桥梁设计与应用分析

陈新星

摘 要：桥梁的设计是否合理，对工程的工期、质量、造价以及使用的影响非常大。本文结合实际，对桥梁设计中的原则、设计要点、计算机技术创新的应用进行了详细的分析，以供同行借鉴。

关键词：桥梁施工；结构化设计；应用分析

目前，桥梁设计已成为我国桥梁建设中最重要的一部分，可以这样说桥梁的设计是否合理，对工程的工期、质量、造价以及使用影响非常大。经济建设的不断变化发展，也促使桥梁设计建设发生了根本性转变，不仅仅局限于原始的设计，桥梁结构体系的布局和设计等方面也要随环境不同、使用条件不同、设计对象不同进行调整。所以，合理的桥梁结构设计除必须满足桥梁设计规范的基木要求外，还要求桥梁设计人员具有较高的专业素质、丰富的设计经验和正确的实践判断能力以及科学技术的设计应用。

1 桥梁设计的原则

我们知道，近年来各地出现桥梁坍塌的事件屡见不鲜，成为人们普遍关注的话题。究其原因，与桥梁设计的安全性、耐久性等相关问题是分不开的。因此，桥梁工程建设和规划设计原则占有重要的位置。

1.1 方案安全原则

首先要遵循的是桥梁的安全性原则。在设计中，安全性原则要体现在设计方案的合理、施工材料质量过关、监督管理要严格，这些是桥梁设计自身的安全。另外，要从施工人员的安全考虑，现在桥梁的施工环境恶劣，这时就要考虑施工人员的人身安全。

1.2 技术安全原则

桥梁的设计技术安全原则现在遵循的是一级。比如，设计运行的行车速度为120km/h；抗击地震的烈度为VII度，采用VIII度的设防措施；桥面的最大纵坡为1.4%；抗击洪水频率为1/100a；桥面总的宽度以及桥面的组成是0.5m的护栏+19.5m的行车道+0.5m的护栏+1m的间隔带+0.5m的护栏+19.5m的行车道+0.5m的护栏，桥面的总宽度为42m。

1.3 技术创新原则

随着科技的发展进步，一些技术也要随之创新变化，可以采用信息化、数字化施工技术。这些技术的特点是自动化程度高、精度高、图形属性信息丰富、方便图形编辑等，这些都是现代桥梁技术施工的发展方向。

1.4 生态环保原则

现在桥梁的架设施工遍布每个角落。在建设过程中不乏占用土地、破坏植被以及水土流失等情况，甚至对沿途的自然和文物景观都会造成影响和破坏，所以要把握好桥梁周边的视觉环境、建设环境和生态的平衡，大力发展公路桥梁的绿化，满足美感需求、舒适度需求等。

2 桥梁设计要点分析

桥梁设计的要点是注重结构系统的优化，树立良好的设计理念及管理观念，只有这样才能在实际设计中有利于桥梁设计的发展。

2.1 主梁的要点设计

主梁结构作为桥梁整个上部结构的最主要承受力构件，其设计型式主要是T形和箱型两种。在设计时，如果采用箱型结构主梁，就需要对结构的间距和片数有一定的要求，主梁间距和片数相互制约，主梁的高度和细部尺寸需要根据相关的荷载计算确定。如果主梁对称布置，梁身所受荷载同样对称分布，这时就需要用杠杆法进行计算。

2.2 桥台的要点设计

在设计桥台时，要本着削弱小桥台处的荷载力又能在桥台处留下足够的空间。而钢筋混凝土薄壁桥台在设计时，台身可被掩藏在桥梁护坡内部，所以桥梁护坡要检测强度以及稳定性。

2.3 桥墩型式的要点设计

在具体的设计中要注意对桥墩结构型式的选择，如在岩溶性地带和桩基础施工难度大的地段，应根据具体情况设计桩基，最好单桩设计。如果是拟建施工现场位于河谷或受滚石威胁时，就应该考虑设计增强桥墩结构的整体抗撞击能力，也可以采用单桩设计。

2.4 桥梁纵断面的要点设计

所谓桥梁道路纵断面，就是沿着道路中线竖直剖开然后展开的位置。如果把道路的纵断面图与平面图结合起来，就能完整地表达出道路的空间位置。 为了便于行车还设有竖曲线，竖曲线是设置在纵断面上的两个坡段的转折处起缓和作用的一段曲线，在使用的范围上两者基本上没有什么差别。

2.5 桥梁横断面的要点设计

在设计桥梁横断面时，各部分的尺寸以及组成应该根据地形条件、设计车速、交通组成、设计交通量等因素确定，同时应符合公路建设的基本原则和现行《公路工程技术标准》规定的具体要求，还要兼顾当地农田基本建设的需要，尽可能与之相配合，不得任意减、并农田排灌沟渠。沿河线的横断面设计，应注意路基不被洪水淹没或冲毁。在确保必要的通行能力以及交通安全与通畅前提下，尽可能地做到投资少、用地省，这样就可以使道路发挥出最大的社会效益和经济效益。

2.6 附属构件的要点设计

在做好桥梁纵断面、横断面的要点设计时，还要做好附属构件的要点设计。比如，护栏的设计应该采用钢筋混凝土防撞式的护栏，而护栏应该按照路线的实际线型放样进行设置；桥头搭板，应该按照项目统一进行规定，墩台应该设置横桥向挡块，桥台应该增设纵向防落梁挡块，连续墩的支座之间增设防震锚栓；桥面的排水在桥梁的桥面比较低的一侧护拦内侧设置泄水管。

除了以上几点外，还要做好桥梁共振效应的要点设计。为了减轻桥梁共振、增加使用年限，一般会在桥梁中增加减震器，其作用是干扰共振波。在桥梁共振设计时，桥梁可以采用实心道路，这样共振波可以传遍整个桥长。

3 桥梁设计中计算机技术的创新应用

计算机技术随着现代科技的进步也被较多地用于桥梁的设计中。在设计中可以使用交互式订制方法进行纵、平面设计和绘图，也可以用桥梁通设计制图软件进行计算、设计、制图，还可以采用其他新技术，如虚拟现实技术是在计算机上建立的虚拟物体模拟。随着需求的不断增加，在桥梁设计中计算机技术会被越来越多地应用。

参考文献

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[2]杨丽梅.道路桥梁设计中结构化设计的应用探析[J].科技创新与应用，2015，（4）：152.

[3]孙李栋.浅议结构化设计在道路桥梁设计的应用[J].城市道桥与防洪，2014，（6）：130-131.

（作者单位：苏交科集团股份有限公司）