桥梁结构设计的优化（精选10篇）
桥梁结构设计的优化 篇1
1 概述
在波纹钢腹板桥梁的设计过程中,如何确定波纹钢腹板的形状,是设计中的关键问题之一。目前,在进行波纹钢腹板桥梁设计时,一般类比已有设计进行波型选择,然后再进行验算,这种做法设计概念不够明晰。表1为部分已建波纹钢腹板桥梁的波型参数,从中可见,一般跨度较大的桥梁,板厚较大,直板段长度较大,但也有一些例外;另一方面,波高、波折角与跨度的相关性则很不明显。因此有必要对此进行分析探讨。
考虑到波纹钢腹板的主要作用是承受桥跨结构的剪力,因此在选择波纹钢腹板时,首要原则是满足腹板的屈曲稳定要求和抗剪强度,即在桥梁最不利荷载布置时,保证波纹钢腹板中的应力小于临界应力。同时考虑到经济性,一个合理的设计应该是使波纹钢腹板在满足抗剪条件下,用钢量最低。此外,波纹钢腹板的波高确定还要考虑到腹板与顶、底板间的连接构造要求。结合这些条件,本文对波纹钢腹板的优化选择问题进行分析探讨。
2 波纹钢腹板屈曲稳定与剪切屈服临界状态
波纹钢腹板主要承受竖向剪力,一般有以下3种临界状态控制设计,它们分别为:(1)弹性局部剪切屈曲,见图1(a);(2)弹性整体剪切屈曲,见图1(b);(3)剪切屈服。
2.1 弹性局部剪切屈曲
梯型波纹钢腹板是目前最常用的腹板形式,如图2所示。
其弹性局部剪切屈曲应力可以由下式给出[1]:
式中:E、υ、a和w分别为钢腹板材料的杨氏模量、泊松比、最大直板段长度和板厚。对于一般采用混凝土翼缘的组合梁,局部屈曲系数k1是在板短边固定、长边简支的情况下得到的,计算公式如下[1]:
式中:h为波纹钢腹板的腹板高度。
2.2 弹性整体剪切屈曲
弹性整体剪切屈曲应力τge,Easley提出的计算公式如下[2]:
式中:a1、a2、H、θ分别为水平直板段长度、倾斜直板段长度、波高和波折角。Dx和Dy分别为单个波对平行于梁纵向的轴线和平行于梁高的轴线的抗弯刚度,。弹性整体屈曲系数依赖于边界条件,在36至68.4之间变化,对于组合梁,建议取平均值50[1]。
2.3 剪切屈服
由于波纹钢腹板的轴向刚度很小,因此可以认为波纹钢腹板只承受剪力,根据形状改变能密度理论,剪切屈服应力的计算公式如下:
式中:fy为腹板材料的屈服强度。
2.4 波纹钢腹板形状各参数的影响分析
一般在进行波型选择时,直板段长度与其稳定性直接相关,为此,在设计中一般尽量使波型中的水平直板段和倾斜直板段长度接近,故下文在进行相关分析时都假设两者相等,即a=a1=a2。由于剪切屈服强度只与材料强度有关,而与波纹钢腹板的形状无关,因此以下主要针对弹性局部剪切屈曲和弹性整体剪切屈曲进行讨论,取a=250 mm、θ=35°、h=1 500 mm、w=10 mm为基本参数,在对其中一个参数进行讨论时,其它参数保持不变。图3为波纹钢腹板形状各参数与弹性局部剪切屈曲和弹性整体剪切屈曲的关系。
从图3中可得到如下几点:
(1)随着板厚的增加,弹性局部剪切屈曲和弹性整体剪切屈曲的临界剪应力都明显增加,其中弹性整体剪切屈曲的临界剪应力增幅相对更大。此外,在板厚小于7~8 mm时,上述2种失效模式的临界剪应力都比较小,因此,建议一般选择大于8 mm的板厚。
(2)随着腹板高度的增加,弹性局部剪切屈曲的临界剪应力在经过一段明显的下降后趋于平缓,而弹性整体剪切屈曲的临界剪应力则持续下降,在高度大于6~7 m时,其数值变得非常小,常规波型已无法很好地满足抗剪强度,因此波纹钢腹板桥型在大跨度桥梁上的运用还有待进一步研究。
(3)随着直板段长度的增加,弹性局部剪切屈曲的临界剪应力不断下降,而与此相反,弹性整体剪切屈曲的临界剪应力则不断增加,因此,在选择直板段的长度时,一般宜在100~450 mm内进行选择。
(4)随着波折角的增加,弹性局部剪切屈曲的临界剪应力没有变化,弹性整体剪切屈曲的临界剪应力则不断增加。由于在波折角小于10°时,弹性整体剪切屈曲的临界剪应力很小,因此,一般使波折角大于10°。
3 波纹钢腹板的材料用量
由于波纹钢腹板的造价相对较高,因此在波纹钢腹板满足抗剪的条件下,应尽量减少材料用量,达到经济合理的目的。下面以单位长度用钢量为指标进行讨论,图4为波纹钢腹板的一个波长。
如图4所示,一个波长内的用钢量可用下式表示:
则单位长度内的用钢量可以表示为:
在满足抗剪强度的前提下,根据公式6)计算得到的单位长度内的用钢量Vu越小,波纹钢腹板的选择相对就越经济。
4 波纹钢腹板形状的选择方法及其步骤
由波纹钢腹板的屈曲与抗剪临界状态讨论可知,只要出现任何一种临界状态,就可以认为其已经达到极限状态。文献[3]研究并提出了一个耦合应力的概念,并用下式进行计算:
根据上述公式,可以得到波纹钢腹板的抗剪承载能力计算公式:
式中:τin为耦合应力;Fin是根据耦合应力τin得到的剪力;n为控制曲线过渡形状的指数,Elgaaly在文献[4]中建议偏于保守的取n=1。
在选择波纹钢腹板的形状时,首先假定直板段长度(a1=a2),利用公式(8)可以求得波折角θ与板厚w的关系,然后代入公式(6),将公式(6)中的波折角θ表示成板厚的函数,变化板厚来求得单位长度最小用钢量,即在假定的直板段长度下的最优波型。以下给出单位长度用钢量Vu的计算公式:
综上所述,选择波纹钢腹板形状的一般步骤如图5所示。
5 数例分析
利用上述方法,求解高度为1.5 m的波纹钢腹板在以下各竖向剪力情况下的最优波型。参数分析结果如表2及图6所示。
由上述分析可得到以下结论:
(1)在给定剪力水平下,直板段长度和波折角在变化的过程中会有一个最优值,如图6(a)、6(b)所示。
(2)在需要承担的剪力值发生变化时,以最小用钢量为目标,则板厚、直板段长度、波折角三者之间有着互相制约的关系。从图6(c)、6(d)可以看出,直板段长度与波折角之间有此消彼涨的互补关系,即需要相互调整以达到最优。
(3)如表2所示,在需承担的剪力增加时,波高呈增加趋势,但总体上比较小,为了加强与顶底板结合面的连接构造,可以在最优波型基础上适当增加波高。
6 结论
利用本文提出的方法在各种剪力情况下进行波型参数分析,可以发现在给定剪力水平下,直板段长度和波折角在变化过程中会有一个最优值;板厚、直板段长度、波折角三者之间有着互相制约的关系,需相互调整以达到最优。在满足稳定性及经济性要求的前提下,得到波纹钢腹板的最优形状之后,还需考虑腹板与顶底板结合面的连接构造要求,最终确定波纹钢腹板的形状。
参考文献
[1]A El Metwally,R E Loov.Corrugated steel webs for pre-stressed concrete girders[J].Materials and Structures,2003(36):127-134.
[2]Easley,J T.Buckling formulas for corrugated metal shear diaphragms[J].Journal of the Structural Division,ASCE101(ST7),1975:1403-1417.
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[4]Elgaaly M,Smith D,Hamilton R.Beams and girders with corrugated webs[J].Proceedings of NSF Structures,Geo-mechanics,and Building System Grantees Conference,San Juan,Puerto Rico,1992:126-128.
桥梁结构设计的优化 篇2
浅析山区铁路桥梁墩台开挖边坡支挡结构的优化设计
文章通过对向莆铁路八丘石大桥墩台及梁底开挖边坡的支挡防护设计的介绍,分析了山区铁路特殊地形地貌及桥梁结构约束控制条件下,边坡支挡防护设计的影响因素及应对措施,提出了一种更为优化设计思路.
