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篇1
服裝的存在和發展有著綿延數千年的歷史,而作為設計正式出現在服裝上只有數百年的時間。構思在設計出現以后變得尤為重要,世界服裝設計大師們層出不窮的不凡構思使服裝真正具有了前所未見的內容與形式,從而引導了服裝市場一次又一次的穿著潮流。
構思,“指作者在寫文章或創作文藝作品過程中所進行的一系列思維活動。包括確定主題、選擇題材、研究布局結構和探索適當的表現形式等。”在藝術領域里,一般說,構思是意象物態化之前的心理活動,是“眼中自然”轉化為“心中自然”的過程,是心中意象逐漸明朗化的過程。無論是在生活還是藝術領域里,都需要進行設計。談到設計,就離不開人的一系列思維活動,就離不開構思。有些人在設計時常感到構思貧乏,不知如何下手,或是最終的作品與原來的構思差距很大,達不到預想的效果。因此,服裝設計構思要依據服裝設計原理從以下幾方面思考:如穿著的對象、場合、時間及穿著的目的,還有加工條件、市場情況、人們消費心理及流行趨勢的分析等諸多方面的問題。
一、T(Time)時間
時間(Time)簡單地說不同的氣候條件對服裝的設計提出不同的要求,服裝的造型、面料的選擇、裝飾手法甚至藝術氣氛的塑造都要受到時間的影響和限制。同時,一些特別的時刻對服裝設計提出了特別的要求,例如畢業典禮、結婚慶典等等。服裝行業還是一個不斷追求時尚和流行的行業,服裝設計應具有超前的意識,把握流行的趨勢,引導人們的消費傾向。
二、P(Place)場合、環境
場合、環境(Place)人在生活中要經常處于不同的環境和場合,均需要有相應的服裝來適合這不同的環境。服裝設計要考慮到不同場所中人們著裝的需求與愛好以及一定場合中禮儀和習俗的要求。一件夜禮服與一件運動服的設計是迥然不同的。夜禮服適合于華麗的交際場所,它符合這種環境的禮儀要求,而運動服出現在運動場合,它的設計必然是輕巧合體而適合運動需求的。一項優秀的服裝設計必然是服裝與環境的完美結合,服裝充分利用環境因素,在背景的襯托下更具魅力。
三、O(Object)主體
主體、著裝者(Object)人是服裝設計的中心,在進行設計前我們要對人的各種因素進行分析、歸類,才能使人們的設計具有針對性和定位性。服裝設計應對不同地區、不同性別和年齡層的人體形態特征進行數據統計分析,并對人體工程學方面的基礎知識加以了解,以便設計出科學、合體的服裝。從人的個體來說,不同的文化背景、教育程度、個性與修養、藝術品位以及經濟能力等因素都影響到個體對服裝的選擇,設計中也應針對個體的特征確定設計的方案。
四、加工條件
服裝工藝的功能性與裝飾性要通過相應的加工條件才能體現出來,與服裝款式、服裝材料、服裝工藝三者進行融會貫通。只有能實現的設計才是好的設計,好的設計要有好的構思。設計師在構思時要考慮加工制作的可實施性。比如:①人體平均尺寸、人體運動功能的放松度、當時的流行尺寸;②面料的質地、性能、輔料、配件的選用;③裁剪方法、工藝車縫還是手工藝制作。這樣,才能使最后的成品服裝既符合設計者的意圖,又能保持服裝制作的可行性。
五、市場情況
設計師在構思階段要進行市場調研,把握當時當地的歷史潮流和市場變化。資料信息市場:時裝信息、流行趨勢、設計師手稿資料;成衣市場:品牌、批發與零售;服飾市場:首飾、配飾、美容護膚等;生產一線市場:制作、洗水、制衣、整染、印花等。了解不同的檔次要求和品質要求,對成本價格要核算。這樣在設計構思時,才能廣開思路,廣泛借鑒。作為一種產品設計,服裝設計效果的優劣不是靠某位專家來評說的,而是由市場來檢驗的。因此,設計師如果對自己所服務的目標市場一無所知就構思設計,那將非常危險,因為其設計投產后很可能不被市場認可而造成積壓,給企業帶來巨大的經濟損失,甚至使之倒閉。設計師應保持自己的個性和獨特的設計風格構思,但這并不等于無視市場的需求。設計師與畫家不同,不能孤芳自賞,一定要時刻注意把握市場的新動向,在保持自己的設計風格的基礎上,一定要站在消費者的立場上來構思服裝,每個細部都經營到位,這樣才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地。
六、人們消費心理及流行趨勢
設計的主體是人,好的設計構思要吻合人們的消費心理,滿足人們的消費需求。服裝流行意味著人們服飾審美心理和審美標準的變化,反映了在不同時代和環境條件下,人們的個性表現和社會規范之間的平衡和協調。服裝設計師把握服裝流行的脈搏,洞悉服裝流行的趨勢。構思設計時針對所要設計服裝的消費層的消費對象的風格、喜好,以市場需求為設計定位。這樣,才能使設計構思順應潮流、趨向成熟、有所創造。
服裝設計構思和一般的藝術創作活動,既有共性,又有個性。其共同點是它們來自生活,來自創作者的思想指導。不同之處在于藝術創作相對有更多的獨立性和主觀性,而服裝設計必須通過生產環節與市場銷售才能體現其價值,帶有較多的依附性和客觀性。由于服裝設計的創作活動需要依賴人體,依靠紡織材料和加工生產相結合,所以在服裝設計的構思中,必須兼顧到這些必要的因素。
篇2
設計作業的目的是讓學生通過努力能夠求得合理的答案。所以,作業設計必須貼近學生的實際應用能力。“貼近”既包含設計的作業在難度、廣度和形式上要符合學生對語文素養發展的實際需求,也包含設計的作業要體現學生主體個性發展的實際需求。這樣,作業設計才能有利于促進學生語文素質的健康發展。由于學生語文基礎差,底子薄,學習習慣有待完善,因此生字、詞和抄寫,釋義不僅是必不可少的作業形式,更有助于培養他們良好的作業習慣。經過多年的觀察,這種簡單的作業形式適用于我校的絕大部分學生,有利于他們基礎知識、基本技能的培養。他們從小沒有培養起注意力集中的學習習慣,能夠準確無誤地抄寫對于他們都是一項難度不小的問題,這也許被好學校的初中語文教學早以棄之不用的作業形式,卻非常適合我們學校,教育要為學生服務,只要是切合學生實際的就應該堅定不移地拿來為我所用。我們的學生家中有電腦的屈指可數,沒有一個能上網,因此就不能布置需要上網查資料的作業。
二、緊貼學科特點,布置有語文味的作業
語文作業的科學設計,應該體現出語文學科的教學特點,符合語文學科教學的運行規律;否則,就會失去作業的促進功能,降低作業訓練的效益。語文教學與數學、物理、化學等學科的教學具有本質區別,它的特質主要體現在:(1)語文教學內容是工具性、思想性、人文性與藝術性的自然復合。(2)學習主體對語文信息的內化過程,是按照陶冶性轉化與感悟性養成的方式運作的。(3)語文信息的教學傳導要達成的理想狀態是目標預設和思想生成的對立統一,有預設才有吸收,有生成才有提高。所以,語文作業的科學設計應當與以上這些學科教學特點相適應,也就是說,要讓學生做作業與學語文對口銜接。現在的語文教學提倡在生活中學習語文,這也提示我們在進行作業設計時,也要將觸角伸向社會生活的廣闊領域。這樣,作業就不至于成為學生學習的負擔,相反,能成為學生放飛思維平臺,讓他們什么時候都有話可說,也學著有話會說。可以臨帖,培養他的良好的書寫習慣;可以聽新聞,鍛煉他的聽力;可以自己錄音,提高他的朗讀水平;可以閱讀美文名篇,擴大他的閱讀面;可以走進社會,挑出街頭錯別字;可以辦手抄報,全面發展自己。
