城市立交橋梁的建設與模型設計制作

李贏民

摘 要：城市立交橋在城市交通發(fā)展中起著關鍵性的作用，在城市立交橋梁的建設過程中以實際的工程為背景來進行橋梁模型設計，并結(jié)合橋梁模型結(jié)構(gòu)的受力特點來反映橋梁結(jié)構(gòu)的變形計算結(jié)果，這對于實際的立交橋梁建設有著重要的參考作用。本文主要從城市立交橋梁模型設計的影響出發(fā)，對城市立交橋梁的建設與模型設計制作進行具體的闡述。

關鍵詞：城市立交橋梁;建設;模型設計;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消除道路平面交叉車流的沖突，來使兩條交叉道路的直行車輛暢通無阻，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，對于解決交通堵塞問題起到了很大的作用，另一方面推動了城市逐漸形成立體化的交通體系，推動了城市景觀不斷美化。在立交橋建設前進行模型的設計制作與分析對于后期橋梁的建設有著重要的參考作用，因此在城市立交橋建設過程中進行橋梁模型構(gòu)建，這對于立交橋梁的性能評價和安全監(jiān)測有著重要影響。以下筆者將對城市立交橋梁模型設計展開詳細的探討。

一、城市立交橋梁模型設計概述

城市立交橋梁模型設計就是模仿城市立交橋梁的真實結(jié)構(gòu)，按照一定的比例關系來進行復制，立交橋梁模型具有和立交橋梁原型的部分或者全部特征。通過對立交橋梁模型進行實驗，得到與原型相類似的工作數(shù)據(jù)，從而能夠?qū)Τ鞘辛⒔粯蛄旱膶嶋H工作性能進行了解和研究。在實際的城市立交橋梁使用過程中，因為橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，混凝土收縮徐變等導致立交橋梁出現(xiàn)安全隱患的現(xiàn)象屢見不鮮，對城市立交橋梁模型進行設計，并在各種工況下對橋梁模型進行變形，應力分布規(guī)律，結(jié)構(gòu)承載力，自振頻率，振型，穩(wěn)定性以及徐變的測試，來驗證立交橋梁的設計，動、靜力計算結(jié)果是否合理，并對實驗的誤差的原因進行分析，對可能產(chǎn)生相似誤差提出合理的處理方法，并把整理出的實驗結(jié)果推廣到實際的立交橋梁構(gòu)建上去，這對于精確的預測立交橋梁系統(tǒng)的性能有著重要的參考作用。

二、城市立交橋梁的建設與模型設計制作

（一）城市立交橋梁的建設與模型設計原則

立交橋梁模型的設計原則就是根據(jù)相似理論來進行，相似理論即是將個別現(xiàn)象的研究成果，推廣到所有相似的想象上去的科學方法，相似理論將數(shù)學的分析方法和試驗法的優(yōu)點都結(jié)合了起來，是解決生產(chǎn)和工程問題的一種有效方法。相似理論運用于立交橋梁的建設與模型設計的過程中時，在將立交橋梁的實際現(xiàn)象轉(zhuǎn)到立交橋梁的模型設計上時，要在相對應點和相對應的時刻上保持相同的數(shù)值，要清晰的顯示出立交橋梁模型中的內(nèi)在過程，要總和的而不是個別的反應單個模型因素的影響。

在根據(jù)相似理論來指導立交橋梁模型設計時，首先要推導出相似準則，即反應出立交橋梁模型與立交橋梁實際建筑之間相似的物理數(shù)量關系，顯示出立交橋梁模型元素之間的內(nèi)在關系。然后再在模型實驗中測量所有與相似準則有關的物理量，以來推斷出立交橋梁的原型性能。在進行相似準則推導時，常見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)學上的描述。根據(jù)相似理論來對城市立交橋梁建筑進行模型分析，一方面能夠嚴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)約人力物力和實踐，并能夠在復雜的模型試驗過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計方案

城市立交橋梁的主要功能不僅僅要解決交通問題，還要滿足人們對環(huán)境的要求和藝術的享受。在進行城市立交橋梁模型的設計時，首先要對該立交橋的交通同行情況進行調(diào)查，匯總數(shù)據(jù)。然后再根據(jù)匯總整理出的數(shù)據(jù)對立交橋進行設計，在進行立交橋梁結(jié)構(gòu)設計時要使橋梁結(jié)構(gòu)簡單，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進行建模分析，通過對立交橋梁模型進行數(shù)據(jù)分析來對城市立交橋梁的設計進行檢驗，將在模型上測得的數(shù)據(jù)根據(jù)相似關系換算成立交橋梁的原型數(shù)據(jù)，對立交橋梁的未來使用情況進行預測，從而更好的對立交橋梁設計進行修復和完善。在進行立交橋梁模型構(gòu)建的過程中，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，隨著我國城市的快速發(fā)展，立交橋梁在交通發(fā)展中的關鍵作用將會越來越凸顯。這要求在對立交橋梁進行科學合理設計時要很好的了解立交橋梁建設過程中所涉及的專業(yè)問題和非專業(yè)的問題，要利用橋梁模型來對立交橋梁建設進行分析，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。

參考文獻：

[1]俞勝，宋瑞斌，簡述城市立交橋的橋梁設計[J].廣東科技，2014（3）：93-94.

[2]劉銳，關于城市立交橋橋梁設計的論述[J].工程技術，2016（27）：89.

[3]雷敏，模型試驗相似理論研究[J].企業(yè)技術開發(fā)，2014（9）：155-156.