设计技巧论文大全11篇

绪论：写作既是个人情感的抒发，也是对学术真理的探索，欢迎阅读由发表云整理的11篇设计技巧论文范文，希望它们能为您的写作提供参考和启发。

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在我国塑料工业发展中，计算机的应用起到了重要作用。计算机技术在模具设计领域的应用，大大缩短了模具设计时间，尤其计算机辅助工程（CAE）技术的大规模推广，解决了塑料产品开发、模具设计及产品加工中的薄弱环节。更在提高生产率、保证产品质量、降低成本等方面体现出现代科技的优越性。但是现代技术并不能替代专业设计人员的经验，在塑料模具设计时制品材料的选择是决定模具设计时模具材料选用的重要因素。怎样选用合适的材料，是模具设计中一个重要的问题。

一、塑料制品材料的选用对模具设计的影响

一般来说，并没有不好的材料，只有在特定的领域使用了错误的材料。因此，设计者必须要彻底了解各种可供选择的材料的性能，并仔细测试这些材料，研究其与各种因素对成型加工制品性能的影响。本文只就传统的热塑性材料进行分析以说明问题。在注射成型中最常用的是热塑性塑料。它又可分为无定型塑料和半结晶性塑料。这两类材料在分子结构和受结晶化影响的性能上有明显不同。一般来说，半结晶性热塑性塑料主要用于机械强度高的部件，而无定型热塑性塑料由于不易弯曲，则常被应用于外壳。这是材料选用的大框，其次，还要根据填料和增强材料继续选择。

（一）根据填料和增强材料进行选择的分析

热塑性塑料可分为未增强、玻璃纤维增强、矿物及玻璃体填充等种类产品。玻璃纤维主要用于增加强度、坚固度和提高应用温度；矿物和玻纤则具较低的增强效果，主要用于减少翘曲。玻璃纤维会影响到成型加工，尤其会对部件产生收缩和翘曲性。所以，玻璃纤维增强材料不能被未增强热塑性塑料或低含量增强材料来替代，而不会有尺寸改变。玻璃纤维的取向由流动方向决定，这将引起部件机械强度的变化。试验（从注射成型片的横向和纵向截取了10个测试条，并在同一个拉力测试仪上对它们的机械性能进行了比较）表明，对添加了30％玻璃纤维增强的热塑性聚酯树脂，其横向的拉伸强度比纵向（流动方向）低了32％，挠曲模量和冲击强度分别减少了43％和53％。

在综合考虑安全因素的强度计算中，应注意到这些损失。

在一些热塑性塑料中加入了一系列增强材料、填料和改性剂来改变它们的性质。由这些添加剂产生的性能变化必须认真地从手册或数据库中查阅，更好的是听取原材料制造厂家的专家的技术建议。以选用最为合适的材料。

（二）考虑湿度对材料性能影响

一些热塑性材料，特别是PA6和PA66，吸湿性很强。这可能会对它们的机械性能和尺寸稳定性产生较大的影响。在进行设计时，应特别注意这种性能，考虑其对产品性能的影响。模具材料的选用取决于制品材料，细致分析制品材料后，才能在模具设计时选用最为合适的模具材料。

（三）塑料制品模具材料选用

细致分析塑料制品使用的材料后，选取最为合适的模具材料。目前我国市场常见的、适合热缩性材料的模具材料有：非合金型塑料模具钢（即碳素钢）、渗碳型塑料模具钢、预硬型塑料模具钢、时效硬化型塑料模具钢、整体淬硬型塑料模具钢、耐腐蚀型塑料模具钢几种。在模具材料选取时，根据制品材料是否改性和增加填充剂，添加何种添加剂来选取适合的模具材料。例如：制作形状复杂的大、中型精密塑料制品时，其模具材料可选用预硬型塑料模具钢；制造复杂、精密且生产时间较长，需要高寿命模具时刻采用时效硬化型塑料模具钢。具体选用时主要还是要针对塑料制品的材料和模具预计使用情况选取。适宜的材料加上合理的设计将极大的提高模具使用周期，同时也可以提高产品质量。

二、壁厚及相关注意事项对产品性能的影响

在工程塑料零件的设计中，还有一些设计要点要经常考虑，其中对于壁厚的设计尤为重要，壁厚设计的合理与否对产品影响极大，改变一个零件的壁厚，对以下主要性能将有显着影响：零件重量、在模塑中可得到的流动长度、零件的生产周期、模塑零件的刚性、公差、零件质量，如表面光洁度、翘曲和空隙等。

（一）塑料模具设计工艺中的基础要求

在设计的最初阶段，有必要考虑一下所用材料是否可以得到所要求。流程与壁厚比率对注塑工艺中模腔填充有很大影响。如果在注塑工艺中，要得到流程长、而薄，则聚合物应具有相当的低熔融粘度（易于流动熔解）是非常必要的。为了深入了解聚合物熔化时的流动性能，可以使用一种特殊的模具来测定流程。

增加壁厚不仅决定了机械性能，还将决定成品的质量。在塑料零件的设计中，很重要的一点是尽量使均匀。同一种零件壁厚不同可引起零件的不同收缩性，根据零件刚性不同，这将导致严重的翘曲和尺寸精度问题。为取得均匀的，模制品的厚壁部分应设置模心。此举可防止形成空隙，并减少内部压力，从而使扭曲变形减至最小。零件中形成的空隙和微孔，将使横截面变窄，内应力升高，有时还存在切口效应，从而大大降低其机械性能。不同壁厚塑料制品的模具设计时，模腔的要求也不同，根据制品的要求，设计模具的模腔及脱模斜度，斜度要与塑胶制品在成型的分模或分模面相适应；是否会影响外观和壁厚尺寸的精度。

（二）热塑性塑料设计中的指标分析

热塑性塑料一般具有高的延展性和弹性，不需要像具有高刚性、低延展性和低弹性的金属一样指定严格的范围。设计者在决定热塑性塑料模具制品的成本方面起了关键作用，合理且不影响产品性能的、缩小公差，较少成本是可以实现的。一般商业上可接受的产品与标准尺寸的偏差不高于0.25-0.3%，但这还需要与应用时的具体要求相结合来判断。精确的模具可以有效的缩小制品公差，从而降低制品成本。因此，模具精密度对制品生产厂家具有重要意义。

三、塑料模具设计时对收缩值的考虑

为了不对塑料部件制定过分严格的范围，必须要注意一些影响塑料制品尺寸准确性的因素。模具制造的标准必须严格遵守，同时要特别注意脱模斜度的重要性，因为它决定了脱模容易与否及防翘曲性能。

还有一个与产品设计相关的重要问题是，当成型品是由不同材料或不同壁厚制成时，其模后收缩值与方向和厚度相关如果复杂的成型对加工的要求非常严格，必须要获得模具原型有关收缩值和翘曲行为的准确数据玻璃增强材料的这一性质最为明显。玻璃纤维的取向性可在水平方向和垂直方向产生具有显着性差异的收缩，从而导致尺寸不准确。塑料制品的几何形状对收缩也有影响，进而影响到产品的性能，这也是设计者值得关注的一点。因此在此类制品模具设计时要注意制品脱模收缩后的尺寸是否为产品要求尺寸，否则因制品模后收缩值的影响，极有可能导致产品尺寸不符合标准。

结论：

与产品模后性能相关问题还有许多，设计人员可以参考手册进行设计。总之，在塑料制品模具设计时要充分考虑可能影响制品尺寸、性能、外观等多方面因素，综合利弊，选用适合的材料，合理的设计，才能保证产品的性能。

参考文献

张国栋.模具设计概述[J].中国模具设计，2003,6.

李海龙.注塑模具设计[J].模具前沿，2005,12.

肖海燕.模具设计之材料选用[J].西安机械设计，2006,1.

篇（2）

当今的企业竞争日趋白热化，而市场开发又站在了风口浪尖；一个企业经营的好坏，首先从市场开发的力度和市场占有的份额便可“窥一斑而知全豹”！

在工程开发任务当中，招投标里的施工组织设计又占有相当重要的位置。它是投标书的重要组成部分，是为获取工程承包权而编制的，它的主要作用不是用于指导施工，而是在以下两个方面：一是论证作用；二是承诺和要约作用。

一、施工组织设计的创新

在今天开发任务紧张而又繁重的同时，各种制度、规定却越来越完善，越来越苛刻，在编写施工组织设计当中，一个小小的错误可能导致废标或者中标后巨大的经济损失。

因此编写施工组织设计以前必须完成的几项重要工作：现场考察、材料调查和图纸学习。

1.写施工组织设计可靠的依据，提高真实可靠性。

2.新技术、新工艺在本次工程中的合理运用。

3.没有调查就没有发言权，这是信息收集的重要渠道。

二、公路工程施工组织设计编制所存在的一些问题

1.由于规范及范本对施工组织设计的编制只是建议书类型，而业主在招投标过程中对编写施工组织设计的格式要求又各不相同，再加上编制施工组织设计人员的水平参差不齐，使得施工组织设计在格式和内容上，深度和广度上千姿百态，极其混乱，严重制约着施工组织设计作用的发挥。

2.编制的施工组织设计只是单纯侧重技术管理制度以及各种施工方案、方法的堆砌，它主要追求施工效益而很少考虑管理效益，对中标后的各种管理保证措施只是单纯套用格式，简单几条敷衍了事，以至在实施过程中不讲成本，盲目追求经济效益的目标。

