關(guān)于當(dāng)代橋梁設(shè)計(jì)的探討

馬選利　張和

摘 要：隨著我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)的快速發(fā)展，在山區(qū)、城市修建的橋梁越來(lái)越多，使得橋梁的設(shè)計(jì)也越來(lái)越重要，現(xiàn)代橋梁設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展，加大了橋梁行業(yè)對(duì)橋梁設(shè)計(jì)理論的研究，本文筆者通過(guò)多年的實(shí)際橋梁設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合某地區(qū)橋梁工程，簡(jiǎn)要分析了當(dāng)前橋梁的設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了研究探討。

關(guān)鍵詞：橋梁設(shè)計(jì)；現(xiàn)狀；橋梁工程

中圖分類號(hào)：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-3362（2013）09-0166-01

1 橋梁設(shè)計(jì)原則

建筑橋梁設(shè)計(jì)中，對(duì)資源的合理利用，是否尊重實(shí)際情況、橋梁技術(shù)的先進(jìn)性等很大程度上由橋梁設(shè)計(jì)水平和質(zhì)量確定，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)堅(jiān)持嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)規(guī)范；根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況的作用、性質(zhì)和將來(lái)發(fā)展的需要，除了考慮橋梁的安全可靠、技術(shù)性、適用耐久、經(jīng)濟(jì)性等因素外，還要在美觀和環(huán)保原則上進(jìn)行設(shè)計(jì)，因地制宜，就地取材；在設(shè)計(jì)中，盡可能將設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化，采用可靠性的設(shè)計(jì)方法和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，并對(duì)新技術(shù)、新手段以及經(jīng)濟(jì)適用的新材料給于采用。

2 橋梁設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

以某地區(qū)橋梁工程為例，該橋梁處于交通樞紐地段，地形地質(zhì)復(fù)雜，需要不同橋梁結(jié)構(gòu)形式的組成，本文對(duì)橋梁的結(jié)構(gòu)體系及其他各設(shè)計(jì)方面進(jìn)行了探討，對(duì)橋梁進(jìn)行了穩(wěn)定性設(shè)計(jì)分析，同時(shí)對(duì)于抗震也進(jìn)行了分析。

2.1 橋梁坡度設(shè)計(jì)

為了保持車輛的合理速度，避免連貫駕駛造成負(fù)面影響，我們一般確定坡度的上限值，可以把縱坡確定在1.5m以下。雖然說(shuō)把坡度值確定在1.5m以下，但是對(duì)于縱坡值的最小下限值根據(jù)研究的數(shù)據(jù)，可以在0.5%以上，在雨季時(shí)，不會(huì)導(dǎo)致積水，危機(jī)車輛安全，除此外，還要考慮橫向排水。

對(duì)于坡度值的計(jì)算，可以根據(jù)地區(qū)實(shí)際情況，以特定的線性組合、環(huán)境而確定，并選擇上下限的中間值。過(guò)高或過(guò)低都會(huì)引起排水。在非機(jī)動(dòng)車交通量較大的橋梁上，根據(jù)實(shí)際環(huán)境情況，適當(dāng)把縱坡放緩。另外，縱坡與橋梁平曲線銜接時(shí)，需要考慮車輛高速駛?cè)肫角€，容易造成安全事故的發(fā)生。眾所周知，坡長(zhǎng)越大，坡度越陡，縱坡與銜接的平曲線半徑越小，事故發(fā)生的幾率越大，因此，我們要計(jì)算相同銜接方式的區(qū)域，并進(jìn)行改進(jìn)。

2.2 橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)結(jié)合橋梁具體情況，綜合考慮受力特點(diǎn)、工程造價(jià)、滿足施工要求等，所以此地區(qū)的橋梁均采用工廠預(yù)制、標(biāo)準(zhǔn)跨徑等常規(guī)的橋型。結(jié)合實(shí)地地形，根據(jù)橋梁的高度選用不同的跨徑，并進(jìn)行分聯(lián)，這種結(jié)構(gòu)形式工藝成熟，施工方便，后期維護(hù)成本較低，是此地區(qū)理想的結(jié)構(gòu)形式。在進(jìn)行曲線橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，一般采用直梁設(shè)計(jì)，方便調(diào)整平面線形，減小彎扭情況，彌補(bǔ)此曲線橋梁的受力和施工上的不足。此外，提高結(jié)構(gòu)的整體性，可以通過(guò)加強(qiáng)橫向聯(lián)系的措施，另外對(duì)于大跨徑的橋梁設(shè)計(jì)，最好采用懸臂澆筑箱梁，與我們此地區(qū)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式來(lái)說(shuō)，費(fèi)用較高，一般不采用。

關(guān)于荷載內(nèi)力的計(jì)算，首先把握兩點(diǎn)，結(jié)構(gòu)本身的受力特點(diǎn)；施工于結(jié)構(gòu)上的荷載與其組合。通過(guò)計(jì)算得到的內(nèi)力可以進(jìn)行截面配筋和檢算，我們以各截面的高度中分點(diǎn)的連接對(duì)截面高度變化的連續(xù)橋梁為計(jì)算圖式的理論軸線。此截面包括混凝截面，除了鋼筋，其他應(yīng)該全部列入計(jì)算截面。計(jì)算變位時(shí)，可以僅考慮彎矩，對(duì)于軸力和剪力可以忽略，不過(guò)次內(nèi)力時(shí)，需要把混凝土壓由軸向力引起的變形列入計(jì)算。

