浅述桥梁设计方法

顾长青

(广东省公路勘察规划设计院股份有限公司)

浅述桥梁设计方法

顾长青

(广东省公路勘察规划设计院股份有限公司)

随着我国在役桥梁服役时间的增加，一些在役桥梁出现了大量的病害，难以满足交通需求，为了缓解交通压力，美化城市环境，很多城市开始新建桥梁，这些桥梁的建设不止减少了交通压力还给城市建设增加了亮点，完善区域路网，促进区域经济社会发展，大型桥梁可在一定程度提升区域形象，方便两岸居民出行。简述一些桥梁设计的方法，希望对桥梁设计提供一些依据。

桥梁设计;原则;选择

1 桥梁方案布置原则

(1)满足城市总体规划。(2)满足主桥的几何线形要求。(3)满足接线的线形要求。(4)全面满足“安全、实用、经济、美观”的技术方针。(5)在满足桥梁使用功能和通行等要求的前提下，力求桥梁造型新颖，使大桥与周围环境和景观协调，反映当代桥梁建设水平。(6)选用设计、施工技术成熟，易于质量控制的桥型方案，确保桥梁品质。(7)在造价适中的情况下，注意选用结构整体性好，承载潜力大的桥型，以确保桥梁的安全性、耐久性。

2 引桥桥跨布置

引桥标准跨的跨径选择与工程造价、景观要求、施工进度有着很大的关系。从城市景观和道路交通功能、结构受力性能和地质条件等因素考虑，选用合适的桥梁跨径，既满足高架桥结构技术和经济要求，又能给人以通透、舒适感。

3 主墩位置及主跨确定

主桥跨径和主桥墩位置的确定应综合考虑桥位处地形、地貌及地质要求等基本条件，同时充分考虑设计方案的技术可行性、经济合理性，大桥与周边环境的整体协调性以及桥梁建设与路面交通之间的协调发展。

4 上部结构型式选择

引桥结构形式的选择与工程造价、景观要求、施工进度有着很大的关系。应从城市景观和道路交通功能、结构受力性能和地质条件等因素考虑，选用合适的桥梁结构形式，既满足桥梁结构技术和经济要求，又能给人以通透、舒适感。引桥标准跨的结构型式应结合本工程的具体情况，根据技术经济、环境影响、施工难度和进度等因素比较，主要有以下几种型式:空心板、T梁、小箱梁及预应力连续箱梁。

5 交通需求预测

(1)交通生成。

出行生成是四阶段的第一步，其含义为各个交通小区的出行次数是多少。预测出行生成的常用模型包括生成率模型、类别生成率模型、回归分析模型和类别回归分析模型。出行生成模型是以出行个人为研究对象，将出行按出行方式、出行目的进行分类交叉回归分析。在模型中，认为出行产生量(简称G)为家基出行(简称HB)中全部居所端点与非家基出行(简称NHB)的总和;出行吸引量(简称A)为HB中全部非居所端点和NHB中的终点的总和。

(2)居民出行产生模型，经专家咨询，在模型中居民出行的目的分为四类:基于家的工作出行(HBW)、基于家的上学出行(HBS)、基于家的其它出行(HBO)、非基于家的出行(NHB)。将出行方式分为小汽车、摩托车、助动车、其它方式(公交、自行车、出租车)。

(3)车辆出行生成模型。

车辆出行生成模型是预测在一定的土地利用情况下，各交通区可能产生的机动车出行量的方法。与居民出行一样，车辆出行生成也采用出行率模型。但是，车辆出行不能像居民出行模型一样使用出行产生和吸引量，而是计算车辆的起、讫量。因此，没有出行产生模型和出行吸引模型的区别，而代之以出行发生率。

(4)交通分布。

出行分布就是各交通小区相互交换的出行有多少。出行分布预测的方法很多，主要有增长系数法、系统平衡模型法等。因为重力模型能比较全面地反映交通分布与各种相关因素关系。所以在城市交通规划中得到广泛使用。为了满足规划预测的需要，出行分布模型采用最常用的重力模型法进行分布预测比较合适。因为它的公式形式类似于万有引力定律而得名。

(5)出行方式划分。

出行方式划分可简单地理解为在出行次数在不同交通方式之间进行划分，也可理解为对出行方式的选择。根据出行方式划分模型在交通模型中的阶段，交通模型采用的是第四种类型交通方式划分模型，即在出行分布与交通分配之间进行方式划分。目前交通方式常用预测模型主要包括转移曲线模型、概率模型、回归模型等。出行方式划分模型采用的是最为常用的转移曲线模型。居民出行方式有:小汽车、摩托车与助动车、步行、其它方式(公共交通、自行车、出租车)。在出行方式划分时，按两步进行，第一步是从上述四种出行方式中划出步行、摩托车与助动车、小汽车的出行比例，第二步是从其它出行方式中按转移曲线确定公共交通、自行车和出租车三种出行方式的分担率。转移曲线是根据大量的调查统计资料给出的各种交通方式的分担率与其影响因素之间的关系曲线，利用转移曲线可直接查出各交通方式的分担率。转移曲线是目前国外广泛使用的交通方式预测方法，它使用简单、方便，但要绘制转移曲线却并非易事，需要大量的调查资料，进行大量的统计分析。

(6)交通分配。

交通量分配是四步骤交通需求模型的最后一个步骤。这个步骤是在已知全部出行的起点和终点的情况下，求出道路或线路上的交通分配，其方法就是将O－D量在路网上分配，得出各路段(或线段)上的流量。如果分配的车辆出行的O－D矩阵表，得到的就是道路网上的车流量(小汽车的车流量也可从乘坐小汽车的客流量得到)。如果分配的是居民出行的O－D矩阵表，得到的就是路网上的客流量。对自行车的车流量，一般来说就等同于自行车的客流量。常用的交通量分配法有最短路径法(亦称全有全无法)、多路径概率分配法和容量限制——增量分配法。交通模型采用的是多车种的容量限制下的多路径分配法。在交通分配之前的必要准备工作是分不同的时段(高峰时段、非高峰时段)的O－D矩阵表、路网、转弯惩罚、速度－流量曲线(即延误函数)、收费文件。交通分配的顺序设计为公共汽车、自行车、小汽车和摩托车、出租车、社会客车、小型货车和重型货车，依次分别进行分配。

6 景观建设需要

工程的建设是城市形象，景观建设的需要。城市景观发展规划为从生态环境改善和提高，城市绿地系统建设和城市设计出发。强调城市外部绿色空间和城市内部绿地系统对城市景观环境的综合影响。桥梁项目的建设将会成为城市地标性建筑，对于整体景观建设，提升城市整体形象有着重要的意义。

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