3.编制中对所积累的施工技术资源不能有效、充分的应用，对早已有的成功经验不进行借鉴，所编制的内容缺乏新技术、新工艺，没有起到提高效率、降低资源消耗的作用；编制中只是对技术规范进行照抄，而未对具体工程的特点进行有针对性的规划和设计，没有起到指导施工的作用。

4.编制的施工组织设计必须对每个工程逐个进行编写，以适应不同工程的特点，但不同编制人员对同类型的施工工艺在进行编制工作的同时，作了大量不必要的重复劳动，降低了工作效率。

5.编制的施工组织设计只是简单的剪贴,各相关内容的堆砌,经常是设计与实施分离，不能充分利用计算机极其网络系统对其进行优化组合,同时更缺乏新技术、新工艺等的详细论述和编制，以至造成施工组织设计只是个形式，没有真正起到指导施工的作用。

6.编制的施工组织设计为了迎合业主及招标文件的要求，把企业最好的或者全部的都编写上去，结果中标后人员或者设备不能到场而受罚；一定要根据实际情况来挖掘企业资源，来满足投标要求。

三、提高公路施工组织设计的智能化编制，以及计算机及其网络在施工组织设计中的应用

首先，具有市场竞争力的施工组织设计应由核心部分和骨架部分组成，核心部分必须根据该工程特点，结合自己的实际情况，编制出施工组织设计的闪亮点，特别是关于新技术、新工艺的内容；骨架部分由工程概况、施工、质量保证等构成，写出它的轻重缓急来，从而赋予它生命活力和竞争力。

1.可以加快编制速度，提高编制质量，有利于及时修改。

2.可以优化、检查、控制施工组织设计的编写。

3.可以及时获取、处理和利用各种有用信息。

具体实施办法如下：

（1）运用系统的观念和方法，建立施工组织设计编制工作的标准。工程管理部门对建筑工程中的项目施工组织设计进行收集，经过分析和归纳，整理并，则能使先进的施工组织设计更具效益，减少编制人员重复劳动，而且能推广先进经验。

（2）施工组织设计的内容就是根据不同工程的特点和要求，根据现有的和可能创造的施工条件切实出发，决定各种生产要素的结合方式。

（3）施工组织设计内容应简明扼要，突出目标，结合实际、满足招标文件的需要，要具有竞争力，体现企业的势力和信誉。

（4）实行施工组织设计的模块化编制，更多的运用现代化信息技术，选择以前投标中施工方案作为大框架模块，以便进行积累、分组、避免重复应用，通过各个模块的优化组合，减少无效劳动。

（5）努力贯彻国家质量管理体系标准，走质量效益型发展道路，建立并完善科学的、规范的体系。逐项地编制质量保证计划，与施工组织设计工作同时进行，并努力使二者有机结合起来。

（6）施工组织设计应扩大深度和范围，对设计图纸的合理性和经济性做出评估，实现设计和施工的一体化，扩大技术积累，加快技术转化，使新的技术成果在施工组织设计中得到应用。

四、结束语

从以上论述我们可以看到，公路工程项目施工组织设计规范化是当前公路建设项目管理工作中迫切需要解决的问题。通过规范化，使施工组织设计和施工项目管理规划能有序、有章可循地进行，能真正起到指导施工全过程各项施工活动的作用，从而取得最佳的社会效应，而不是为了应付发包人和监理工程师的监督。

参考文献：

篇（3）

＜bodybgcolor="color"＞

其中的"color"表示不同的颜色，可以用各种不同的颜色表示方法，比较常用的有直接用颜色的英文名称，如blue、yellow、black等等，还可以用颜色的十六进制表示方法，如#0000FF、#FFFF00、#000000等等，此外还可以用百分比值法和整数法，其效果都是一样的。

颜色背景虽然比较简单，但也有不少地方需要注意，如要根据不同的页面内容设计背景颜色的冷暖状态，要根据页面的编排设计背景颜色与页面内容的最佳视觉搭配等等。

2.沙纹背景

沙纹背景其实属于图片背景的范畴，它的主要特点是整个页面的背景可以看作是局部背景的反复重排，在这类背景中以沙纹状的背景是为常见，所以我们将其统称为沙纹背景。

初学主页制作者都有这样的经历，当试图把自己的照片作为页面的背景是，却发现浏览器上显示出来的不仅仅是一个照片，而是同一照片在水平和竖直方向上的反复排列。这就是浏览器处理图片背景时的规律方法，利用这一规律我们可以用一小块图片作为页面背景，让它自动在页面上重复排列，铺满整个页面，从而使网页的体积大大减小。

读者到现在恐怕都已经知道了沙纹背景的原理和实现方法，就是找一个小的图片，越小越好，但注意要使最后的背景看起来要像一个整体，而不是若干图片的堆砌。其实现的HTML语法如下：

＜bodybackground="picture"＞

其中的"picture"表示背景图片的URL路径。

3.条状背景

条状背景与沙纹背景是比较相似的，它适用于页面背景在水平或竖直方向上看是重复排列的，而在另一方向上看则是没有规律的。它也是利用浏览器对图片背景的自动重复排列，与沙纹背景所不同的是它只让图片在一个方向上重复排列。

以在竖直方向上排列为例，首先用图像处理软件做一个从左到右为蓝白渐变的水平条状图片，其长度与页面的宽度相当。也通过

＜bodybackground="picture"＞

将其设为页面背景，经浏览器显示后，就成为整个页面从左到右蓝白渐变的分栏颜色背景。当然，也可以用类似的方法实现条状背景在水平方向上的重复排列。

4.照片背景

把自己或朋友的照片作为页面的背景让大家看到，是有点令人激动的事情，但浏览器对图片的自动重复排列却使这一愿望难以实现。怎么办呢？只有想不到的，没有做不到的，这里我们用上一点简单的CSS。在网页文件的＜head＞……＜/head＞之间加入下面的CSS语句:

＜styletype="text/css"＞＜!--body{background-image:url(myphoto.jpg);background-repeat:no-repeat;background-attachment:fixed;background-position:50%50%}--＞＜/style＞

这样，在网页页面中，就可以看到你的照片位于页面的正中间，而且在拉动浏览器窗口的滚动条时，照片仍然位于页面的正中间而不随页面内容一起滚动。如果你觉得照片位于页面的正中间不满意，你也可以随意地调整它在页面中的位置，只需要调整"background-position"的值就可以了。5.复合背景

如果你在练习上面的“照片背景”时“不小心”也设置了＜body＞标签里的颜色背景，那么你看到了什么？颜色背景还起作用吗？对，你能看到你的照片浮于你设的颜色背景之上，二者能够同时正常地显示出来。这就是复合背景的魅力，更为吸引人的是，当你所设置的图片背景因为某种不可知的因素而不能正常显示的时候，浏览器能够自动用你所设置的颜色背景取而代之。它的设计方法，就不用我再多说了吧！

6.局部背景

前面我们所说的背景都是整个页面的背景，能不能在页面上为某个局部的内容设置属于它自己的背景呢？回答是肯定的。

最为常见的是在表格的设计当中，我们可以为表格设置一个不同于页面的背景，甚至在不同的表格单元中，我们也可以设置各个表格单元自己的背景。请看下面这个表格例子：

＜tableborder="1"width="240"height="101"bgcolor="#C0C0C0"＞

＜tr＞

＜tdwidth="80"height="46"bgcolor="#00FFFF"＞＜/td＞

＜tdwidth="80"height="46"＞＜/td＞＜tdwidth="80"height="46"bgcolor="#00FF00"＞＜/td＞

＜/tr＞

＜tr＞

＜tdwidth="80"height="47"bgcolor="#FFFF00"＞＜/td＞

＜tdwidth="80"height="47"bgcolor="#FF0000"＞＜/td＞

＜tdwidth="80"height="47"bgcolor="#FF00FF"＞＜/td＞

＜/tr＞

＜/table＞

在浏览器中的显示效果如图所示,可以看到,不但对于表格整个来说有不同于页面的背景,就是每一个单元格也可以设置各不相同的背景。

除此之外，我们还可以单独为某个文字段落设置背景，甚至为这个文字段落中的某几个文字设置自己的背景，是不是有点相当不错，这也需要用上一些CSS。请先看一下下面的这个例子：

＜HTML＞＜HEAD＞＜TITLE＞不仅仅是页面的背景＜/TITLE＞＜STYLETYPE="text/css"＞＜!--BODY{BACKGROUND:#FFFFDD;COLOR:red}div{BACKGROUND:red;COLOR:white}--＞＜/STYLE＞＜/HEAD＞＜BODY＞＜PSTYLE="BACKGROUND:blackurl(../images/bg.jpg);COLOR:black}"＞

篇（4）

一、项目概况

灵山高架桥是龙(游)-丽(水)高速公路龙游改建段上的一座高架桥，位于龙游县灵山乡。龙丽高速公路是在龙丽一级公路的基础上改建。由于一级公路改高速后，对一级公路实施时占用的50省道灵山段必须恢复。通过多种方案论证比较后决定采用全线高架桥跨越50省道，桥下的50省道按二级公路标准修建。高架桥上部构造为(45×25)m部分预应力砼组合小箱梁，先简支后连续，全桥分8联。该桥左右幅分离，单幅桥梁宽度为11.75m，全桥长1130m。桥址处地质岩层较浅，岩性单一，属片麻岩。桥位处属亚热带季风气候，极端最高气温41.8℃，极端最低气温-11.4℃，年平均气温在16.3～17.3℃。

