简析路桥结构的设计及优化

丁兴红

摘 要：伴随着现在科学技术正在不断进步，路桥的建设也在与时俱进，而路桥的结构设计与优化的问题，已经成为了路桥建设一个重要的内容，本编文章就针对路桥结构的优化和设计进行了分析。并从路桥的结构设计现状，结构设计方案与机构设计优化这三个方面进行阐述，具体指出路桥结构设计和优化的策略，为了能够完善路桥的结构施工建设，从而更好地为人民服务。

关键词：路桥建筑；设计要求；优化

引 言

在当今社会经济不断发展中，路桥建设里存在着两个问题就是：路桥结构的耐久性不够强与结构的不完善，因此，路桥的设计者需要加强对路桥结构的设计与优化的工作。优化方案得包含桥位选择优化，桥型结构的设计优化，桥长设计的优化等内容；而路桥结构的设计方案中包含了设计里混凝土的裂缝地宽度，设计的地基高度等措施。使得路桥结构的设计程度不断地优化变得完美，让其可以更好地服务于人民群众，并促进交通便利。

1 路桥的结构设计现状总结

1.1 路桥结构不完善

路桥结构的设计现状之一就是路桥结构的不完善。路桥建设的过程中，整体框架有好多结构与体系来组成，但是因为设计人员的结构设计片面，没有在结构完整性，安全性上面考虑，从一定意义上面说，路桥结构是不能符合国家规范的要求，路桥的使用寿命也会大大降低。具体来说，好多结构路桥的整体存在延性问题，没有精确计算受力路线，从而导致局部的受力大，保护层的厚度小，强度也会降低，还会造成截面薄或是过大现象，对路桥的耐久性和整体性会降低，会威胁到使用安全。同样的，很多的路桥设计者思维呆板，没有充分考虑对象的变化，环境和使用的条件，没有办法根据变化因素对设计存在的问题给出相对应的措施。路桥结构的体系上，如果没有很完整的规划，过多偏向性能变化和服务能力，所以设计人员要不断变化思维，善于考虑发展问题，才能更好的保障设计的完整性。

1.2 路桥结构的耐久性不够

路桥结构的设计现状之二就是路桥结构的耐久性不够强。一般来说，在路桥结构的设计过程中，有三个重要的阶段，施工期，服役期，超龄期。保证桥梁在正常使用和维护的前提下，外界的环境对结构的变化有很重大的影响。有害毒气也会对路桥结构产生影响，同时车辆的载重在一定意义上面也会破坏路桥结构。举个例子，在20世纪的中后期，修建的斜拉桥，到现在为止有好多坍塌事故。由此来看，路桥结构的设计里很多的内容都需要考虑到耐久性。而材料的选择，施工的过程都会影响到耐久性地强度，还必须解决好设计人员的选择，施工人员的选材等问题，努力把耐久性的研究落到实处。

1.3 路桥结构的疲劳损伤

路桥结构的设计现状之三就是路桥结构的疲劳损伤。目前阶段，因为对路桥结构的使用材料存在不合理的选择，出现很多的缺陷，在荷载的作用下，很容易有很大面积的裂纹出现，让结构出现疲劳损伤。从一定程度来说，路桥很容易断裂。现在，很多路桥的事故说明，路桥结构失效很多是由疲劳损伤造成的，这会使得人类的财产和人身安全存在巨大威胁。

2 路桥结构的设计方案

2.1 混凝土裂缝宽度的调整

路桥结构在设计上要加强混凝土的裂缝宽度。钢筋架设计拱桥时候，混凝土会发挥一些作用，而混凝土的裂缝宽度设计，才可以加大路桥的本身拉力，让混凝土的横截面更加牢固。而在混凝土设计宽度上，是采用局部预应力手段，让宽度适中，刚好满足施工设计需要。在设置混凝土裂缝的宽度时，要让钢筋调整位置，钢筋位置会直接影响混凝土的裂缝宽度。混凝土的裂缝调整宽度，可以帮助拉力承受更大力量。

2.2 计地基高度

路桥结构的设计一定要加强地基的高度设置，建筑施工中地基是一项重要工作。如果地基高度不合理，就会给路桥带来好多不安全隐患。以此同时，地基的土层很容易风化，若不是合理的解决方法会造成地基的软化，高度的下降，最后可能發生地基崩溃，使用封闭防水的技术，就可以提高地基的牢固性，保护路桥地基的强度，标高地基的长度，承压地基的路面。除此之外，设计人员还要掌握地基的高度，地基的设计当中，要充分考虑上部分结构，地基和基础的共同作用，要采取有用地措施，加强结构刚度与强度，加强建筑物对地基不同变形的承受能力。

3 路桥结构的设计优化

3.1 桥位选择优化

桥梁建筑要考虑的首要问题是对于桥位的选择。一个好的桥位，可以最大程度提升社会的经济效益。比如，靠近山并沿溪的地区，跨溪桥位得到确定后，一定要避开水路来搭建桥梁，还要考虑沿着山来开路，要减少路基的填埋工作，还要注意避免污染了河流。在对桥位选择时候，还应该要考虑桥轴与水面的倾斜度，这会有利于在大雨到来排水工作可以顺利进行。选择桥位除一定得符合地形和水文的要求，还对通航河道到有要求，才能保证桥位优化选择。