三、緊貼學生年齡特點,布置有興趣的作業
葉圣陶先生曾說:“學習是學生自己的事,不能調動學生的積極性,不讓他們自己學習,是無論如何學不好的。”不論什么時候興趣都是最好的老師。學生對事物懷有強烈的新奇感,那些新穎、生動、靈活多變的事物往往容易引起學生的興趣,促使他們的思維始終處于積極狀態,產生強烈的求知欲,促使其進人最佳學習狀態,我們的教育目標也就更容易達成。七年級上冊《皇帝的新裝》教學中我摒棄了傳統的教學程序,干脆讓他們自己回去看,上課時讓他們自由組合表演課本劇。同學們一下來了興趣,從表演課本劇的情況看,回去不但讀了情節,還分析了動作、個性。互相配合研究情節,設計對話。這不僅使學生更好地掌握課文中人物的性格和文章主旨,更培養了孩子們的動手、動腦、互相協作的能力。
四、緊貼學生差異性特點,布置有層次的作業
從教育心理學角度看,學生的身心發展由于票賦及后天諸多的因素影響,存在差異,要想讓不同層次的學生都能在完成作業的過程中獲得的體驗,教師必須采取分層作業的策略,讓不同層次的學生都有自由選擇的作業,自主完成習題的機會,讓他們都能品嘗到成功的喜悅。教師要根據不同層次能力的學生提供不同層次的作業資源,增加作業的多樣性,從而保護學生的學習積極性。
比如把作業分為基礎A、閱讀B、寫作C三種類型。A類作業主要是基礎知識的積累,如抄抄詞語、練練字,加上此類學生大多不夠自覺,預習作業等強制性地要求他們做在本子上交老師批閱,促使學生養成良好的學習習慣。B類作業主要完成課外閱讀及摘抄任務,一周須閱讀并摘抄3次以上,同時寫下簡單的評析文字,掌握閱讀規律,以讀促寫。C類作業則以寫促讀,規定每周至少練筆3次以上,長短不限,養成細心觀察,善于思考,隨時記錄的習慣。在學生自主選擇的基礎上,再根據他們測試時的基本情況及平時表現進行二次分類,試行一段較長的時間后進行相應的調整。對于這樣的語文作業,學生感覺受到了尊重,增強了自,因此能自覺完成作業。
五、緊貼生活實際,布置生活性的作業
從近年來中考、高考的作文實踐中發現,很多孩子不善于觀察生活,不會從平凡的生活中找尋閃光點,為了應付考場作文,編造出很多悲慘故事,什么爸爸有病,媽媽出車禍,好像不出點事,就發現不了生活的美。在作業設計中就有意強化這一點,切合他們的家庭環境,干脆就讓他們利用周六、周日和父母一起工作一天。學生們的父母大多從事體力勞動,很多在工作中還要承受白眼兒,當周的周記及后來的作文中都表現出來,看到了子女對父母的心疼,更多的則是對父母的理解。這樣的作業設計已超出了語文學習的范疇了,這種貼近生活的作業更多則是一種道德、情感、價值觀的培養,是功在語文,利在一生的。
篇3
一、當前城市河道景觀設計中存在的問題
(1)自然景物:如水面的波紋、岸旁的蘆葦、河岸上的樹木、浮動的漁舟、閑適的小鳥、和煦的陽光等,有樹、草、魚、鳥及水、土、石等自然景物的河流景觀,才能稱其為真正的河道景觀,如何保存、修復這些景觀,留后世以豐富的自然環境是河道景觀設計面臨的一個重要的課題。
(2)人造景物:目前我國大多數的河流景觀設計往往側重于構成景觀的“硬質景觀”(如堤防、護岸、沿河的建筑、橋梁等景觀構筑),而忽視了綠地林蔭一類的“軟質景觀”的規劃設計,而軟質景觀卻更適合大眾所需要的充滿生活氣息的環境。如何減少“硬質景觀”,增加“軟質景觀”是目前河道景觀設計中要解決的又一重大問題。
(3)人與文化:城市河道景觀效果不僅僅是物質景觀,還應當包含有人文景觀,真正意義上的景觀設計是為人服務的,人的活動又是圍繞著安全性、自然性、生態性、觀賞性、親水性、文化性來開展的。我們在景觀設計中往往忽視了人們的這些喜好。另外與河流有關的歷史文化也將成為景觀設計亮點,吸引眾人的眼球。
二、解決問題的方法
2.1設計理念
(1)要堅持人水和諧的理念。每一個城市都有一定的文化積淀,充分利用水文化特色,是城市河道景觀建設的重要部分。要十分注重保留河道兩岸的文物建筑和有形無形的水文化典故的挖掘,既要保存歷史遺留的文化設施,又要將歷史流傳的水文化典故進行有形化的構思;同時還要創造現代水文化特色,構筑城市河道文化景觀。在具體設計城市河道景觀時要充分運用景觀的植物群種結構,利用空間手法形成富有個性的綠化景觀。綠化樹種應盡量利用鄉土樹種和特色樹種,注意展現層次變化、質感變化、色彩變化、季相變化、圖案變化等,以適應城市氣候環境和城市特點。
(2)要堅持協調持續發展的理念。“水是人類文明的一面鏡子”,這話十分深刻。在現代社會,由于人與水關系的變化,水文化也在不斷地變化,在現代的河道景觀設計中應當體現歷史水文化與現代水文化的結合,既要注意保存歷史遺留的優秀水文化,又要創造現代的水文化。如在河岸建設高技術手段的水上娛樂設施、大型噴泉、水文化展覽館、現代雕塑等。因此除注重河道景觀與綠化有機結合,體現水鄉景觀特色外,應將綠化與名人活動、歷史事件、古代文化遺跡及古樹名木結合好。首先要保存和恢復兩岸遺留文化,重造歷史風貌。其次是要謹防城市河道景觀片面化,要注重自然與社會環境的統一,實現設計與自然有機的融合,恰如其分的“錦上添花”。
2.2設計原則
在河道景觀設計中,要將景觀生態學的思想融入到環境設計當中,模擬自然河道,保護生物多樣性。促進自然循環,構架城市生態走廊,實現人與自然的對話,將自然生態作為植物設計的首要元素,并同周圍的人文環境充分結合,打造成一幅詩情畫意的河道景觀畫卷。在具體設計中應當堅持以下3項原則。
2.2.1多樣性的原則
自然界本身是豐富多彩的,這種豐富多彩表現之一就是植物種類的多姿,而多種植物之間還存在著相互制約的關系,只有這種制約相對平衡,個體或群體植物才能協調共生,形成有序的體系。
2.2.2師法自然的原則
人工的模擬自然群落能夠形成適宜植物生長的生態環境,從而使組成環境的各要素相互和諧、相互促進,充分發揮自然界中植物的自然調節能力,保持生態的相對平衡。同時好的生態環境又能夠吸引各種生物到此棲息生長,為鳥類、昆蟲等生物提供了良好的棲居環境,使景觀更具自然特征和生命力。
作為河道景觀,沿岸應該有統一的綠化背景貫穿全線,形成一定的規模氣勢,形成“線”;同時結合硬質景觀的主題進行不同的景點配置,在游人停留部位采用造型優美、色彩醒目的植物品種,給人以生理和心理的滿足,達到觸景生情的境界,形成“點”;選用幾種較有特色的種植形式在全線呈塊狀分布形成“面”。如此點線面相結合,形成獨具特色的綠化景觀。
2.3對城市河道景觀設計中存在問題的解決辦法
在城市河道景觀設計中要結合河道空間的美學特點和游覽者的視覺特性,充分考慮到現代條件下速度因素對景觀形式、景觀尺度等的影響,進行科學、合理的設計,使河道景觀成為優美、親切、宜人且富有活力的休閑娛樂場所。在設計河道景觀綠化時要注意把握以下3個方面:
2.3.1河道沿岸平縱面線形的把握
鑒于人們在游覽河道時看到的往往是動態的風景而不是靜止的畫面。因此,在設計河道景觀時應充分考慮已有的自然條件,順著自然地形以避免由于修建景觀而破壞沿岸的生態環境。設計中可以通過巧妙運用曲線元素將外部景觀引入河道環境、通過地形起伏條件布設富于變化的線形以區別于其他地區。
2.3.2環境色彩搭配的把握
恰當地把握河道景觀與周圍建筑以及人們的心理反映之間的搭配和協調至關重要。