二、设计标准

1．公路等级：高速公路；

2．设计荷载：公路-I级；

3．计算行车速度：80km/h；

4．桥梁横断面：整体式路基宽24.5m，桥梁比路基两边窄0.25m，桥梁左右幅分离，单幅桥梁宽度为11.75m，横断面布置为0.5m(钢筋砼防撞护栏)+10.5m(行车道)+0.75m(波形钢护栏)；

5．地震动峰值加速度系数：0.05g，重要性修正系数1.3，抗震构造措施按七度设防。

三、总体设计

桥址处地形平坦，两边为灵山乡村民居住区，人员比较密集。已建成的龙丽一级公路为双向四车道，交通量较大。要求施工过程中不能中断龙丽一级公路、50省道的通行，因而桥梁规模、施工难度都比较大。桥型方案设计，力求做到技术可靠、经济合理、施工方便、施工周期短、维护费用低，并且尽量减少对相关工程正常运营的影响。结合初步设计专家评审意见，上部构造选择预制的预应力砼组合小箱梁，先简支后连续。

桥跨布置为：(6×25+5×25+3×(6×25)+2×(5×25)+6×25)m，墩台均按法向布置。全桥分为8联，左右幅布跨相同。下部构造为：矩形墩、肋式台，矩形挖孔灌注桩基础。

四、上、下部结构设计

1．上部结构

本桥上部结构采用25m部分预应力(A类)混凝土组合小箱梁，5～6孔为一联，采用多箱单独预制，简支安装，现浇连续接头的先简支后连续的结构体系。梁高140cm，顶板厚18cm，底板厚从跨中至根部由18cm变化为25cm，腹板厚从跨中至根部由18cm变化为25cm。半幅桥每孔布置4片箱梁，箱梁梁间距为285cm，悬臂长160cm，箱梁之间设18cm厚横向湿接缝。箱梁连续处设1道厚35cm的中横梁，边跨梁端设1道厚25cm的端横梁。小箱梁采用C50混凝土预制。

2．下部结构

下部结构的特点是桥墩类型多，是本桥设计的难点，也是本文要重点介绍的内容。为了保证桥下50省道的通行净空要求，本桥采用二柱或者三柱式桥墩。二柱式墩有37个，其中柱间距为14m的有35个，柱间距为12.4m的有1个，柱间距为15.2m的有1个；三柱式墩有7个。全桥合计有10种不同类型的桥墩。

桥墩盖梁统一采用矩形截面，高为200cm，宽为180cm。其中预应力盖梁设计又是本桥最复杂的部分。盖梁采用C50混凝土，按全预应力砼构件设计。采用ASTMA416/A416M－98标准的低松驰钢铰线，其标准强度1860MPa，直径15.24mm，公称面积140mm2，弹性模量Ey=1.95×105MPa，所使用的预应力锚具应符合国家标准GB/T14370—2000中规定的I类锚具要求。管道采用预埋金属波纹管成型。

桥墩墩身采用等截面矩形实心墩，墩高为600～700cm。两柱式和三柱式中墩的墩身截面尺寸为：180cm(横)×150cm(纵)；三柱式边墩为：150cm(横)×150cm(纵)。墩柱按普通钢筋砼构件设计，采用C30混凝土。

为了加快施工进度和减少施工过程中对龙丽一级公路、50省道正常运营的影响，建设单位要求设计单位对桥墩下部桩基进行优化设计。桥址处弱风化岩层比较浅，如果按嵌岩桩设计，桩长只有15～25米，完全可以采用人工开挖。采用这种施工方法每个桥墩之间互相独立不受影响，作业面广，可以同时大面积施工。经过综合分析比较，桥墩下部桩基并没有采用以往通常的做法：群桩加承台；而是采用等截面大尺寸矩形挖孔灌注桩。两柱式和三柱式中墩的桩基截面尺寸为：240cm(横)×180cm(纵)，三柱式边墩为：180cm(横)×180cm(纵)；采用C25混凝土。桥墩构造见图1和图2。

图1二柱式桥墩一般构造

图2三柱式桥墩一般构造

五、结构计算

1．组合小箱梁

小箱梁内力计算采用平面杆系有限元程序桥梁博士3.0进行计算，荷载横向分配系数采用刚接板(梁)法计算，并用梁格法进行检算，桥面板计算按单向板和悬臂板计算。本设计为部分预应力(A类)混凝土结构，故跨中底板和支点处顶板根据承载能力极限状态设置受力钢筋。此种结构在高速公路上比较常用，有较成熟的设计、施工方法，本文不再赘述。

2．盖梁桥墩盖梁施工及运营阶段的内力计算采用桥梁博士3.0进行计算。预应力混凝土现浇盖梁施工工艺流程为：下部桩基、立柱施工完成后，搭设支架浇筑盖梁砼；盖梁砼达到设计强度后张拉第一批钢束；然后进行上部小箱梁的架设，再张拉第二批钢束；最后进行桥面系施工。按此流程分4个主要工况计算结构各截面内力、应力和位移。成桥运营计算包括恒载、活载、支点沉降和温度等工况，按规范进行最不利荷载组合。温度荷载按体系升温5°C及降温5°C计算；不均匀沉降按10mm计算。

计算结果：在最不利荷载组合下，盖梁上缘最小应力为压应力1.2MPa，盖梁上缘最大应力为压应力5.5MPa，盖梁下缘最小应力为压应力0.5MPa，盖梁下缘最大应力为压应力6.6MPa，均满足规范要求。

3．盖梁与墩柱连接方式对比计算

一般桥墩盖梁与墩柱都是采取直接固结的连接方式，本桥设计中两柱式桥墩也是采用这种方式，见图1。但是在三柱式桥墩盖梁计算中，发现离中柱距离比较大的边柱如果采用梁柱固结，计算很难满足规范要求，因此采取盖梁与墩柱之间设置单向活动盆式支座，见图2。

为弄清2种连接方式对盖梁的影响，在设计中，针对梁柱设置支座和固结2种情况进行对比计算。取5号墩盖梁靠边墩的部分单元在运营阶段的截面应力进行比较，其结果见表1。

单元号

截面号

下缘应力(MPa)

表1说明梁柱之间设置支座可有效增加截面下缘的压应力，对预防盖梁下缘开裂有明显的作用。因此，在该桥设计中，对三柱式桥墩盖梁均设置有盆式支座。其中3、4、39和40号墩两侧边柱设盆式支座，5、6和38号墩单侧边柱设盆式支座。

六、结语

灵山高架是龙丽高速公路上的控制性工程之一，施工工期短、施工场地受限制、下部桥墩构造复杂是该桥的特点也是设计和施工的难点。通过精心设计，努力创新，大胆采用新技术、新工艺，使该桥上下部结构尺寸合理、比例协调，全桥气势宏大，庄重沉稳又不失轻盈美观，符合安全、经济、适用、美观的原则。本工程对类似高架桥工程日后的设计和施工具有一定的参考价值。

参考文献

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在设计中，运用了桥梁设计软件Midas建立桥梁模型，并对桥梁恒载、活载及徐变内力进行分析计算，得出预应力钢束的预估值。最后对主梁的应力、变形等进行验算。经分析比较及验算表明该设计计算方法正确，内力分布合理，符合设计任务的要求

关键词 桥梁设计; 预应力混凝土; 箱梁; 变截面连续梁 ;Midas桥梁模型

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 录设计原始资料…………………………………………………………………………….1

第一章 方案比选 ………………………………………………………………………2

第二章 上部结构形式及尺寸拟定 …………………………………………………5

一．主跨径的拟定 …………………………………………………………………… 5

二．顺桥向梁的尺寸拟定 …………………………………………………………… 5

三．横桥向的尺寸拟定 ……………………………………………………………… 5

四．桥面铺装 ………………………………………………………………………… 6

五．本桥主要材料 …………………………………………………………………… 6

第三章 桥面板的计算 …………………………………………………………………8

一．桥面板的设计弯矩 ……………………………………………………………… 8

二．悬臂板的内力计算……………………………………………………………… 11

三．桥面板的配筋…………………………………………………………………… 12

第四章 主梁内力计算…………………………………………………………………14

一．全桥节段的划分………………………………………………………………… 14

二．恒载活载内力计算……………………………………………………………… 17

第五章 主梁配筋计算…………………………………………………………………32

一．预应力筋的估算原理…………………………………………………………… 32

二．预应力筋的估算………………………………………………………………… 34

三．预应力筋布置…………………………………………………………………… 38

四．非预应力钢筋截面积估算及布置……………………………………………… 45

第六章 截面承载能力极限状态计算………………………………………………47

一．正截面承载力计算……………………………………………………………… 47

二．斜截面承载力计算……………………………………………………………… 47

第七章 钢束预应力损失计算……………………………………………………… 50

第八章 应力验算………………………………………………………………………… 56

一．短暂状况的正应力验算………………………………………………………… 56

二．持久状况的正应力验算………………………………………………………… 57

第九章 抗裂性验算……………………………………………………………………… 59

一．正截面抗裂性…………………………………………………………………… 59

二．斜截面抗裂性…………………………………………………………………… 61

第十章 主梁变形计算…………………………………………………………………… 62

参考文献 ………………………………………………………………………………… 63

英文翻译 ………………………………………………………………………………… 64

致谢 ……………………………………………………………………………………… 90

致 谢 首先感谢何建老师在此次毕业设计中认真辅导了我设计的每一个环节，何建老师对待学生认真负责、和蔼耐心的态度和对待工作一丝不苟的作风给我留下了深刻的印象，为我今后的学习工作树立了榜样。此外还有学多老师给予了耐心的指导和点拔，令我受益匪浅。在此对各位老师的敬业表示真挚的感谢。

