现代桥梁设计技术创新

张东方

（郑州市交通规划勘察设计研究院， 河南 郑州 450000）

1 桥梁设计的重要性

为了确保桥梁项目建设可以顺利的进行，首先要保证设计的正确性，其次要保证所有施工人员自身的安全性，不但可以为企业节省一大部分的资金，而且还可以为企业创造出更多的经济效益。随着我国城市化的快速发展，我国桥路项目的发展也得到了明显的提高，既促进了我国经济的发展又为广大群众的出行提供了便利条件。另外，为了提高项目施工质量，必须要保证设计的合理性与方案的正确性，从而确保结构基础的稳定性，促进项目施工可以顺利进行。

2 我国桥梁设计现状

目前，我国桥梁工程主要以斜拉桥、拱桥以及悬索桥为主。而我国具有独特传统代表性的桥梁就是拱桥，其已经有百年历史，由于拱桥的设计具有丰富的艺术风格，所以在园林造景当中最突出。现如今，大多数的桥梁都是以斜拉桥和悬索桥为主，20世纪80年代末我国突破性的建成了南浦大桥，这也就意味着我国现代桥梁的建造水平已经达到了世界级水平，同时也是我国桥梁建设发展的重要奠基石。例如：1999年，我国建成并投入使用的江阴长江大桥，其是我国第一、世界第四大桥，同时也是我国第一座超过1000米的悬索桥，标志着我国桥梁建造水平已经达到了世界第六；2009年我国所建设的重庆朝天门大桥已经建成并通车，其成为“世界第一大拱桥”，其主跨长度已达 552米；这些足以证明我国的桥梁建设水平已经到了一定的高度。随着我国社会经济的快速发展，无论是我国的桥梁规模还是桥梁建筑率都已经达到了世界顶尖水平，同时也证明了我国桥梁建设正处于不断提高的高潮阶段。不过，随着建设速度越来越快，越来越多的问题也随之出现，比如：在进行建设桥梁时，为了可以成为国内第一而追赶施工进度，在进行设计时不但没有全面考虑，而且其设计特色也没有新意，因为设计周期过短而进行仓促的设计，所以设计特点就比较少。总的来说，目前我国桥梁设计理论和结构构造仍然需要进一步的完善，同时还需要提高施工方面的安全性以及使用寿命。

3 现代创新技术在桥梁设计里的运用

3.1 重视桥梁构造的耐久性

在大约20年前，关于桥梁构造方面上的问题就已经受到了我国高度重视，不过由于当时财力问题，只能利用模拟实验来进行统计分析，并进行有效的研究，从而获得大量的实验成果。不过，随着社会时代的快速发展，为了能够满足社会发展的实际需求，不但要不断创新施工技术和施工设计等方面，还需要对设计理念进行不断的创新，进而可以有效提升桥梁构造的使用寿命。同时，在对结构运算方法进行研究时，既要对桥梁整体结构进行全方面的考虑，又要对频发的自然灾害以及突发性因素进行有效的分析，比如：交通事故。

3.2 强化疲劳损伤的研究

如果桥梁正处于应用的过程中，汽车和风力就会对其进行长期的负荷，而这种负荷属于动力荷载，从而就会对桥梁构造内部的应力进行改变。另外，建筑桥梁一般所采用的建筑材料都属于混合材质，不过当中还是会存在一些细小的空隙，通过长时间的变化运用，这些细小的空隙就会慢慢的变大，随着时间的推移，桥梁的表面就出现不同程度的裂缝，从而降低了桥梁构造的可靠性。比如：在进行桥梁工程建设的过程中，比较常用的就是施工材料就是钢筋砼，不过其抗拉性比较弱，就会产生不程度的缝隙，随着缝隙的不断扩大和时间的推移，桥梁构造就会出现不同程度的损伤，基于这种情况下，倘若没有对其进行有效的处理，就会导致桥梁构造出现脆性分裂等问题，同时还无法进行补救。

3.3 桥梁防灾减灾技术

为了提高现代桥梁的防灾减灾技术，就需要从各个方面来进行提高，比如：抗风设计的精细化、数值化和桥梁防船撞以及抗震设计等方面。桥梁抗风设计的精细化和数值化是通过采用理论剖析以及CFD数值模拟技术，并深入研究桥梁缝和流体以及同体的耦合效果，同时在对CFD技术进行优化的过程中创建数值风洞技术以及建桥梁抗风虚拟现实技术，进而可以完成有关物理的桥梁构造启动弹性数值模拟。另外，通过利用抗震设计观念的作用来与不同影响因素进行结合，同时还要采用多级抗震设计预防理念，既可以充分展现构造目的功效的个性化又可以使设计构造满足不同预定作用的实际目标需求，进而可以将人员自身的安全问题以及经济损失情况控制在合理的范围内。跨海桥梁的海洋环境因素比较复杂，比如：天气和跨径以及桥位浪高水深等。由于台风和台风引发大浪的损伤性非常的强，同时二者之间的强度和方向都具有繁杂的联系，所以就会严重影响到跨海桥梁的动态特点和随机性以及耦合性。通常情况下，在进行设计的过程中会把波浪激励和瞬态大风比作等效静力。但是，针对跨海大桥而言，较为明显的动态特点就是因台风而形成的大浪以及台风，其耦合效果非常的强。所以，根据大浪对环境造成负荷的实际动力特点，充分分析耦合性的随机性，不但可以进一步提高跨海桥梁的设计水平，而且现阶段跨海桥梁在进行建设的过程中，其最重要的技术要点就是通过相应的构造技术手段和振动掌控技术来避免台风大浪耦合性的影响。

3.4 加强仿生材料和新功能

通过全面分析钢筋混凝土材质的应用，就可以分析出现代桥梁建设技术的重点。钢筋混凝土材料不但全面提高了建筑工程行业的建筑技术水平，而且还推动了桥梁设计行业的发展水平。不过，在进行桥梁设计和创建当中最重要的因素就是材料，同时也要对其进行更深一层的优化。例如：在进行建设桥梁的过程中，必须要根据建筑材料的实际特点，并充分展现出其实际性能，从而可以实现建筑行业的可持续发展。但是由于科技的快速发展，所以就诞生了新型仿生材料，再对其进行应用时，为了能够提高桥梁工程的发展水平，不仅要对钢筋混凝土材料进行优化，而且还要保证设计的合理性，从而该材质才可以完全替代钢筋混凝土材料。不过，在进行设计时，首先要对大自然的发展规律进行全方面的考虑，才可以有效提高桥梁的使用价值，从而保证桥体构造的质量。例如：对大自然的水消融以及腐蚀的原理进行充分的研究，就可以研发出高品质的桥梁防水材料。之所以新兴蓄光型自发光材质被广泛应用于公路标记当中，是因为其具有可以自给自足的优势，在此基础上，如果将其应用到桥梁涂装方面并精心设计不同的染色材质并进行应用，在夜晚不但可以自发光进行照明，而且还可以增加桥梁的美观程度,同时还可以起到降低能源消耗的作用。

4 结束语

总而言之，由于桥梁技术得到了显著的提高，随之我国桥梁建设水平也在不断的提高。另外，因为桥梁开通运营的数量持续增加，所以在很大程度上为我国交通运输提供了很多的便利，不过，我国现代化桥梁设计仍然存在很多问题，因此，相关设计人员必须要引进先进的技术，不但可以提高桥梁的美观和质量，而且还可以促进桥梁领域的可持续发展。