當河道位于繁華街區時,根據兩側建筑不同的風格、可用立面設計、裝飾手法,形成變化豐富的河道景觀。這種變化往往會顯得龐雜與凌亂,這時可以通過植物造景對道路賦予較為統一的色彩基調——綠色,在這些建筑之間起協調的作用。除此之外的河道景觀色彩則不宜豐富,否則有畫蛇添足之嫌。而對位于色彩相對單一的老城區附近的河路,由于人口密度與建筑密度過大。造成了人們休憩、綠化的空間日益縮小,人們迫切要求改善生活環境,可以進行多種形式的空間立體綠化,提高綠視率,彌補局部地區平面綠化的不足,為人們提供與水對話、寧靜、趣味的場景。
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2.色彩要求。室內色彩除對視覺環境產生影響外,還直接影響人們的情緒、心理。科學的用色有利于工作,有助于健康。色彩處理得當既能符合功能要求又能取得美的效果。室內色彩除了必須遵守一般的色彩規律外,還隨著時代審美觀的變化而有所不同。
3.光影要求。人類喜愛大自然的美景,常常把陽光直接引入室內,以消除室內的黑暗感和封閉感,特別是頂光和柔和的散射光,使室內空間更為親切自然。光影的變換,使室內更加豐富多彩,給人以多種感受。
4.裝飾要素。室內整體空間中不可缺少的建筑構件、如柱子、墻面等,結合功能需要加以裝飾,可共同構成完美的室內環境。充分利用不同裝飾材料的質地特征,可以獲得千變完化和不同風格的室內藝術效果,同時還能體現地區的歷史文化特征。
5.陳設要素。室內家具、地毯、窗簾等,均為生活必需品,其造型往往具有陳設特征,大多數起著裝飾作用。實用和裝飾二者應互相協調,求的功能和形式統一而有變化,使室內空間舒適得體,富有個性。
6.綠化要素。室內設計中綠化以成為改善室內環境的重要手段。室內移花栽木,利用綠化和小品以溝通室內外環境、擴大室內空間感及美化空間均起著積極作用。
二、室內裝飾設計的基本原則
1.室內裝飾設計要滿足使用功能要求
室內設計是以創造良好的室內空間環境為宗旨,把滿足人們在室內進行生產、生活、工作、休息的要求置于首位,所以在室內設計時要充分考慮使用功能要求,使室內環境合理化、舒適化、科學化;要考慮人們的活動規律處理好空間關系,空間尺寸,空間比例;合理配置陳設與家具,妥善解決室內通風,采光與照明,注意室內色調的總體效果。
2.室內裝飾設計要滿足精神功能要求
室內設計在考慮使用功能要求的同時,還必須考慮精神功能的要求(視覺反映心理感受、藝術感染等)。室內設計的精神就是要影響人們的情感,乃至影響人們的意志和行動,所以要研究人們的認識特征和規律;研究人的情感與意志;研究人和環境的相互作用。設計者要運用各種理論和手段去沖擊影響人的情感,使其升華達到預期的設計效果。室內環境如能突出的表明某種構思和意境,那末,它將會產生強烈的藝術感染力,更好地發揮其在精神功能方面的作用。
3.室內裝飾設計要滿足現代技術要求
建筑空間的創新和結構造型的創新有著密切的聯系,二者應取得協調統一,充分考慮結構造型中美的形象,把藝術和技術融合在一起。這就要求室內設計者必須具備必要的結構類型知識,熟悉和掌握結構體系的性能、特點。
現代室內裝飾設計,它置身于現代科學技術的范疇之中,要使室內設計更好地滿足精神功能的要求,就必須最大限度的利用現代科學技術的最新成果。
4.室內裝飾設計要符合地區特點與民族風格要求
由于人們所處的地區、地理氣候條件的差異,各民族生活習慣與文化傳統的不一樣,在建筑風格上確實存在著很大的差別。我國是多民族的國家,各個民族的地區特點、民族性格、風俗習慣以及文化素養等因素的差異,使室內裝飾設計也有所不同。設計中要有各自不同的風格和特點。要體現民族和地區特點以喚起人們的民族自尊心和自信心。
三、室內裝飾設計要點:
室內空間是由地面、墻面、頂面的圍合限定而成,從而確定了室內空間的大小和形狀。進行室內裝飾的目的是創造適用、美觀的室內環境,室內空間的地面和墻面是襯托人和家具、陳設的背景,而頂面的差異使室內空間更富有變化。
(一)、基面裝飾-----樓地面裝飾
基面-----在人們的視域范圍中是非常重要的,樓地面和人接觸較多,視距又近,而且處于動態變化中,是室內裝飾的重要因素之一,設計中要滿足以下幾個原則:
基面要和整體環境協調一致,取長補短,襯托氣氛。
從空間的總體環境效果來看,基面要和頂棚、墻面裝飾相協調配合,同時要和室內家具、陳設等起到相互襯托的作用。
2、注意地面圖案的分劃、色彩和質地特征。
地面圖案設計大致可分為三種情況:第一種是強調圖案本身的獨立完整性,如會議室,采用內聚性的圖案,以顯示會議的重要性。色彩要和會議空間相協調,取得安靜、聚精會神的效果;第二種是強調圖案的連續性和韻律感,具有一定的導向性和規律性,多用于門廳、走道及常用的空間;第三種是強調圖案的抽象性,自由多變,自如活潑,常用于不規則或布局自由的空間。
3、滿足樓地面結構、施工及物理性能的需要。
基面裝飾時要注意樓地面的結構情況,在保證安全的前提下,給予構造、施工上的方便,不能只是片面追求圖案效果,同時要考慮如防潮、防水、保溫、隔熱等物理性能的需要。基面的形式各種各樣,種類較多,如:木質地面、塊材地面、水磨石地面、塑料地面、水泥地面等等,圖案式樣繁多,色彩豐富,設計時要同整個空間環境相一致,相輔相成,以達到良好的效果。
(二)、墻面裝飾。
室內視覺范圍中,墻面和人的視線垂直,處于最為明顯的地位,同時墻體是人們經常接觸的部位,所以墻面的裝飾對于室內設計具有十分重要的意義,要滿足以下設計原則:
1、整體性。
進行墻面裝飾時,要充分考慮與室內其它部位的統一,要使墻面和整個空間成為統一的整體。
2、物理性。
墻面在室內空間中面積較大,地位較主要,要求也較高,對于室內空間的隔聲、保暖、防火等的要求因其使用空間的性質不同而有所差異,如賓館客房,要求高一些,而一般單位食堂,要求低一些。
3、藝術性。
在室內空間里,墻面的裝飾效果,對渲染美化室內環境起著非常重要的作用,墻面的形狀、分劃圖案、質感和室內氣氛有著密切的關系,為創造室內空間的藝術效果,墻面本身的藝術性不可忽視。墻面的裝飾形式的選擇要根據上述原則而定,形式大致有以下幾種:抹灰裝飾、貼面裝飾、涂刷裝飾、卷材裝飾。這里著重談一下卷材裝飾,隨著工業的發展,可用來裝飾墻面的卷材越來越多,如:塑料墻紙、墻布、玻璃纖維布、人造革、皮革等,這些材料的特點是使用面廣,靈活自由,色彩品種繁多,質感良好,施工方便,價格適中,裝飾效果豐富多彩,是室內設計中大量采用的材料。
(三)頂棚裝飾。
頂棚是室內裝飾的重要組成部分,也是室內空間裝飾中最富有變化,引人注目的界面,其**感較強,通過不同的處理,配以燈具造型能增強空間感染力,使頂面造型豐富多彩,新穎美觀。
1.設計原則。
(1)、要注重整體環境效果。
頂棚、墻面、基面共同組成室內空間,共同創造室內環境效果,設計中要注意三者的協調統一,在統一的基礎上各具自身的特色。
(2)、頂面的裝飾應滿足適用美觀的要求。
一般來講,室內空間效果應是下重上輕,所以要注意頂面裝飾力求簡捷完整,突出重點,同時造型要具有輕和藝術感。
(3)、頂面的裝飾應保證頂面結構的合理性和安全性。不能單純追求造型而忽視安全。
2、頂面設計形式。
(1)、平整式頂棚。這種頂棚構造簡單,外觀樸素大方、裝飾便利,適用于教室、辦公室、展覽廳等,它的藝術感染力來自頂面的形狀、質地、圖案及燈具的有機配置。