通过这次毕业设计，我比较系统的串连了我大学本科四年所学的知识，深感我们这门专业系统的博大精深，觉得自己存在的差距还很大。但是，在这炎炎夏日工作的几十天，我的收获也是很大的。在毕业设计的反复修改，一遍一遍的看书，和同学一次又一次的讨论，一次又一次的请教老师的过程中，通过集中的毕业设计和专业系统的培养，我提高了自己综合运用所学的基础理论，基本知识和基本技能，分析解决问题的能力。在老师的指导下，通过独立系统的完成一个工程项目的设计，比较具体的了解了一个工程设计的全过程，巩固已学课程的基础上，培养了自己考虑问题，分析问题，解决问题的能力，同时接触到和掌握一些新的专业知识和技能。这次毕业设计为自己提供了一次很好的实践机会，为我将来的学习工作做了很好的铺垫，是我人生中很重要的一次经历。

最后，感谢学院的领导和老师在百忙之中为我们细心指导设计，我衷心的感谢各位老师！

南华大学船山学院本科生毕业设计（论文）开题报告 设计（论文）题目 宝石路5号桥 设计（论文）题目来源 设计（论文）题目类型　 起止时间 2008.12.1~2008.12.12 一、设计（论文）依据及研究意义：

桥梁的形式可考虑连续梁桥、梁拱组合桥和斜拉桥。对此三种桥型作比较，从安全、适用、经济、美观等方面比选，最终确定桥梁形式。

二、设计（论文）主要研究的内容、预期目标：（技术方案、路线）

本桥的设计是根据设计任务书的要求和《公路桥规》的规定，本着“安全、实用、经济、美观”的八字原则，提出了三种不同的桥型方案进行比较和选择。方案一为预应力混凝土连续梁桥，方案二为梁拱组合体系桥，方案三为悬索桥。经由以上原则以及设计施工等诸多方面考虑后，确定预应力混凝土连续梁桥为最终设计方案。

三、设计（论文）的研究重点及难点

计算量大，工程量大，绘制上部结构的一般构造图、钢筋构造图及施工示意图很复杂

四、进行设计（论文）所需条件：

《结构设计原理》土木工程专业毕业设计指南—桥梁工程分册

《预应力混凝土连续梁桥设计》 《桥梁工程》 《基础工程》 《桥涵水文》 《桥梁计算示例集》《桥梁上部结构计算示例（二）》

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桥梁美学设计。美学是人们对于美和丑的认识，虽然不同人拥有不同的看法，但是美学还是有其一般性的规律。在桥梁美学设计当中，首先介绍了东西方美学的哲学基础，提出了桥梁美学的五个基本原则———“多样与统一”“、比例与匀称”“、平衡和和谐”以及“韵律与协调”。并针对桥梁，提出了概念设计中的美学考虑和处理方法。最后，介绍了桥梁美学设计的实例。

设计构思和总体布置。设计构思和总体布置是《桥梁概念设计》中最为关键的环节，是生成概念方案所必须有的过程。设计构思主要是分析桥位处的自然条件、技术条件、人文条件、社会条件，进而对桥梁总体设计进行设计。①自然条件。自然条件主要包括河势、水文、气象气候、地形地貌、地质水质和地震这七个方面。在概念设计阶段，这些资料的应用一般有两个方面：一方面，在理解消化这些资料的基础上，抓住核心要素和控制条件，形成构思和布局的雏形；另一方面，用于总体和关键构件的宏观、控制性的计算和分析，来验证和调整先前的构思和布置。②技术条件。经过近200年的发展，桥梁的上部结构和下部结构已发展形成了一些较为成熟的形式，在当今技术条件下，这些不同类型的上部结构和下部基础都有着各自的适用范围，在桥梁概念设计的初始阶段，我们应当尽可能地根据桥梁所处的自然条件，选择最为合适的上部结构和下部基础。③人文条件。人文条件主要是指桥梁所处地区的历史文化背景和该区域的桥梁使用者对于美的诉求。桥梁作为一种永久建筑物，除了跨越功能之外，其景观功能也是其功能的一个重要方面，在某些情况下，尤其是城市桥梁当中，桥梁的景观功能可能是其最为重要的一个方面。只有在这些准备工作做好之后，才能够根据“变化与统一”、“比例与匀称”、“平衡与和谐”，“韵律与协调”这些基本的美学基本原则，设计出满足人们人文诉求和美学要求的美的桥梁。④社会条件。社会条件主要是指桥梁的使用功能、桥梁的经济性。使用功能包括交通功能、航运功能。交通功能方面，对于公路桥梁、铁路桥梁和城市桥梁，其荷载标准和建筑界限不同；不同的航道等级和通航标准对应的通航净空也不相同。经济性方面，不同的桥型、总体布置、基础方案和施工方案对于桥梁的经济性能均有影响。

4.结构安全验证。在结构安全验证中，介绍了桥梁的荷载，讲解了结构分析的一般方法和结构的强度、刚度、稳定性、动力特性的验算，然后介绍了桥梁耐久性设计的一般原则和耐久性验算的方法。5.工程案例分析。通过分析《桥梁概念设计》的工程实例，来完整的介绍桥梁概念设计的流程，以及各个步骤当中应当注意的问题，使学生在掌握全局的同时不忽略细节。

概念设计教学特色

同济大学桥梁系在国内土木工程专业首先开展了概念设计的课程，作为桥梁工程教学改革的一部分，这门课程尝试了一些新的教学方法。具有以下几个方面的特点。

1.强调桥梁创新和美学设计。通过概论，首先强调《桥梁概念设计》中创新的重要性，从总体布局、结构体系和局部构造三个层次引入创新理念。并分别配以工程实例，深入浅出，强化了创新和美学设计在桥梁设计中的重要性，引导学生在创新和美学方面进行思考。如在讲解从总体布局的角度创新桥梁设计时，列举了某高新区中央岛的桥梁概念设计。由于该区域是交通道路上的重要视觉节点，连岛的两座桥梁需要表现出磅礴的气势和很好的视觉冲击力，常规桥梁无法表现这一特征。虽然可以通过大跨度悬索桥、斜拉桥凸显气势，但是桥位处没有大跨度斜拉桥的要求，同时，大跨度桥梁经济上也不合理。通过总体布局的创新，采用建筑学上借势造景的技法，将一座常规大跨度桥梁一分为二，分别放在南北两个河道处，中间道路形成虚拟的桥梁中跨，远处观看，如同一座十分宏伟的大跨度悬索桥，既凸显了气势，又满足了经济合理的要求。

2.注重讲解概念性的原理。传统的桥梁工程注重从力学计算方面推导出一些公式，通过公式里的参数分析来讲解桥梁工程中的基本力学原理。在《桥梁概念设计》的教学当中，复杂的力学计算不是重点，因为其与概念设计注重概念的理念背道而驰。相反，概念性的原理才是重中之重，一方面，概念性的原理便于理解性记忆；另一方面，如果概念设计不合理，将直接导致后续力学计算结果出现问题，进而需要返工或者通过额外措施解决出现的问题。例如，在讲解桥梁结构体系对于桥梁受力性能的影响时，列举了作者设计的昆山玉峰大桥的外部约束、内部链接和刚度分配处理方法的例子。%%昆山某区域需建立一座城市桥梁，通过概念分析，拟建立一座斜靠拱桥。由于该区域为软土地基，无法承担水平推力。因此，主拱圈采用无水平推力的系杆拱（外部连接），主拱圈承担主要的恒载，主拱圈斜靠拱共同承担活载（刚度分配），进而解决了软土地基的问题。在讲解主拱圈和主梁之间的内部连接方式时，同样也采用了重视概念、简化计算的教学思路。由于主梁为双边箱钢箱梁主梁，在纵横梁上搭设混凝土预制桥面板，桥面板之间通过现浇段和横纵梁上的剪力钉连接，因此在拱梁交接处存在着负弯矩区段，会导致桥面板开裂。为了解决这个问题，主拱圈和主梁之间采用铰接的连接方式，释放了负弯矩；同时，等主梁支架拆除后再浇筑现浇段，通过让混凝土桥面板和钢主梁在不同的阶段参与受力，也减小了拱梁连接处的桥面板拉应力，防止了桥面板开裂。由于一般的系杆拱桥主梁为混凝土箱梁，可以张拉预应力，因此拱梁交接处主梁拉应力不是设计的关键因素，但是在玉峰桥中，在混凝土桥面板中张拉预应力较为困难，因此采用了释放拱梁之间弯矩的铰接的连接方式。