作 者：代云山 Dai Yunshan 作者单位：中铁第四勘察设计院集团有限公司,湖北,武汉,430063 刊 名：科学之友 英文刊名：FRIEND OF SCIENCE AMATEURS 年，卷(期)： “”(2) 分类号：U442.53 关键词：桥梁墩台 梁底开挖边坡 支挡结构 优化设计桥梁结构设计的优化 篇3
【關键词】：道路与桥梁；结构化设计；原则；要点
一、道路桥梁结构化设计的重要性
传统的设计方案的设计方式决定的，传统的道路桥梁设计首先是需要工作人员并借自己的经验，根据道路桥梁的规模来估算原材料的品种、数量以及结构，并形成简单的设计方案；然后是进一步的针对道路桥梁的架构进行研究，逐步的完善设计方案，最后是对道路桥梁的结构进行力学分析，对道路桥梁的设计方案进行可行性分析，可行性分析的主要内容就是道路桥梁的结构是否可行；经过研究后，如果方案经过研究后可行，则可以按照方案进行施工，如果经过审核后证明方案不符合要求，则需呀按照施工要求进行修改，传统的设计方式在我国的应用范围较广，时间也相对较长，可以说传的设计方案具有其自身的优势，充分的考虑到了道路桥梁的安全性和可行性；但是随着我国道路桥梁事业的发展，施工的复杂性增加，因此需要在传统的设计方式的基础上对设计方案进行改良增加结构性设计，通过模块设计的方式进行道路桥梁的设计，这对道路桥梁的未来发展具有重要的意义。
二、道路桥梁结构化设计的原则
1、科学性原则
道路桥梁结构的科学性以及合理性需要设计人员在设计的过程中重点考虑，在设计的过程中需要特别注意道路桥梁的横截面与结构的配置，根据道路桥梁施工地点的具体情况来调整道路侨联的结构位置，提高道路桥梁的内力分布的科学性，通过结构的调整来减轻道路桥梁的重量。
2、连续性原则
近些年来对于道路桥梁的质量和结构要求也逐渐的提高，道路桥梁承受的重量越来越高，因此在设计道路桥梁结构的过程中需要充分的考虑这一点，提高结构的连续性和一体化，充分的扩大道路桥梁的设计面，缩短道路桥梁承受力传递路径，保障结构的稳定性；同时还要保障降低材料的使用量，优化桥梁设计结构。
3、统合性原则
道路桥梁的结构以及使用材料的选择需要根据实际情况来科学的确定，同时还要提高这两个部分的统合，由于我国地域辽阔，南北气候差异较大，因此各个地区的施工情况并不完全相同，因此在设计道路桥梁施工结构设计的过程中需要针对道路桥梁施工的不同地点和道路桥梁的不同施工部位，采取不同的统筹方法，这样能够合理的配置道路桥梁的结构和建筑原材料的统筹，对于原材料的质量要进行严格的控制，避免以次充好的现象发生，在明确道路桥梁的结构特点和施工特点的前提下，才能能够稳定道路桥梁的结构，提高道路桥梁的质量。
4、整体性原则
道路桥梁在进行结构设计的过程中要充分的利用结构化设计的优势，重点强调道路桥梁的整体性，设计人员要具有一定的预见性，对于未来可能发生的特殊情况进行提前的设计处理，例如车辆的超载造成道路桥梁超负荷运行的状况，需要在设计的过程中提高道路桥梁的承重力，保障道路桥梁结构的完整性和安全性，在保障道路桥梁质量的同时还要尽量的减少成本的投入，提高施工企业的经济效益。
5、简约性原则
在道路桥梁结构设计的过程中需要严格的遵守简约化的原则，不能够为了提高道路桥梁的美观性而设计一些复杂的工序，遵守简约化原则需要从以下两个方面入手，一方面需要简化道路桥梁的结构设计，减轻道路桥梁自身的重量，同时也可以节约成本的投入，提高施工企业的施工效率；另一方面道路桥梁结构的设计需要尽量避免出现结构力的传递过于复杂，这样简约化的设计可以将道路桥梁外部车辆等带来的负荷进行有效的分散，通过这样的方式提高道路桥梁的使用寿命。
三、道路桥梁结构化设计应用的要点
1、道路桥梁防水结构设计的应用
道路桥梁的防水结构设计对于道路桥梁的质量有着至关重要的作用，因此在设计的过程中需要从以下两个方面入手，一方面严格控制施工材料和施工工艺，保障材料的黏结性，避免因为道路起皮或者混凝土脱落影响道路桥梁的物理性质；另一方面是要保障路面的平整性，严格的控制施工中的混凝土，将路面与混凝土铺成一个整体，确保防水结构的平整。同时想要优化道路桥梁防水结构，还需要选择适合的材料，尤其是要重视审查防水材料的延展性和抗拉力，同时还要科学的选择施工工艺，这样可以保障防水结构的整体性；最后要科学的设置排水管线、集水管线，严格的控制施工流程，避免由于防水性能较差腐蚀道路桥，这样才能够有效的保障道路桥梁的结构的安全性。
2、道路桥梁混凝土项目设计的应用
混凝土是道路桥梁施工的主要原材料，混凝土的质量会影响道路桥梁的额质量，因此在施工的过程中需要强化混凝土的施工设计，首先在施工的过程中需要科学的计量道路桥梁施工中保护层的厚度，并严格的控制施工流程，提高对钢筋的保护程度，提高道路桥梁结构的安全性；其次需要强化混凝土的配比的科学性，根据不同的施工状态进行适当的配比调整，提高混凝土的耐久性，保障桥梁结构的安全性；最后提高道路桥梁中钢筋的设计的合理性，根据道路桥梁的施工结构和施工规模来确定钢筋的位置、数量以及质量，这样能够提高道路桥梁的抗压能力，避免道路桥梁出现裂缝，确保道路桥梁结构的合理性，满足实际要求。
四、结束语
我国交通事业的发展，对于道路桥梁的质量和承载能力的要求逐渐增加，想要满足现代社会对道路桥梁的要求，设计人员要推进道路桥梁的结构化设计的进步，在遵循结构化设计的基本原则的前提下，尽量的减少资本和资源的投入，保障道路桥梁结构的合理性，不断的完善道路桥梁的功能性，提高企业的经济效益，促进交通行业的发展。
参考文献：
[1]李艳晖.结构化设计在道路桥梁设计中的应用[J].中国新技术新产品，2013，（17）：67.
[2]王景成.浅谈在道路桥梁设计运用中常出现的问题[J].才智，2010，（29）：44.
[3]赵婷婷，孙强.探讨道路桥梁设计的现状与改善措施[J].城市建筑，2013，
（14）：239.
大跨度桥梁结构优化设计综述 篇4
关键词：大跨度桥梁结构,优化设计,可靠度,拓扑优化
大跨度桥梁形式多样,有斜拉桥、悬索桥、拱桥、悬臂桁架桥及其他的一些新型的桥式,如全索桥、索托桥、斜拉—悬吊混合体系桥、索桁桥等等。其中,悬索桥和斜拉桥是大跨径桥梁发展的主流。本文针对大跨度桥梁结构优化设计这一问题做了综合性的总结和归纳。
1 大跨度桥梁结构优化设计的研究现状
尽管早在19世纪中期就出现了现代意义上的结构优化设计理论,但将其应用于桥梁结构设计的相关研究却出现较晚。国外在20世纪60年代开始有了桥梁结构优化设计的研究,而我国直到20世纪70年代末才开始有这方面的研究。而对大跨度桥梁优化设计的研究却是在20世纪末大跨度桥梁飞速发展后才发展起来的,综合起来主要集中在局部优化和整体优化。
1.1 局部优化
局部最优虽不能等同于整体最优,但却有益于整体最优,并促进桥梁结构的发展。因为对局部的优化设计变量相对较少而使研究的难度大大减小,研究的深度因而能更透彻。目前对大跨度桥梁的局部结构优化研究已涉及到大跨度桥梁结构设计及施工的各个方面,主要有:加劲梁横截面的优化,斜拉索或主缆的动力优化,索力调整优化,索塔的结构优化,斜拉索和吊索锚固的优化,悬索桥锚锭的优化,桥墩及基础优化。
1.2 整体优化
大跨度桥梁都为高次超静定结构,结构复杂,设计变量多,建设和设计又涉及到多方面的因素。因此,要对其进行全面整体的优化或全过程的优化依然存在困难。这种困难不仅在于其目标函数的建立,也在于对已建立的目标函数寻求最优解的计算速度和可能性。为此,对大跨度桥梁结构的优化研究多以局部优化为主。但评价一座桥梁的优劣不是凭借局部而是要看整体效果,因此对整体的优化研究尽管有难度但依然是必须的。目前对大跨度桥梁的整体优化主要有以下几个方面:整体造价最优,整体动力性能优化,整体施工工艺优化,桥梁结构优化设计与景观优化设计相协调。
2 优化理论和方法
2.1 基于可靠度的大跨度桥梁结构优化设计
现有的大跨度桥梁结构优化理论,不论是整体优化还是局部优化,都是以容许应力法为基础建立起来的。随着现代设计理论的发展,即由传统的容许应力设计法到基于可靠度理论的半概率设计法、近似概率设计法、全概率设计法等的发展,也开始有了基于可靠度理论的桥梁结构优化设计。
事实上,由于优化和可靠度概念的本质联系,基于可靠度结构优化设计几乎和可靠度的概念同时出现。早在1924年,Forsell就开始了基于可靠度结构优化设计的研究。其发展过程可分为两个阶段:以元件可靠度或以各失效模式的可靠度为约束条件的优化设计方法和以结构系统的失效概率为约束条件(目标函数)的优化设计方法。
基于可靠度的结构优化设计,具有以下特点:
1)结构设计目标多样性。2)结构约束多重性。3)结构设计不确定性。
基于可靠度的结构优化方法按其设计变量的特性可划分为以下4个优化水平:1)截面优化,以截面尺寸作为设计变量;2)形状优化,以截面尺寸和描述形状的几何尺寸作为设计变量;3)结构优化,以截面尺寸、描述形状的几何尺寸和结构特性参数作为设计变量;4)总体优化,以截面尺寸、描述形状的几何尺寸、结构特性参数和材料参数作为设计变量。
目前,大量的研究工作处于水平:1)这一层次,在水平;2)这一层次也开展了一定的研究,而基于水平;3)这一层次的研究目前还很少涉及,水平;4)则更少。未来的研究将以系统可靠度为约束条件的结构优化方法探讨为主。
基于可靠度的结构优化理论能描述和处理桥梁结构中客观存在的各种不确定性因素,定量的分析计算安全与经济的各项指标并能很好地协调这两者之间的矛盾,这是传统的定值设计法所做不到的。因此将其应用于桥梁结构的优化设计是一个值得研究的课题。而针对具体的大跨度桥梁结构,怎样根据不同的实际情况,选择实用可行的优化模型和求解方法,还有待我们去研究。
2.2 大跨度桥梁结构拓扑优化
工程结构优化设计可以根据设计变量的类型分为3个不同的层次:尺寸优化、形状优化和拓扑优化。最近20多年来,结构优化设计的研究重点已由尺寸优化转向形状优化和拓扑优化,但对大跨度桥梁结构的优化研究大多数仍停留在尺寸优化这一层次。目前的拓扑优化方法主要有4种:离散化连续体优化准则法、遗传算法、均匀化方法、渐进结构优化技术,其中以渐进结构优化技术适用面最广。它最初是由澳大利亚的YiMingXie和GtantP.Steven提出的。因其概念简洁,计算效率高而受到广泛关注。然而许多工程都是由混凝土和钢材等材料构成的,混凝土有很高的抗压强度,而钢材抗拉性能好,实际工程中也有许多结构主要以压应力或拉应力为主,该优化方法以设计域的相关体积为目标函数,同时考虑应力、位移和频率约束。总之,大跨度桥梁结构的拓扑优化研究才刚刚开始,还有许多问题有待我们去研究。
对于大跨度桥梁结构优化设计,并没有一种特定的能适用于任何问题的优化算法,而应根据具体情况选择合理的优化算法。寻求最优解的方法,据不完全统计目前已超过300多种,大致可分为3类:数学规划法、最优准则法和仿生学法。
3 结语
根据以上分析,未来的大跨度桥梁结构优化设计研究主要应在以下几个方面加大力度:1)多目标结构整体优化设计,以期达到整体结构经济(包括建设费用和维修费用)、安全(可靠耐久)、适用(满足使用要求和行车舒适)和美观的统一,这是大跨度桥梁结构化设计研究的最终目的。2)新型大跨度桥梁结构形式的优化研究,如斜拉—悬吊混合体系桥等。这些类型的桥梁设计经验少甚至没有经验,但却是我们探索更为合理的大跨度桥梁的必经之路,因此对其进行优化设计研究就显得更为重要。3)基于可靠度理论的大跨度桥梁结构优化设计研究,目前的结构设计已普遍采用可靠度理论,基于可靠度理论的结构优化设计理论也早有研究,而将其应用于桥梁结构的研究却才刚刚开始。4)大跨度桥梁结构拓扑优化,拓扑优化目前尚处在理论探索阶段,将其应用于大跨度桥梁结构工程实际还有待开发。5)大跨度桥梁结构的动力优化,对于大跨度桥梁结构来说,动力问题至关重要,而要想跨度有进一步的突破,首先要解决的问题之一便是动力问题。6)适合大跨度桥梁结构的优化算法,大跨度桥梁结构复杂,设计变量多,根据具体的优化问题,建立有效的求解策略和优化算法,甚至对一些现有的优化算法进行改进、重组或推出新的行之有效的优化算法。7)根据优化的特点建立目标函数和约束函数的高精度近似显式。近似函数的建立将大幅度地降低结构重分析的次数,节省计算时间。
参考文献
[1]铁道部大桥工程局桥梁科学研究所.悬索桥[M].北京:科学技术文献出版社,1996.
