桥梁结构设计的优化

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摘要：桥梁对我国现阶段的交通运输发挥着巨大的作用。因此在实际的工作中我们要积极的探讨桥梁设计理论和结构构造体系、耐久性、疲劳损伤、超负荷作业等方面的一系列问题，以此增加桥梁的使用寿命，并在节省维修资金的基础上，有效的保证其质量，最终为人们提高生活质量提供有利保障。基于此，本文就将对桥梁结构设计的相关要点进行分析探讨。

关键词：桥梁；结构；设计；措施

中图分类号：TU997文献标识码： A

1、桥梁结构设计的原则

1.1、结构安全

在桥梁设计中，最重要的一部分就是结构，结构的安全性直接关系到桥梁的正常使用、在设计结构时：要考虑结构自身的安全性，需要通过可靠的结构结算分析以及合理缜密的构造处理来保证；要将恒载、活载、自然荷载等其他荷载考虑在内；对于突然性的高强度的荷载。例如强风荷载、高强度的冻胀力、水力等因素也需要考虑在内。

1.2、耐久适用

桥梁结构设计常常受到地形条件的限制。因此，对于地形条件较复杂的地区，桥梁布设往往会出现高墩大跨结构，对于这类结构形式的桥梁，在下部结构进行刚度分配时，稳定性、耐久性等因素是结构设计时的关键点。对于难以采用标准跨径结构和互通式立交中弯曲半径较小的桥梁，可以采用钢筋混凝土现浇结构及预应力混凝土现浇结构。对结构形式的选择直接关系到结构的安全和使用。

1.3、经济合理性原则

在桥梁设计时，除了要考虑施工技术、结构形式等因素外，还要考虑桥梁造价问题，这是一个现实的问题，在考虑的时候应遵循基本达标、择优而取、最少污染的原则：必须要达到桥梁的最基本要求，且经济指标是否接近最佳范围；要和其他方案反复比较，确立最佳方案；所选方案要尽量减少对自然环境的破坏，尽量和自然环境相协调、相结合。

2、桥梁结构设计的要点

2.1、桥梁结构的使用寿命

桥梁的使用寿命低需要综合性多方面因素考虑，首先，在主体结构设计标准上相对较低，设计标准应尽量向更为先进的世界级标准看齐，不应当只停留或满足于在现有的技术标准，要随着越发严苛的使用环境进而进一步制定满足当下或未来的技术规格标准。其次，在桥梁结构设计选型的合理性，也是决定桥梁使用寿命的重要问题，由于每座桥梁在建设的地点是不同的，桥梁所面临的是不同的气候，不同的地质，不同通行状况，所以综合多方面的因素考虑桥梁的结构设计适合符合当地的客观因素条件，来选择设计结构合理的桥梁。然后，在用结构设计和料选材上，设计者应当对于桥梁主体支撑部位的结构上采用坚实的用料和结构，如在保证混凝土保护层的厚度，保证钢筋。

2.2、桥梁结构设计的抗载荷能力

随着我国经济建设的大幅度提高，各个地区的运输能力也在不断发展，各种运输工具越来越多，而且在向着更大，更重，载重能力更强的方向发展，设想一下，在跨河桥梁上成群结队的车辆全部拥挤在桥面上行驶，这对于桥梁的结构坚实度是一项巨大的考验，所以在桥梁抗高负荷承载的情况下，就需要设计者对于桥梁目前和未来所要面临的载荷能力能高瞻远瞩，应用合理的结构来应对这一情况，而且可以再桥梁设计中的关键部位添加相应的减震装置，如粘滞阻尼器，可以通过气弹性部件可以有效的减少桥梁震动时产生的能量，以减少对桥梁主体的损害；铅芯橡胶支座，可以有效减少支座的硬性撞击，通过有着良好力学性能的铅芯和橡胶的配合，就可以达到这样的效果。总之，在抗重载荷情况下，桥梁的结构设计需要提前预估和计算出将要面对的负载情况，并且利用缓冲部件来直接降低重载荷所引起的桥梁压力过大。