(2)、凹凸式頂棚。這種頂棚造型華美富麗,立體感強,適用于舞廳、餐廳、門廳等,要注意各凹凸層的主次關系和高差關系,不宜變化過多,要強調自身節奏韻律感以及整體空間的藝術性。
(3)、懸吊式頂棚。在屋頂承重結構下面懸掛各種折板、平板或其它形式的吊頂,這種頂往往是為了滿足聲學、照明等方面的要求或為了追求某些特殊的裝飾效果,常用于體育館、電影院等。近年來,在餐廳、茶座、商店等建筑中也常用這種形式的頂棚,使人產生特殊的美感和情趣。
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關鍵詞 橋梁設計; 預應力混凝土; 箱梁; 變截面連續梁 ;Midas橋梁模型
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 錄設計原始資料…………………………………………………………………………….1
第一章 方案比選 ………………………………………………………………………2
第二章 上部結構形式及尺寸擬定 …………………………………………………5
一.主跨徑的擬定 …………………………………………………………………… 5
二.順橋向梁的尺寸擬定 …………………………………………………………… 5
三.橫橋向的尺寸擬定 ……………………………………………………………… 5
四.橋面鋪裝 ………………………………………………………………………… 6
五.本橋主要材料 …………………………………………………………………… 6
第三章 橋面板的計算 …………………………………………………………………8
一.橋面板的設計彎矩 ……………………………………………………………… 8
二.懸臂板的內力計算……………………………………………………………… 11
三.橋面板的配筋…………………………………………………………………… 12
第四章 主梁內力計算…………………………………………………………………14
一.全橋節段的劃分………………………………………………………………… 14
二.恒載活載內力計算……………………………………………………………… 17
第五章 主梁配筋計算…………………………………………………………………32
一.預應力筋的估算原理…………………………………………………………… 32
二.預應力筋的估算………………………………………………………………… 34
三.預應力筋布置…………………………………………………………………… 38
四.非預應力鋼筋截面積估算及布置……………………………………………… 45
第六章 截面承載能力極限狀態計算………………………………………………47
一.正截面承載力計算……………………………………………………………… 47
二.斜截面承載力計算……………………………………………………………… 47
第七章 鋼束預應力損失計算……………………………………………………… 50
第八章 應力驗算………………………………………………………………………… 56
一.短暫狀況的正應力驗算………………………………………………………… 56
二.持久狀況的正應力驗算………………………………………………………… 57
第九章 抗裂性驗算……………………………………………………………………… 59
一.正截面抗裂性…………………………………………………………………… 59
二.斜截面抗裂性…………………………………………………………………… 61
第十章 主梁變形計算…………………………………………………………………… 62
參考文獻 ………………………………………………………………………………… 63
英文翻譯 ………………………………………………………………………………… 64
致謝 ……………………………………………………………………………………… 90
致 謝 首先感謝何建老師在此次畢業設計中認真輔導了我設計的每一個環節,何建老師對待學生認真負責、和藹耐心的態度和對待工作一絲不茍的作風給我留下了深刻的印象,為我今后的學習工作樹立了榜樣。此外還有學多老師給予了耐心的指導和點拔,令我受益匪淺。在此對各位老師的敬業表示真摯的感謝。
通過這次畢業設計,我比較系統的串連了我大學本科四年所學的知識,深感我們這門專業系統的博大精深,覺得自己存在的差距還很大。但是,在這炎炎夏日工作的幾十天,我的收獲也是很大的。在畢業設計的反復修改,一遍一遍的看書,和同學一次又一次的討論,一次又一次的請教老師的過程中,通過集中的畢業設計和專業系統的培養,我提高了自己綜合運用所學的基礎理論,基本知識和基本技能,分析解決問題的能力。在老師的指導下,通過獨立系統的完成一個工程項目的設計,比較具體的了解了一個工程設計的全過程,鞏固已學課程的基礎上,培養了自己考慮問題,分析問題,解決問題的能力,同時接觸到和掌握一些新的專業知識和技能。這次畢業設計為自己提供了一次很好的實踐機會,為我將來的學習工作做了很好的鋪墊,是我人生中很重要的一次經歷。
最后,感謝學院的領導和老師在百忙之中為我們細心指導設計,我衷心的感謝各位老師!
南華大學船山學院本科生畢業設計(論文)開題報告 設計(論文)題目 寶石路5號橋 設計(論文)題目來源 設計(論文)題目類型 起止時間 2008.12.1~2008.12.12 一、設計(論文)依據及研究意義:
橋梁的形式可考慮連續梁橋、梁拱組合橋和斜拉橋。對此三種橋型作比較,從安全、適用、經濟、美觀等方面比選,最終確定橋梁形式。
二、設計(論文)主要研究的內容、預期目標:(技術方案、路線)
本橋的設計是根據設計任務書的要求和《公路橋規》的規定,本著“安全、實用、經濟、美觀”的八字原則,提出了三種不同的橋型方案進行比較和選擇。方案一為預應力混凝土連續梁橋,方案二為梁拱組合體系橋,方案三為懸索橋。經由以上原則以及設計施工等諸多方面考慮后,確定預應力混凝土連續梁橋為最終設計方案。
三、設計(論文)的研究重點及難點
計算量大,工程量大,繪制上部結構的一般構造圖、鋼筋構造圖及施工示意圖很復雜
四、進行設計(論文)所需條件:
《結構設計原理》土木工程專業畢業設計指南—橋梁工程分冊
《預應力混凝土連續梁橋設計》 《橋梁工程》 《基礎工程》 《橋涵水文》 《橋梁計算示例集》《橋梁上部結構計算示例(二)》
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2.1通行車輛
該橋修建于20世紀80年代,已經運營27年。原橋梁設計為一級公路橋梁,按照交通部《公路工程技術標準》(JTJ001-97)的規定,一般能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量為15000~30000輛。免費通行前交通量已經超過了原設計交通量的60.2%,免費通行后,交通量較免費通行前又增加19.8%。按照交通部《公路工程技術標準》(JTGB01-2003),免費通行后平均日交通量是四車道一級公路能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量上限30000輛的1.92倍,平均日交通量已經達到六車道高速公路能適應的年平均日交通量標準(45000~80000輛)。由上可見,限載前,該公路大橋車流量遠超過當初設計標準,再加上超載車的數量和超載重量都越來越多,對橋面鋪裝、T梁、支座、蓋梁、橋墩等各個承重部位均造成不利影響。
