簡析路橋結(jié)構(gòu)的設(shè)計及優(yōu)化

丁興紅

摘 要：伴隨著現(xiàn)在科學技術(shù)正在不斷進步，路橋的建設(shè)也在與時俱進，而路橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化的問題，已經(jīng)成為了路橋建設(shè)一個重要的內(nèi)容，本編文章就針對路橋結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和設(shè)計進行了分析。并從路橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計現(xiàn)狀，結(jié)構(gòu)設(shè)計方案與機構(gòu)設(shè)計優(yōu)化這三個方面進行闡述，具體指出路橋結(jié)構(gòu)設(shè)計和優(yōu)化的策略，為了能夠完善路橋的結(jié)構(gòu)施工建設(shè)，從而更好地為人民服務。

關(guān)鍵詞：路橋建筑；設(shè)計要求；優(yōu)化

引 言

在當今社會經(jīng)濟不斷發(fā)展中，路橋建設(shè)里存在著兩個問題就是：路橋結(jié)構(gòu)的耐久性不夠強與結(jié)構(gòu)的不完善，因此，路橋的設(shè)計者需要加強對路橋結(jié)構(gòu)的設(shè)計與優(yōu)化的工作。優(yōu)化方案得包含橋位選擇優(yōu)化，橋型結(jié)構(gòu)的設(shè)計優(yōu)化，橋長設(shè)計的優(yōu)化等內(nèi)容；而路橋結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案中包含了設(shè)計里混凝土的裂縫地寬度，設(shè)計的地基高度等措施。使得路橋結(jié)構(gòu)的設(shè)計程度不斷地優(yōu)化變得完美，讓其可以更好地服務于人民群眾，并促進交通便利。

1 路橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計現(xiàn)狀總結(jié)

1.1 路橋結(jié)構(gòu)不完善

路橋結(jié)構(gòu)的設(shè)計現(xiàn)狀之一就是路橋結(jié)構(gòu)的不完善。路橋建設(shè)的過程中，整體框架有好多結(jié)構(gòu)與體系來組成，但是因為設(shè)計人員的結(jié)構(gòu)設(shè)計片面，沒有在結(jié)構(gòu)完整性，安全性上面考慮，從一定意義上面說，路橋結(jié)構(gòu)是不能符合國家規(guī)范的要求，路橋的使用壽命也會大大降低。具體來說，好多結(jié)構(gòu)路橋的整體存在延性問題，沒有精確計算受力路線，從而導致局部的受力大，保護層的厚度小，強度也會降低，還會造成截面薄或是過大現(xiàn)象，對路橋的耐久性和整體性會降低，會威脅到使用安全。同樣的，很多的路橋設(shè)計者思維呆板，沒有充分考慮對象的變化，環(huán)境和使用的條件，沒有辦法根據(jù)變化因素對設(shè)計存在的問題給出相對應的措施。路橋結(jié)構(gòu)的體系上，如果沒有很完整的規(guī)劃，過多偏向性能變化和服務能力，所以設(shè)計人員要不斷變化思維，善于考慮發(fā)展問題，才能更好的保障設(shè)計的完整性。

1.2 路橋結(jié)構(gòu)的耐久性不夠

路橋結(jié)構(gòu)的設(shè)計現(xiàn)狀之二就是路橋結(jié)構(gòu)的耐久性不夠強。一般來說，在路橋結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中，有三個重要的階段，施工期，服役期，超齡期。保證橋梁在正常使用和維護的前提下，外界的環(huán)境對結(jié)構(gòu)的變化有很重大的影響。有害毒氣也會對路橋結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，同時車輛的載重在一定意義上面也會破壞路橋結(jié)構(gòu)。舉個例子，在20世紀的中后期，修建的斜拉橋，到現(xiàn)在為止有好多坍塌事故。由此來看，路橋結(jié)構(gòu)的設(shè)計里很多的內(nèi)容都需要考慮到耐久性。而材料的選擇，施工的過程都會影響到耐久性地強度，還必須解決好設(shè)計人員的選擇，施工人員的選材等問題，努力把耐久性的研究落到實處。