2.3、桥梁结构的抗震性

有些桥梁会应用在经常发生地震的区域，地震会对桥梁产生严重的破坏，因为在桥梁结构设计中已经考虑到了动荷载的作用，所以要在巩固动荷载的基础上，加强桥梁结构的抗震性能，将动荷载和抗震性能合二为一的进行综合考虑。对桥梁结构的抗震性能一定要加强，保证桥梁的施工质量，每一个环节都要进行充分的考虑：在完善操作工艺的同时还要加强结构内部材料的整体连续性；强化桥梁支座的锚固，提高墩台与结构的连接强度；为了使结构具有更强的延性，可以适当的增加配筋；桥梁结构中存在不良土层时要强化或替换；桥梁结构中一些薄弱的地方要采取结构构造措施进行处理。加强桥梁结构中的抗震性能，一方面能够使桥梁的抵抗动荷载能力加强，另一方面还能够在地震发生时发挥出防护作用。

2.4、桥梁的疲劳损伤

桥梁结构根据使用的场所不同，能够分为风荷载和车辆负载两种因素，这两种因素统称为动荷载，动荷载会导致桥梁结构的内部产生循环应力，进而桥梁在反复的振动中产生疲劳损伤。桥梁结构会因为很多因素的影响，内部材料不能均匀的分布，这其中就会隐藏着很多微小的缺陷，而这些小缺陷在动荷载的作用下会演变成大的缺陷，当缺陷达到一定程度时就会出现裂缝，严重了就会发生结构的脆性断裂，产生的后果是非常严重的。因此为了更好的消除危险发生的可能性，一定要做好疲劳损伤的防范工作，要将这个问题重视起来，防患于未然。

2.5、桥梁的超载

桥梁的结构设计都要达到正常的使用标准，可是在实际的桥梁运行阶段，桥梁荷载并不能都达到在设计的允许范围之内，超载会导致动荷载的应力幅值增加，同时损伤出现的几率也会增加。因为超载所造成的损伤是巨大的，这些损伤是很难修复的，超载甚至会破坏桥梁的结构，导致事故的发生。设计人员要加强对桥梁超载问题的研究力度，保证桥梁结构的耐久性以及安全性。

2.6、环保问题以及可持续发展

桥梁结构设计时应该充分考虑环境保护以及可持续发展问题，主要包含生态情况、水、空气以及噪声等多方面的基本因素。另外还要从桥位选择、桥跨的布置、基础方案的制定、墩身外形等多个方面对环境要求进行考虑，这样才能针对施工期间出现的植被破坏现象、水土流失问题以及排渣污染等不良问题采取有效措施进行控制，与此同时还要建立一套完善的环境监测与保护体系，这样才便于将不利影响降到最低。

3、桥梁结构设计过程中的细节处理

3.1、要遵循实际

在桥梁设计过程中，为了避免使桥梁结构质量发生问题，相关的设计人员必须根据实际的情况来进行设计，避免桩基位置较低的现象发生，从而能够使桥梁的质量得到保证，在桥梁标高也能够准确。

3.2、地基上带基桩的钢筋混凝土

在对地基上带基桩的混凝土压力考虑过程时，要从深层方面进行考虑。但是值得我们注意的问题是，很多的普通橡胶支座都是设立在伸缩缝当中，这么做是十分危险的，而橡胶的支座是必须要设立在桥梁的结构上面，如果设立在伸缩缝中，那么在长久的车辆荷载作用之下就导致裂缝拉断的现象发生，由此可知，橡胶支座在桥梁当中的作用，将会直接影响着桥梁的结构安全以及长久性。所以，相关部门一旦发现此问题必须及时改正，保证桥梁结构不出现问题。

3.3、桥梁最好保持和与路线正交

在桥梁设计时，最好要保证桥梁的设计能够和线路形成正交的形式，这样能够有效的减少桥梁的长度，并且还要在桥梁的适当位置处设立伸缩缝，通过伸缩缝来使受拉区的长度有效的缩短，从而能够减小桥梁收缩变形现象，以此来控制桥梁的倾向裂缝发生。

总而言之，对于桥梁结构设计而言，需要设计人员有较为丰富扎实的理论知识，还需要有着一定的工程经验，在工作中不断优化技术，保证设计的准确性，以及桥梁的整体质量安全。

参考文献

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