2.2T梁病害
(1)混凝土施工質量較差,施工完成后,混凝土表面出現蜂窩、麻面;保護層較薄,箍筋外露;底板混凝土剝落、鋼筋外露銹蝕,翼緣板間滲水。此類病害短期內不會引起橋梁承載能力的降低,但對結構耐久性影響較大。如表層混凝土剝落導致內部鋼筋銹蝕,繼而引起混凝土更大面積的銹蝕開裂,長期作用會降低截面剛度、減小鋼筋的有效直徑,對于預應力混凝土橋梁,如果鋼絞線銹蝕后果將很嚴重。
(2)在主梁跨中1/4L~3/4L之間,腹板產生大量由下而上的豎向、斜向裂縫和對稱貫通裂縫。該裂縫的主要成因是:主梁1/4L~3/4L跨附近承受較大彎剪導致梁體腹板混凝土主拉應力超過允許值,進而產生裂縫。而在主梁支點附近,梁體腹板上產生斜向裂縫。該類裂縫的主要成因是:主梁支點附近位置承受較大剪力,當主拉應力過大或腹板抗剪能力不足時會導致斜向剪切裂縫的產生。主梁斜截面強度不足會導致結構產生剪切性破壞,該類破壞屬于脆性破壞,在橋梁結構中不允許發生。
2.3蓋梁病害
由于橋梁運營時間較長,伸縮縫橡膠條破損漏水,蓋梁上建筑垃圾堆積,排水不暢,加上蓋梁混凝土施工缺陷,環境中的水及侵蝕性介質就可能滲入混凝土內部,導致了混凝土碳化和鋼筋銹脹,影響結構的受力性能和耐久性,部分蓋梁的整體承載力降低。
2.4支座病害
橋梁支座已經使用27年,橡膠開始老化,鋼板嚴重銹蝕,支座已經接近使用壽命。
3加固設計
針對此現狀,考慮到原設計T梁抗裂安全儲備較小,T梁間橫向聯系偏弱,考慮進行全面加固。除對出現病害的部位進行維修加固外,另從兩個方面加強橋梁的橫向聯系和承載力:①對尚未出現但未來最可能出現病害的T梁進行整體性加固,提高T梁的承載能力;②對全橋T梁橫隔板進行整體性加固,提高橋梁橫向剛度;③將原有橋面鋪裝鑿除,采用雙層鋼筋網片或并筋橋面鋪裝,加強橋梁的整體性。主要加固方案如下:
(1)對全橋已出現裂縫的所有T梁全部進行加固,考慮到橋梁西半幅未來通行重車的可能,有必要對西半幅未出現裂縫的部分T梁進行整體性加固,如西半幅單跨有2片及2片以上T梁出現裂縫需要加固的,則西半幅4片T梁全部加固。加固基本方案為裂縫封閉、破損修復后進行梁底粘貼鋼板。腹板粘貼鋼板。對梁體豎向裂縫嚴重的T梁增加體外預應力。本次加固中,考慮到20mT梁梁體未出現斜向裂縫,不采用腹板粘貼鋼板加固;40mT梁腹板有豎向裂縫或斜向裂縫,采用腹板粘貼鋼板加固,加固范圍為2~6號橫隔板之間的腹板,其中,跨中6.5m范圍腹板粘貼水平鋼板,其余粘貼斜向鋼板,另1~2和6~7號橫隔板間腹板出現裂縫,則對1~2和6~7號橫隔板間腹板粘貼斜向鋼板加固;50mT梁腹板有豎向裂縫或斜向裂縫,采用腹板粘貼鋼板加固,加固范圍為2~7號橫隔板之間的腹板,其中,4~5號橫隔板間腹板粘貼水平鋼板,其余粘貼斜向鋼板,另1~2和7~8號橫隔板間腹板出現裂縫,則對1~2和7~8號橫隔板間腹板粘貼斜向鋼板加固。T梁自東向西依次為1#、2#、3#-7#T梁。腹板粘鋼除116-1#、123-1#、124-1#、133-1#134-1#、135-1#梁采用方法1加固外,其余均采用方法2。而對于20mT梁、40mT梁和50mT梁梁體出現4條或4條以上豎向裂縫,或梁體出現2條或2條以上豎向貫通裂縫,則對T梁采用體外預應力加固,其余計劃加固的T梁采用梁底粘貼鋼板加固。
(2)對全橋未加固的所有橫隔板進行加固,增大橫隔板截面,加強橫向聯系,避免單梁受力。具體方案為對全橋尚未加固的20m、40m、50m跨T梁橫隔板采取粘貼鋼板加固或整體性加固,鋼板材質采用Q345B,鋼板厚度6mm,鋼板外露表面進行防腐涂裝。并對40m、50m跨T梁橫隔板鏤空的部分植入鋼筋,澆筑快速修補料增大橫隔板跨中截面。
(3)對出現裂縫和大面積銹脹的蓋梁進行加固,對蓋梁出現嚴重銹脹的部位進行處理,首先將銹脹部位混凝土鑿掉,其次對發生銹脹鋼筋進行除銹處理,后澆筑環氧混凝土(在破損區域過大處使用)進行修補,對病害嚴重或出現受力性裂縫的蓋梁進行粘貼鋼板加固。
4加固前后結果對比分析
經體外索加固后,雖然邊梁的抗力值未變,但由于體外預應力索改善了結構的受力性能,邊梁跨中彎矩值降低了4.9%。40mT梁經過粘貼鋼板加固后,中梁的跨中承載能力較設計時提高了8.39%;50mT梁經過粘貼鋼板加固后,中梁的跨中承載能力較設計時提高了53.2%。且加固后所有梁截面抗力R≥計算彎矩Mj,中梁、邊梁的持久狀況和正常使用狀況的各項指標均滿足《公路橋涵設計通用規范》(JTJ021-89)及《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》(JTJ023-85)的要求。
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2.1山區公路橋梁與隧道的關系
山區地形多變,地質復雜,水文特征多變,地面溝壑很多,并且坡度很陡,時而也會有泥石流等地質災害發生。山區公路受以上條件影響橫坡較陡,易受山谷水流沖刷,在U型山谷必須轉彎。山區公路橋梁與隧道連接起來是跨越河流,在U型山谷轉彎所做的必要措施,也是最好的解決辦法,被稱為“兩橋一遂”方案,設計這種方案需要橋梁和隧道緊密結合。在地形平緩,變化不大的地質條件下可以調整橋臺側墻的高度和長度完成連接,對于地形復雜,隧道明洞無法延伸的情況下,需要增添樁柱式臺以及橋梁主梁放置于隧道明洞完成對接。
2.2山區公路橋梁建設與路基的關系
山區公路要適應地形多變環境,需使用錯臺路基(兩端路基不等高)。但是錯臺路基在需設置轉向車道時,很難運用到施工中。由于兩端路基不等高需設計半幅橋來進行銜接。當路基一側要求填土的高度15m左右時,必須綜合考慮地質、水文等條件,把加筋擋墻、棄土方案與半幅橋進行比對,來決定最合理的方案。
3山區公路橋梁設計要點
公路橋梁是交通運輸領域中不可或缺的重要部分,隨著人們生活水平的提高,公路橋梁的設計和管理也應該提高,有一個好的施工質量對公路橋梁的使用和維護起著非常大的作用。山區公路特點地形起伏,地質復雜。山區路線布置的平面、縱向、橫向三個方面都被限制,對于山區公路橋梁的設計,考慮到山區的特點,從上部結構設計、下部結構設計來說明。
3.1山區公路橋梁上部結構設計
山區公路橋梁多采用施工容易,造價低廉的標準化,預制裝配化結構,而大跨徑橋梁方案比較少。山區公路橋梁常采用標準化、裝配化橋梁,標準化、裝配化跨徑一般有16m、20m、25m、30m、40m、50m。當跨徑小于30m時,有三種構造分別是空心板、小箱梁、T梁。當跨徑為40m、50m時,由于梁的受力特點適于采用T梁。山區公路橋梁沒有嚴格的空間限制,且平面較小的山區公路,會把較高緩和的路段出現在橋上,使用空心板和小箱梁時,架梁的四個支點調平困難,會引起支座脫空,質量無法保證。對于山區公路橋梁標準橫斷面需采用T梁。當跨徑在50m時,山區公路交通運輸條件差,場地不能擴大,很難使大型機具進入,50mT梁單片重達150噸,而且架設設備要求很高,難以控制它的運輸和安裝過程,50mT梁一般不被使用。山區公路橋梁常用標準跨徑為20m、25m、30m、40m。