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[3]张哲.混凝土自锚式悬索桥[M].北京:人民交通出版社,2005.
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[5]楼庄鸿,严文彪.自锚式悬索桥[A].中国公路学会桥梁和结构工程学会,2002年全国桥梁学术会议论文集[C].2002.
桥梁结构设计的优化 篇5
尽管很多桥梁施工单位认识塔吊安装的重要作用，综合采取有效措施促进安装工作水平提高，但由于受到制度、人员等因素制约，目前桥梁施工中塔吊安装位置优化设计仍然存在不足，主要体现在以下几个方面。
1.1优化设计相关制度不完善
为推动桥梁施工中塔吊安装位置优化设计顺利进行，建立完善的制度是十分必要的。通常包括技术复核制度、质量责任制度、质量统计报表制度、事故报告及处理制度、现场会议制度等。但一些施工单位在日常工作中对这些问题不重视，未能建立健全的制度。即使一些单位建立完善的设计和管理制度，但没有严格落实相关规定，工作人员职责不明确，影响桥梁施工中塔吊安装位置优化设计的规范化和制度化进程，制约塔吊安装工作水平提高。
1.2设计人员素质偏低
桥梁施工中塔吊安装位置优化设计是一项综合性和技术性较高的工作，对从业人员有着较高要求，他们不仅要具有安装专业知识、管理知识、机械技术知识等，还要具有较高责任意识、奉献精神等。为此，必须加强设计与安装工作队伍建设，建立高素质工作队伍。但目前在实际工作中，一些设计单位和工作人员素质偏低，专业基础知识薄弱、缺乏相应的设计能力、管理能力等，对他们的管理和培训也不重视。塔吊安装工作经验不足，难以及时发现和处理塔吊安装存在的问题，影响安装工作水平提高，对桥梁施工质量控制和安全也带来不利影响。
1.3现场管理力度不足
塔吊安装现场管理力度不足，导致相关规章制度和设计技术标准没有得到有效落实，影响塔吊工作水平提高。一些安装施工单位缺乏专业技术人员，管理人员责任意识不强，导致塔吊安装现场管理难以有效落实。另外，桥梁施工单位内部管理和相关制度不完善，不同部门和工作人员职责不明确，难以协调各项行动，影响塔吊安装工作水平提高。也制约管理部门作用有效发挥，对桥梁施工和塔吊安装带来不利影响。
2桥梁施工中塔吊安装位置优化设计对策
为应对塔吊安装设计存在的问题，促进安装设计水平提高，更好满足桥梁施工需要，结合具体情况，笔者认为今后应该采取以下对策，从而更好完成设计任务，为桥梁工程建设创造良好条件。
2.1双福桥梁优化设计对策
常见的双福桥梁为连续钢构桥梁和连续梁桥，同时根据承台类型不同，塔吊安装设计方法又存在差异。如果是整体型承台，其塔吊设计和安装比较简单，通常安装在双福桥承台中心位置，在承台内预埋基础钢筋和螺杆即可。如果是分离式承台，塔吊安装可以在原有承台基础上浇筑混凝土横梁，并用此承受塔吊荷载，为桥梁施工创造良好条件。
2.2单幅桥梁优化设计对策
单幅桥梁施工中，通常利用原桩基础和承台进行加宽处理，特殊情况下加设一根桩基础，可以将塔吊安装在水中主墩承台上，将其作为上部结构施工主要设备，采取独立式塔吊，加宽部分与混凝土一起浇筑，确保承台满足塔吊承载要求。从而顺利完成塔吊安装施工任务，为桥梁施工提供保障。
2.3斜拉桥梁优化设计对策
这类桥梁比普通桥梁增加索塔，并且桥面较宽，采用新型塔吊设计方案。例如，某斜拉桥梁桥面以上索塔高66.7m，而桥梁施工需安装高度为90.6m的塔式起重机。根据这种情况，设计在墩顶横隔板预埋钢筋，然后安装浇筑两条钢筋混凝土梁作为塔吊基础。
3桥梁施工中塔吊安装位置优化设计保障措施
除了根据桥梁工程建设需要，综合采取有效对策优化塔吊安装位置设计之外，加强设计技术要点控制。另外，为保证桥梁施工质量，推动桥梁施工任务顺利完成，笔者认为今后应该采取以下改进和完善对策，保障塔吊安装水平提高，为施工顺利进行奠定基础。
3.1健全优化设计相关制度
结合塔吊安装工作需要，建立健全完善的设计和管理制度，推动各项工作规范化和制度化进行。主要制度包括技术复核制度、质量责任制度、质量统计报表制度、安装事故报告及处理制度、现场会议制度等，为塔吊安装各项工作顺利进行奠定基础。杜绝塔吊原材料、构件、桥梁施工半成品等不合格现象，从根本上消除塔吊报废、坍塌等事故，确保塔吊安装满足施工规范要求，提高桥梁工程施工任务。完善质量监督保证体系，加强桥梁工程施工管理，提高管理人员工作水平，促进塔吊设计和桥梁工程施工管理水平提高。要健全塔吊安装现场管理的相关规章制度，提高各项规定的可操作性。并强化塔吊安装过程监测，及时处理存在的问题，确保塔吊安装工程质量，也为桥梁施工顺利进行奠定基础。
3.2提高设计人员素质
注重对技术水平高、专业基础知识扎实、经验丰富的工作人员地引进工作，充实塔吊设计工作队伍，促进工作人员综合素质提高。定期组织塔吊设计人员开展学习，促进他们工作技能和设计技能提升，不断总结和丰富塔吊设计和管理经验，更好应对塔吊设计工作需要，保障塔吊设计需要。要切实提高塔吊设计人员责任意识、安全意识、设计水平等，增强他们的综合素质。还要提高他们的工作责任心，能严格按照要求开展设计，更好指导塔吊设计，促进塔吊安装设计水平地提高。
3.3加大塔吊安装现场监督管理力度
根据桥梁施工和塔吊安装施工具体需要，建立健全的监督管理责任制，明确设计工作人员的职责和权限，切实提高对塔吊安装和现场监督工作的执行力度，这是更好应对设计工作存在问题的前提和基础。在塔吊设计和管理过程中，对存在的质量问题要及时处理和应对，促进监督管理工作效能最大发挥，保障塔吊安装工程质量满足设计标准，符合施工合同要求。要完善奖惩激励机制，严格落实各项制度，加强塔吊安装施工现场监督管理，确保塔吊工程施工质量，及时处理塔吊设计存在的质量缺陷，提高塔吊安装工程质量，也为安装施工顺利和桥梁工程质量提高奠定基础。
4结束语
桥梁结构设计的优化 篇6
在工程实践中, 经常遇到一些多目标决策问题, 设计方案优选是常见问题之一, 在这类决策问题中, 一般有多个决策人员对多方案从多个目标进行评价和选择。对这些目标的评价, 有些目标是可以得到定量值 (如工期、造价等) , 而有些目标则较难得到定量值 (如技术难度、环境因素等) , 决策人员往往只能对这些目标给出定性的估计和评判。由于实际问题的复杂性及客观存在着的模糊性, 使方案优选问题存在着模糊性, 在这种情况下, 应用模糊数学理论进行研究, 问题将得到改善。
模糊决策作为模糊数学的一种具体应用方法, 最早是由我国学者汪培庄教授[1]提出的。由于其数学模型简单, 容易掌握, 对多因素、多级次的复杂问题评判效果比较好, 被广泛应用与工程设计方案的优选。何夕平[2]应用模糊综合评价方法进行了基坑支护方案的比选;胡国祥等[3]根据模糊优选理论建立了桥梁方案优选模型;赵可等[4]应用模糊综合评判进行了桥梁结构设计方案优选, 并通过工程实例说明了该法的有效性;王成等[5]将灰色系统理论的关联分析方法用于桥梁方案优选;蒙晓红等[6]建立了桩基础选型优化的多目标模糊优选方法;肖盛燮等[7]对模糊综合评判方法在土木及水利工程中的应用进行了系统研究;王会利等[8]引入两级模糊优选模型及非结构性模糊决策理论, 进行了桥梁工程的设计选型优化;Feng[9]等基于模糊决策理论和级次分析法 (AHP) 建立了地基处理方案优选的多级模糊优选模型;张哲等[10]结合文献[11]提出的多目标模糊优选理论, 建立了桥梁方案优选的多级多目标模糊优选模型;Wang[12]等基于模糊模式识别方法建立了海洋平台选型优化模型。
桥梁结构选择要综合考虑各种因素, 在现代的桥梁结构工程实践中, 开发了大量的各式各样的桥梁结构形式, 而且一些新的桥梁结构形式还在不断地涌现。对于某一个具体的工程而言, 采用什么样的桥梁结构形式一个需要慎重对待、关系甚大的问题。成功的桥梁结构形式应该尽可能选用技术性能更好、经济效益更高以及适合现有施工条件的桥梁结构形式。
自日本学者Sugeno[13]首次定义了模糊测度, 并相应定义了可测函数关于模糊测度的积分, 模糊积分理论便成为模糊数学理论与应用研究中的一项重要内容[14,15,16,17,18,19,20,21,22]。由于模糊积分是以模糊测度为基础的非线性积分, 能有效评价具有模糊型的指标, 并且能够保证评价过程中考虑所有影响因素。为了在桥梁结构选型优化中综合考虑各种定性、定量因素的影响及各指标的模糊性特征, 获得经济上合理、技术上可行的最优桩型, 作者对Sugeno模糊积分进行了改进, 提出了分级改进Sugeno模糊积分模型, 并成功地应用该分级改进Sugeno模糊积分模型进行了桥梁结构选型优化。
