橋梁工程是指橋梁勘測、設計、施工、養護和驗證的工作過程,以及研究這壹過程的科學和工程技術。它是土木工程的壹個分支。
橋梁工程的發展主要取決於交通運輸的需要。古橋以人畜為主,荷載不大。橋面的縱坡可以很陡,甚至可以鋪設臺階。有了重載車廂後,荷載逐漸增大,橋面縱坡也必須做得平緩。此時橋梁材料仍以木材和石材為主,鑄鐵和鐵藝很少使用。
鐵路建立以來,橋梁承受的荷載成倍增加,線路的坡度和曲線的標準要求高,需要建設鐵路網以增加經濟效益。因此,為了跨越更大更深的河流和峽谷,橋梁被迫向大跨度發展。石材、木材、鑄鐵、熟鐵等橋梁材料顯然不符合要求,而鋼材的大量生產恰恰滿足了這壹要求。
在技術方面,僅僅憑經驗修橋已經在19的80年代和90年代造成了許多鐵路橋梁的嚴重事故。此後,發展中的結構力學理論受到重視,在其靜力分析理論完全建立並廣泛推廣後,因橋梁強度不足而導致的事故明顯大大減少。
20世紀以來,公路交通有了很大發展。在內陸,有必要在更多的河流和峽谷上建橋。在城市裏,在各種交通線路的交匯處,需要修建立交橋。在沿海地區,有必要在大型船舶可航行的河口、海灣和海峽修建特大跨度橋梁,並在壹些島嶼和大陸之間修建長橋。
橋梁需要大量修建,但人力、物力、財力有限;因此,不斷提高技術水平,引進新材料、新工藝和新橋梁,進行更精確的結構性態數值分析,采用更精確的結構試驗進行驗證,從而不斷提高橋梁建設的經濟效益,已成為時代的要求。
橋梁工程主要研究橋梁跨越設計,包括橋址選擇、橋梁孔徑確定、考慮通航和線路要求確定橋面標高、考慮基礎不沖刷或不凍脹確定基礎埋深、設計導流建築物等。橋梁方案設計;橋梁結構設計;橋梁建設;橋梁等級;橋梁測試;橋梁維護等。
橋梁建築材料方面,強度高、重量輕、成本低是選擇的主要依據。在不久的將來,傳統的鋼材和混凝土仍然是提高其強度和耐久性的主要材料。建築鋼材的脆性斷裂機理、初始幾何缺陷和混凝土材料的非彈性問題(收縮、蠕變和疲勞等)。)將繼續充分研究,從而正確控制結構的應力和變形。至於碳纖維塑料在橋梁上的廣泛應用,只有降低成本後才有可能。
在橋梁勘測設計中,隨著交通運輸的快速發展,大跨度或復雜的橋梁類型將不斷出現。高速公路的發展也將對橋梁設計提出新的要求。在橋梁方案設計中,可以利用結構優化設計理論,借助電子計算機選擇最佳方案。
在結構設計和計算中,利用空間理論分析橋梁的整體應力是可能的。基於概率統計理論的極限狀態設計理論將在橋涵設計規範中得到進壹步體現,從而科學合理地保證橋梁設計的安全性。作為時代和民族文化在某些方面的反映,橋梁美學將越來越受到重視:橋梁的面貌將是宏偉的。
在橋梁施工中,施工組織將充分利用計算機進行經濟有效的管理。在施工技術上,不斷引進新技術和高效高性能的機械設備,以提高質量,縮短工期,降低成本。例如,激光測量用於控制結構的精確定位;利用自升式水上平臺克服深水基礎的困難;利用遙控設備在沈井和沈箱中開挖基礎,減輕勞動強度,避免人身危險;通過使用高質量的焊接技術,工地焊接等人可以得到推廣。此外,還將開發預制橋梁,以實現結構和構件的標準化以及工業化生產。
在橋梁養護方面,要求建立完善的既有橋梁技術檔案管理體系。在橋梁維修檢測中,引入了新的精密測量儀器,如聲學測量,測量結構材料的缺陷和彈性模量;用手持金相相機檢查鋼材的晶體結構,以便及早加固,防患於未然,從而延長橋梁的使用壽命。
橋梁工程始終在生產發展和各種科技進步的綜合影響下,遵循適用、安全、經濟、美觀的原則,不斷向前發展。
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