公路桥梁中大跨度桥梁设计要点分析

周明星

湖北广交工程勘察设计有限公司 湖北 武汉 430000

引言

随着公路桥梁建设技术的不断改进，我国的大跨度桥梁数量不断增加，已经成为公路桥梁设计中的重要组成部分，大跨度桥梁的设计和建设质量提高，极大的推动着公路桥梁行业的实际发展。所以，如何保证公路桥梁中的大跨度桥梁设计的质量，是今后公路桥梁建设研究的重点。全面的对建设过程中的各方面因素进行充分考虑，重点把握好道路桥梁的设计要点，能够有效的保证大跨度桥梁的建设质量。

一、大跨度桥梁的设计要点分析

（一 ）大跨度斜拉桥的设计要点分析

大跨度斜拉桥相对于其他类型的桥梁来讲，稳定性和承载能力是其最大的优势，在跨越能力方面的优势也十分明显。大跨度斜拉桥的设计建造主要由主梁、索塔和斜拉索三部分构成，通过对这三部分的科学组合形成桥梁的整体体系结构。在设计的过程中，具体的结构组合设计可以根据跨越情况的不同进行实际调整，有单索面、斜向双索面和竖向双索面等几种代表性的结构类型，通常情况下大跨度斜拉桥用于距离为200米到800米之间的河流或者沟谷的跨越建设，有时可以很明显的看见桥梁斜拉索的自锚，特征比较明显。

（二 ）大跨度悬索桥的设计要点分析

悬索桥的应用是大跨度桥梁设计建造的一大技术飞跃，很好的解决了较大跨度的公路桥梁设计问题，并且可以在高山地区建造，跨径更大，应用前景十分广阔。由于其特殊的结构设计，桥梁的承载能力大小主要取决于桥塔的设计。通常情况下大跨度悬索桥会设计两个桥塔，两个桥塔会将悬索桥划分成中跨和边跨两个部分，桥塔的位置设计主要取决于桥梁跨度的大小或者桥梁的长度值，中跨和边跨的设计比值一般为二比一或者四比一，桥梁的垂直比则一般为一比六或者一比七，具体的比例设计需要结合桥梁设计的具体情况进行修改，有时也会出现较大的比例差异。

（三 ）大跨度拱桥设计要点分析

拱桥，在我国的桥梁设计建造中历史悠久，不仅在古代被广泛应用，在现代的道路桥梁的建造设计中依旧发挥着极其重要的作用。并且随着钢筋混凝土等现代桥梁建造技术的增加，拱桥的结构更加稳定，还衍生出了很多的混合型拱桥结构。目前使用最广泛的是钢管混凝土拱桥结构，其承载能力强，而且施工建设相对简单，主要应用于V字形、小跨径的山谷跨越。

二、大跨度桥梁设计的优化策略

公路桥梁的建设中，离不开大跨度桥梁的设计，所以，大跨度桥梁的设计质量提升，可以有效的保证道路桥梁的建设质量提高。为了更好的保证道路桥梁设计的质量提高，就需要不断的对大跨度桥梁的结构进行科学的优化，努力保证桥梁结构的稳定性提升，进而保证桥梁使用的安全性和耐久性，并且在一定程度上，还可以很好的建设成本，推动大跨度桥梁建设行业的更好发展。

（一 ）索塔的优化设计

索塔是大跨度桥梁设计建造中的关键部分，因此大跨度桥梁结构的稳定改进必须要优先从索塔结构进行调整。索塔的优化可以从两个方面进行实际考虑，分别是受力设计和塔高，尤其在塔高方面，在保证承载力足够的同时要尽可能的降低塔高，因为索塔的高度越高，桥梁的建设难度越大，而且建设成本也会随之增加。所以在进行大跨度桥梁的设计过程中，塔高的优化设计十分重要。另外，索塔结构的稳定，还需要对钢索的强度以及韧性进行综合考虑，钢索的固定在一定程度上也会影响到索塔的稳定，索塔的设计要尽可能全面的进行考虑，才可以保证大跨度桥梁的设计质量实现。

（二 ）斜拉索与主缆的优化设计

大跨度桥梁的设计大部分都需要利用斜拉索对桥梁进行固定，有些桥梁甚至是全索结构，这些桥梁结构的主要重量承载都汇集在钢索上，而自然外部环境对桥梁的钢索会产生很大影响，甚至有可能会对桥梁的承载能力产生很大的影响。尤其是在一些偏远的山区或者高海拔的地区，大风天气出现的概率极高，会直接影响到桥梁的使用寿命。因此，必须要从钢索的材料上入手，选择刚度和韧性较好的钢索作为桥梁的斜拉索或者和主缆，同时在斜拉索和主缆外部做好防锈和防腐蚀处理，避免和减少外部环境对斜拉索或者主缆的侵蚀和破坏。

（三 ）索力的优化设计

有些桥梁的跨度非常大，所以桥梁的非线性条件变化也会非常明显，要想对这一现象进行实际改变，就需要科学的对桥梁的索力进行优化，努力实现对主梁和线性的实际控制，通常进行索力优化的方式有以下几方面：（1）对指定的索力进行具体的优化调整，在具体的调整方式主要有零位移法和刚性支撑连续梁法；（2）使用科学的计算方法对桥梁的索力进行优化，可以使用的计算方法有弯矩平方和最小法，对桥梁的约束索力进行具体的考虑和优化；（3）影响矩阵法对索力进行优化，这样方式对索力的预应力和约束边等进行了最综合的计算，数据的准确性更高，而且还可以有效确保桥梁钢索结构的科学性和合理性。

（四 ）桥墩和基础的优化设计

桥墩是桥梁承载的基础部分，所以，大跨度桥梁的设计过程中，必须要对桥墩等基础设施进行综合考虑，对桥梁建设环境进行实地考察，科学的选择桥墩的建设材料，并且结合建设地点周围的水文和气候环境进行综合计算，尽可能保证桥墩等基础设施的稳定，进而保证和延长桥梁的使用寿命。

三、结束语

大跨度桥梁的建设是公路桥梁建设的重要组成部分，所以，大跨度桥梁的稳定性提升直接关系着道路桥梁的使用安全能否得到保证。在大跨度桥梁的设计中，一定要紧紧抓住桥梁的设计要点，从细节上提高道路桥梁的建设质量，进而保证道路桥梁设计和建设质量的提升，促进我国经济的更好更快发展。