2 Sugeno模糊积分的基本原理
本文无意对模糊测度和模糊积分理论进行过多的抽象性描述, 目的只是为了导出一个适合于多元决策问题的模糊积分决策模型。关于模模糊测度和Sugeno型模糊积分的基本理论详见文献[13]、文献[14]。
2.1 有限集合上的模糊积分
作者在文献[19]、文献[20]中研究了有限集合上模糊积分模型, 关于标化值和满意度的定义详见文献[19]、文献[20]。这里仅给出计算有限集合X={x1, x2, …, xn}上的模糊积分的计算步骤。
设决策系统中各因素的满意度hi已知, 即给定hi=h (xi) (1≤i≤n) , 则有算法如下:
①按满意度hi的大小顺序排列, 如, 这里为h (x1) , h (x2) , …, h (xn) 的顺序排列。
②计算, 其中H (r1) =g1, 若设λ=0, 则, 容易确立
若设, 则
设决策系统X={x1, x2, …, xn}中各元素xi的满意度函数为h (xi) , 系统整体的模糊积分为E, 则可得有限集合上的模糊积分为:
2.2 有限集合上的分级改进模糊积分模型
不难看出, 对于复杂系统的多元决策问题, 由式 (2) 或者式 (3) 计算决策系统的Sugeno型模糊积分值, 只突出了满意度hri和模糊分布H (ri) 最大最小项的作用, 未免带有很大的偏面性。有鉴于此, 根据问题的具体特性, 用二元运算“, +”来取代式 (2) 和式 (3) Sugeno型模糊积分中的二元运算“∧, ∨”, 于是式 (3) 可改写为
上式即为有限集合上的改进Sugeno型模糊积分。
一般而言, 对于复杂多元决策问题, 需要考虑的主客观因素相当多, 且各因素之间还存在着不同的级次, 对系统影响的相对重要程度各有不同, 若直接应用式 (4) 进行复杂系统的多维决策, 可能会淹没某些单因素指标。因此, 为了统筹全局, 既侧重于对系统影响较大的重要指标, 又要兼顾各种次要的因素的影响, 特别是一些主观性较强的因素。作者认为有必要提出一种多级模糊积分决策模型来取代式 (4) 。
设给定的备择对象集共有l个对象, 每个对象共有n个影响因素, 令因素集X={x1, x2, …, xn}。则多级模糊积分决策模型的建立, 关键在于如何正确选择出反映具体决策问题本身各个侧面的各种单因素指标, 并按各因素的属性合理划分归类。
定义1给定集合X, 若P是把X分成m个子集的一种分法, 且满足:
则称P是对集合X的一个划分, X在P划分下得到的集合记为X/P={x1, x2, …, xm}。
针对一个具体的多元决策问题, 首先给出影响系统决策的各个侧面的所有单因素指标作为因素集X={x1, x2, …, xn}, 作X的P划分得X/P={X1, X2, …, Xj, …, Xm} (j=1, 2, …, m) 。记Xj={xj1, xj2, …, xju} (k=1, 2, …, u) , 即Xj包含u个单因素, 通过聘请有经验的专家对X/P中的Xj和Xj中的xjk给出其各自的重要性测度之后 (重要性测度必需满足归一化要求) , 于是有多级改进模糊积分模型:
①计算中每一个因素集合的模糊积分值Ej (j=1, 2, …, m) 。Ej的计算可按下述方式进行。
将h (xjk) 顺序由大到小排列 (注意在h相同的情况下, g值大者列前) , 顺序为h (1) , h (2) , …, h (u) , 相应的把因素集Xj={xj1, xj2, …, xju}也顺序排列为x (1) , x (2) , …, x (u) .令集合F (k) 代表F (k) ={x (1) , x (2) , …, x (k) }, 于是可导出
其中, g (F (k) ) =g (x (1) ) +g (x (2) ) +…+g (x (k) ) 。
②一级模糊积分的结果是二级模糊积分的依据, 二级模糊积分与上一级模糊积分方法相同, 令, 则有系统的模糊积分值:
③根据备择对象集V={V1, V2, …, Vl}, 需分别由式 (5) 和式 (6) 求得每一个备择对象的模糊积分值 (E01, E02, …, E0q, …, E0l) , 分级模糊积分值最大的备择对象即为最优决策。
2.3 模糊测度的确定
为了实际计算多元决策系统的模糊积分值, 有必要就因素集合上所有元素确定出与模糊测度的单调性无矛盾的g值。对于多级模糊积分模型, 在实际应用中, 可采用聘请有经验的专家和实际工程技术人员利用分级次分析的方法确定各单因素的值g.级次划分的多少可视具体问题的性质而定, 一般分两级即可。第一级将指标分成若干类, 第二级为各类指标中所包含的详细条目。
关于模糊测度的确定方法详见文献[19]。
3 桥梁结构选型的改进分级模糊积分模型
根据上述研究结果, 可以归纳出应用多级改进模糊积分模型进行桥梁结构选型优化的基本步骤如下:
①取所有待优化的桥梁结构方案为备择对象集V, V={V1, V2, …, Vq, …, Vl}, q=1, 2, …, l, 共有l个桥梁结构方案有待选择, Vq代表第q个桥梁结构方案, 列出影响桥梁结构方案优选的各个侧面的所有单因素指标集X, 即X={x1, x2, …, xi, …, xn} (i=1, 2, …, n) , xi代表第i个单因素指标。
②作影响桥梁结构方案因素集X的P划分, 得X/P={X1, X2, …, Xj, …, Xm} (j=1, 2, …, m) , 记Xj={xj1, xj2, …, xjk, …, xju} (k=1, 2, …, u) 。P划分的多少需要视具体问题的性质而定, 一般可分为二级即可, 第一级根据影响桥梁结构方案的指标特征将指标分成若干大类, 第二级为各类指标中所包含的详细条目。P划分完成后, 聘请有经验的专家或工程技术人员对X/P中的每一因素集合Xj和Xj中的xjk (k=1, 2, …, u) 给出其模糊测度。
③利用前面给出的满意度公式计算各备择对象Vq (q=1, 2, …, l) 中各因素指标的满意度值, 于是根据式 (5) 和式 (6) 可进行基于分级改进模糊积分模型的桥梁结构方案优选, 其中, E0q代表第q个桥梁结构的模糊积分值。
4 实例分析与讨论
为了验证上述计算模型的合理性, 并便于同文献[5]结果进行比较, 本文以广西融水东大桥的桥梁结构选型设计为例进行实例分析。
融水东大桥位于融水苗族自治县南部, 融水镇所在地处于融江河东侧, 融江水在桥位段接近北南流向, 桥位段紧挨拉沙洲, 约有1公里顺直段后紧接河弯, 桥位段属于稳定河段, 呈U型, 两岸为一级阶地, 西岸为融水县城区, 桥址处地势平坦, 根据地质钻探知两岸覆盖层在20~24米, 河床覆盖层在4~6米, 覆盖层以下均为灰岩, 未发现不良地质现象。
根据桥址处的自然地理情况, 设计初步选定5个桥梁结构型式进行比选, 其相应的技术经济指标数值以及定性评价如表1所示。
根据该工程具体情况, 确定以方案的工期、造价、环境、技术作为评价因素, 邀请设计、施工、监理等方面专家10名进行方案评价。表1为5个方案9个因素的指标值, 其中工期、造价为经测算后的定量指标。
作因素集X={x1, x2, …, xi, …, x9} (i=1, 2, …, 9) 的P划分, 得X/P={X1, X2, X3}。其中X1={x1, x2}, 含2个单因素指标, 表示待优选桥梁结构方案经济指标中的造价和临时工程费用指标;X2={x3, x4, x5, x6}, 含4个单因素指标, 表示待优选桥梁结构方案指标中的功能与美观指标;X3={x7, x8, x9}, 含3个单因素指标, 表示待优选桥梁结构方案指标中的施工与后期养护指标。如表2所示。
根据对影响决策的各因素指标的相对重要程度进行分析, 经十位该领域的专家综合评定, 确定出各因素的模糊测度值如表2所示。
针对一个具体的工程项目, 可供选择的桥梁结构形式有多种, 而且影响桥梁结构选型的因素往往会很多。因此, 采用基于分级改进模糊积分多元决策的桥梁结构选型优化的计算模型, 手工计算相当复杂, 随着决策指标的增多, 有时甚至难以实现, 作者针对上述原理, 采用Visual Fortran语言编制了计算程序。
采用作者自编的程序, 针对该工程实例的分级改进模糊积分多元决策的桥梁结构选型优化的计算结果如表3及表4所示。从表4的计算结果可以看出, 混凝土箱肋拱桥为最优决策方案。