篇9
靈山高架橋是龍(游)-麗(水)高速公路龍游改建段上的一座高架橋,位于龍游縣靈山鄉。龍麗高速公路是在龍麗一級公路的基礎上改建。由于一級公路改高速后,對一級公路實施時占用的50省道靈山段必須恢復。通過多種方案論證比較后決定采用全線高架橋跨越50省道,橋下的50省道按二級公路標準修建。高架橋上部構造為(45×25)m部分預應力砼組合小箱梁,先簡支后連續,全橋分8聯。該橋左右幅分離,單幅橋梁寬度為11.75m,全橋長1130m。橋址處地質巖層較淺,巖性單一,屬片麻巖。橋位處屬亞熱帶季風氣候,極端最高氣溫41.8℃,極端最低氣溫-11.4℃,年平均氣溫在16.3~17.3℃。
二、設計標準
1.公路等級:高速公路;
2.設計荷載:公路-I級;
3.計算行車速度:80km/h;
4.橋梁橫斷面:整體式路基寬24.5m,橋梁比路基兩邊窄0.25m,橋梁左右幅分離,單幅橋梁寬度為11.75m,橫斷面布置為0.5m(鋼筋砼防撞護欄)+10.5m(行車道)+0.75m(波形鋼護欄);
5.地震動峰值加速度系數:0.05g,重要性修正系數1.3,抗震構造措施按七度設防。
三、總體設計
橋址處地形平坦,兩邊為靈山鄉村民居住區,人員比較密集。已建成的龍麗一級公路為雙向四車道,交通量較大。要求施工過程中不能中斷龍麗一級公路、50省道的通行,因而橋梁規模、施工難度都比較大。橋型方案設計,力求做到技術可靠、經濟合理、施工方便、施工周期短、維護費用低,并且盡量減少對相關工程正常運營的影響。結合初步設計專家評審意見,上部構造選擇預制的預應力砼組合小箱梁,先簡支后連續。
橋跨布置為:(6×25+5×25+3×(6×25)+2×(5×25)+6×25)m,墩臺均按法向布置。全橋分為8聯,左右幅布跨相同。下部構造為:矩形墩、肋式臺,矩形挖孔灌注樁基礎。
四、上、下部結構設計
1.上部結構
本橋上部結構采用25m部分預應力(A類)混凝土組合小箱梁,5~6孔為一聯,采用多箱單獨預制,簡支安裝,現澆連續接頭的先簡支后連續的結構體系。梁高140cm,頂板厚18cm,底板厚從跨中至根部由18cm變化為25cm,腹板厚從跨中至根部由18cm變化為25cm。半幅橋每孔布置4片箱梁,箱梁梁間距為285cm,懸臂長160cm,箱梁之間設18cm厚橫向濕接縫。箱梁連續處設1道厚35cm的中橫梁,邊跨梁端設1道厚25cm的端橫梁。小箱梁采用C50混凝土預制。
2.下部結構
下部結構的特點是橋墩類型多,是本橋設計的難點,也是本文要重點介紹的內容。為了保證橋下50省道的通行凈空要求,本橋采用二柱或者三柱式橋墩。二柱式墩有37個,其中柱間距為14m的有35個,柱間距為12.4m的有1個,柱間距為15.2m的有1個;三柱式墩有7個。全橋合計有10種不同類型的橋墩。
橋墩蓋梁統一采用矩形截面,高為200cm,寬為180cm。其中預應力蓋梁設計又是本橋最復雜的部分。蓋梁采用C50混凝土,按全預應力砼構件設計。采用ASTMA416/A416M-98標準的低松馳鋼鉸線,其標準強度1860MPa,直徑15.24mm,公稱面積140mm2,彈性模量Ey=1.95×105MPa,所使用的預應力錨具應符合國家標準GB/T14370—2000中規定的I類錨具要求。管道采用預埋金屬波紋管成型。
橋墩墩身采用等截面矩形實心墩,墩高為600~700cm。兩柱式和三柱式中墩的墩身截面尺寸為:180cm(橫)×150cm(縱);三柱式邊墩為:150cm(橫)×150cm(縱)。墩柱按普通鋼筋砼構件設計,采用C30混凝土。
為了加快施工進度和減少施工過程中對龍麗一級公路、50省道正常運營的影響,建設單位要求設計單位對橋墩下部樁基進行優化設計。橋址處弱風化巖層比較淺,如果按嵌巖樁設計,樁長只有15~25米,完全可以采用人工開挖。采用這種施工方法每個橋墩之間互相獨立不受影響,作業面廣,可以同時大面積施工。經過綜合分析比較,橋墩下部樁基并沒有采用以往通常的做法:群樁加承臺;而是采用等截面大尺寸矩形挖孔灌注樁。兩柱式和三柱式中墩的樁基截面尺寸為:240cm(橫)×180cm(縱),三柱式邊墩為:180cm(橫)×180cm(縱);采用C25混凝土。橋墩構造見圖1和圖2。
圖1二柱式橋墩一般構造
圖2三柱式橋墩一般構造
五、結構計算
1.組合小箱梁
小箱梁內力計算采用平面桿系有限元程序橋梁博士3.0進行計算,荷載橫向分配系數采用剛接板(梁)法計算,并用梁格法進行檢算,橋面板計算按單向板和懸臂板計算。本設計為部分預應力(A類)混凝土結構,故跨中底板和支點處頂板根據承載能力極限狀態設置受力鋼筋。此種結構在高速公路上比較常用,有較成熟的設計、施工方法,本文不再贅述。
2.蓋梁橋墩蓋梁施工及運營階段的內力計算采用橋梁博士3.0進行計算。預應力混凝土現澆蓋梁施工工藝流程為:下部樁基、立柱施工完成后,搭設支架澆筑蓋梁砼;蓋梁砼達到設計強度后張拉第一批鋼束;然后進行上部小箱梁的架設,再張拉第二批鋼束;最后進行橋面系施工。按此流程分4個主要工況計算結構各截面內力、應力和位移。成橋運營計算包括恒載、活載、支點沉降和溫度等工況,按規范進行最不利荷載組合。溫度荷載按體系升溫5°C及降溫5°C計算;不均勻沉降按10mm計算。
計算結果:在最不利荷載組合下,蓋梁上緣最小應力為壓應力1.2MPa,蓋梁上緣最大應力為壓應力5.5MPa,蓋梁下緣最小應力為壓應力0.5MPa,蓋梁下緣最大應力為壓應力6.6MPa,均滿足規范要求。
3.蓋梁與墩柱連接方式對比計算
一般橋墩蓋梁與墩柱都是采取直接固結的連接方式,本橋設計中兩柱式橋墩也是采用這種方式,見圖1。但是在三柱式橋墩蓋梁計算中,發現離中柱距離比較大的邊柱如果采用梁柱固結,計算很難滿足規范要求,因此采取蓋梁與墩柱之間設置單向活動盆式支座,見圖2。
為弄清2種連接方式對蓋梁的影響,在設計中,針對梁柱設置支座和固結2種情況進行對比計算。取5號墩蓋梁靠邊墩的部分單元在運營階段的截面應力進行比較,其結果見表1。
單元號
截面號
下緣應力(MPa)
表1說明梁柱之間設置支座可有效增加截面下緣的壓應力,對預防蓋梁下緣開裂有明顯的作用。因此,在該橋設計中,對三柱式橋墩蓋梁均設置有盆式支座。其中3、4、39和40號墩兩側邊柱設盆式支座,5、6和38號墩單側邊柱設盆式支座。
六、結語
靈山高架是龍麗高速公路上的控制性工程之一,施工工期短、施工場地受限制、下部橋墩構造復雜是該橋的特點也是設計和施工的難點。通過精心設計,努力創新,大膽采用新技術、新工藝,使該橋上下部結構尺寸合理、比例協調,全橋氣勢宏大,莊重沉穩又不失輕盈美觀,符合安全、經濟、適用、美觀的原則。本工程對類似高架橋工程日后的設計和施工具有一定的參考價值。
參考文獻
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2.1對于結構的耐久性問題要重視
