认同。这相对于整体施工而言,无论是社会性和经济性都有所裨益。在实践中预应力技术的使用有着特定要素和优缺点,而在应用过程中,钢绞线的选择需要注重几个重要的参数,例如材料的延伸性、规格、尺寸等,以适应实际使用的需求。

2.2应用于钢筋混凝土结构

预应力技术的运用,能够最大程度上减少裂缝形成的几率。在整体性上,由于预应力技术的运用,使得桥梁无论是在施工还是设计上的安全系数更高,施工周期明显缩短,操作更为简单便捷。因此在当前的桥梁施工中起着非常重要的现实作用。并且能够取得非常明显的效果。对于钢筋混凝土的结构而言,主要的问题就是裂缝的出现,无论是桥梁的施工或者是公路的施工,都难免确保无裂缝。

2.3应用于锚具选择

摩阻锚固是利用锚旋的作用来通过预应力实现有效的挤紧。由于这种利用预应力的.锚具形式比较多种多样,因此得到了非常广泛的应用。在实践中预应力技术的使用有着特定要素和优缺点,而在使用层面上却非常的简单,但是其也存在一定的不足之处,例如连接的位置上不够简洁,相对来说,而造成的损耗相对的较大。

在梁投入使用之前,人为地在梁下部施加压力,使得梁下部受压,上部受拉。除了原有的桥梁主体之外,桥梁的边坡的锚固也可以充分利用该技术进行加固施工,并能够节约大量的建筑材料。桥梁原有的主要拉应力得到了良好的降低。预应力施工是关键的工序,必须认真对待,严格地按照规范操作,选用合适的张拉机具仪表,正确的标定,准确计算张拉力,严防张拉误操作,以确保预应力施工满足设计、施工规范要求。

3结语

随着道路施工工艺的成熟,施工技术的不断更新和进步,预应力技术的适用范围和使用技术也更好地扩大,而且应用范围越来越广,对道路桥梁的施工质量的保障,起到的效果也越来越大。该技术有施工面积广、工程量、效果显著、适应能力强等诸多优势,较大地提高了桥梁内在的质量和抗震性。总之,这在加快我国的桥梁领域进步方面显得至关重要。

参考文献

[1]常文虎.浅谈预应力施工在大跨度连续梁施工中的应用[J].中小企业管理与科技(上旬刊),(05).

[2]苏文建,赵坚.论道路桥梁施工中预应力的应用及存在的问题[J].中小企业管理与科技(上旬刊),(01).

[3]俞建辉,王建国.浅谈公路桥梁施工中预应力的应用及存在的问题[J].中国高新技术企业,(03).

[4]黄锐,徐伟.预应力技术在施工中应用[J].交通世界(建养.机械),(04).

[5]涂辉兵.浅析路桥施工中预应力技术的应用[J].黑龙江交通科技,2012(05).

角度在桥梁中的应用 篇10

【关键词】伸缩装置;类型选择;应用分析;管理深化;研究管理

0.前言

为了促进公路桥梁施工环节的优化,我们要进行伸缩装置的有效选择,以促进其施工环节的质量效率的提升,从而有利于公路桥梁施工系统的完善,以满足实际工作流程的需要。

1.桥梁伸缩装置环节及其伸缩量环节的分析

(1)为了促进桥梁工程稳定发展,我们要进行桥梁结构的优化,促进其伸缩量的有效控制,确保其整体环节的稳定运行,促进其刚度及其耐久性的提升,确保桥梁伸缩装置环节的有效深化,促进桥梁系统的排水性能、防水性能的提升,以满足实际经济的发展需要。这一过程中的稳定运行,离不开对桥梁伸缩装置的应用,它实现了日常桥梁工作的施工维护作业的正常开展,为了优化施工质量,我们要进行高经济效益的伸缩装置的应用,以满足实际工程施工的需要。

我们平常所说的伸缩量包括其伸长量及其缩短量。由于相关环节的温度的影响,导致其伸长量环节的变化。缩短量环节应用实现了对普通钢筋混凝土结构及其预应力结构的深化,促进其混凝土收缩环节及其相关徐变系数的有效应用。为了保证桥梁工程的施工质量的实现,我们要进行伸缩量环节的深入分析,实现对桥梁伸缩装置的有效控制。

