基於全壽命設計理論的橋梁設計過程

2022-10-14 18:36:06 字數 5751 閱讀 9358

萬方資料

作者:李巨集偉, li hongwei

作者單位:杭州市公路管理局,杭州,310030

刊名:價值工程

英文刊名:value engineering

年,卷(期):2010,29(18)

被引用次數:0次

參考文獻(4條)

1.葉文亞矯梁全壽命成本初步分析 2009(6)

2.沈達峰橋梁壽命週期成本分析初探 2009(4)

3.吳海軍壽命週期成本分析方法在橋梁工程中的應用 2009(12)

4.邵旭東基於壽命週期成本(lcc)i拘橋梁設計方法研究 2009(3)

相似文獻(10條)

1.期刊**陳艾榮.王玉倩.吳海軍.阮欣.chen xin橋梁結構構件設計使用壽命的確定-同濟大學學報(自然科學版)2010,38(3)

通過定義橋梁及橋梁構件的設計使用壽命,對橋梁構件進行按結構體系劃分和耐久性設定研究.調查了國內外橋梁結構及構件的實際工作壽命和規範指南中的設計使用壽命建議值,提出了基於壽命週期成本分析法的確定橋梁結構構件設計使用壽命的直接方法和簡化方法.直接法首先為構件制定壽命方案,通過計算各壽命方案的壽命週期成本,選擇經濟性最優的方案;在簡化法中給出了設計使用壽命簡化計算公式,對影響係數進行了劃分及取值討論,並給出了基於專家調查的構件基礎設計使用壽命建議值.

最後,以某跨海工程為例,系統地演示了橋梁結構構件設計使用壽命的確定流程.

2.期刊**陳瑩.姚成.chen cheng橋梁段聲屏障設計應考慮其對橋梁的力學影響-公路2009(10)

我國沒有聲屏障結構設計規範,更很少考慮設定聲屏障對橋梁結構的力學影響.本文將其影響分為三種:橋面板的橫向彎矩、主梁扭矩及獨柱橋墩橫向彎矩.

建議聲屏障結構設計基本風速重現期取50年,風荷載應考慮活載風與極限風兩種情況,重要性係數取1.0.有限元分析結果表明,在風速較大、聲屏障較高及橋墩較高時,橋梁段聲屏障設計必須考慮其對橋梁結構的影響.

3.學位**於泳波減隔震橋梁的空間動力分析及動力試驗2004

在近幾年的幾次震害中,部分經過減隔震設計的橋梁已經經受了**的考驗,表現出良好的效能。目前,橋梁減隔震設計已成為一種重要的橋梁**防護系統,因此對減隔震橋梁的動力特點進行深入研究是很有必要的。本文在參考國內外減隔震橋梁研究的基礎上,針對目前國內減隔震橋梁研究需要進一步完善之處,將減隔震研究由二維擴充套件至三維研究領域,以西戶線減震橋為物件,研究了在一般**、長週期脈衝型**作用下減隔震橋梁的**反應,並對其激振機理進行了研究;進而採用序列二次規劃法對橋梁減隔震進行優化;對減隔震橋梁採用突加荷載自由衰減法進行了實橋動力試驗。

主要研究內容與成果如下:

考慮鉛銷橡膠支座的水平雙向相互影響,以隨動硬化模型模擬其空間動力特性,編制了減隔震橋梁的空間動力分析程式;並與序列二次規劃法結合編制橋梁減隔震設計的優化程式,從而實現了橋梁減隔震設計的程式化,避免了憑經驗和試算的方法選取減隔震裝置。

對減隔震橋梁在一般**波激勵下的空間**反應進行研究,在三維**動激勵下,減隔震橋梁的空間動力反應非常複雜,出現了平動和轉動的組合,結果表明,當採用減震技術後可以有效地降低橋梁的**反應。在長週期脈衝型**作用下,橋梁的**反應與頻譜豐富的一般**作用有很大區別,減隔震技術的優勢已非常不明顯,其位移反應相當大。因此在近斷層附近考慮採用減隔震技術時,應該充分考慮長週期脈衝型**對減隔震橋梁的影響,否則將極易引起梁體碰撞或落梁震害的發生,應當積極採取大變位伸縮裝置、防落梁裝置和限位裝置。

在常遇**作用下減震支座的強非線性未實現,因此結構可以近似看作線彈性,此時各向振動完全正交,不存在空間振動的相互干涉作用;在罕遇**作用下,水平雙向振動出現了相互干涉,橋梁振動非常複雜,梁體振動不再以支座中心為振動中心,而是出現了橫橋向和縱橋向的偏離,在進行橋梁結構的抗震驗算時應當充分考慮振動的空間性,否則將導致設計結構不安全。

由於墩的豎向剛度較大,墩頂處豎向加速度與激勵加速度接近,而梁體的豎向加速度則變化較大,這將引起橋墩中豎向壓力的變化,豎向力將影響橋墩的延性和屈服荷載,因此如何限制(控制)梁體的豎向加速度也應當是今後需要研究的問題。

採用本文編制程式對橋梁的減隔震設計進行優化,該優化結果同時滿足長週期脈衝型**激勵和一般**波激勵,減隔震橋的減震率進一步提高。因此對橋梁的減隔震設計進行優化是非常有必要的。

採用突加荷載法對減隔震橋進行了小變位實橋動力試驗,減震橋的試驗結果與計算結果接近。

4.會議**陳艾榮.馬軍海橋梁全壽命設計總體流程及關鍵問題2006

本文針對現有橋梁使用效能和耐久性不佳的現狀,提出了橋梁全壽命設計的概念,介紹了橋梁全壽命設計的總體流程,並提示了在橋梁全壽命設計中需注意的關鍵問題.