3.教学结合工程实际。以上两个例子，只是《桥梁概念设计》课程教学当中所举的众多例子的一个缩影。为了改变传统桥梁工程教学时，学生只知其然，不知其所以然的状况，在《桥梁概念设计》教学中加入了众多的工程实例，讲解出原因，让学生加深理解，加深印象。例如，在介绍悬索桥抗风问题时，列举了著名的“塔科马大桥风毁”事故，并从悬索桥的计算理论发展的角度，解释了塔科马大桥发生风毁的背景。在线弹性理论当中，不考虑结构变形对于平衡的影响，因此主梁高度很大；随着挠度理论的诞生，人们发现主梁的刚度对于悬索桥的整体刚度贡献不大，最终，从曼哈顿桥到金门大桥，悬索桥主梁高度越来越小。到塔科马大桥时，主梁高跨比只有1/350，主梁形式为抗扭性能差的双边主梁开口断面，最终导致主梁发生风致颤振破坏。这种结合工程事故发生的理论发展背景的讲解思路，让学生的理解更为深入。

4.整合知识体系。通过一个完整的桥梁概念设计流程，学生明白了本科所学课程在桥梁概念设计中的作用以及各个课程之间的关系，进而达到了整合学生的知识体系的目的；同时，概念设计当中历史文化、美学诉求方面的人文内涵需要学生提高综合素质，耐久性、环保以及全寿命设计思想要求学生进一步学习相关知识，从这个角度来说，概念设计也起到了引导学生学习方向的目的。

5.注重学习与实践相结合。让学生更深入地理解《桥梁概念设计》，最好的方式是让学生参与到真实的桥梁概念设计当中。在教师指导下，学生参加桥梁方案竞赛是一个很好的方式。从同济大学桥梁系开设《桥梁概念设计》课程以来，历届学生分别参加了广东省虎门二桥、北京长安街西延永定河桥、北京通州运河区北运河桥和通惠河桥的国际方案竞赛。在参与竞赛的过程中，学生对桥梁概念设计的流程有了更深入地理解，同时也增强了实践能力。下面介绍了长安街西延永定河桥梁的概念设计。桥位位于首钢工业改造区，该区域规划功能定位为北京西部综合服务中心和后工业文化创业产业区。桥位北部为被誉为“燕都第一仙山”的石景山，西岸为门头沟滨水商务区，功能以商业服务，文化娱乐为主。

大桥跨越永定河莲石湖，该湖注水后，形成湖滨绿色生态走廊。概念设计当中，石景山、永定河和首钢是不可或缺的三个元素，桥梁应当与这三个元素相互融合，构建出“一山、一水、一桥，一部钢铁史”的和谐篇章。①跨径布置。桥位处控制桥梁跨径的主要因素有：路线与河道及两侧道路斜交53度；东侧跨越丰沙铁路和东滨河路（红线宽度40米）；西侧跨越河堤路（红线宽度30米）；河堤处不能设置桥墩。因此，采用东侧一跨跨越丰沙铁路、东滨河路和东河堤，西侧采用一跨跨越西河堤及西河堤路，最小跨径均为120米。河道中桥墩设置不受通航影响，但需要考虑排洪的作用，桥位处上下游桥梁跨径均为40米左右。②桥型选择。

桥型选择考虑结构的外形与周边环境相符，控制结构的高度，是的结构与石景山和山下的首钢厂区高度协调，不遮挡永定河自南向北的视觉走廊。根据跨径布置，梁桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥都是可行的。③横断面布置。桥位处道路规划红线宽度为80米，若采用单层桥面布置，桥面宽度约为60米；若采用双幅桥面布置，桥型选择限制较多，如采用横向四片拱肋的拱桥，景观效果不佳；如采用双层桥边，可以使桥宽变为30米左右，同时具有许多优点。非机动车道、人行道和车行道分离，为互通立交的实现提供了很好的条件；双层桥面的下层人行道、非机动车道可以与东滨河路实现平交，方便了行人。④概念生成图3创新总体布局的悬索桥效果

（a）效果图

（b）结构简图

图4玉峰桥与选择。梁桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥都是可选桥型，根据上述分析，概念生成了十四个比选方案。从安全适用、结构布置的合理性与经济性、与环境的协调和美观、可设计性和可施工性、耐久环保五个方面进行综合比选打分，最终概念选择了五跨连续桁架拱桥方案、斜拉桥和梁桥组合方案、斜拉桥和拱桥组合方案，进行下一步的设计。以下为三个方案———锦绣河山（五跨连续桁架拱桥方案）、日月同辉（斜拉桥和梁桥组合方案）、龙凤呈祥（斜拉桥和拱桥组合方案）的效果图。⑤概念设计。下面简略介绍锦绣河山方案极其概念设计。

美学处理方面，五跨连续桁架拱桥方案主梁和拱肋均采用钢桁架形式，厚实的金属质感让人们感受到首钢改造区曾经辉煌的钢铁文化。桥面以上主拱圈的高度近似按照黄金分割比设计，犹如连绵起伏的山峦，突出了锦绣河山的主题。桥头堡外形也同样进行了美学优化，参照石景山上宝塔的形象进行了处理。主桥为采用双层桥面的梁拱组合体系，各跨拱脚均采用固定铰支座约束。主梁宽度为32.6m，高度为6.5m。上下桥面每隔6m设置一道横梁，梁高1.5m。采用正交异性钢桥面板，主梁上吊杆间距为6m。除拱肋的风撑与弦杆，腹杆与弦杆采用高强螺栓连接外，其他钢构件采用焊接连接。基础采用钻孔灌注桩。

永定河大桥概念设计是国际方案竞赛，有六家国际知名设计单位的十八个方案参加竞争，最终有六个方案入围。作者指导学生所完成的三个方案均得以入选。部分竞争者的方案因采用大跨、奇异的造型来标新立异而被淘汰，而学生们所完成的方案思路清晰、考虑的因素较为全面，创新性、经济性均较好，设计方案外形也比较优美，因此得以入围。在前面提到的另外两个国际比赛中，学生们的方案也获得了第二和第一名。参加比赛既提高了学生的学习积极性，也达到了《桥梁概念设计》的教学目的。

学生反应

篇（7）

2桥梁的加固设计

本文针对其出现的桥台整体沉降的病害提出了两个具体加固方案。

2.1方案一

a）在原两侧桥台前1.35m加设双柱式桥墩，形成（1.7+12.6+1.7）m跨径的双悬臂板结构,桥台的支撑作用慢慢消失，新的柱式墩主要起支撑主梁作用，b）铲除后期养护逐年增加的沥青混凝土，以减轻上部恒载，利用液压顶升设备将空心板抬升，恢复原桥面的设计标高。c）在墩顶原铺装层增设一层直径25mm的钢筋网用以承担墩顶负弯矩。d）墩盖梁达到设计强度后，顶升主梁，落梁于墩顶支座上，形成双悬臂结构，完成体系转换。e）将原桥的背墙和侧墙均相应进行加高，原桥台基础周围需做防水封闭处理，以防止其继续渗水下沉。

2.2方案二

a）先采用直径为127mm的钻头钻孔，钻孔按梅花型布置，孔间距为1m，钻孔深度为7m，要求钻孔必须穿透原桥的扩基底部，用直径为127mm的PVC管做护壁。b）通过PVC管将直径为110mm，长度为8m钢管桩垂直击打到原桥扩大基础底以下8m处，利用钢管桩加固原有桥位处的地基，通过桩土复合作用共同承担桥梁的上部荷载。c）为了减轻上部的自重，铲除原桥面沥青混凝土铺装25cm，利用液压顶升设备将主梁进行顶升，梁下垫增高度为25cm焊接好的槽钢，同时更换原桥支座。d）待主梁放下与支座紧密结合好后，需对桥台处进行桥面连续的施工，浇筑钢筋混凝土和沥青混凝土，重新摊铺沥青混凝土铺装层。e）原桥台基础周围需做防水封闭处理，以防止其继续渗水下沉。

3设计方案比对

针对前述桥梁病害以及现行桥梁规范，为彻底消除隐患，保证现有桥梁的正常使用，本文拟定了两个加固设计方案。

篇（8）

一、项目概况

灵山高架桥是龙(游)-丽(水)高速公路龙游改建段上的一座高架桥，位于龙游县灵山乡。龙丽高速公路是在龙丽一级公路的基础上改建。由于一级公路改高速后，对一级公路实施时占用的50省道灵山段必须恢复。通过多种方案论证比较后决定采用全线高架桥跨越50省道，桥下的50省道按二级公路标准修建。高架桥上部构造为(45×25)m部分预应力砼组合小箱梁，先简支后连续，全桥分8联。该桥左右幅分离，单幅桥梁宽度为11.75m，全桥长1130m。桥址处地质岩层较浅，岩性单一，属片麻岩。桥位处属亚热带季风气候，极端最高气温41.8℃，极端最低气温-11.4℃，年平均气温在16.3～17.3℃。

二、设计标准

1．公路等级：高速公路；

2．设计荷载：公路-I级；

3．计算行车速度：80km/h；

4．桥梁横断面：整体式路基宽24.5m，桥梁比路基两边窄0.25m，桥梁左右幅分离，单幅桥梁宽度为11.75m，横断面布置为0.5m(钢筋砼防撞护栏)+10.5m(行车道)+0.75m(波形钢护栏)；