2.3 橋梁下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在外形上要與上部結(jié)構(gòu)相互協(xié)調(diào)，并且布置均勻，同時(shí)還要滿足上部結(jié)構(gòu)對(duì)于支撐力的要求，下部結(jié)構(gòu)主要是橋墩的設(shè)計(jì)，目前主要采用柱式墩、雙薄壁墩或空心薄壁墩，此地區(qū)采用柱式墩，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，施工方便，經(jīng)濟(jì)性。設(shè)計(jì)橋墩時(shí)，通過(guò)減小鋼節(jié)點(diǎn)處的負(fù)彎矩，也可以減小溫度變化產(chǎn)生的內(nèi)力來(lái)達(dá)到上下結(jié)構(gòu)的剛度比，剛度比要適中，不然容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形，影響正常使用，不利于結(jié)構(gòu)整理穩(wěn)定分析。在確定構(gòu)件可能荷載的作用和臨界負(fù)載為穩(wěn)定分心的重心問(wèn)題，這也是對(duì)于橋墩處于進(jìn)行承載能力和正常使用極限狀態(tài)下，還需要著重考慮的方面。以某區(qū)橋梁工程為例，梁墩之間的支座和水平力是通過(guò)支座與梁、墩之間接觸摩擦力而傳遞給橋墩，當(dāng)完成傳遞后，梁體暫時(shí)處于一種固定狀態(tài)，如果軸力和墩身重力加強(qiáng)，墩頂會(huì)產(chǎn)生附加變形。

橋墩內(nèi)力計(jì)算墩樁頂?shù)淖畲筘Q向力計(jì)算同上；墩樁頂水平力計(jì)算，運(yùn)用柔性墩理論中的集成剛度法，將橋面汽車制動(dòng)力及梁體混凝土收縮、徐變、溫差、地震產(chǎn)生的水平力在全聯(lián)墩臺(tái)進(jìn)行分配；最后根據(jù)不同組合的墩樁頂水平力、彎距及對(duì)應(yīng)樁頂豎向力進(jìn)行樁基各截面內(nèi)力計(jì)算。

2.4 抗震設(shè)計(jì)

為了避免在地震中，由于上部結(jié)構(gòu)的落梁破壞而產(chǎn)生縱橫向滑移問(wèn)題、橋身開(kāi)裂。設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)時(shí)，要將支座主梁限位裝置和主梁擱置長(zhǎng)度作為整體防落梁系統(tǒng)考慮，適當(dāng)增加橋臺(tái)，或者懸臂端支長(zhǎng)度，在邊緣設(shè)置豎向拉結(jié)錨栓。另外。減少?gòu)?、斜橋的比列，根?jù)跨徑采用不同的尺寸。

2.5 橋梁耐久性設(shè)計(jì)

目前的橋梁設(shè)計(jì)中，人們對(duì)于耐久性更多的只是作為一種概念受到關(guān)注，很少有工程方會(huì)明確提出使用年限的要求，在設(shè)計(jì)中也沒(méi)有專門(mén)考慮耐久性的設(shè)計(jì)，只是在施工過(guò)程中，對(duì)材料和結(jié)構(gòu)措施上才保證耐久性，而且還是在需要特殊維護(hù)和使用條件下，才滿足耐久性。橋梁的建造使用過(guò)程中，受環(huán)境和自然各種因素的影響，使用中受車輛、超重、自然災(zāi)害、人為的因素作用，對(duì)于設(shè)計(jì)中采用的材料性能也會(huì)退化，并導(dǎo)致橋梁整體結(jié)構(gòu)不同程度的損傷。我們?cè)O(shè)計(jì)師在對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算分析的時(shí)候，對(duì)于整體方案還需要關(guān)注，耐久性與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在本質(zhì)的區(qū)別，可以從定性分析向量化分析，綜合考慮橋梁結(jié)構(gòu)的布局與環(huán)境的關(guān)系，從構(gòu)造細(xì)節(jié)出發(fā)，使結(jié)構(gòu)易于檢測(cè)、維修，保證橋梁的安全使用性，減少維修費(fèi)用，這對(duì)橋梁的安全和經(jīng)濟(jì)性起著重要作用。

3 結(jié)語(yǔ)

橋梁設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，除了需要扎實(shí)的理論知識(shí)，還要在實(shí)際過(guò)程積累經(jīng)驗(yàn)，盡量避免科學(xué)性錯(cuò)誤造成國(guó)家的損失，在橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程，仍有很多需要改進(jìn)的地方，選擇了設(shè)計(jì)這個(gè)崗位，就要把工作細(xì)致化。

參考文獻(xiàn)

[1] 萬(wàn)敏.我國(guó)橋梁景觀設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].橋梁建設(shè)，2002（6）.

[2] 周紅玲，田宇.對(duì)我國(guó)橋式種類及其設(shè)計(jì)問(wèn)題的探討[J].科技資訊，2005（27）.