李贏民

摘 要：城市立交橋在城市交通發(fā)展中起著關(guān)鍵性的作用，在城市立交橋梁的建設(shè)過(guò)程中以實(shí)際的工程為背景來(lái)進(jìn)行橋梁模型設(shè)計(jì)，并結(jié)合橋梁模型結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)來(lái)反映橋梁結(jié)構(gòu)的變形計(jì)算結(jié)果，這對(duì)于實(shí)際的立交橋梁建設(shè)有著重要的參考作用。本文主要從城市立交橋梁模型設(shè)計(jì)的影響出發(fā)，對(duì)城市立交橋梁的建設(shè)與模型設(shè)計(jì)制作進(jìn)行具體的闡述。

關(guān)鍵詞：城市立交橋梁;建設(shè);模型設(shè)計(jì);方案

城市交通發(fā)展中，在城市交通要道中興建立交橋，用空間分隔的方法來(lái)消除道路平面交叉車(chē)流的沖突，來(lái)使兩條交叉道路的直行車(chē)輛暢通無(wú)阻，一方面完善了城市的立交橋交通系統(tǒng)，方便了市民的出行，對(duì)于解決交通堵塞問(wèn)題起到了很大的作用，另一方面推動(dòng)了城市逐漸形成立體化的交通體系，推動(dòng)了城市景觀不斷美化。在立交橋建設(shè)前進(jìn)行模型的設(shè)計(jì)制作與分析對(duì)于后期橋梁的建設(shè)有著重要的參考作用，因此在城市立交橋建設(shè)過(guò)程中進(jìn)行橋梁模型構(gòu)建，這對(duì)于立交橋梁的性能評(píng)價(jià)和安全監(jiān)測(cè)有著重要影響。以下筆者將對(duì)城市立交橋梁模型設(shè)計(jì)展開(kāi)詳細(xì)的探討。

一、城市立交橋梁模型設(shè)計(jì)概述

城市立交橋梁模型設(shè)計(jì)就是模仿城市立交橋梁的真實(shí)結(jié)構(gòu)，按照一定的比例關(guān)系來(lái)進(jìn)行復(fù)制，立交橋梁模型具有和立交橋梁原型的部分或者全部特征。通過(guò)對(duì)立交橋梁模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到與原型相類似的工作數(shù)據(jù)，從而能夠?qū)Τ鞘辛⒔粯蛄旱膶?shí)際工作性能進(jìn)行了解和研究。在實(shí)際的城市立交橋梁使用過(guò)程中，因?yàn)闃蛄航Y(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，混凝土收縮徐變等導(dǎo)致立交橋梁出現(xiàn)安全隱患的現(xiàn)象屢見(jiàn)不鮮，對(duì)城市立交橋梁模型進(jìn)行設(shè)計(jì)，并在各種工況下對(duì)橋梁模型進(jìn)行變形，應(yīng)力分布規(guī)律，結(jié)構(gòu)承載力，自振頻率，振型，穩(wěn)定性以及徐變的測(cè)試，來(lái)驗(yàn)證立交橋梁的設(shè)計(jì)，動(dòng)、靜力計(jì)算結(jié)果是否合理，并對(duì)實(shí)驗(yàn)的誤差的原因進(jìn)行分析，對(duì)可能產(chǎn)生相似誤差提出合理的處理方法，并把整理出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果推廣到實(shí)際的立交橋梁構(gòu)建上去，這對(duì)于精確的預(yù)測(cè)立交橋梁系統(tǒng)的性能有著重要的參考作用。

二、城市立交橋梁的建設(shè)與模型設(shè)計(jì)制作

（一）城市立交橋梁的建設(shè)與模型設(shè)計(jì)原則

立交橋梁模型的設(shè)計(jì)原則就是根據(jù)相似理論來(lái)進(jìn)行，相似理論即是將個(gè)別現(xiàn)象的研究成果，推廣到所有相似的想象上去的科學(xué)方法，相似理論將數(shù)學(xué)的分析方法和試驗(yàn)法的優(yōu)點(diǎn)都結(jié)合了起來(lái)，是解決生產(chǎn)和工程問(wèn)題的一種有效方法。相似理論運(yùn)用于立交橋梁的建設(shè)與模型設(shè)計(jì)的過(guò)程中時(shí)，在將立交橋梁的實(shí)際現(xiàn)象轉(zhuǎn)到立交橋梁的模型設(shè)計(jì)上時(shí)，要在相對(duì)應(yīng)點(diǎn)和相對(duì)應(yīng)的時(shí)刻上保持相同的數(shù)值，要清晰的顯示出立交橋梁模型中的內(nèi)在過(guò)程，要總和的而不是個(gè)別的反應(yīng)單個(gè)模型因素的影響。