3.2 桥长的设计优化

设计桥梁的长度应该根据建桥地点来确定。桥所在位置面积大，那么桥的长度就要有所增加。相反桥所在地方面积小，那么桥的长度也要减少。对桥梁的长度优化，就要会桥梁的长度计算方法。首先要得到桥梁模型的长度，然后根据桥梁实际的长度与本身模型的比例，才能更加精确的对桥梁的实际长度进行计算。比如龙门跨海大桥在设计长度上面就很合理，大桥连接南北，在整个设计里优化的理念得到很好的体现，从一定意义上面可以提升城市的文化品位及海洋文化，还能促进经济发展。因此，路桥结构的设计优化不能缺少桥梁长度的设计，其作用不能忽视，能够连接设计中想要达到的区域，可以起到商品流通和经济发展的作用。

3.3 桥型结构的设计优化

桥型结构的设计优化，最先要考虑的就是桥型选择，然后制定结构方案，最终分析桥型结构设计，使其更好的优化。以石拱桥结构来说，拱顶高，方便桥下行船。而在桥的大拱两肩处，分别做出两个小拱，让整个桥的外形特别对称，均衡。不仅方便在雨季泄洪，而且节省建筑材料。如果建桥的地方石头呈现梯形，就像折扇的面一样。在建筑的时候，大面在外，小面在里。这样，在桥面重量向下压时，石头会被夹住，以此同时，还有两边桥墩顶着。因此，石拱桥不容易坍塌。桥型结构合理的优化，不仅可以增强桥的坚固，还能成为一种艺术。

3.4 加强路桥结构的耐久性优化

在当今国家的规范中，路桥的设计要求不但要适用，美观；还得让经济安全的要求得到满足，同时要加强路桥结构的耐久性设计。路桥的使用周期里，要使路桥性能得到重视，整体结构得到维护，使用极限状态得到充分考虑，使用年限与路桥结构质量得到提高，从而避免工程事故的发生。有关的设计人员在设计过程里，要全面考虑各种相关因素，特别是外在的环境因素，并积极的变换思想和观念，重视耐久性的设计，最大程度的延长衰退期，增长安全的使用年限，让实用性和经济性同时得到满足。

3.5 关注路桥的超载问题

一般来说，吨位较大的车辆长时间地从路桥上通过，这是一种很大的考验对于桥梁的承载能力来说，假如超过了路桥地承载力，就会增加危险性，在这种时候路桥可能会产生一系列变化，但是可以肯定的是变化是不良的变化，会造成公路的质量下降，而承载能力也没有以前好了，这将对路桥的使用寿命造成影响，一旦发生了裂痕，必须及时的对路桥进行仔细的观察，并组织人员进行维修。

3.6 充分考虑路桥的疲劳损伤

由于交通压力越来越大，路桥结构对车辆荷载的承受也越来越大，各种荷载在会在路桥结构中产生应力，出现震动结构的现象，最终使得结构产生积累性的疲劳损伤。在这种循环荷载的作用推动下，在结构内将会出现大面积裂痕。所以必须积极的检查在早期出现的疲劳损伤，能够最大限度的减少疲劳损伤，消除发生事故的可能性。

4 施工期的优化设计方案

在路桥的施工期，优化设计方案主要有以下三个内容：①斜腹杆的混凝土受到拉力导致开裂问题的处理，使用局部的预应力法，置入冷拉级的预应力钢筋到斜腹杆里，以拱片预制成型為基础，实施张拉锚固，将斜腹杆拉应力有效的降低，以此同时，混凝土的裂缝宽度也得到了降低。②泥岩地基问题的处理，使用岩面的防水封闭技术。施工中在基坑达标时候，平整基底，浇筑封底的防水混凝土在地基上，预防表层地基的膨化。③在工程竣工时期，要注意桥墩的抗推问题，要增设水平拉杆在墩顶，让墩基底的应力达到国家的规范要求，使得抗滑稳定性能的到大大的提升。

5 结 语

路桥的建设就是为了减少城乡道路地拥挤，还为了加速经济的发展，提高国家经济快速增长的步伐。路桥在日常生活中是必不可少的，在交通运输中也起着至关重要的作用，必须不断研究路桥的设计体系，根据安全性，耐久性和疲劳损伤问题，使得路桥结构的稳定性得到提高，最大程度的节省维修费用，最终让路桥的使用寿命得到增加，整体质量得到提高，保障人民群众的生命财产安全。

参考文献

[1]施万满，乔俊峰.对现行公路桥梁设计的思考[J].内蒙古公路与运输，2010（1）.

[2]董兴龙，荣庆林.关于路桥结构设计之我见[J].知识经济，2009（7）.

[3]陈志亮.浅谈桥梁设计存在的问题及相关对策[J].科技资讯，2008（2）.

[4]何宝军.浅谈公路桥梁设计和施工的注意事项[J].黑龙江交通科技，2011（10）.

[5]卫芷.椭圆形转角敷设桥架施工[J].山西建筑，2011（34）.