5.會議**羅曉瑜.陳艾榮.盛勇.梁豔.阮欣橋梁造型設計法在城市軌道交通橋梁中的運用2005

橋梁造型設計法包括橋梁形的構成法、單元造型法、整體造型法、線型設計法和比例造型法,掌握以上方法是設計出功能與造型完美結合的橋梁作品的關鍵.本文結合世界上現有及將要建造的軌道交通橋梁,分析橋梁造型設計法在其中的運用,為橋梁設計者提供參考.

6.學位**沙莎景觀橋梁創新設計手法及其應用的研究2006

景觀橋梁是近年來由國內專家學者提出的橋梁建築內的乙個新的分支,它在具有橋梁建築的一般共同特點的同時,又有著自身的特有性質。

隨著經濟的發展與城市建設的推進,景觀橋梁被越來越多的人們所重視,人們希望用景觀橋梁來裝點現代的都市與優美的風景區。並且,在橋梁設計人員的大量設計實踐中也發現,景觀橋梁並不一定會造成造價的提高。許多世界著名的橋梁建築均是兼顧了經濟與美觀的景觀橋梁,新的世紀我國的橋梁建設也正向建造經濟美觀的景觀橋梁進行著不懈的努力和探索。

在這樣的背景和形勢下,本文通過分析目前景觀橋梁設計的常用手段與過程,結合筆者參與的一些實際工程,提出者幾種景觀橋梁創新設計手法

,以期對景觀橋梁設計思路的拓展做出一定的探索。

在景觀橋梁設計中應用仿生學的設計手法,可以作為橋梁設計師們突破傳統設計思路及方法侷限的有效手段之一。在橋梁設計及建設存在難以突破的技術瓶頸的情況下,仿生學的手法可以作為考慮解決問題的另一條思路。

將現有的橋梁先進設計手法及設計理念與地域性設計手法進行結合創作,可以作為橋梁設計師們探索景觀橋梁創新設計的乙個重要方向,使得這一

古老而實用的設計手法在新時期的橋梁設計建設中煥發出新的活力來。

橋梁設計師們將整體性的設計手法運用到景觀橋梁的設計建設中,是對現今城市建設和景觀規劃的良好回應。整體性的設計手法包括綜合新技術的應用和在設計中對周圍環境景觀的綜合考慮。景觀橋梁應用整體性的設計手法將能通過綜合新技術的運用體現出科技之美,或通過與周圍整體環境景觀的整體考慮體現出和諧之美。

本文通過理論分析與實際應用相結合的方法進行論述,通過大量的例項和筆者參與的具體工程的驗證得出景觀橋梁創新設計手法對景觀橋梁的設計具有指導意義的結論。

7.期刊**週超民.zhou chaomin橋梁景觀設計探析-房材與應用2006,34(1)

橋梁景觀設計在我國越來越受重視,本文首先介紹了橋梁景觀設計的概念,接著根據我國現階段橋梁景觀設計存在的問題,概括了橋梁景觀設計的原則,最後總結了橋梁景觀設計的要點.

8.會議**劉攀.耿剛強橋梁鋼結構防腐蝕塗裝全壽命費用設計2009

本文利用最新的壽命週期費用分析方法(lcc)對國內某設計壽命為100年的橋梁的鋼結構防腐蝕塗裝進行了設計,通過比較四種塗裝方案的費用,優選出了最經濟的塗裝方案ⅳ,即採用電弧噴鋁+環氧雲鐵漆+環氧防鏽漆+聚氨酯面漆的塗裝體系,對其他鋼結構橋梁的防腐蝕塗裝設計具有一定的指導意義。

9.學位**馬軍海基於全壽命的橋梁設計過程及其在混凝土連續梁橋中的應用2007

傳統的、考慮成橋狀態的橋梁設計理念和建管體制是目前橋梁出現耐久性問題、達不到設計使用壽命的關鍵。為了可持續發展,需要拓展到結構的整個使用壽命期,進行基於全壽命的橋梁設計。本文基於全壽命的思想,對橋梁從規劃、設計、施工、使用、養護與維修以及拆除和材料、構件**再利用的整個生命週期進行了基於全壽命的橋梁設計理論與方法進行了系統研究,建立了基於全壽命的橋梁設計總體框架、流程,並得到了各個設計過程相應的設計方法。