在根據(jù)相似理論來(lái)指導(dǎo)立交橋梁模型設(shè)計(jì)時(shí)，首先要推導(dǎo)出相似準(zhǔn)則，即反應(yīng)出立交橋梁模型與立交橋梁實(shí)際建筑之間相似的物理數(shù)量關(guān)系，顯示出立交橋梁模型元素之間的內(nèi)在關(guān)系。然后再在模型實(shí)驗(yàn)中測(cè)量所有與相似準(zhǔn)則有關(guān)的物理量，以來(lái)推斷出立交橋梁的原型性能。在進(jìn)行相似準(zhǔn)則推導(dǎo)時(shí)，常見(jiàn)的方法有定律分析法，方程分析法以及量綱分析法，這三種方法都能夠?qū)α⒔粯蛄鹤鲾?shù)學(xué)上的描述。根據(jù)相似理論來(lái)對(duì)城市立交橋梁建筑進(jìn)行模型分析，一方面能夠嚴(yán)格控制立交橋梁的參數(shù)而不受外界條件和自然條件的限制，做到結(jié)果精確，另一方面能夠按比例縮小立交橋，制造方便，節(jié)約人力物力和實(shí)踐，并能夠在復(fù)雜的模型試驗(yàn)過(guò)程中突出立交橋梁的主要矛盾，能夠方便的把握立交橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)在聯(lián)系。

（二）城市立交橋梁模型的設(shè)計(jì)方案

城市立交橋梁的主要功能不僅僅要解決交通問(wèn)題，還要滿足人們對(duì)環(huán)境的要求和藝術(shù)的享受。在進(jìn)行城市立交橋梁模型的設(shè)計(jì)時(shí)，首先要對(duì)該立交橋的交通同行情況進(jìn)行調(diào)查，匯總數(shù)據(jù)。然后再根據(jù)匯總整理出的數(shù)據(jù)對(duì)立交橋進(jìn)行設(shè)計(jì)，在進(jìn)行立交橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要使橋梁結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，受力明確，便于施工，滿足規(guī)范要求。最后在將所考慮的立交橋的所有因素放置在立交橋梁模型中來(lái)進(jìn)行建模分析，通過(guò)對(duì)立交橋梁模型進(jìn)行數(shù)據(jù)分析來(lái)對(duì)城市立交橋梁的設(shè)計(jì)進(jìn)行檢驗(yàn)，將在模型上測(cè)得的數(shù)據(jù)根據(jù)相似關(guān)系換算成立交橋梁的原型數(shù)據(jù)，對(duì)立交橋梁的未來(lái)使用情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而更好的對(duì)立交橋梁設(shè)計(jì)進(jìn)行修復(fù)和完善。在進(jìn)行立交橋梁模型構(gòu)建的過(guò)程中，要讓立交橋梁的模型材料保持與立交橋梁原型的一樣，橋梁模型和原型相應(yīng)的慣性方向要相同，并且大小要滿足一定相似的比例。

總之，隨著我國(guó)城市的快速發(fā)展，立交橋梁在交通發(fā)展中的關(guān)鍵作用將會(huì)越來(lái)越凸顯。這要求在對(duì)立交橋梁進(jìn)行科學(xué)合理設(shè)計(jì)時(shí)要很好的了解立交橋梁建設(shè)過(guò)程中所涉及的專業(yè)問(wèn)題和非專業(yè)的問(wèn)題，要利用橋梁模型來(lái)對(duì)立交橋梁建設(shè)進(jìn)行分析，讓立交橋梁能夠在城市交通中最大程度的發(fā)揮交通疏通的作用。

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