关于当代桥梁设计的探讨

马选利　张和

摘 要：随着我国基础建设的快速发展，在山区、城市修建的桥梁越来越多，使得桥梁的设计也越来越重要，现代桥梁设计技术的发展，加大了桥梁行业对桥梁设计理论的研究，本文笔者通过多年的实际桥梁设计经验，结合某地区桥梁工程，简要分析了当前桥梁的设计，并进行了研究探讨。

关键词：桥梁设计；现状；桥梁工程

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：1671-3362（2013）09-0166-01

1 桥梁设计原则

建筑桥梁设计中，对资源的合理利用，是否尊重实际情况、桥梁技术的先进性等很大程度上由桥梁设计水平和质量确定，在进行设计时，应坚持严格执行国家行业标准及设计规范；根据现实情况的作用、性质和将来发展的需要，除了考虑桥梁的安全可靠、技术性、适用耐久、经济性等因素外，还要在美观和环保原则上进行设计，因地制宜，就地取材；在设计中，尽可能将设计标准化，采用可靠性的设计方法和结构优化设计等现代设计方法，并对新技术、新手段以及经济适用的新材料给于采用。

2 桥梁设计现状

以某地区桥梁工程为例，该桥梁处于交通枢纽地段，地形地质复杂，需要不同桥梁结构形式的组成，本文对桥梁的结构体系及其他各设计方面进行了探讨，对桥梁进行了稳定性设计分析，同时对于抗震也进行了分析。

2.1 桥梁坡度设计

为了保持车辆的合理速度，避免连贯驾驶造成负面影响，我们一般确定坡度的上限值，可以把纵坡确定在1.5m以下。虽然说把坡度值确定在1.5m以下，但是对于纵坡值的最小下限值根据研究的数据，可以在0.5%以上，在雨季时，不会导致积水，危机车辆安全，除此外，还要考虑横向排水。

对于坡度值的计算，可以根据地区实际情况，以特定的线性组合、环境而确定，并选择上下限的中间值。过高或过低都会引起排水。在非机动车交通量较大的桥梁上，根据实际环境情况，适当把纵坡放缓。另外，纵坡与桥梁平曲线衔接时，需要考虑车辆高速驶入平曲线，容易造成安全事故的发生。众所周知，坡长越大，坡度越陡，纵坡与衔接的平曲线半径越小，事故发生的几率越大，因此，我们要计算相同衔接方式的区域，并进行改进。

2.2 桥梁结构设计

在进行桥梁结构设计时，应结合桥梁具体情况，综合考虑受力特点、工程造价、满足施工要求等，所以此地区的桥梁均采用工厂预制、标准跨径等常规的桥型。结合实地地形，根据桥梁的高度选用不同的跨径，并进行分联，这种结构形式工艺成熟，施工方便，后期维护成本较低，是此地区理想的结构形式。在进行曲线桥梁设计时，一般采用直梁设计，方便调整平面线形，减小弯扭情况，弥补此曲线桥梁的受力和施工上的不足。此外，提高结构的整体性，可以通过加强横向联系的措施，另外对于大跨径的桥梁设计，最好采用悬臂浇筑箱梁，与我们此地区桥梁结构设计方式来说，费用较高，一般不采用。

关于荷载内力的计算，首先把握两点，结构本身的受力特点；施工于结构上的荷载与其组合。通过计算得到的内力可以进行截面配筋和检算，我们以各截面的高度中分点的连接对截面高度变化的连续桥梁为计算图式的理论轴线。此截面包括混凝截面，除了钢筋，其他应该全部列入计算截面。计算变位时，可以仅考虑弯矩，对于轴力和剪力可以忽略，不过次内力时，需要把混凝土压由轴向力引起的变形列入计算。

2.3 桥梁下结构设计

下部结构设计在外形上要与上部结构相互协調，并且布置均匀，同时还要满足上部结构对于支撑力的要求，下部结构主要是桥墩的设计，目前主要采用柱式墩、双薄壁墩或空心薄壁墩，此地区采用柱式墩，结构稳定性好，施工方便，经济性。设计桥墩时，通过减小钢节点处的负弯矩，也可以减小温度变化产生的内力来达到上下结构的刚度比，刚度比要适中，不然容易导致结构变形，影响正常使用，不利于结构整理稳定分析。在确定构件可能荷载的作用和临界负载为稳定分心的重心问题，这也是对于桥墩处于进行承载能力和正常使用极限状态下，还需要着重考虑的方面。以某区桥梁工程为例，梁墩之间的支座和水平力是通过支座与梁、墩之间接触摩擦力而传递给桥墩，当完成传递后，梁体暂时处于一种固定状态，如果轴力和墩身重力加强，墩顶会产生附加变形。

桥墩内力计算墩桩顶的最大竖向力计算同上；墩桩顶水平力计算，运用柔性墩理论中的集成刚度法，将桥面汽车制动力及梁体混凝土收缩、徐变、温差、地震产生的水平力在全联墩台进行分配；最后根据不同组合的墩桩顶水平力、弯距及对应桩顶竖向力进行桩基各截面内力计算。

2.4 抗震设计

为了避免在地震中，由于上部结构的落梁破坏而产生纵横向滑移问题、桥身开裂。设计师在设计时，要将支座主梁限位装置和主梁搁置长度作为整体防落梁系统考虑，适当增加桥台，或者悬臂端支长度，在边缘设置竖向拉结锚栓。另外。减少弯、斜桥的比列，根据跨径采用不同的尺寸。

2.5 桥梁耐久性设计

目前的桥梁设计中，人们对于耐久性更多的只是作为一种概念受到关注，很少有工程方会明确提出使用年限的要求，在设计中也没有专门考虑耐久性的设计，只是在施工过程中，对材料和结构措施上才保证耐久性，而且还是在需要特殊维护和使用条件下，才满足耐久性。桥梁的建造使用过程中，受环境和自然各种因素的影响，使用中受车辆、超重、自然灾害、人为的因素作用，对于设计中采用的材料性能也会退化，并导致桥梁整体结构不同程度的损伤。我们设计师在对结构进行计算分析的时候，对于整体方案还需要关注，耐久性与结构设计存在本质的区别，可以从定性分析向量化分析，综合考虑桥梁结构的布局与环境的关系，从构造细节出发，使结构易于检测、维修，保证桥梁的安全使用性，减少维修费用，这对桥梁的安全和经济性起着重要作用。

3 结语

桥梁设计是一项复杂的工程，除了需要扎实的理论知识，还要在实际过程积累经验，尽量避免科学性错误造成国家的损失，在桥梁设计过程，仍有很多需要改进的地方，选择了设计这个岗位，就要把工作细致化。

参考文献

[1] 万敏.我国桥梁景观设计的现状与发展[J].桥梁建设，2002（6）.

[2] 周红玲，田宇.对我国桥式种类及其设计问题的探讨[J].科技资讯，2005（27）.