(2)为了实现对结构缩短量环节的控制,我们要进行温度环节的应用,在实际工作过程中,影响桥梁伸缩装置正常运作的因素是很多的,比如其预应力结构的徐变量环节、其混凝土收缩导致的缩短量的问题、桥梁结构材料的不完善应用,其变位零点和计算点之间的间距不规范性等,为了促进其桥梁工作稳定运行。我们要进行梁体环节的有效控制,确保其下序环节的有效应用。为此,我们要进行梁体混凝土的弹性模量的控制,确保其伸缩装置安装环节的完善,促进其混凝土的收缩系数环节的有效规范,确保其实际工作的有效展开。伸缩缝间隙是指设置伸缩装置处梁端间或梁端与桥台背墙间预留的间距。此间隙的大小要经严格计算,不能太小,一般厂家资料会提供一个最小间距。设计者要计算出梁体的伸长量,那么预留的间距不能小于计算值,以防梁端抵死而使结构产生挠曲;但同时也不能过大,因为汽车通过间隙时产生冲击,间隙越大,冲击力越大,特别是当间隙超过80mm后,冲击明显增加,出现跳车现象,因此通常伸缩缝间隙在满足伸缩量要求的条件下应控制在80mm以内,以减小冲击力。

我们也要进行其施工过程中预留间隙环节的规范,确保其间隙宽度限定,以满足桥梁工程的发展需要,以确保日常交通环境的稳定运行。其伸缩装置在运用过程中,容易出现一系列的弹性变形,比如其橡胶伸缩装置的变形等。钢伸缩装置基本不下沉,当下沉超过3mm后,冲击力较大,出现跳车。对于冲击力的计算,由于梁端伸缩装置应力复杂,冲击力的计算一般是用汽车荷载乘以冲击系数,冲击系数的取值可参考JTGD60-2004。

2.伸缩装置的应用模式

为了提高桥梁工作的运作质量,我们要进行伸缩装置的应用模式的有效应用,进行对接式模式的应用,这个环节通过对木板、填缝料沥青材料等的应用,进行伸缩装置环节的应用,比如其w形橡胶伸缩装置环节的应用,实现了对w 形橡胶条性能的应用确保其梁体变形程度的降低。其对接式模式分为两个环节,分贝时填塞对接式及其嵌固对接式。所谓的嵌固对接式实现了其伸缩装置环节的有效深化,通过对热轧弯曲异形钢轧辊技术的应用,确保其公路桥梁建设的稳定运行。目前来说我国的GQD—C型产品性能不断得到优化,其具备良好的性价比,满足了日常桥梁工作的需求。 钢制支承式伸缩装置,它是用钢材制成,面层钢板常做成梳齿状,跨越伸缩缝后,搭接在另一端预埋钢板上,可直接承受车轮荷载和较大水平位移,结构本身有较好的刚度和抗冲击性能,伸缩板下设有U形截水槽,可以起到防水、排水作用。它适用于伸缩量不大于300mm的公路桥梁上。橡胶组合剪切式,它是在橡胶体内埋设承重钢板和锚固钢板,设有预留螺栓孔,通过螺栓与梁端连成整体,在橡胶体内设有上下凹槽,依靠上下凹槽之间的橡胶体剪切变形来满足梁体结构的伸缩要求。按伸缩体的不同,又分为板式和组合式橡胶伸缩装置。

我们所说的板式的伸缩装置的应用,是实现对钢板、橡胶等的一体化的板式橡胶伸缩装置的应用,它对桥梁的伸缩量有一定的要求。其伸缩体的构成比较简单,由钢托班、橡胶板等材料合成,它是一种比较先进的橡胶伸缩装置,它的应用离不开对桥梁的伸缩量的有效规范,当然这种橡胶式的伸缩装置尤其自身的局限性,其不适合应用于一级公路系统及其高速公路系统中。模数支承式,它是将V形或其他截面形状的橡胶密封条嵌在异形钢梁内,组成可伸缩的密封体,异形钢梁直接承受车辆荷载;用增减中间钢梁和密封条的数量来满足梁体结构的伸缩要求。其性能最优属瑞士的玛格巴,依次是德国的毛勒、美国的万宝布朗等,以美国布朗的产品价格性能比最高。大伸缩量桥梁伸缩装置必须采用模数支承式伸缩装置,它适用于伸缩量160-2000mm的桥梁。

3.安装施工环节的优化

(1)为了促进桥梁工程质量的提升,我们要进行安装施工环节的优化,促进其伸缩装置质量的提升,i促进其锚固系统的健全,以满足实际工作的需要。通过对锚固钢筋环节及其过渡段混凝土环节的应用,促进其产品结构的有效设计,促进其桥面铺装层环节的有效应用,促进其锚固件的受力的均匀性,促进其施工难度的有效降低,促进其施工系统的内部相关环节的有效协调。促进其施工过程中的预埋件位置的有效规划。伸缩装置过渡区的混凝土过去一直设计为宽30cm,有的甚至只有5cm(如 钱江二桥引桥北岸桥台处),此宽度也不能过大,当宽度大于钢纤维混凝土厚度时,部分钢纤维混凝土在台背宽度边缘处折断,继而破碎,原因是桥头搭板随着路基的沉降,在台背处有少量转动,造成其上的钢纤维混凝土破坏,故一般取过渡区混凝土与台背顶同宽。