5．地震动峰值加速度系数：0.05g，重要性修正系数1.3，抗震构造措施按七度设防。

三、总体设计

桥址处地形平坦，两边为灵山乡村民居住区，人员比较密集。已建成的龙丽一级公路为双向四车道，交通量较大。要求施工过程中不能中断龙丽一级公路、50省道的通行，因而桥梁规模、施工难度都比较大。桥型方案设计，力求做到技术可靠、经济合理、施工方便、施工周期短、维护费用低，并且尽量减少对相关工程正常运营的影响。结合初步设计专家评审意见，上部构造选择预制的预应力砼组合小箱梁，先简支后连续。

桥跨布置为：(6×25+5×25+3×(6×25)+2×(5×25)+6×25)m，墩台均按法向布置。全桥分为8联，左右幅布跨相同。下部构造为：矩形墩、肋式台，矩形挖孔灌注桩基础。

四、上、下部结构设计

1．上部结构

本桥上部结构采用25m部分预应力(A类)混凝土组合小箱梁，5～6孔为一联，采用多箱单独预制，简支安装，现浇连续接头的先简支后连续的结构体系。梁高140cm，顶板厚18cm，底板厚从跨中至根部由18cm变化为25cm，腹板厚从跨中至根部由18cm变化为25cm。半幅桥每孔布置4片箱梁，箱梁梁间距为285cm，悬臂长160cm，箱梁之间设18cm厚横向湿接缝。箱梁连续处设1道厚35cm的中横梁，边跨梁端设1道厚25cm的端横梁。小箱梁采用C50混凝土预制。

2．下部结构

下部结构的特点是桥墩类型多，是本桥设计的难点，也是本文要重点介绍的内容。为了保证桥下50省道的通行净空要求，本桥采用二柱或者三柱式桥墩。二柱式墩有37个，其中柱间距为14m的有35个，柱间距为12.4m的有1个，柱间距为15.2m的有1个；三柱式墩有7个。全桥合计有10种不同类型的桥墩。

桥墩盖梁统一采用矩形截面，高为200cm，宽为180cm。其中预应力盖梁设计又是本桥最复杂的部分。盖梁采用C50混凝土，按全预应力砼构件设计。采用ASTMA416/A416M－98标准的低松驰钢铰线，其标准强度1860MPa，直径15.24mm，公称面积140mm2，弹性模量Ey=1.95×105MPa，所使用的预应力锚具应符合国家标准GB/T14370—2000中规定的I类锚具要求。管道采用预埋金属波纹管成型。

桥墩墩身采用等截面矩形实心墩，墩高为600～700cm。两柱式和三柱式中墩的墩身截面尺寸为：180cm(横)×150cm(纵)；三柱式边墩为：150cm(横)×150cm(纵)。墩柱按普通钢筋砼构件设计，采用C30混凝土。

为了加快施工进度和减少施工过程中对龙丽一级公路、50省道正常运营的影响，建设单位要求设计单位对桥墩下部桩基进行优化设计。桥址处弱风化岩层比较浅，如果按嵌岩桩设计，桩长只有15～25米，完全可以采用人工开挖。采用这种施工方法每个桥墩之间互相独立不受影响，作业面广，可以同时大面积施工。经过综合分析比较，桥墩下部桩基并没有采用以往通常的做法：群桩加承台；而是采用等截面大尺寸矩形挖孔灌注桩。两柱式和三柱式中墩的桩基截面尺寸为：240cm(横)×180cm(纵)，三柱式边墩为：180cm(横)×180cm(纵)；采用C25混凝土。桥墩构造见图1和图2。

图1二柱式桥墩一般构造

图2三柱式桥墩一般构造

五、结构计算

1．组合小箱梁

小箱梁内力计算采用平面杆系有限元程序桥梁博士3.0进行计算，荷载横向分配系数采用刚接板(梁)法计算，并用梁格法进行检算，桥面板计算按单向板和悬臂板计算。本设计为部分预应力(A类)混凝土结构，故跨中底板和支点处顶板根据承载能力极限状态设置受力钢筋。此种结构在高速公路上比较常用，有较成熟的设计、施工方法，本文不再赘述。

2．盖梁桥墩盖梁施工及运营阶段的内力计算采用桥梁博士3.0进行计算。预应力混凝土现浇盖梁施工工艺流程为：下部桩基、立柱施工完成后，搭设支架浇筑盖梁砼；盖梁砼达到设计强度后张拉第一批钢束；然后进行上部小箱梁的架设，再张拉第二批钢束；最后进行桥面系施工。按此流程分4个主要工况计算结构各截面内力、应力和位移。成桥运营计算包括恒载、活载、支点沉降和温度等工况，按规范进行最不利荷载组合。温度荷载按体系升温5°C及降温5°C计算；不均匀沉降按10mm计算。

计算结果：在最不利荷载组合下，盖梁上缘最小应力为压应力1.2MPa，盖梁上缘最大应力为压应力5.5MPa，盖梁下缘最小应力为压应力0.5MPa，盖梁下缘最大应力为压应力6.6MPa，均满足规范要求。

3．盖梁与墩柱连接方式对比计算

一般桥墩盖梁与墩柱都是采取直接固结的连接方式，本桥设计中两柱式桥墩也是采用这种方式，见图1。但是在三柱式桥墩盖梁计算中，发现离中柱距离比较大的边柱如果采用梁柱固结，计算很难满足规范要求，因此采取盖梁与墩柱之间设置单向活动盆式支座，见图2。

为弄清2种连接方式对盖梁的影响，在设计中，针对梁柱设置支座和固结2种情况进行对比计算。取5号墩盖梁靠边墩的部分单元在运营阶段的截面应力进行比较，其结果见表1。

单元号

截面号

下缘应力(MPa)

表1说明梁柱之间设置支座可有效增加截面下缘的压应力，对预防盖梁下缘开裂有明显的作用。因此，在该桥设计中，对三柱式桥墩盖梁均设置有盆式支座。其中3、4、39和40号墩两侧边柱设盆式支座，5、6和38号墩单侧边柱设盆式支座。

六、结语

灵山高架是龙丽高速公路上的控制性工程之一，施工工期短、施工场地受限制、下部桥墩构造复杂是该桥的特点也是设计和施工的难点。通过精心设计，努力创新，大胆采用新技术、新工艺，使该桥上下部结构尺寸合理、比例协调，全桥气势宏大，庄重沉稳又不失轻盈美观，符合安全、经济、适用、美观的原则。本工程对类似高架桥工程日后的设计和施工具有一定的参考价值。

参考文献

篇（9）

一、项目概况

灵山高架桥是龙(游)-丽(水)高速公路龙游改建段上的一座高架桥，位于龙游县灵山乡。龙丽高速公路是在龙丽一级公路的基础上改建。由于一级公路改高速后，对一级公路实施时占用的50省道灵山段必须恢复。通过多种方案论证比较后决定采用全线高架桥跨越50省道，桥下的50省道按二级公路标准修建。高架桥上部构造为(45×25)m部分预应力砼组合小箱梁，先简支后连续，全桥分8联。该桥左右幅分离，单幅桥梁宽度为11.75m，全桥长1130m。桥址处地质岩层较浅，岩性单一，属片麻岩。桥位处属亚热带季风气候，极端最高气温41.8℃，极端最低气温-11.4℃，年平均气温在16.3～17.3℃。

二、设计标准

1．公路等级：高速公路；

2．设计荷载：公路-I级；

3．计算行车速度：80km/h；

4．桥梁横断面：整体式路基宽24.5m，桥梁比路基两边窄0.25m，桥梁左右幅分离，单幅桥梁宽度为11.75m，横断面布置为0.5m(钢筋砼防撞护栏)+10.5m(行车道)+0.75m(波形钢护栏)；

5．地震动峰值加速度系数：0.05g，重要性修正系数1.3，抗震构造措施按七度设防。

三、总体设计

桥址处地形平坦，两边为灵山乡村民居住区，人员比较密集。已建成的龙丽一级公路为双向四车道，交通量较大。要求施工过程中不能中断龙丽一级公路、50省道的通行，因而桥梁规模、施工难度都比较大。桥型方案设计，力求做到技术可靠、经济合理、施工方便、施工周期短、维护费用低，并且尽量减少对相关工程正常运营的影响。结合初步设计专家评审意见，上部构造选择预制的预应力砼组合小箱梁，先简支后连续。

桥跨布置为：(6×25+5×25+3×(6×25)+2×(5×25)+6×25)m，墩台均按法向布置。全桥分为8联，左右幅布跨相同。下部构造为：矩形墩、肋式台，矩形挖孔灌注桩基础。

四、上、下部结构设计

1．上部结构

本桥上部结构采用25m部分预应力(A类)混凝土组合小箱梁，5～6孔为一联，采用多箱单独预制，简支安装，现浇连续接头的先简支后连续的结构体系。梁高140cm，顶板厚18cm，底板厚从跨中至根部由18cm变化为25cm，腹板厚从跨中至根部由18cm变化为25cm。半幅桥每孔布置4片箱梁，箱梁梁间距为285cm，悬臂长160cm，箱梁之间设18cm厚横向湿接缝。箱梁连续处设1道厚35cm的中横梁，边跨梁端设1道厚25cm的端横梁。小箱梁采用C50混凝土预制。