计算分析表明, 本文的优选结果与文献[5]中的结果是一致的。但由于该方法是以模糊系统理论中的模糊测度概念为基础, 结合模糊积分方法将逻辑加权方法发展为改进的分级积分合成方法, 不仅考虑了待决策系统因素状态特征的重要程度, 而且更强调了各因素之间的相互关联、制约对整个决策系统的影响, 使得该方法更具有先进性。
5 结论
本文提出了基于分级改进Sugeno型模糊积分多元决策的桥梁结构选型优化模型。
①用直观的模糊测度去度量模糊事件, 在模糊环境下进行桥梁结构选型优化, 充分反映了各桥梁结构整体指标的相对优劣, 可以全面考虑桥梁结构施工方案选择过程中各种定量与定性因素的影响, 若干影响大但权重小的因素也可通过模糊积分对结果产生影响, 避免了其他模糊多元决策方法诸如权重大的因素在结果得到反应、而权重小但影响大的因素被屏蔽掉等一些不足之处。
②通过对广西融水东大桥的桥梁结构选型进行优化结果表明, 所得结果更趋合理化、科学化, 研究成果具有一定的理论与工程应用价值。
摘要：为了在桥梁结构选型这类多目标决策问题中全面考虑各种主客观因素的影响, 根据模糊积分的有关理论, 对基于模糊测度的模糊积分加以改进, 推导有限集合上的多级改进模糊积分多元决策模型。在分析影响桥梁结构选型的各种因素的基础上, 给出基于多级改进模糊积分的桥梁结构选型优化模型, 并归纳出用该模型进行桥梁结构选型优化的一般步骤, 研制相应的桥梁结构选型优化计算程序, 并成功应用该模型进行某工程桥梁结构的选型优化分析。分析结果表明, 在充分考虑影响桥梁结构选型的各种因素的基础上, 基于多级改进模糊积分决策模型的桥梁结构选型优化, 可以全面合理地刻画影响桥梁结构选型的各种定性与定量指标, 按影响桥梁结构选型的整体指标优劣进行取舍是合理的。同时应用该模型可以开展其它复杂系统的综合决策研究。
桥梁结构设计的优化 篇7
1 基于可靠度的桥梁结构优化
1.1 结构优化模型
基于可靠度的桥梁结构优化模型可以决策出各个构件的最优可靠度, 各个构件的优化设计就是以最小的造价实现它的最优可靠度。这就将结构整体优化设计方法转化为一个两层次的结构优化设计问题。
1) 层次一——结构可靠度的最优分配。
在无约束条件下, 寻求结构可靠度的最优分配就是求解如下的数学规划:
求Psi, i=1, 2, …, k。
minW=C+L。
其中, W为目标函数;C为结构造价;L为结构的损失期望;k为构件数目;Psi为第i个构件的可靠度。
以上模型中的C和L目前只能利用经验统计法、半理论半经验法等求得其近似表达式。对不同的结构及不同的情况 (如考虑构件失效的相关性及构件之间的串并逻辑关系) , C和L具有不同的表达形式。因此, 寻求C和L的合理表达式是有待于进一步研究的问题。
结构可靠度的最优分配模型中, 采用目标函数W=C+L, 将多目标优化问题转化为单目标优化, 使问题得到了极大的简化。
求解数学规划 (2) , 便可决策出各个构件的最优可靠度P*si (i= 1, 2, …, k) 。它们是从结构整体的近期效益和长远效益出发, 结合投资条件为各个构件规定的控制指标, 既是安全的指标, 又是经济的指标, 因而是各个构件的最佳控制标准。
2) 层次二——结构中的构件优化。
在决策P*si (i=1, 2, …, k) 时已考虑了结构的近期投资和长远效益, 因此, 在构件设计变量的细部优化时就只需考虑如何以最小的造价C*i (i= 1, 2, …, k) 使构件具有规定的可靠度即可。这就是结构整体利益指导下的构件变量优化设计。它的数学模型就是解如下的数学规划:
求X。
minC (X) ,
s.t.PS (X) =P*s。
其中, X为设计变量, 为了一般化, 上式中的符号均未加下标。
解决问题的另一途径就是找出结构造价和可靠度之间比较精细合理的函数关系, 这时, C (P*s) 就是构件最合理的造价。
1.2 优化设计参数的选取
桥梁结构优化设计中所选择的控制参数, 通常应具备以下条件:
1) 具有高度的综合性质, 能充分代表结构对构件的要求。
2) 借助这些参数, 能建立各构件间的横向约束。
3) 这些参数之间要有明确的关系。
在设计中, 一般将对结构起重要作用、直接影响结构性能的参数作为设计变量, 而对那些变化范围不大、根据构造要求或局部性的设计考虑能满足要求的参数作为预定参数来处理, 这样就会大大降低设计、计算和编制程序过程中的工作量。
值得注意的是, 如果单个桥梁构件的性能参数选取不当, 将对整个桥梁结构的总体使用功能造成较坏的影响, 会使部分构件设计过于保守而影响与其他构件的约束连接, 并造成不必要的浪费;或者部分构件设计安全系数偏小, 当桥梁结构长期服役或遭遇非常见荷载时将会造成损害, 减少整桥使用寿命、增加维修加固费用。在2008年5月12日汶川8.0级特大地震中, 很多桥梁受到破坏, 而其中很大一部分未完全损坏的桥梁的震害表现, 则是由于部分构件设计性能参数选取不当造成的。以其中位于甘肃省的兰成渝成品油输油管线中两座桥梁为例:
1) 位于甘肃省成县与康县交界处的犀牛江输油管道大桥, 桥梁全长165.18 m, 桥总宽7.5 m, 因兰成渝输油管道由桥上通过, 桥梁重要性较大;墩柱直径为1.2 m, 墩系梁为矩形截面, 0.8 m×1.0 m;2) 位于甘肃省康县阳坝镇的阳坝伴行路桥, 桥梁全长74.56 m, 桥宽7 m。管道未从桥上通过, 桥梁作用仅为供石油管道检修车辆通行并兼顾当地群众方便, 桥梁重要性相对较小;墩柱直径为1.4 m, 墩系梁为矩形截面, 1.2 m×1.0 m。
地震中犀牛江输油管道大桥损害严重, 主要体现在桥墩与系梁的连接破坏, 表现为系梁贯通裂缝 (见图1) ;而阳坝伴行路桥则总体未见明显破坏, 桥墩与系梁的连接完好。
对比可见, 犀牛江输油管道大桥的桥墩与墩系梁构件的构件可靠性参数选取是不当的, 对桥梁的总体使用功能造成不利影响, 并且为此将增加巨大的维修加固费用。
1.3 确定约束条件
桥梁结构基于可靠度优化设计的约束条件, 除了通常结构优化设计中的强度约束、应力约束、变形约束、裂缝宽度约束以及边界约束条件以外, 还有一个很重要的可靠指标约束条件β, 这个约束条件就是将所有设计的构件具有的实际可靠指标βs与目标可靠指标βt进行比较, 并保证βs≥βt。
1.4 选择优化设计计算方法
桥梁结构基于可靠度的优化设计问题属于比较复杂的多变量、多约束非线性优化问题, 在计算过程中, 通常是将有约束条件的优化问题转化为无约束条件的优化问题来求解, 这样可降低计算的难度。目前, 优化设计的计算方法主要有复合形法、拉氏乘子法和Powell法等。
2 桥梁结构优化设计研究方向
基于可靠度的桥梁结构优化设计, 应重点研究和解决以下问题:
1) 研究符合桥梁结构特点的、实用可行的优化模型。
2) 研究桥梁结构各构件的逻辑功能关系。在结构体系可靠度理论中, 研究较多较成熟的是“串联系统”, 因此, 如何将桥梁结构划分为若干具有串联关系的单元 (单元可以是单个构件, 也可以是构件的组合, 这种组合可能出现并联关系或混合关系) , 也是一个十分有意义的问题, 可使问题得到简化。
3) 研究单元 (构件) 失效之间、失效模式之间的相关性问题。可靠度计算是结构优化过程中非常关键的环节, 为此, 合理考虑各单元 (构件) 失效间的相关性及失效模式间的相关性是非常重要的。否则在某些情况下会导致较大的误差。
4) 研究对桥梁结构起控制作用的失效模式, 以便能抓住主要矛盾, 同时又能简化问题。
5) 研究桥梁结构 (构件) 造价与可靠度之间的函数关系表达式, 以及结构 (构件) 失效损失值的估计方法。
6) 研究适用于桥梁结构的可靠度分析和计算方法。包括结构构件和结构体系的可靠度计算, 其中难点在于后者。
3 结语
可靠度理论代替极限状态理论, 是结构设计中的一大突破, 也必然成为今后结构设计的趋势。但是目前可靠度理论还不够成熟完善, 特别是对于结构体系的可靠度分析理论, 还处于探索阶段。可靠度理论在桥梁工程中的应用也处于初步探索阶段。因此, 基于可靠度的桥梁结构优化设计理论的研究, 有待解决的问题还很多, 重点应研究和解决以下三个方面:1) 研究符合桥梁特点的、实用可靠的优化模型, 进一步探讨工程造价和可靠度之间的函数关系, 对系统的可靠度进行优化配置。2) 将单个结构和系统结构可靠度的研究结合起来, 重点放在后者。3) 继续探讨系统可靠度高效、准确的求解方法。