1.3 路橋結(jié)構(gòu)的疲勞損傷

路橋結(jié)構(gòu)的設(shè)計現(xiàn)狀之三就是路橋結(jié)構(gòu)的疲勞損傷。目前階段，因為對路橋結(jié)構(gòu)的使用材料存在不合理的選擇，出現(xiàn)很多的缺陷，在荷載的作用下，很容易有很大面積的裂紋出現(xiàn)，讓結(jié)構(gòu)出現(xiàn)疲勞損傷。從一定程度來說，路橋很容易斷裂?，F(xiàn)在，很多路橋的事故說明，路橋結(jié)構(gòu)失效很多是由疲勞損傷造成的，這會使得人類的財產(chǎn)和人身安全存在巨大威脅。

2 路橋結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案

2.1 混凝土裂縫寬度的調(diào)整

路橋結(jié)構(gòu)在設(shè)計上要加強混凝土的裂縫寬度。鋼筋架設(shè)計拱橋時候，混凝土會發(fā)揮一些作用，而混凝土的裂縫寬度設(shè)計，才可以加大路橋的本身拉力，讓混凝土的橫截面更加牢固。而在混凝土設(shè)計寬度上，是采用局部預應力手段，讓寬度適中，剛好滿足施工設(shè)計需要。在設(shè)置混凝土裂縫的寬度時，要讓鋼筋調(diào)整位置，鋼筋位置會直接影響混凝土的裂縫寬度?；炷恋牧芽p調(diào)整寬度，可以幫助拉力承受更大力量。

2.2 計地基高度

路橋結(jié)構(gòu)的設(shè)計一定要加強地基的高度設(shè)置，建筑施工中地基是一項重要工作。如果地基高度不合理，就會給路橋帶來好多不安全隱患。以此同時，地基的土層很容易風化，若不是合理的解決方法會造成地基的軟化，高度的下降，最后可能發(fā)生地基崩潰，使用封閉防水的技術(shù)，就可以提高地基的牢固性，保護路橋地基的強度，標高地基的長度，承壓地基的路面。除此之外，設(shè)計人員還要掌握地基的高度，地基的設(shè)計當中，要充分考慮上部分結(jié)構(gòu)，地基和基礎(chǔ)的共同作用，要采取有用地措施，加強結(jié)構(gòu)剛度與強度，加強建筑物對地基不同變形的承受能力。

3 路橋結(jié)構(gòu)的設(shè)計優(yōu)化

3.1 橋位選擇優(yōu)化

橋梁建筑要考慮的首要問題是對于橋位的選擇。一個好的橋位，可以最大程度提升社會的經(jīng)濟效益。比如，靠近山并沿溪的地區(qū)，跨溪橋位得到確定后，一定要避開水路來搭建橋梁，還要考慮沿著山來開路，要減少路基的填埋工作，還要注意避免污染了河流。在對橋位選擇時候，還應該要考慮橋軸與水面的傾斜度，這會有利于在大雨到來排水工作可以順利進行。選擇橋位除一定得符合地形和水文的要求，還對通航河道到有要求，才能保證橋位優(yōu)化選擇。

3.2 橋長的設(shè)計優(yōu)化

設(shè)計橋梁的長度應該根據(jù)建橋地點來確定。橋所在位置面積大，那么橋的長度就要有所增加。相反橋所在地方面積小，那么橋的長度也要減少。對橋梁的長度優(yōu)化，就要會橋梁的長度計算方法。首先要得到橋梁模型的長度，然后根據(jù)橋梁實際的長度與本身模型的比例，才能更加精確的對橋梁的實際長度進行計算。比如龍門跨海大橋在設(shè)計長度上面就很合理，大橋連接南北，在整個設(shè)計里優(yōu)化的理念得到很好的體現(xiàn)，從一定意義上面可以提升城市的文化品位及海洋文化，還能促進經(jīng)濟發(fā)展。因此，路橋結(jié)構(gòu)的設(shè)計優(yōu)化不能缺少橋梁長度的設(shè)計，其作用不能忽視，能夠連接設(shè)計中想要達到的區(qū)域，可以起到商品流通和經(jīng)濟發(fā)展的作用。