在我國的橋梁建設過程中,很多時候都缺少建設前期所需要準備、視察及考證等工作,這是一大問題。周圍的環境會在很大程度上影響到橋梁的建設和使用,不僅包括由于車輛超載而出現的疲勞情況,還包括橋梁結構本身的老化和損傷。我國從上世紀九十年代有些研究者就針對橋梁結構的耐久性進行了研究,但多集中在橋梁的材料及統計等方面,而對橋梁結構及設計的研究卻是忽視的,還缺少以設計及施工人員為出發點改善橋梁的耐久性。設計人員所關注結構的計算方法比較多,而容易忽視總體構造的設計和一些細節處的把握。結構耐久性的設計應該有別于其他普通的結構設計,就現階段而言,我國橋梁結構的耐久性研究應轉變為定量分析而不是傳統的定性分析。諸多研究實踐表明一座橋梁是否能夠安全使用,結構的耐久性發揮了很大的作用,經濟性也包含在其中。
2.2充分重視橋梁的超載問題
超載會造成橋梁疲勞應力幅度加大、損傷加劇,嚴重的情況下還可能引發結構破壞事故。橋梁的超載不僅會引發疲勞問題,還可能造成橋梁內部損傷難以及時恢復,進而使得橋梁在正常荷載下的工作狀態產生一定的變化,將威脅到橋梁的安全性和耐久性。所以設計人員應加強分析超載所帶來的嚴重后果,最大限度的加強橋梁的穩定性。
2.3重視對疲勞損傷的研究
動荷載是橋梁結構所承受的車輛荷載和風荷載的主要方面,其會在結構內產生循環變化的應力,除了會引起結構的振動外,結構的累積疲勞損傷也是不可忽視的方面。在橋梁建設中所使用的材料實際上均勻性和連續性都不是很理想,諸多微小的缺陷夾雜其中,在循環荷載作用下,它們會不斷發展、合并進而形成損傷,最終形成宏觀裂紋。一旦宏觀裂紋沒有得到很好地控制,就會產生材料、結構的脆性斷裂。疲勞損傷在初始階段被察覺的可能性比較小,所產生的嚴重后果卻是毀滅性的。所以應該加強疲勞損傷的研究工作。
2.4積極借鑒國外的經驗和成果
我國橋梁設計中存在結構使用性能差、耐久性和安全性差等諸多問題,這和現階段我國的施工質量和管理水平不高是分不開的,但問題已然存在,并且在短時間無法得到有效解決,設計人員對此問題要有一個清醒的認識,在設計時對上述問題充分考慮到,運用恰當的設計方法、恰當的安全系數使橋梁的使用性能達到要求的標準,這才是設計的關鍵。尤其是橋梁的耐久性和安全性問題與結構體系、使用材料選擇不合理、結構細節處理不當有著千絲萬縷的聯系。針對我國設計中存在的問題應積極借鑒國外的有益經驗,PBD就是其中之一。PBD即為性能設計,涵蓋了結構設計的眾多方面,如變形、裂縫、振動、耐久性等。PBD研究不僅保證了橋梁結構在使用中的安全性,還具有很多優良的使用性能,這其中包括壽命和耐久性、耐疲勞性、美觀等。對此,我國應該積極借鑒其優良方面的性能,并結合我國橋梁設計的實際和使用過程中的具體情況來最終尋找適合我國的設計。
3對我國現代橋梁結構設計的建議
總而言之,我們在對橋梁結構的耐久性、疲勞損傷以及橋梁超載問題進行必要研究的同時,還可以把研究面放得更寬一些,諸如結構系統的可靠度、模糊隨機可靠度等,這樣做的目的都是為了加強橋梁結構設計的使用性、安全性及耐久性。下面就選擇幾個方面就行分析,希望為研究人士提供參考。
3.1結構系統的可靠度分析
結構系統可靠度分析其實不是一項容易的研究課題,具有一定的復雜性,近年來不少研究者對其從不同方面進行了研究,并且取得了一定的研究成果。例如利用系統系數,主要針對結構各種破壞水平所對應的極限狀態不同,計算系統可靠度并進行結構設計的方法;利用蒙特卡洛法應用重要抽樣技術最終將結構系統的可靠度計算出來。另外還有研究者對系統可靠度界限進行深入的研究。總而言之,在進行系統可靠度的研究上難度系數比較大,內容也包羅萬象。在研究上還是有一定的上升空間的。
3.2在役結構的可靠性評估與維修決策問題
對在役建筑結構的可靠性評估與維修決策正成為建筑結構學的邊緣學科,它既包括結構力學、斷裂力學、建筑材料科學、工程地質學等比較基礎的理論,還離不開施工技術、檢驗手段、建筑物的維修使用狀況等方面的內容。值得注意的一個方面是對于在役結構的可靠性評估的研究,經典的結構可靠性理論也可在此過程中得到更為廣泛、更有深度的進步和發展。
3.3模糊隨機可靠度的研究
模糊隨機可靠度理論研究作為工程結構廣義可靠度理論研究的重要內容,在不斷健全的模糊數學理論與方法的推動下,會得到不斷的完善和發展。
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1.2防水措施的技術問題
我國在公路橋梁建筑施工中采取的防水措施,主要是沿用傳統的工藝和學習國外的技術,一方面受我國公路橋梁建筑施工發展時間較短的影響,另一方面則是因為在施工初期沒有重視防水措施的實際使用。防水措施的技術水平較低,是造成橋梁橋體受雨水腐蝕進而大大縮減了橋梁實際使用年限的又一因素。
2公路橋梁設計的原則及要求
2.1公路橋梁的設計原則
公路橋梁的設計原則,根據橋梁的上下分布主要分為兩個部分:2.1.1公路橋梁上部的設計原則公路橋梁上部的設計原則,主要在于重視橋梁上部分的結構構造,如主梁、搭板、伸縮縫等,在主梁的設計上:對于跨徑在10m內的主梁,設計原則一般采用通用的混凝土鋼筋結構,若單孔跨徑超過10m,則應當選用含預應力技術的混凝土結構;若橋梁長度小于100m或單孔跨徑小于20m,即宜選用空心板結構;若施工的橋梁跨河,難以利用支架進行澆筑工作,則應當選用連續的空心板結構。另外,考慮到實際橋梁橋面的平曲線以及通車運營時的平穩性,就應當在施工中適當減少伸縮縫數量,如單孔跨徑16m以內的橋梁,在設計中僅需1道伸縮縫即可,注意在另一端利用連續結構進行施工,確保橋面的平曲線;若單孔跨徑大于16m,應當將伸縮縫施工在橋墩,利用連續對橋兩端進行施工,這不僅是考慮通車運營時的平穩性,更是減少安全事故的發生幾率。2.1.2公路橋梁下部的設計原則橋臺和橋墩等結構構造是進行橋梁下部設計時應當注意的,在橋臺的設計上:填土高度對于保障橋臺的質量具有重要作用,一般而言,在軟土土層的路段,填土高度應當保持在6m內,在一般土層的路段,填土高度適宜保持在10m內;同時,橋臺的受力方式一般都會采用重力式,這主要考慮到施工方便和成本控制,對于8m以上臺身的墻面,一般而言宜用斜坡,斜率為10:1,需要注意的是對于水平方向存在高度差的地面,則應當選用階梯式的前墻設計方式。在橋墩的設計上:若橋梁設計為一般結構,宜使用框架式橋墩,即直接在橋墩上蓋梁;若在水平方向存在高度差的地面,選用樁柱式橋墩更符合設計原則;若橋梁不同跨徑的橋孔的斜交角在30°以內,則橋墩設計應當采用雙柱式;若橋梁不同跨徑的橋孔的斜交角在30°以外,則橋墩設計應當采用三柱式。
2.2公路橋梁設計的要求
2.2.1設計和環境的結合橋梁的設計需要根據實際的地理環境,實現設計和環境的結合,這是公路橋梁設計的第一個要求。一般而言,公路橋梁的設計,是為了保障建成后的質量,這是進行施工的首要目標;同時,考慮到橋梁建成后的經濟成本以及美觀價值,則需要確保設計中要將實際環境作為參考依據。2.2.2達荷載標準達荷載標準,這是公路橋梁設計的第二個要求,公路橋梁的建設,是為了實現交通便利和促進經濟的發展,達到通車荷載標準,這是公路橋梁實現其使用價值的必須要求。
3公路橋梁的防水措施
對建成的公路橋梁采取相應的防水措施,這對于避免橋梁主梁、橋面等出現裂縫、坍塌等情況的質量問題具有重要作用,同時也是對延長橋梁實際使用年限的有效措施。主要的防水措施有以下兩個方面:
3.1建立防水體系