摘要：阐述了结构可靠度的基本概念, 介绍了基于可靠度的桥梁结构优化设计的一般方法, 提出了结构可靠度分析与计算的一般思路, 指明了基于可靠度的桥梁结构优化设计基本思想以及发展方向。
关键词：可靠度,桥梁结构,结构优化设计
参考文献
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桥梁结构设计的优化 篇8
1 桥梁工程设计与施工特点概述
与其他工程项目的设计施工所不同,桥梁工程的设计施工存在以下特点。(1)桥梁工程的施工环境复杂多变,其施工地点通常是一些冻土、跨山谷、跨海、跨河地带,并且对于不同的桥梁工程来说,其施工条件各不相同,要想保证其施工质量,仅依靠已有的施工经验远不够的,还需要通过综合性的实地考察,从而制订出具有针对性的施工方案,正因为存在这一特点,导致每个桥梁工程设计人员及施工人员在面对一个新的桥梁工程项目时,难以依靠经验来保证施工方案的可行性,由于受到环境因素影响大,很容易导致实际施工过程中出现施工成本增加、施工周期增大等问题;(2)桥梁工程的体积非常庞大,并且具有预制构件多这个特点,不管桥梁工程的施工材料是钢筋混凝土还是钢结构,其所涉及的预制构件数量都是非常庞大,各个构件是分别制作,最后再运至施工现场进行安装,正因为是采用此种工艺流程,就对于构件尺寸的设计与制作提出了较高的要求,一旦在构件的设计或者是制作过程中发生差错,就会导致各个预制构件不匹配的问题,且施工过程中所要应用到的一些构件、器械的体积也非常庞大,若在施工设计阶段所设计的施工方案、工艺流程缺乏合理性,不仅会大大降低施工效率,施工现场的安全性也难以保证;(3)桥梁工程的设计结构复杂,为保证桥梁工程安全稳固,在开展设计工作的过程中,通常会采用比较复杂的结构,尤其是在一些构件的连接部位,结构非常复杂,若施工设计方案不合理,会导致出现连接件冲突、配筋冲突等问题,导致整个项目施工难以顺利开展。
2 BIM在桥梁工程设计优化中的应用
通过以上对桥梁工程的设计施工特点开展简单分析发现,桥梁工程的设计施工与其他类型的工程项目设计施工存在一定的差异,其工程量非常大,设计构件复杂多样,施工地点环境条件复杂。桥梁工程的设计施工是一项系统性非常强的工作,采用有效的优化措施,提升其设计施工效率具有非常重要的意义。
BIM作为一种有效的管理理念,其在建筑行业中已经取得了广泛的应用,将其应用于桥梁工程的设计当中,能有效地优化桥梁工程设计流程与管理方法,其能为桥梁工程设计施工的各个参与方提供一个有效的交流平台与协同工作平台。在实际的开展桥梁工程设计过程中,涉及到初步设计、技术设计、施工设计几个阶段,要想BIM在桥梁工程设计中取得良好的应用,其中非常重要的一点就是要能实现三维建模,但在当前的桥梁工程设计工作中,三维建模技术并没有取得广泛的应用,所以需应用BIM技术来实现传统的二维图纸向三维模型的转换,之后再开展基于三维模型的设计与优化。
对基于BIM的桥梁工程设计优化流程开展简单分析,首先需开展初步设计,通过初步设计确立出桥式方案以及总体的结构构想,其中包含了与桥梁上下部结构及位置密切相关的断面、立面、平面等因素,在设计施工方案的过程中,通过在综合考虑各方面因素的基础上,对多个施工方案进行对比分析,从中选出最优方案,这个过程所需的时间非常长,并且工作量非常大,若是应用传统的二维图形,也难以准确地表达出设计师的意图,将BIM技术应用于桥梁工程设计工作中,可对设计师的各种构想进行参数化、数字化地表达,通过BIM技术建立起三维模型,从而对各设计方案进行全面对比分析,从中找出最优方案,不仅能有效提升设计质量,还能大大提升工作效率。
初步设计完成之后,就要开展技术设计,也就是在确定出桥梁工程整体的施工方案之后,就需要开展配筋、断面等细化处理的设计,在开展施工设计的过程中,需对桥梁结构开展深入计算,并要能绘制出具体的施工图,将BIM技术应用于桥梁工程施工设计当中,其能提供良好的优化手段,从而很好地适应桥梁工程施工设计及施工技术的复杂性,尤其是应用BIM软件能开展设计冲突分析,并且能自动生成分析报告,在开展分析的过程中,一旦发现存在设计问题,即可开展图纸的修改、再建模、再检测,指导所有的设计问题得到解决,在不断地检测与修改过程中,最终确定可行设计方案。
3 BIM技术在桥梁工程施工优化中的应用
3.1 施工管理的优化
在开展桥梁工程施工管理优化的过程中,要能坚持问题提前发现、提前解决的基本原则,该管理理念与传统的事后管理理念有一定差别,通过将被动管理方式应用主动管理方式进行取代,能有效地简化施工现场管理工作,大幅减少施工现场各种问题的发生。在开展施工管理优化过程中,实质上是一个可视化的施工过程,能促进施工人员对于整体施工流程、施工工艺、施工安全隐患、施工协作方式的理解,将其应用于实际桥梁工程施工指导工作,不仅能有效地减少各种施工问题的发生率,对于提升管理人员的管理效率也具有非常重要的作用,从而促进整个桥梁工程施工管理水平保持提升。
3.2 施工进度的优化
在开展桥梁工程施工进度优化的过程中,可将模拟技术与BIM技术相结合,从而有效地实现桥梁三维模型与进度计划集成,最终实现基于时间维度的施工进度模拟。在开展施工进度模拟的过程中,有两种方式:一种是依据天、周、月等时间单位来开展工程项目施工进度的模拟,并要做好施工现场施工进度的动态检测,依据其实际的进度情况进行动态的调整,从而发现不同的施工方案对于实际的施工进度的影响,从而对施工进度计划作出适当的调整;另外一种方法是对桥梁工程项目的难点及重点部分开展细致的可视化模拟,如材料运输堆放安排、构件安装工序、材料供应计划、施工机械配置规划和构件安装工序、材料供应计划、施工机械配置规划、施工操作空间共享等,与其他参数的优化方式一样,在开展桥梁工程施工进度优化的过程中,其实也是一个不断重复模拟与改进的过程,最终获得最佳的施工进度安排计划。
3.3 施工工序的优化
将BIM技术应用于桥梁工程施工工序优化工作,再结合模拟技术,能高效开展桥梁工程施工工序的优化,通过这种方式实现整个桥梁工程直观、生动模拟,从而对桥梁工程预制构件吊装程序合理性、施工工序合理性开展分析,在开展分析的过程中,发现所制订的施工工序中存在不合理之处,可及时开展施工方案修改,之后再开展模拟,直到最终获得高效的、可行的施工方案。
4 结束语
在桥梁工程设计与施工过程中,涉及构件及施工技术非常复杂,要保证其设计方案的合理性,需要综合考虑多方面的问题,将BIM技术应用于桥梁工程设计与施工优化当中,能大大提升其设计与施工效率,提升其施工进度与施工管理水平。本文就主要结合桥梁工程设计与施工特点,对BIM在桥梁工程设计与施工优化中的应用进行简单分析,对于实际的桥梁工程设计施工具有一定的参考价值。
参考文献
桥梁结构设计的优化 篇9
混凝土桥梁结构的耐久性直接关系到桥梁的使用寿命和安全性。在我国的混凝土桥梁的传统设计中, 都是以混凝土桥梁的强度设计为主要设计理念, 几乎忽视了桥梁耐久性的设计, 对耐久性桥梁结构的研究也非常少。随着桥梁使用时间的增长, 桥梁耐久性逐渐退化, 在使用期间逐渐暴露出许多问题, 比如混凝土严重剥蚀, 钢筋外露遭到腐蚀等等, 不仅严重影响桥梁的安全性, 而且投入维修或者重建的费用非常巨大。
本文结合现有桥梁耐久性结构设计, 以混凝土桥梁的侵蚀原理、防护措施作为研究核心, 对混凝土桥梁耐久性因素进行具体详细的分析, 结合分析结果优化设计现有桥梁耐久性结构, 并将各种防护措施、侵蚀作用的效果进行定量数值描述, 旨在延长桥梁使用年限, 提高其安全性能。
1 混凝土桥梁耐久性影响因素分析
1.1 设计对混凝土桥梁耐久性的影响
(1) 在进行混凝土桥梁中的混凝土配合比设计的时候, 要以桥梁的耐久性为主要依据, 对混凝土最小水泥用量和标准范围内最大水灰比进行校准核实, 标准参考值我们可以通过表1进行说明。
(2) 桥梁设计的好坏, 对桥梁承载构件的结构耐久性、桥梁工作状态都有着决定性的作用。在我国的桥梁结构设计中, 通过采用数据统计手段, 来进行材料强度标准、荷载标准等方面的取值, 并采用极限状态进行桥梁结构的设计。但是在实际的设计应用中, 在进行数据调整的时候, 还是要结合经验手段来进行设计, 这就是半概率极限状态设计法。一般不采用分项系数表达式来进行桥梁结构设计, 因为这种设计方法只对在正常使用极限状态中的设计有效, 而对于荷载效应的设计就没有什么效果, 再加上混凝土材料具有离散性特点, 所以混凝土构件, 只有在正常使用情况下的设计才有效, 而在混凝土构件投入使用一段时间后, 就会因为碳化等原因造成混凝土中性化, 从而造成钢筋混凝土保护层涨裂、钢筋面积减小等问题的发生, 混凝土碳化化学式如下:
CO2+H2O→H2CO3
Ca (OH) 2+H2CO3→Ca CO3+H2O
3Ca O·2Si O2·3H2O+3H2CO3→3Ca O3+2Si O2·6H2O
所以在进行桥梁结构设计的时候, 要以桥梁极限设计为设计出发点。
(3) 桥梁设计中的桥梁结构微裂缝以及裂缝, 对桥梁耐久性有着直接的影响。所以在我国的混凝土桥梁设计中, 要按照桥梁裂缝的工作状态进行设计, 而混凝土桥梁构件的主要裂缝有钢筋锈蚀裂缝、约束变形裂缝以及荷载效应裂缝, 在桥梁设计过程中, 就要对裂缝的宽度进行计算。另外, 在桥梁设计中不主张采用早强水泥以达到提前工程工期的效果, 因为在桥梁建筑原材料方面, 影响到桥梁结构产生裂缝的原因是由于水泥细度较高、硬化速度较快, 以及混凝土早期收缩较大和水化热过高, 所以就会导致混凝土内部在早期就产生裂缝, 致使桥梁的耐久性降低。
1.2 环境对混凝土桥梁耐久性的影响
(1) 混凝土桥梁在低温条件下施工时的混凝土性能呈现的是负温混凝土, 在温度较低的情况下, 混凝土结构内水分都是由热端迁移到冷端, 产生内部膨胀压力。因为在混凝土搅拌过程中, 会有一些水存留在混凝土毛细孔中, 而这些水在正负交替作用下, 受到渗透压力、水冻胀压力的双重压力, 致使混凝土发生从外到内的剥蚀破坏。而混凝土的抗冻性能受到孔结构的影响, 主要是因为混凝土的养护方法、外加剂以及水灰比的影响。且水灰比、胶材用量以及含气量都是影响混凝土抗冻性能的重要影响因素。经过相关研究表明, 水灰比与抗冻耐久性呈现反比关系, 在一定的水灰比区间, 影响混凝土抗冻性能的关键是硬化后混凝土的气泡参数以及孔结构, 水灰比的增加, 会直接使饱和水的开孔总体积增加, 且平均孔径也在增加, 从而使得在冻融过程中产生的渗透压力、冻涨压力也随之增加, 最后影响混凝土的抗冻力。我们可以通过在经过三百次冻融循环后的混凝土耐久性测试结果来进行说明 (详见表2) 。
(2) 混凝土桥梁抗冻耐久性是混凝土耐久性的首要评价指标, 我国当前确定混凝土抗冻性能的方法是依据抗冻性等级, 抗冻等级分为F35、F50、F100、F200、F300等。确定抗冻等级, 是以28天龄期的 (10×10×10) cm的水饱和试件在3个小时左右成立一个冻融循环状态, 在这个状态下, 混凝土承受的相对动弹重量不能降低到6%以上、模量不能降低到45%以上的循环次数作为确定标准。其中相对动弹模量的计算公式为:
公式中, P (%) 表示在经过n次冻融循环试件的相对动弹模量;
f0 (Hz) 表示实验前试件的横向基频;
fn (Hz) 表示在n次冻融循环后试件的横向基频。
耐久性指数的计算公式为:
DF=PN/M
公式中, DF表示耐久性指数;
N表示当耐久性指数降低到大约65%时要即刻停止试验;
M表示当停止试验时的循环次数 (一般在300次) 。
2 改善混凝土桥梁耐久性的设计与施工技术分析
2.1 改善混凝土桥梁耐久性的设计分析
(1) 在对混凝土桥梁耐久性能的设计研究中, 要以混凝土桥梁的侵蚀原理、防护措施作为研究核心, 并将各种防护措施、侵蚀作用的效果进行定量数值描述, 将耐久性能的设计得以最大的提高和改善。当前有相关的研究学者, 在经过长期的混凝土桥梁设计的研究后, 提出了改善混凝土桥梁耐久性的相关设计步骤, 如图1所示。
(2) 在优化混凝土桥梁的设计中, 应该考虑到桥梁结构的整体性和强健性。在进行桥梁结构耐久性的设计中, 只有保证结构整体的牢固性, 才能保证当桥梁局部出现损坏的时候, 不会波及到大范围的破坏, 甚至坍塌。比如在当前最常用的桥梁建设中, 常用的简支梁、连续梁、连续刚构中, 从受力合理、经济角度来看, 在不同的施工中, 其使用跨度也不同。像在中等跨度桥梁设计中, 就应该选用连续刚构桥梁, 跨径时应该选择简支梁。另外要强调的是, 为了保证减少桥梁接缝的数量, 以及保证桥梁的连续性、便于日后的维护, 不宜采用带有半接缝的挂梁以及悬臂梁。
(3) 桥梁在使用过程中的检查、维护以及替换性是在桥梁设计中应该给予充分考虑的问题。为了不影响桥梁结构的耐久性, 就要对桥梁进行及时的检查、维护, 保证对桥梁的危害得以及时的发现, 并进行及时的维修。所以就需要在桥梁设计过程中, 制定桥梁结构容易检查以及维护的策略, 对一些需要进行换新的构件也要拟定恰当的策略保证更换的有效实施。
2.2 改善混凝土桥梁耐久性的施工技术分析
(1) 在混凝土桥梁施工过程中, 如果处于一个特殊的施工环境, 为了改善桥梁耐久性, 就应该对特殊环境中的构件采取相应的防腐措施。对处在冻融环境中的混凝土结构, 应该在增大混凝土结构的截面, 或者在混凝土表面增设钢箍, 增加桥梁构件的防冻性;当混凝土构件处在化学腐蚀环境中时, 应该采用换土、填土以及降低地下水位、在混凝土表面设置或者涂抹防护面层, 来增强桥梁的防腐蚀性;在混凝土构件处在腐蚀环境中时, 要在混凝土表面加强浸渍, 将混凝土表面的硬度增强, 以达到减小混凝土构件的腐蚀性;当混凝土构件处在氯盐环境中时, 应该在混凝土面设置或者涂抹防护面层, 或者采用换土、填土以及降低地下水位等措施来加强混凝土的防腐蚀性。另外还可以将混凝土表面进行浸渍, 采用环氧涂层钢筋, 或者采用钢筋阴极保护等措施来增强混凝土的防腐蚀性。另外, 还要注意的是在进行增强混凝土防冻、防腐蚀措施的过程中, 要根据主要防护材料的性能指标、相应的有效防护期限来实施措施;
(2) 改善混凝土桥梁耐久性施工中, 还要进行混凝土接缝质量的施工。在桥梁施工中, 对整个桥梁建筑工程有着直接影响的施工工序之一, 就是施工缝留置的位置以及施工缝留置的型式, 还有对施工缝的处理好坏。在桥梁施工过程中, 施工缝的施工应该根据《混凝土结构工程施工质量验收规范》中的标准来开展。
施工缝应该留置在受剪力较小的混凝土部位, 因为混凝土抗拉强度较低, 施工缝环节就会显得相对薄弱, 为了保证施工缝的处理质量, 就应该如此来进行施工缝的留置;施工缝处理中, 当施工间歇时间小于混凝土初凝时间, 在浇注混凝土时, 将新混凝土倒出, 在水平缝处将已浇注好的混凝土直接覆盖上去, 再用振捣工具将新旧混凝捣实成一个整体。
3 实践案例———杭州湾跨海大桥混凝土结构耐久性的优化设计
杭州湾跨海大桥在设计上, 在国内首次提出了大桥工程设计使用年限为100年的标准。面对腐蚀严重的海洋环境条件和高达250万方的混凝土工程用量, 如何实现大桥的耐久性, 确保设计使用寿命, 是需要迫切解决的技术难题之一。
3.1 桥体结构耐久性现状分析及实验评估结果
本文基于相似三定理, 运用多重环境时间的相似性氯盐侵蚀混凝土实验方法检测和评估大桥混凝土结构的耐久性, 其工作原理详见图2。同时, 还在大桥海中平台建立了混凝土现场暴露实验站, 通过对现场暴露的研究对象混凝土试件的3次检测、第三方参照物的5次现场检测取样, 室内加速实验的12次取样分析, 得到不同暴露实验时间的近541条氯离子侵蚀曲线。基于多重环境相似理论 (METS) 方法, 对大桥混凝土结构耐久性进行预测, 结果详见表3。
3.2 桥梁结构优化设计方案
根据表3所示的耐久性寿命预测结果, 提出以下桥体结构耐久性优化设计方案:
3.2.1 钻孔灌注桩优化设计措施
(1) 水位变化区与水下区保留施工用的钢护筒, 增加钢筋保护层厚度至75mm;
(2) 采用海工耐久混凝土。
3.2.2 承台耐久性优化设计
(1) 采用海工耐久混凝土;
(2) 增加钢筋保护层厚度:海上90mm, 陆地75mm;
(3) 涂层防腐, 同时使用阻锈剂。
3.2.3 桥墩部位耐久性优化设计
(1) 采用海工耐久性混凝土;
(2) 钢筋保护层厚度增加到60mm;
(3) 桥墩外表面涂刷防腐涂层;
(4) 浪溅区墩身钢筋采用环氧涂层钢筋;
(5) 施工时采用渗透性模板布;
(6) 使用阻锈剂。
3.2.4 混凝土箱梁耐久性优化设计
(1) 采用海工耐久混凝土;
(2) 钢筋保护层厚度增加40mm;
(3) 混凝土表面涂层保护;
(4) 采用塑料波纹管及真空辅助压浆;
(5) 浆体掺阻锈剂;
(6) 减水剂。
3.3 实施效果
通过对杭州湾跨海大桥结构耐久性的优化设计, 经过一年的耐久性检测, 发现桥体未出现局部混凝土剥落、老化等质量问题, 整体运行稳定, 有望实现100年的使用年限指标。大桥工程对于混凝土结构耐久性研究和应用在国内特大型桥梁工程建设中起到了示范作用, 对于推广耐久性新技术和推动我国混凝土结构耐久性研究发挥了积极作用。