3.3 橋型結(jié)構(gòu)的設(shè)計優(yōu)化

橋型結(jié)構(gòu)的設(shè)計優(yōu)化，最先要考慮的就是橋型選擇，然后制定結(jié)構(gòu)方案，最終分析橋型結(jié)構(gòu)設(shè)計，使其更好的優(yōu)化。以石拱橋結(jié)構(gòu)來說，拱頂高，方便橋下行船。而在橋的大拱兩肩處，分別做出兩個小拱，讓整個橋的外形特別對稱，均衡。不僅方便在雨季泄洪，而且節(jié)省建筑材料。如果建橋的地方石頭呈現(xiàn)梯形，就像折扇的面一樣。在建筑的時候，大面在外，小面在里。這樣，在橋面重量向下壓時，石頭會被夾住，以此同時，還有兩邊橋墩頂著。因此，石拱橋不容易坍塌。橋型結(jié)構(gòu)合理的優(yōu)化，不僅可以增強橋的堅固，還能成為一種藝術(shù)。

3.4 加強路橋結(jié)構(gòu)的耐久性優(yōu)化

在當今國家的規(guī)范中，路橋的設(shè)計要求不但要適用，美觀；還得讓經(jīng)濟安全的要求得到滿足，同時要加強路橋結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計。路橋的使用周期里，要使路橋性能得到重視，整體結(jié)構(gòu)得到維護，使用極限狀態(tài)得到充分考慮，使用年限與路橋結(jié)構(gòu)質(zhì)量得到提高，從而避免工程事故的發(fā)生。有關(guān)的設(shè)計人員在設(shè)計過程里，要全面考慮各種相關(guān)因素，特別是外在的環(huán)境因素，并積極的變換思想和觀念，重視耐久性的設(shè)計，最大程度的延長衰退期，增長安全的使用年限，讓實用性和經(jīng)濟性同時得到滿足。

3.5 關(guān)注路橋的超載問題

一般來說，噸位較大的車輛長時間地從路橋上通過，這是一種很大的考驗對于橋梁的承載能力來說，假如超過了路橋地承載力，就會增加危險性，在這種時候路橋可能會產(chǎn)生一系列變化，但是可以肯定的是變化是不良的變化，會造成公路的質(zhì)量下降，而承載能力也沒有以前好了，這將對路橋的使用壽命造成影響，一旦發(fā)生了裂痕，必須及時的對路橋進行仔細的觀察，并組織人員進行維修。

3.6 充分考慮路橋的疲勞損傷

由于交通壓力越來越大，路橋結(jié)構(gòu)對車輛荷載的承受也越來越大，各種荷載在會在路橋結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生應力，出現(xiàn)震動結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象，最終使得結(jié)構(gòu)產(chǎn)生積累性的疲勞損傷。在這種循環(huán)荷載的作用推動下，在結(jié)構(gòu)內(nèi)將會出現(xiàn)大面積裂痕。所以必須積極的檢查在早期出現(xiàn)的疲勞損傷，能夠最大限度的減少疲勞損傷，消除發(fā)生事故的可能性。

4 施工期的優(yōu)化設(shè)計方案

在路橋的施工期，優(yōu)化設(shè)計方案主要有以下三個內(nèi)容：①斜腹桿的混凝土受到拉力導致開裂問題的處理，使用局部的預應力法，置入冷拉級的預應力鋼筋到斜腹桿里，以拱片預制成型為基礎(chǔ)，實施張拉錨固，將斜腹桿拉應力有效的降低，以此同時，混凝土的裂縫寬度也得到了降低。②泥巖地基問題的處理，使用巖面的防水封閉技術(shù)。施工中在基坑達標時候，平整基底，澆筑封底的防水混凝土在地基上，預防表層地基的膨化。③在工程竣工時期，要注意橋墩的抗推問題，要增設(shè)水平拉桿在墩頂，讓墩基底的應力達到國家的規(guī)范要求，使得抗滑穩(wěn)定性能的到大大的提升。

5 結(jié) 語

路橋的建設(shè)就是為了減少城鄉(xiāng)道路地擁擠，還為了加速經(jīng)濟的發(fā)展，提高國家經(jīng)濟快速增長的步伐。路橋在日常生活中是必不可少的，在交通運輸中也起著至關(guān)重要的作用，必須不斷研究路橋的設(shè)計體系，根據(jù)安全性，耐久性和疲勞損傷問題，使得路橋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性得到提高，最大程度的節(jié)省維修費用，最終讓路橋的使用壽命得到增加，整體質(zhì)量得到提高，保障人民群眾的生命財產(chǎn)安全。

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