我们也要进行平整度环节的优化,根据实际需求,进行伸缩装置的有效控制,避免出现一系列的跳车情况,促进其平整度的提升,促进其冲击力的降低。从而促进公路建设系统的健全。在此过程中,我们要进行桥面环节与伸缩装置面环节的有效协调,促进其桥端裂缝杂物的清理工作的运行,进行其混凝土强度的有效控制。混凝土要有足够的养护工期,以保证混凝土的质量。使用期的养护管理,伸缩装置长期暴露在大气中,并承受高速车辆荷载疲劳冲击作用,使用环境非常恶劣,伸缩装置中的杂物要及时清除,开焊脱落的部分要及时修补,而且要严格控制超载车量的行驶。

(2)在此过程中,我们要明确安装温度与安装宽度环节之间的关系,促进其安装施工环节的有效协调,促进其相关措施的有效应用,保证其预拉环节及其预压环节的有效应用,以满足实际工程建设的需要。至于预拉、压量应经过严格计算确定,多数产品资料上提供这些参数,施工时要严格根据当时的温度采取相应的措施。防水要求,根据行业检验标准,当积水深度达30cm时,24h内不渗漏。

4.结束语

公路桥梁的综合效益提升,离不开其内部施工技术系统的深化,离不开对伸缩装置的有效应用,这需要我们进行相关措施的应用。

【参考文献】

[1]赵衡平,郑占利.公路桥梁伸缩装置设计若干问题探讨[J].公路交通科技(应用技术版),2007,(10).

建筑艺术在桥梁美学中的应用 篇11

纵观世界各国的桥梁建筑,优秀的桥梁作品常被视为城市的标志与骄傲,甚至成为时代的象征、历史的纪念碑和游览的胜地。如世界名桥———瑞士的萨尔基那桥 (建于1930年) 是梅拉尔特式空箱截面三铰拱桥的代表,它飞跨阿尔卑斯山,跨径90m,桥全长133m,矢高13m,其拱厚从拱脚到四分点 (1/4处) 逐步增加,再到拱顶又减薄,给人以不同寻常的兴奋之感。该桥打破传统结构梁、柱、墩的形式和石拱桥笨重的构造,充分有效地应用材料,以薄板组成变化的空心截面拱,不仅经济、合理、创新,而且获得了轻巧优美的外观。又如我国古代的赵州桥,现代的重庆万县长江大桥、广东虎门大桥、杭州湾跨海大桥等,这些优秀的桥梁建筑都以各自独特的方式将美学融入结构之中,并通过不同的桥梁造型生动地表现出来,达到美学与结构的完美结合。这些桥梁不仅体现了造型美,同时也产生了很好的社会经济效益。

1. 桥梁美学的特点

桥梁美学作为建筑美学的一个分支,具有独特的艺术特性。首先它是工程技术与艺术结合的产物,另外桥梁建筑是结构外露的空间实体。外露构件既是景观重点,也是美学处理上的难点。美学设计在整个桥梁设计中所占比例甚小,所花时间也很少,但对于桥梁设计的最终结果却影响巨大,甚至是决定性的。这一决定性因素又始终贯穿于桥梁选型阶段,尤为重要。真正的桥梁美是结构受力合理、造型优美,而不是奢华装饰的堆积。现代桥梁建筑的美学特征更集中地表现为简洁明快、轻巧纤细、连续流畅、融入自然的特点。

桥梁美学的基本特点包括: (1) 功能价值与审美价值相统一。桥梁建筑不仅应表现出结构上的稳定连续及强劲力感与跨越能力,而且要有美的形态与内涵,只有内容与形式的高度统一,功能价值与美学价值的完美体现,桥梁建筑才能显示出不朽的生命力。 (2) 协调与和谐。包括结构体系、形态统一和体量上的比例协调;总体或局部的规模、尺寸协调。协调与和谐应以其固有的结构关系和力学原理为前提。 (3) 韵律优美。通过连续、渐变、起伏、交错等手法,来表现韵味和情趣。对桥梁正视时,水平方向呈直线或曲线延伸,从桥的一端连续流畅地到达彼端。 (4) 视觉平衡。由于功能的需要决定了桥梁的基本形态是水平方向单维突出的空间结构物,即桥梁沿路线方向长度与桥的宽度、高度相比差距较大。这种形态在视觉平衡、比例和谐上很不利。协调这种比例,改善视觉印象,是桥梁美学设计中必须重视的问题。