本文研究工作主要表現在以下幾個方面:

1.根據基於全壽命的橋梁設計的概念內涵,提出將基於全壽命的橋梁設計概括為在包括工程可行性研究、初步設計和施工圖設計三個階段對橋梁使用壽命設計、效能設計、監測、養護與維修設計、美學設計、環境與生態設計和生命週期成本分析六個設計過程的設計。從業主、社會和使用者的需求出發,根據三個階段對基於全壽命的橋梁設計主要過程的工作內容和目標的分析,建立了乙個基於全壽命的橋梁設計總體框架;

2.在對影響橋梁使用壽命的因素分析的基礎上,將橋梁使用壽命終結準則分為結構不安全、結構不適用和結構不經濟三種。根據現代橋梁使用壽命的目標,通過分析橋梁使用壽命實現途徑的方法,提出了基於全壽命的橋梁使用壽命設計總體策略,並建議採用策略a(避免由於侵蝕性環境作用引起的橋梁結構退化)、策略b(選擇最優的材料組成和細部構造抵抗結構在設計使用壽命內的退化)和策略c(進行養護、維修以及構件和部件的更換)三種基本策略或其組合以確保橋梁設計使用壽命的實現;

3.將橋梁結構體系分為橋梁、技術體系或模組、構件、細部構造和材料等不同的層次。根據在整個生命週期內各主要構件的養護、維修、更換情況,提出把橋梁構件分為永久構件、需要一般維護構件、需要少量維修或可更換構件和易損構件等類別,以橋梁的設計使用壽命作為基準合理確定橋梁各構件設計使用壽命的使用壽命確定方法。

並建議根據橋梁各構件、部件的使用壽命與橋梁設計使用壽命的關係,採用不同的設計策略與方法的組合來設計以確保橋梁設計使用壽命的實現;

4.從橋址處的環境作用出發,根據橋梁構件與侵蝕作用的接觸方式,建立了環境作用引起主要侵蝕作用及其程度與橋梁構件需要的耐久性防護水平間的關係,從而為選擇適當的耐久性設計策略和防護措施提供依據。;

5.根據建立橋梁監測、養護與維修策略的目標和考慮的問題,確定橋梁監測、養護與維修的原則,建立了基於全壽命成本的橋梁監測、養護與維修策略;並從橋梁的監測、養護與維修需求分析出發,通過對橋梁養護與維修方法對結構效能的影響效應分析,確定橋梁監測、養護與維修方法應用的時機、間隔時間及其成本,建立了橋梁監測、養護與維修設計的設計流程;

6.分析了橋梁美學設計的主要內容,建立了基於全壽命的橋梁美學設計評價準則,並提出了相應評價指標,分析了與橋梁美學設計有關的生命週期成本構成,然後建立了基於全壽命的橋梁美學設計流程;

7.通過對傳統橋梁設計與橋梁環境生態設計的比較,提出了橋梁環境生態設計的內涵和主要內容;提出通過環境調查、環境影響分析和環境負荷計算,進行橋梁的能源經濟設計和環境改善設計的設計思路;通過對橋梁的**再利用設計原則的分析,從材料和構件角度研究提出了橋梁**再利用設計方法;通過對橋梁生命週期評估的內涵、評估準則和主要內容的研究,提出了橋梁環境生態設計的評價指標;分析了橋梁建設的環境成本和環境影響,並提出了環境成本和環境影響計算和分析方法,最後在以上分析的基礎上,建立了橋梁環境生態設計的設計流程;

8.分析了基於全壽命的橋梁設計涉及的生命週期成本構成,提出把橋梁生命週期成本分為生命週期財務成本和生命週期環境成本,並分別建立了各成本構成的相應計算方法和計算公式;根據不同設計階段的計算分析需要,提出了三種層次的橋梁生命週期成本分析模型;根據基於全壽命的橋梁設計總體框架,建立了基於全壽命的橋梁設計生命週期成本分析的流程;最後,提出了根據生命週期財務成本最小、生命週期環境成本最小、使用壽命最大、目標效能(安全)水平最大、美觀效能最優五個目標進行基於全壽命的橋梁設計方案的多目標優化方法;

9.針對混凝土連續梁橋的特點,根據提出的基於全壽命的橋梁設計過程及其設計方法進行混凝土連續梁橋的設計分析,並編制相應的分析計算程式;通過一座5跨混凝土連續梁橋的設計例項的分析和計算,對基於全壽命的橋梁設計過程在混凝土連續梁橋中的應用和編制的程式進行驗證。

10.期刊**馬軍海.陳艾榮.賀君.ma jun橋梁全壽命設計總體框架研究-同濟大學學報

(自然科學版)2007,35(8)

提出把橋梁全壽命設計概括為使用壽命設計、美學設計、效能設計、環境生態設計、監測養護與維修設計及成本分析等六大過程的設計,提出一種包括三大設計階段、六大設計過程的橋梁全壽命設計總體框架.

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