2．下部结构

下部结构的特点是桥墩类型多，是本桥设计的难点，也是本文要重点介绍的内容。为了保证桥下50省道的通行净空要求，本桥采用二柱或者三柱式桥墩。二柱式墩有37个，其中柱间距为14m的有35个，柱间距为12.4m的有1个，柱间距为15.2m的有1个；三柱式墩有7个。全桥合计有10种不同类型的桥墩。

桥墩盖梁统一采用矩形截面，高为200cm，宽为180cm。其中预应力盖梁设计又是本桥最复杂的部分。盖梁采用C50混凝土，按全预应力砼构件设计。采用ASTMA416/A416M－98标准的低松驰钢铰线，其标准强度1860MPa，直径15.24mm，公称面积140mm2，弹性模量Ey=1.95×105MPa，所使用的预应力锚具应符合国家标准GB/T14370—2000中规定的I类锚具要求。管道采用预埋金属波纹管成型。

桥墩墩身采用等截面矩形实心墩，墩高为600～700cm。两柱式和三柱式中墩的墩身截面尺寸为：180cm(横)×150cm(纵)；三柱式边墩为：150cm(横)×150cm(纵)。墩柱按普通钢筋砼构件设计，采用C30混凝土。

为了加快施工进度和减少施工过程中对龙丽一级公路、50省道正常运营的影响，建设单位要求设计单位对桥墩下部桩基进行优化设计。桥址处弱风化岩层比较浅，如果按嵌岩桩设计，桩长只有15～25米，完全可以采用人工开挖。采用这种施工方法每个桥墩之间互相独立不受影响，作业面广，可以同时大面积施工。经过综合分析比较，桥墩下部桩基并没有采用以往通常的做法：群桩加承台；而是采用等截面大尺寸矩形挖孔灌注桩。两柱式和三柱式中墩的桩基截面尺寸为：240cm(横)×180cm(纵)，三柱式边墩为：180cm(横)×180cm(纵)；采用C25混凝土。桥墩构造见图1和图2。

图1二柱式桥墩一般构造

图2三柱式桥墩一般构造

五、结构计算

1．组合小箱梁

小箱梁内力计算采用平面杆系有限元程序桥梁博士3.0进行计算，荷载横向分配系数采用刚接板(梁)法计算，并用梁格法进行检算，桥面板计算按单向板和悬臂板计算。本设计为部分预应力(A类)混凝土结构，故跨中底板和支点处顶板根据承载能力极限状态设置受力钢筋。此种结构在高速公路上比较常用，有较成熟的设计、施工方法，本文不再赘述。

2．盖梁桥墩盖梁施工及运营阶段的内力计算采用桥梁博士3.0进行计算。预应力混凝土现浇盖梁施工工艺流程为：下部桩基、立柱施工完成后，搭设支架浇筑盖梁砼；盖梁砼达到设计强度后张拉第一批钢束；然后进行上部小箱梁的架设，再张拉第二批钢束；最后进行桥面系施工。按此流程分4个主要工况计算结构各截面内力、应力和位移。成桥运营计算包括恒载、活载、支点沉降和温度等工况，按规范进行最不利荷载组合。温度荷载按体系升温5°C及降温5°C计算；不均匀沉降按10mm计算。

计算结果：在最不利荷载组合下，盖梁上缘最小应力为压应力1.2MPa，盖梁上缘最大应力为压应力5.5MPa，盖梁下缘最小应力为压应力0.5MPa，盖梁下缘最大应力为压应力6.6MPa，均满足规范要求。

3．盖梁与墩柱连接方式对比计算

一般桥墩盖梁与墩柱都是采取直接固结的连接方式，本桥设计中两柱式桥墩也是采用这种方式，见图1。但是在三柱式桥墩盖梁计算中，发现离中柱距离比较大的边柱如果采用梁柱固结，计算很难满足规范要求，因此采取盖梁与墩柱之间设置单向活动盆式支座，见图2。

为弄清2种连接方式对盖梁的影响，在设计中，针对梁柱设置支座和固结2种情况进行对比计算。取5号墩盖梁靠边墩的部分单元在运营阶段的截面应力进行比较，其结果见表1。

单元号

截面号

下缘应力(MPa)

表1说明梁柱之间设置支座可有效增加截面下缘的压应力，对预防盖梁下缘开裂有明显的作用。因此，在该桥设计中，对三柱式桥墩盖梁均设置有盆式支座。其中3、4、39和40号墩两侧边柱设盆式支座，5、6和38号墩单侧边柱设盆式支座。

六、结语

灵山高架是龙丽高速公路上的控制性工程之一，施工工期短、施工场地受限制、下部桥墩构造复杂是该桥的特点也是设计和施工的难点。通过精心设计，努力创新，大胆采用新技术、新工艺，使该桥上下部结构尺寸合理、比例协调，全桥气势宏大，庄重沉稳又不失轻盈美观，符合安全、经济、适用、美观的原则。本工程对类似高架桥工程日后的设计和施工具有一定的参考价值。

参考文献

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1.组织者因各种原因没有投入充足的时间。由于学生多，指导老师较少，师生比例较小，一般情况下一个指导老师要同时指导10多个学生，加之很多老师同时面临着上课、科研、兼职辅导员或班主任以及评定职称等压力，所以就不可避免地会出现指导时间不足的缺陷。

2.考核评定方法不够科学严谨。毕业设计考核评定方法过于程式化，一般来说都会分为开题、中期和答辩三个阶段，这看起来还算比较合理，但实际运用中，往往存在三期脱节的现象，即开题后，学生思想很容易放松、拖沓，转眼中期即至，许多人还没有像样的成果可以报告，而中期后，又有很多学生面临找工作和考研复试等事情，所以到了答辩往往是应付了事。看似有用的三期汇报，其实并没有起到真正的监督作用。而在给予考核成绩时，都是以优、良、中等、及格和不及格来断定，其中老师的主观判断和个人感情有时会影响打分，学生则大多并不清楚成绩划分优良的判别标准。

3.软件等客观因素。对道桥方向的学生来说，设计时经常会用到一些专业设计软件，比如纬地、桥梁博士等。从头开始学习新软件需要一段时间，另外因这些软件版本大都是学生在网上自行下载的破解版，因与系统存在不兼容问题只有少部分学生才能安装上，且输出的设计图表显示不规范，需要大量的修改和后期处理工作。更严重的是，使用盗版软件将会面临被追究侵权的法律责任。

（二）执行者方面存在的问题

1.对指导老师的依赖性太强。这可能也是我国学生从小面临的问题，学习与否，怎样学习，都是老师教出来的，缺乏主观能动性，很少有学生主动提出选题方案或想法，都是在等老师的组织和安排，汇报则像考试一样突击和应付的情况严重。一旦老师不给出图纸或者下一步的思路，则停滞不前或消极对待。

2.资料准备不足，专业课程实践的综合应用能力差。有些学生平时成绩还可以，到毕业设计综合运用的时候却往往缺少思路，无从下手。这说明学生的知识面不够，创新思维受到限制，而对学过的各门专业课程又不能灵活地综合运用，所以造成实际分析和解决问题的能力薄弱，又因为没有施工经验而对计算模型和实际模型之间的转化的施工方法、结构要求及规范等不够熟悉和了解。很多学生查阅资料的能力不足，往往找不到适合自己的文献材料，不能很好地利用学校数字图书馆及文本文献，这些都一定程度地影响了设计图表完成和说明书编制等环节的进度。

3.设计内容多而不精，工作量偏大。本校道桥方向毕业设计时间一般安排为13周，虽然看似设计时间充足，但道桥方向毕业设计任务书要求内容较多，主要包括：确定选题方向、方案选择、方案设计及软件出图、计算书编制、专题设计、专业文献翻译、汇集材料答辩等，应该说，整个过程的工作量较大，不少学生因此感到时间仓促，以至部分学生的毕业设计质量不理想。

4.执行者的个人因素。毕业设计的持续时间段一般为3月份到6月份，而这段时间往往也是未落实就业单位的应届毕业生找工作的繁忙阶段，要参加大小招聘会、面试等，考上研的学生也在该期间准备及参加研究生复试，实际真正用来做毕业设计的时间又被压缩掉几周。再者，因为一学期的设计时间基本全由学生自由支配，学生不能够很好地把握设计进度并按照开题时拟定的进度按时完成，往往前松后紧，指导教师进行阶段性检查前再临时突击进度。

二、解决措施

（一）组织管理方面的措施

1.与施工单位结合，努力克服选题不当或单一。选题对毕业设计来说无疑代表着一个好的开始，选题一定不能仓促，对于组织者来说，应该鼓励学生加强与企业、施工单位的联系，多与工程实践相结合，题目不用太大，可以仅完成工程项目的分支，这样，真题真做，再由施工方管理人员给予实际施工指导。这对于即将毕业的道桥方向学生来说具有很重要的意义，这无疑是书本知识和实际施工的有利结合，为他们走向工作岗位打下了基础。

2.组织者时间上的保证。毕业设计期间，组织者应以指导学生毕业设计为主要任务，一定要统筹安排好自己的时间，不要让过多的其他任务影响了自己在时间上对学生及时辅导的保障。其他任务可提前在毕业设计之前或者之后来集中完成，必要时应增加指导教师的人数。