2. 建筑艺术的体现与设计要点

(1)艺术体现。

随着19世纪科学进步与发展,传统的建筑观念不时被工程师采用新材料、新结构、新技术所打破。人们在物质生活水平提高的同时,也需要更完美、更完善的建筑结构以满足精神上的需求。因而技术与艺术必须完美地结合成为建筑艺术发展的必然趋势,也促使了建筑师要懂结构,工程师要懂艺术。另外,技术美学思想的形成一开始就与建筑密切相关,是新建筑思潮的指导思想,自然也影响到桥梁建筑。随着高速公路的问世与交通事业的迅猛发展,公路美学、桥梁美学应运而生,并受到各国土木工程界的广泛关注。

我国古代桥梁建筑艺术在世界桥梁史上占有重要地位,有不少杰出创作,但近代以来,科技发展水平相对滞后,直到解放后桥梁建设蓬勃发展。五六十年代建成的武汉长江大桥、南京长江大桥等,在桥梁设计中对桥头建筑及引桥进行了多种方案的比选,坚持“适用、经济,在可能条件下注意美观”的建设总方针,桥梁建筑雄伟壮观、技术先进、举世瞩目,成为我国建桥史上的里程碑。建于1991年的厦门大桥,不仅设计先进、施工精良,工艺上有新的创造与尝试,在桥梁装饰艺术上也别具匠心,起到了为大桥增姿润色、锦上添花的作用。厦门大桥的收费站造型新颖,使人们一进入厦门就看到了现代化城市的风采,得到美的享受。

(2)设计要点。

(1) 注重桥梁各构件造形。桥梁本身各构件宜简洁纤细、流畅明快,使快速运动中的人们在瞬间的最初一瞥中得到“明确”印象。简洁纤细、流畅明快是现代桥梁美学设计的一项原则,它既适用于主体造型,也适用于细部构造和各种设施,如栏杆、雕饰等。如罗马的十二使徒桥等都建有几座到几十座巴洛克风格的雕像。还有著名的威尼斯利雅托桥,以桥上用大理石建店铺、拱廊、台阶和栏杆而著称,所有线条都柔和悦目、细腻考究。

(2) 桥梁与周围环境的协调。桥梁作为环境的一部分,除了自身的形式美外,与周围自然环境、城镇环境、临近建筑物及附近其他桥梁的相互协调是很重要的因素。

(3) 色彩与装饰。桥梁的色彩设计也是桥梁美学设计的重要组成部分。配色时首先应根据环境及桥梁本身的形象、功能确定主色调,然后搭配其他颜色,既要注意整体上的平衡,又要突出重点,协调相同色、相似色及补色的统一。桥梁的色彩和周边环境的视觉效果关系密切。桥梁沿途往往不乏有住宅、工厂、医院、学校、商场等,色彩既应与周边这些城市元素协调,又须保持整个城市道路的统一,因此不能忽视桥梁色彩的选择。比如美国金门大桥的基准色采用了与其雄伟气魄相一致的红色,与其背景色———湛蓝的天空、大海相得益彰,显得分外瑰丽。恰当的装饰也体现了桥梁美学,即在桥体表面或栏杆、墩台加上雕刻、铸件等饰物,来丰富视觉的内涵。

3. 结语

随着我国经济的发展,桥梁美学问题越来越被重视。在现代桥梁建筑中,美学已被列为独立的研究项目。桥梁美学是以美学的普遍原理、结合桥梁的特殊性质,研究桥梁建筑在设计时应遵循的和在评价中应依据的理论和法则的科学。这一科学的研究与发展,可以使桥梁建筑艺术更加灿烂辉煌。

摘要:桥梁不仅具有使用功能, 还具有观赏功能, 为城市起到美化作用。优秀的桥梁作品常被视为城市的标志与骄傲, 甚至成为时代的象征、历史的纪念碑和游览的胜地。桥梁美学是一门涉及面极广的学科, 既有美学基本原理, 又有桥梁工程的结构概念。文章介绍了桥梁美学的特点及设计要点。

关键词:建筑,桥梁,美学,应用

参考文献

[1]盛洪飞.桥梁建筑美学[M].北京:人民交通出版社, 1999.

[2]戴志中, 郑圣峰.城市桥空间[M].东南大学出版社, 2003.

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