防水體系的建立和實施步驟主要分為四個部分:①橋面的清潔工作,對整體橋面的外觀進行簡單的清理,如油污、浮漿等污漬,保持橋梁橋面的干凈;②基層處理劑的涂刷工作,使用配套的處理劑進行均勻涂刷工作,需要引起注意的是,在實施熱熔操作的基層處理劑作業時,要確保橋面是在干燥狀態,若橋面處于潮濕狀態則可能發生安全事故;③防水層的鋪貼工作,先使用噴燈等設備對橋面和防水卷層進行均勻加熱操作,再彈出下坡面的基準線,待橋面干燥和卷材外層出現融化情況后及時進行鋪貼工作;④接縫處的密封工作,完成鋪貼工作后,需要注意接縫處的密封情況,使用噴燈對接縫處進行加熱處理,做好密封處理。
3.2具體防水措施
嚴格設計和控制混凝土的配合比和澆筑的施工質量,確保鋼筋混凝土結構內不會產生氣泡,從而影響內部結構的穩定性,條件允許情況下利用機械設備對混凝土表層進行清理工作;嚴格控制伸縮縫的施工,首先確保施工操作的規范性,其次使用防水性能較好的材質,最后確保鋼梁的受力安全情況,保證其位移的均勻性。
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在蓋梁設計過程中,通過設計預應力蓋梁,需要促使施工過程中結構安全不受影響,在營運狀態下,蓋梁的安全性也需要得到保證。因此,在設計的過程中,就需要將較大噸位鋼束給應用過來,促使有效預應力得到提升;要分成兩批來張拉鋼束,如果有著較多的張拉次數,就會影響到正常的施工;如果有著較少的張拉次數,施工和營運要求無法得到滿足。對鋼筋合理布置,如果我們用骨和肉來分別比喻預應力筋和混凝土,那么筋就是普通鋼筋,預應力結構只有具備了普通鋼筋,方可以正常的運行。因為蓋梁有著較大的尺寸,那么就需要對普通鋼筋的直徑嚴格控制,箍筋保證在11以上,縱筋要控制在15以上。同時,要科學加密箍筋間距,這樣承受力方可以得到提升。在橋梁施工過程中,還需要充分重視空心預制板的使用;筆者認為,結合蓋梁預應力,在設計過程中,選擇的空心預制板需要具備較高的強度,并且整片梁頂板厚度在8厘米以上;如果空心板頂板度在7厘米以內,就需要將開倉處理措施應用過來,鑿除掉那些厚度不夠的部分,對芯模重新裝上,并且將補強筋增加過來,澆筑的混凝土相較于原來的混凝土,有更高一級的標號,這樣頂板厚度方可以與設計要求所符合。采取一系列的防水處理措施,如果是空心板底板密實程度不夠,或者是沒有足夠的鋼筋混凝土保護層,有滲水漏水問題出現,混凝土有著符合要求的強度,能夠順利通過靜載試驗,就可以將防水措施應用過來,在不密實的混凝土底板頂面上噴涂賽柏斯防水材料,經過滲透化學作用,混凝土密實度和強度就可以得到顯著提升。如果預制空心板建筑高度比設計要求要高,那么就會對橋面鋪裝層的厚度產生直接影響,如果橋面鋪裝厚度與設計要求無法符合,那么就可以對墩臺帽或者墊石高度進行調整,或者是將較厚的頂板部分給鑿除掉,如果已經安裝了上構,無法調整墩臺帽和墊石,可以對縱坡科學調整;將這樣的設計方法給應用過來,工程施工質量可以得到保證,橋梁的承載力也可以得到提升。
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2.1橫跨山谷的高架橋
橫跨山谷的高架橋經常運用的形式為上部結構存在空心板和型梁。特大橋和大橋都可以選用鋼構體系和連續梁,這樣的話便于行車;中小橋則可以采用造價低的空心板體系,從而使工程投資降低。除此之外,在同一個合同段不允許出現多種跨徑,從而避免預置模版在進行周轉使用過程中所產生的影響。
2.2跨河橋梁
在對跨河橋梁進行設計時,需要按照水文狀況制定設計方案,主要如下:第一,沒有通航的河流橋梁,該類橋型具有方便、簡單和造價低等特點。布置橋型時需要對上下部結構進行協調;而橋墩應該盡量和人工構造物隔離;使橋墩個數減少,并與水流方向相交,這樣的話就有利于排洪。第二,通航的河流橋梁,對水位等級和通航等級進行確定以后,在對橋梁進行設計。在進行設計的過程中,需要對排洪要求和通航要求進行考慮。通航等級較高的河流,往往采取大跨剛構響亮機構和連續箱梁結構等,而通航等級較低的河流,往往采取機構形式相對簡單的空心板機構和T型梁結構。
2.3跨橋線
跨線橋主要囊括以下幾點:第一,高速公路所跨越的等級路和跨越的等級外路等;第二,等級路跨越高速公路和等外路跨越高速公路等。分離式的對橋梁進行設計的手段具有非常高的安全性,但會對整體外觀審美產生很大的影響。達到國家級別的一些路橋往往不會采取這類建筑形式。對橋梁進行建設,既是為了使人們出行運輸的基本需求得到滿足,還是藝術和審美的追求。所以,在對其進行構建的過程中,應該對其具備的科學合理性進行保證,還需要具有一定的美觀。
3對路橋結構進行設計需要考慮的因素
在對山區路橋進行施工建設時,需要對諸多的因素進行考慮,比如在對跨度大的路橋進行修建時,對橋梁構建形式、布置橋墩的周邊地形和橋墩承重能力等進行充分的考慮。除此之外,還有一些和普通路橋施工建設存在差異的因素,這都要求在進行具體的施工時,全面的對其進行考察。
3.1橋梁墩位結構具有的穩定性
高墩橋往往采取柔性墩結構,在對其進行設計時,需要對橋梁的變位現象和具有的穩定性有所重視。當曲線、高墩、大縱坡和長橋同時出現時,這些變位具備同直橋相同的豎向壓縮變位和縱橋向變位、施工偏位等,這就需要對這些變位進行控制。
3.2對高墩桿件進行選擇
最近幾年,墩頂一般采取可置支座抑或墩梁固結,在實際上,它一直處在彈性約束狀態。通過對整體結構進行分析可知,桿件長度的計算不僅受到桿件剛度的直接影響,還會受到桿件邊界的直接影響。桿件體系在進行綜合變形過程中的結果就為桿件變形,需要對組合剛度進行全面的考慮,而不是只對單一的制約因素進行考慮。
3.3對結構產生影響的外力因素
長縱坡和大縱坡會對汽車行駛過程和制動性產生重大的影響,上部為多梁式的結構對外力具有的平衡能力很差,由于受到曲線橋具有的離心率作用,內梁的沖擊系數遠遠比外梁小,使下部構造形成不平衡的反作用力,從而使橋梁具有的動態能量有所提高。在對長縱坡和大縱坡橋梁進行設計時,需要加強對制動力和沖擊力進行計算的力度,且對沖擊力進行計算時需要對結構具有的基本頻率進行考慮,并通過結構基頻的手段對其進行分析和確定。
3.4橋面鋪裝
以往對橋梁建設所持有的觀點為對橋面進行鋪設就是一種鋪張浪費的情況,而事實并非如此。在對其進行鋪裝的過程中,選取優質的材料,可以有效的使過往車輛對路橋所產生的破壞得到減少,從而使路橋使用年限得到提高。與此同時,還可以使路面通行質量得到提高,并使由于路面顛簸所引發的安全事故有所漸減少。
4路橋設計時需要注意的問題
在對路橋進行設計的過程中需要注意很多問題,其具體如下:第一,對路橋結構具有的耐久性進行重視。由于山區的氣候條件和地質條件比較惡劣,從而就會使橋梁受到很大的損害,所以必須要對路橋結構具有的耐久性足夠的重視。第二,對路橋結構具有的損耗與荷載進行重視。由于公路修建過程中材料和施工人員修建工藝的不同,會導致建筑出現裂縫,而這些裂縫由于荷載的影響,就會不斷的擴大,因此就需要對路橋結構具有的損耗與荷載進行重視。第三,對過往車輛存在的超載問題進行重視。對此,公路管理部門與交通管理部門一定要很好的聯合起來,對路橋的科學使用進行保證,并使路橋使用年限得到延長,從而為國家的財政開支得到節約。