4 结语
当前的桥梁建筑设计师们, 在对桥梁的设计过程中, 就以强度与耐久性并重设计的设计理念进行设计。本文主要对影响混凝土桥梁耐久性的自身因素和外部环境因素进行了分析, 并提出了改善混凝土桥梁耐久性的施工技术。但是, 还有很多需要完善的地方, 这就要我们的桥梁建筑相关工作者在今后的工作中去探索和总结出更行之有效的桥梁设计策略和桥梁施工技术。
摘要：桥梁耐久性的设计缺陷直接导致桥梁耐久性退化、桥体局部老化等质量问题, 维修或维护时不仅要考虑技术问题, 还会花费大量资金。本文在原有混凝土桥梁耐久性结构的基础上进行优化设计, 并将各种防护措施、侵蚀作用的效果进行定量数值描述, 以提高桥梁耐久性和安全性能, 减少后期维护及维修成本。
关键词：混凝土桥梁,耐久性,影响因素,施工技术
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桥梁施工中的成本分析及优化控制 篇10
在竞争日益激烈的今天, 施工企业要想有更大的竞争力, 除了要保证桥梁工程的施工质量, 还要在最大程度上对桥梁工程的施工成本进行控制。这就需要施工企业在桥梁工程的施工之中, 能够做好相应的管理工作, 尽可能的去减少桥梁工程的成本造价, 并避免不必需要浪费。从而保证桥梁工程能够更好地建成。
二、桥梁工程成本控制遵循的原则
在对桥梁工程进行建设的时候, 做好相应的成本分析和优化控制是非常重要的。这就需要相应的管理人员在进行桥梁工程施工的时候, 在保证桥梁工程质量的基础之上, 能够尽可能的减少不必要的投入, 同时还需要采用科学、合理的管理措施对相关的施工人员进行管理, 让他们能够尽可能的减少施工方面的浪费。同时对于相应的施工人员, 要让他们对工程的施工情况有一个非常清晰的了解, 并时时刻刻给他们讲述进行桥梁工程成本优化控制的重要性, 让他们在工作的过程中能够自觉地进行相应的成本优化控制。在对桥梁工程进行相应的成本控制、采用科学的管理方式进行管理的时候, 最为主要的目标是要保证对于桥梁工程的成本投入要尽可能的降低;对于桥梁工程的质量一定要确保无误;对于桥梁工程的工期进度一定不能延误。为了将桥梁工程的成本优化控制做的更好, 光靠管理方面人员的努力显然是远远不够的, 这就需要施工企业对相应的施工人员树立良好的成本控制与管理理念, 让他们在进行工程施工的时候能够认真负责, 各尽其职。由于桥梁工程施工不仅任务量很大, 而且施工的工序也非常的繁琐, 这就需要对工程项目构建一套健全的管理体系, 从而使得在施工的时候能够有规章制度可循, 使得桥梁建设工程的成本管理控制能够做的更好。
三、目前我国桥梁施工成本管理存在的问题
1、不能合理地整合资源
在经济快速发展的今天, 各行各业在发展的时候都需要讲究效率, 都需要将身边的资源进行有效的整合, 使其能够得到充分地利用。然而, 作为桥梁工程的施工企业, 由于有很多方面的资源都能得到国家的帮助, 使得其在施工的过程中不太注重对施工材料进行节约, 从而使得在施工的过程中也很多的资源浪费出现, 这样在很大程度上使得桥梁工程的施工企业的施工成本大大增加。
2、施工项目成本控制的局限性
在对桥梁工程的施工项目成本进行控制的时候, 往往由于各种各样的原因, 使得其工程项目的成本存在这一定的局限性, 其主要原因有以下几个方面。第一个方面的原因是由于施工项目的控制对象与施工项目的决策对象不相配比, 这主要是因为施工企业在对桥梁工程的施工成本进行计算的时候, 往往只计算了工程项目施工图纸上面的一部分费用作为桥梁工程的造价 (比如说工程所在地的预算定额和收费标准) , 而并没有将与桥梁工程相关的经营费用、管理费用等作为工程造价, 而只是当作了当期的损益, 这样就使得了桥梁工程的项目核算成本与桥梁工程的预算费用不能相互对比。第二个方面的原因在于在进行施工项目成本控制的时候控制范围狭窄, 使得工程的成本控制存在着一定的局限性。其主要体现在进行桥梁工程成本控制的时候, 其主要是对桥梁工程的财务成本进行相应的控制, 而并没有把与工程项目有直接关系的安全成本、质量成本等考虑在内。
3、缺乏灵活的成本控制体系
在对桥梁工程进行成本优化控制的时候, 很多的施工企业所使用到的成本控制方法都是原来的一些老方法, 而并没有根据实际的桥梁工程情况来对原来的成本控制方法进行相应的改善, 从而使得其能够更加符合进行桥梁工程成本优化控制。比如, 在对桥梁工程进行施工的时候, 很多的施工企业都是非常庞大的, 由于一些思想上的错误认为使得他们的成本控制意思淡薄, 以往所花费的都是公家的钱, 即时每个人所花费的钱不多, 那么多人总共合起来的花费却是非常大的, 这样就会导致严重的资金浪费。
四、桥梁施工中成本控制的优化策略
1、树立和落实科学发展观
桥梁工程施工企业一定要树立和落实科学发展观, 在进行工程施工之前, 一定要对施工人员进行专业的培训, 让他们在施工之前能够尽可能多的去学习新的技术和工艺, 让他们有非常过硬的施工技术。在进行施工的时候, 要物尽其用、人尽其责, 要让每一个人的优势都能够充分地发挥出来。同时, 在施工的时候, 要让施工人员进行文明施工, 并让他们能够尽可能的去节约能源。对于施工过程中所使用到的建筑材料, 材料人员一定要保证其质量, 同时还要对其价格和数量进行精确地统计, 从而保证不会用浪费和虚假的账目出现。对于施工过程中所使用到的施工设备, 一定要进行相应的保护, 使其不要有任何的损伤, 从而确保桥梁工程的成本控制能够做的更好。
2、建立健全成本控制制度
在工程施工的过程中, 为了保证成本控制优化工作能够做的更好, 还需要对成本控制制度进行相应的完善。第一, 主要是要让所有的管理人员和施工技术人员明白, 在施工的过程中, 进行相应的成本管理控制是他们的责任, 这样在工作的时候他们就不敢有任何的马虎, 从而确保成本控制工作能够更好地进行。第二, 需要建立一个相应的奖惩制度。对于在施工过程中, 那些成本控制做的好的管理人员和施工技术人员要给与一定的奖励;对于那些在施工的过程中, 随意的浪费资源, 不注重成本控制的管理人员和施工人员要给与一定的处罚, 从而让他们将成本优化控制牢记在心。第三, 还需要建立一个风险预测机制, 这样在施工的过程中, 对于有风险的施工可以进行提前做好相应的防范措施, 从而大大降低出现安全事故的概率, 保证工程的成本控制优化工作能够做的更好。
3、完善施工项目成本管理
要想做好桥梁工程的成本管理工作, 还需要树立新的成本管理理念。这就需要在桥梁工程的施工过程中, 在选择工程成本管理方法的时候, 一定要首先考虑自身的实际情况, 结合自身的实际经济能力和技术、人员等方面的原因来选择科学合理的管理方法。这样在施工的时候, 就可以做到降低桥梁工程施工成本、提高施工企业经济效益的目的。
4、制定出经济、可行的施工方案
在对桥梁工程项目进行成本管理的时候, 最为重要的一个环节就是要做好桥梁工程的施工环节的成本控制。这就需要对施工环节的成本进行控制的时候, 一定要对成本运行的动态情况进行时刻的关注, 对于进行工程施工所需要用到的预算定额、完成任务时设备所造成的磨损以及与之相关的管理成本等都需要进行相应的计算, 然后再根据计算结果设计出最为经济、可行的施工方案。只有制定出了最为经济、可行的施工方案, 才能做好每一道工序的成本控制工作, 从而将成本控制优化工作做的更好。
五、结束语
由于桥梁工程施工成本优化控制是一个非常复杂的工作, 因此在进行成本优化的时候需要得到施工管理方的重视。同时, 也还需要施工人员在施工的时候进行全面的配合, 对于不同环境的工程和不同规模的工程, 需要根据实际情况配备科学、合理的成本管理与控制体系, 让各管理人员和施工人员在施工的过程中能够有相应的规章制度可循, 从而尽可能的做好桥梁工程的成本优化控制, 进而能够争强施工企业的竞争力。
摘要：对于桥梁工程来说, 保证桥梁工程的质量是非常重要的, 同时做好桥梁工程的成本控制也是非常重要的。因为只有做好了桥梁工程的成本控制, 才能让桥梁工程的施工企业能够在激烈的竞争中能够有一定的优势, 同时也能向人们反映出该施工企业的管理水平, 从而增强该企业的竞争力。
关键词：桥梁施工,成本分析,优化控制
参考文献
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