3.量化考核成绩，减少主观因素的影响。考核成绩应针对设计题目的难易有区别地对待，比如对不同难度的题目分别给出最高分数的限制，或者首先针对不同难度的题目给出一个权衡指数，最后的成绩与权衡指数相乘来确定最终分数。这一点非常重要，既可以提高自主选题的主动性，也使学生对自己的成绩由来有一个清楚的认识，并且还对“都能及格”这一大众化消极观点给予了强有力的回击，真正做到客观、公正。

4.做好软件准备等后勤保障工作。组织者应加强与学院或学校方面的联系，由学院或学校牵头，对经常用到的毕业设计软件应尽量提供正版，或者期限较长的试用版，再由专业人员进行安装指导，对于无法满足提供正版或长期试用版的软件，要由组织者经试用后把最优版本提供给学生使用，必要时应提供安装等方面的指导。

（二）执行者方面采取的措施

1.加强文献检索能力和资料查找能力，对所学内容灵活运用。对于即将踏上工作岗位或新的学习研究阶段的毕业生来说，四年来他们所学的内容也许并不少，但具体运用能力还没有得到锻炼，当然，这也与缺少工程实践有关，而学习实践之余，学生不爱动脑、得过且过的缺点也暴露无疑，且缺少专业知识的延伸，对于相关文献资料的查找能力有限，在遇到困难时往往找不到解决途径。此时，我们可以借鉴研究生阶段的方法，由指导老师加以引导，对所学专业知识进行综合，并由组织者或已经成为师哥师姐的研究生在实践工作和文献查找等方面进行专题指导，以此提高学生的检索技能和知识运用能力。

2.进行时间优化和设计内容优化。对于已具规模的较大的毕业设计，在第七学期末这一阶段，提前交给学生设计任务书或图纸，对于自主命题的学生提前给出选题标准和要求，这样就有效延长了毕业设计的寿命，使大的综合设计题目得以较为细致地完成，并有利于在施工单位做设计的同学提前确定好设计方向，可不必要对大规模工程做整体设计，而是进行切块设计。

3.执行者个人时间的灵活掌握。对于要找工作和考研复试的同学，应及早做好时间上的安排，而不能以任何理由来应付和消极对待毕业设计，这就需要每个执行者对自己的时间做出及早的安排，督促自己把时间限定在计划内，既不影响毕业设计进程，也不影响其他必要的时间安排。

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1.1变截面连续梁桥方案

主桥采用3跨预应力混凝土连续梁桥，孔径布置为:35+60+35m，引桥采用30m跨径现浇箱梁。主桥上部结构采用变截面预应力混凝土闭合箱梁断面，主梁支点全高3.5m，跨中高度1.7m。桥墩采用花瓶型墩，设分离式承台。每个桥墩设置9根直径为1.5m的桩基础。方案特点:本方案紧密结合桥址区微丘的特征，结构上、下部比例协调，简洁明快，下部结构采用的花瓶型桥墩，于朴实的整体形态之中蕴藏变化，给人以沉稳大度、刚劲通透的视觉效果，主桥与引桥配合流畅，并且可以通过细部景观设计来提高桥梁总体景观效果。主梁采用的变截面混凝土现浇箱梁，是同等跨径最为经济的桥型，设计、施工经验丰富，有利于保证桥梁的设计、施工、后期养护维修质量。

1.2下承式系杆拱桥方案

主桥采用下承式系杆拱，孔径布置为:1×70m，引桥采用30m跨径现浇箱梁。主桥上部结构采用纵横梁体系，整体桥面板，以提高结构的整体刚度。全桥设3道直径80cm圆形钢管混凝土拱肋。横梁与系杆固结，吊杆采用预应力高强钢丝，拱肋间设3道钢结构横撑。主跨桥墩采用柱式桥墩，桩基础，桩基础顶设整体式承台，每个桥墩设置9根直径为150cm桩基础。方案特点:系杆拱桥造型美观，其结构具有拱桥的一般特征，又有自身的特点。它由拱与梁两种结构形式共同承受荷载，充分发挥梁受弯、拱受压的结构性能，拱端的水平推力由拉杆承担，使拱端支座不产生水平推力。拱与弦之间用竖杆联结而成。系杆拱桥内部为超静定体系，外部则为静定体系，因此不会对墩台不均匀沉降产生影响。本桥型方案主桥景观效果突出，但与30m跨径引桥配合效果一般，施工难度较大且工期长，造价比普通梁桥要高，后期养护需定期更换竖杆等部件，维护费用较高。

1.3无背索竖琴式独塔斜拉桥方案

主桥采用无背索竖琴式独塔斜拉桥，孔径布置为:70+35m，引桥采用30m跨径现浇箱梁。本桥为两跨连续刚构体系，塔梁墩固结。主梁采用钢箱梁，梁高2.8m。索塔采用预应力混凝土箱形断面，塔高65m，水平倾角65°，斜拉索共布置12根，单面平行布置。索塔基础采用前后肢型式，钢筋混凝土深基础，直径均为4m，深30m。主桥连续梁下桥墩采用花瓶墩，桩基础。方案特点:无背索独塔斜拉桥是一种造型新颖的桥梁结构型式，它打破了传统直塔斜拉桥设计理念。该种桥型利用塔柱向一侧倾斜来平衡另一侧索的索力，不设背索，整体效果像一把竖琴，造型独特、视觉冲击力强，建成后必将成为该地区的标志性建筑。本桥型方案景观效果突出，与引桥配合效果也较好，但施工难度较大且工期长，造价偏高，后期养护需定期更换斜拉索等部件，维护费用较高。

1.4主桥桥型方案比选

3个方案的综合比较详从方案比较表可以看出，无背索竖琴式独塔斜拉桥造型别致，景观效果最突出，但不足是施工难度大，工期长，造价高且后期维护难度大、费用高。下承式系杆拱桥方案主桥造型美观，但与引桥配合效果一般，施工难度较大，工期长，造价高且后期维护难度大、费用高;相比之下，变截面连续梁桥方案不仅结构简单，施工难度小，工期短，造价较低，而且其景观效果可以通过优化细部景观设计得到提高。综合以上因素，并结合地方相关意见，推荐主桥采用变截面连续梁桥方案。

2方案设计

2.1总体布置

全桥共分4联，左右分幅、对称布置。桥跨组合方式为:3×30+(35+60+35)+3×30+2×30，共长377m，左右幅桥之间设1m空隙。

2.2上部结构

主桥上部结构采用变截面预应力混凝土箱梁断面，单幅桥宽18.5m。从左到右依次设置2.5m(人行道)+3.5m(非机动车道)+1.0m(机非分隔带带)+11.0m(机动车道)+0.5m(防撞护栏)。在人行道及机非分隔带道板下预留了管线通道。主梁支点全高2.8m，跨中高1.7m。引桥采用等截面现浇连续箱梁，梁高1.7m。主桥上部结构横断面。

2.3下部结构

桥墩采用柱式花瓶型墩，设整体式承台，每个桥墩设置4根直径为1.5m的桩基础，桥台采用肋板台，

2.4结构计算

(1)上部结构计算采用桥梁综合程序按照平面杆系理论，对箱梁进行内力和应力分析计算。

(2)纵向计算按实际的桥面宽度，计算横向车道数量，按车道荷载计算，根据规范横向折减，考虑冲击系数和1.15的横向偏载系数。

(3)连续箱梁设计计算时考虑温度梯度引起的效应，梁顶最大不均匀升温25℃，梁顶最大不均匀降温25℃。

(4)桥墩按集成刚度法进行水平力分配，钻孔桩按摩擦桩设计，桩身内力按m法计算。

(5)基础不均匀沉降按1.0cm考虑，设计时按其最不利情况进行组合。

2.5桥梁细部景观设计

本桥为城市跨线桥，对景观要求较高。主桥推荐方案采用的变截面连续梁，线条流畅，上、下部结构比例协调，与引桥30m现浇箱梁搭配相得益彰，同时下部结构桥墩采用花瓶型墩，既显得沉稳又赋予变化，桥下视觉效果通透，能与周围环境相融合。除此之外，方案还考虑了桥面景观设计。首先，在桥上左右幅机非分隔带处分别设置一弧线拱小品，拱型简洁明快，犹如一对展翅飞翔的鸟儿，为本桥增添了几分生动。其次，人行道外侧栏杆设计成弧线形，增强桥梁整体效果。同时加强桥上照明设计，在栏杆外侧设置夜景照明灯柱，增强桥梁夜间景观效果。

3施工期间保通措施

本桥跨越现状长株高速公路，主桥、引桥采用搭设满堂支架或门架现浇施工，为保障施工期间长株高速正常通行，必须做好保通措施。具体措施有:

(1)跨越长株高速段采用搭设门架现浇施工，在上部结构施工时需搭设防落物网，防止施工器具、材料等掉落到长株高速上，影响车辆正常行驶;

(2)做好安全防护和安全告知措施，距离施工区域2km、1km设置施工标志，距离“前方2km施工预告标志”300m和200m位置处，分别设置80km/h、60km/h分级限速标志;

(3)在施工之前与交警和相关运营部门协调沟通，做好施工运营期间运营秩序的维护;

(4)建立好相关安全生产管理制度，配置相关的交通指挥人员和安全巡视人员，明确安全职责。